帕克西大桥水下抛石工程施工技术

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姜京洪 张 鹏
(中国水利水电第十三工程局,山东德州 253009)
摘 要:简述了孟加拉国帕克西大桥河道整治工程的概况、自然条件与特点,介绍了在流速急的河流中进行水下抛石施工的船体定位、抛石、质量控制方法及措施。
关键词:抛石;护坡;护坦;施工方法;质量控制;帕克西大桥
中图分类号:TV52 文献标识码:B 文章编号:1008-1305(2005)00-0073-03
1 工程概况
帕克西大桥工程位于孟加拉国境内库什蒂亚(Kushtia)和巴布纳(Pabna)两省的交界处,由中国铁道部大桥工程局中标承建。工程所处的恒河(Ganges )是孟国最主要河流之一,流速急,落差大。我局承建的河道整治工程是帕克西大桥的附属工程,施工内容主要为陆上、水下土方开挖填筑,混凝土预制块护坡,土工布和沉排的铺设,陆上、水下抛石等施工。
2 自然条件与特点
工程所处地区属亚热带季风型气候,湿热多雨。全年分为冬季(11 月~2 月),夏季(3 月~6 月)和雨季(7 月~10 月)。年平均气温为26.5℃。冬季是一年中最宜人的季节,最低温度为4℃,夏季最高温度达45℃,雨季平均温度30℃。受雨季暴雨及上游印度提闸泄洪的影响,工程所处河流的水位落差极大,从雨季的14m 高程降到旱季(指冬季和夏季)的5m 高程左右,对施工进展有较大的影响。石料抛填准备工作主要包括石料的贮备与采购、抛石断面的形成、临时码头与临时道路的修筑等辅助工作,不予赘述。
3 水下抛石施工
根据工程设计的要求,抛石施工总体要求做到:先水下,后陆上;先下游,后上游。下面重点介绍水下抛石的施工方法与技术措施。
3.1 施工准备
3.1.1 断面测量及网络划分
投抛施工前及时进行水下投抛区域断面的测量验收,并根据测量数据运用Autocad 2000i 和Land development 计算机绘图软件绘制相应的水下断面图与平面图,报送监理工程师审批签字认可。根据试验段的抛填数据及效果,我们在设计施工平面图上,垂直于断面线方向按4m×17m、2.5m×17m,分别对护坦和护坡部位进行网格划分,并辅以标明船数的纵断面图;由于设计堤线包含有直线和曲线,因此网格划分时在曲线段考虑了一定的调整转角。见图1 及图2。
3.1.2 抛石管线方向线的放样及抛石设备
根据提供的施工图纸,使用仪器放测出水面以上10.4m与6.5m 高程的方向控制点,两点的连线即为抛石断面方向线,插以鲜明的竹桩标识,上系一绸布,标明桩号或编号。具体到抛石时,每个断面再换以两根长2.5m 左右的细直标杆,便于岸边和管线上的人员校对断面方向(即管线方向)。根据施工的现场条件和施工特点,水下设备采用局机械厂自制的开体驳与甲板驳(载重均150t)。前期使用开体驳抛填大量的石料,后期用开体驳补抛或甲板驳人工补抛。
3.1.3 沉排就位
做好的沉排通过錨艇拖入水中,并拖至下沉位置,岸边以两台挖掘机辅佐调整、就位、固定,调整至设计位置时,人工抛掷一定数量的鹅卵石,使之均匀下沉就位。
3.1.4 抛石管线定位
① 抛石管线选用德盛号3800 绞吸式挖泥船的专用排泥管,并通过螺栓将之与钢浮体连接固定。必要时,浮体之间用钢板(边角料)焊接加固。
② 管线的长度为80m 左右,方向垂直于岸边。
③ 管线两端各焊接两个绞盘和方向桩,其中绞盘焊接固定于浮体上,分布在管线两侧;方向桩焊接固定于管线上。
④ 靠岸侧的管段,通过绞盘及其附带的钢丝绳,用卡环固定于岸上10.4m 高程处的混凝土预制块上(预制时已预埋好吊点),或者固定于岸边的木桩(已提前打好)上,或者固定于岸边埋置的地笼;水下一端通过錨艇,配备足够长的钢丝绳、卡环等,采用铁锚定位。管线两端的钢丝绳均呈外八字形。
⑤ 铁锚抛掷完毕及岸上钢丝绳固定好后,人工转动绞盘慢慢绞紧钢丝绳,直至管线方向对齐于岸边10.4m 与6.5m
高程所插细标杆形成的断面,然后使用插销锁住绞盘。3.2 抛石施工
3.2.1 试验段试抛
试验段的抛石结合永久性工程施工进行。项目部于2001 年上半年作了50m 的试验段,试抛结束后,及时将成果整理提交给了业主与监理工程师审核批准。经试验得知:护坦施工时,每抛填一满船(8 车)石料可抬高高程1.1~1.4m,摊铺宽度为4m;护坡施工时,每抛填一船(4 车)石料可抬高高程0.6~0.7m,摊铺宽度为2.5~3m。抛填完毕经测量基本符合规范要求。
3.2.2 施工方法www.tmgc8.com
石料抛填采用管线定位与船只定位法,按先下游后上游法抛填护坦,按由岸边向河中的方法抛填护坡。
(1)测量放样、定点。在要抛填石料断面的岸边,用全站仪放出一个距离控制点,根据事先打印好的施工图纸上数据,通过测绳量测出各个船位位置,并用粉笔标识于管线上。安排一名雇工手持标杆站在需要抛填的船位处,指挥引领驳船停靠抛填。
(2)石料装船。驳船首先停置于临时码头,并通过船头、船尾的系缆桩及岸上的粗木桩用缆绳拉紧固定。岸上的雇工通过绞盘调整跳板,使之搭到船舷上。采用自卸汽车进行装船,所有料位按设计要求装满后驶离码头,换第二条驳船装料,依此类推。
(3)石料抛卸。驳船由中方人员驾驶,根据抛石管线上中方人员的指挥,使船头慢慢停靠到管线边的方驳边缘。(铁浮体上焊接一层铁皮,便于工作人员施工,简称为“方驳”)。驳船停靠管线后,让管线上的雇工慢慢推动船头至需要抛填的船位处。船上雇工抛下缆绳,交予管线上的雇工,系于管线上,另外一端固定于船头的绞盘上,通过人力转动绞盘绞紧;同时把事先准备好的钢丝绳(绳的一端已于管线上设计位置处固定好)抛掷到船上,挂到船尾的系缆桩上。上述的准备工作做好后,通过船舵和档位慢慢调整船体,使船体垂直于管线方向,此时连接船体与管线的钢丝绳已绷紧,按动开启按钮,打开开体驳,使石料滑落出舱体。抛石过程中要随时调整好船体,使之尽量垂直于管线。抛填完毕,按动关闭按钮,合拢舱体,同时松开船尾系缆桩上钢丝绳及船头绞盘上缆绳,船体驶离管线,返回码头续装石料。
驳船离开后,管线上的中方人员在施工图纸相应的抛石船位上做好标记。每个抛石断面按设计数量抛填,抛填完毕后,移动铁浮体至下一船位置。整个管线断面抛填完毕后,视现场实际情况,移动岸边混凝土块上的钢丝绳,利用锚艇移动水中的两个铁锚,重新定位,通过绞动管线两端的绞盘来移动整个管线至下一断面就位,见图3。
抛石标准断面线
驾驶室
开体驳
定长钢丝绳
抛石标准断面线
定距
岸边线
木桩抛石管线方向线
铁浮体
排泥管
方驳
舱体
图3 管线定位及抛石示意图
3.2.3 措施与说明
① 抛填过程中利用自制的测深锤随时检测抛填效果,记录收集数据,进行分析总结,指导后面的抛石施工。
② 整个护坦的抛石分三个阶段抛填,第一阶段抛填设计船数的一半,第二阶段抛填另一半,第三阶段根据测量结果进行补抛(可利用开体驳补抛或甲板驳人工补抛)。
③ 护坡抛石可与第二阶段的护坦抛石同时进行,并跟随第三阶段进行局部补抛。
④ 开体驳舱体尺寸为3×17m,划分4 个装料位置,每个位置可装料2 车,满船为8 车。装船车数:1~8 车均可,护坦基本为8 车(4×2),护
坡基本为4 车(4×1),局部可按施工设计需要,调整车数。
⑤ 由于石料抛填过程中水位仍在继续下降,为减少以后的补抛量,护坡抛填时先从靠岸侧开始。
⑥ 护坦第一阶段抛填完毕,使用测深仪配合GPS 进行测量,将所测数据输入计算机,使用Autocad 2000i和Land Development 绘图软件形成水下地形图,根据抛填效果绘制第二阶段施工图。抛填完护坦的第二阶段和护坡后再次测量检测,并反映到图纸上,根据数据进行第三
阶段的局部补抛工作。
⑦每天抛填完毕,码头、管线、料场及监理及时沟通,复核日抛石量,并进行数据汇总。
⑧每船开体抛填完毕,均用竹竿人工进行清理,确认石料全部滑落出舱体后,再进行舱体关闭,避免粘贴的石料对舱体的破坏。
⑨考虑到管线边缘与开体驳舱体前沿的间距为12m,故放样时管线定位线均从抛石标准断面线向前平移了12m。
4 质量控制措施
检验抛石工程质量好坏的主要标准就是抛石断面线和石料数量,为了确保抛石的工程质量,我们在施工过程中、局部抛填完毕及基本抛填完毕后,均按导堤线方向每10m设一检测断面,进行多次检测。同时,在工程实施过程中自始至终加强了石料进料、石料配比、测量、管线定位、施工图设计、抛填、现场指挥、现场联系等多方面的管理与完善,
按期、保质圆满地完成了施工任务。
4.1 石料控制
(1)石料进场前,项目有关人员会同业主、监理工程师前往印度的石料场勘查,并取样送孟国的实验机构试验检测。www.tmgc8.com
(2)修筑平整多个料场,贮存不同级配的石料。
(3)在料场现场,会同监理多次做设计级配试验,进行多个料场的组合。
(4)装料时,料场安排三台装载机,通过装不同料场的石料,装不同的车来控制石料的级配。4.2 测量控制
(1)通过Autocad 2000i 和Land development 软件计算出放样数据,认真放测各抛石断面线及距离控制点,并进行复核,采取措施加以保护。
(2)加强抛前、抛投期间的水下测量,及时把数据反映到图纸上,便于修整后面的抛石施工。
(3)抛填完毕,按设计断面进行测量,并对所有设计断面线附近加密检测,以指导后期的石料补抛工作。
(4)护坡抛填期间,尤其是靠近岸边侧抛填时,管线上安排专人用测深绳或长竹竿随时监测需抛区域的水深,并根据水深,通过对讲机及时通知码头是否按事先约定装船。
4.3 抛填控制
(1)抛填时,做到抛填准确,并随时做好记录,避免多抛、漏抛。
(2)对有转角的部位,可采取船只贴管线的方式进行抛填。
(3)抛填期间,随时监测管线方向是否偏移,若有则立即进行调整。
5 结束语
抛石施工是帕克西大桥河道整治项目的重点工程,而水下护坡、护坦抛石属隐蔽工程,施工难度大,技术要求高,其能
否成功抛填及抛填的质量好坏直接影响到大桥和大堤的安危。经过严格、精心管理,工程在施工组织设计、施工计划编制、石料的供应、工程测量、人员及设备的安排、抛石过程控制、安全等各方面都做了具体的细化、落实与执行;在施工中,由于采取了各种组织和技术措施,项目日抛石最高船数达64 船,抛石量达6700 余吨。取得了可观的经济效益和良好的社会效益。其管理和施工技术对国内护堤、护岸工程有重要的借鉴价值。


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