浅谈浅海水下蹬脚块施工工艺

徐彦东 树文韬 王浩 陈国营 陈世勇

摘 要：混凝土护脚是坡式护岸常用的护脚形式。由于蹬脚块依靠自身重力抵抗护岸斜向推力，故蹬脚块尺寸大、重量大，且因蹬脚块多埋在水下，所以蹬脚块安装在质量控制、安全控制和施工效率方面存在较大困难。对此，可采取钢模预制混凝土、工具辅助人工水下基槽整平、精确安装设备选型和合理的施工组织等措施，提高浅海水下蹬脚块施工施工质量和施工工艺，降低施工安全风险。

关键词：护岸工程；蹬脚块预制；水下基槽整平；蹬脚块安装

1. 工程概况

某沿海景观桥建筑位于帆船基地出海口，地面以上跨度为173米，桥体最高处为63.5米。根据设计，需对原护岸进行拆除后二次护岸。本段护岸采用斜坡式结构，该段为半径52.0m、弧长79.107m的圆弧段，沿顶高程为4.0m，坡度1:1.5，坡脚设置C30F300混凝土蹬脚块，其下依次设置600mm厚30～50kg块石垫层和100mm厚二片石垫层。

2. 施工难点

   1. 蹬脚块规格

本工程蹬脚块混凝土型号为C30F300,长度4640mm，内边宽度1390mm，外边宽度1500mm，高度2250mm（见下图），单块体积14.88m³，单块重量35.71吨，预埋两根φ45吊环。由于蹬脚块尺寸大，为保证安装精度，要求预制场地平整。本护岸设计蹬脚块数量为64块，且重量达到35.71吨，不宜进行场区内二次倒运，这就要求预制场地开阔、平整，现场场地较为狭窄，使预制、安装均较难。蹬脚块为大体积混凝土，混凝土浇筑质量难以得到保障。

图2.1-1 蹬脚块大样图

1. 2. 基槽清淤与回填整平

临海区域淤泥堆积较厚，无法达到设计持力层要求，且深浅不一，淤泥最深处达2000mm，根据设计要求，需清淤至粉质黏土后10~100kg块石回填至设计标高。本护岸处于出海口，进出船舶多，且受潮汐影响，易造成回淤，清淤难度大。浅海区域，无法进行船舶作业回填整平，使得施工效率大打折扣。

1. 3. 近海蹬脚块吊装

本护岸蹬脚块重量达35.71吨，护岸轴线至蹬脚块内侧达7.8m，考虑蹬脚块尺寸与汽车吊站位与回填岸边安全距离以及汽车吊自身尺寸，需选择足够保证系数的大型安装设备。蹬脚块顶面设计标高为-1.2m，根据现场观察，最低潮水水位为-0.9m，涨潮时蹬脚块全部淹没在海水中。且临海地区风力大，使得安装难度徒增不少。

3. 主要施工工艺措施

   1. 蹬脚块预制

本护岸轴线为半径52.0m的圆弧段，使得蹬脚块的设计尺寸是相同的，考虑到模板的周转率，采用钢模周转率高。蹬脚块为大体积混凝土，高2250mm，为保证混凝土的充分振捣，以及减少涨模的风险，控制截面尺寸精度、表面平整度，钢模优势明显。组织流水施工，混凝土强度达到80%方可进行吊，考虑本地3月份气温，配置6套模板，周转使用，混凝土覆盖棉被保温养护，达到设计强度即进行安装，减少了施工场地的占用和场区内蹬脚块的二次倒运。另外，对于场地平整度不足的场区，浇筑100mmC15混凝土垫层，模板安装之前，需在垫层之上垫一层2-3mm塑料薄膜，防止蹬脚块混凝土与垫层粘接，影响安装。

图3.1-1 钢模安装

1. 2. 水下基槽整平

浅海区域受船舶吃水线限制，无法进行船舶清淤。经综合比较，采用1台26长臂挖掘机进行清淤。即使采用长臂挖掘机，因其作业场地涨潮时也会被潮水淹没，所以需合理利用潮水退至作业平面以下的时间。由于淤泥深浅不一，需对淤泥深处增加开挖宽度，以减少潮水和来回船舶造成的回淤。开挖至粉质黏土层，即“见黄”后，应立即组织10~100kg块石回填，防止回淤。清淤至块石回填应尽量控制在一个潮水周期内完成，所以需采取分段进行的方式。

块石回填至设计标高以下200mm，进行人工水下作业整平，不宜超过设计标高。同清淤作业，水下整平亦无法使用船舶作业。蹬脚块吊装完成后，位置调整较为困难，因此对块石回填的平整度要求高。且水下测量效率低，纯人力水下整平受潮汐影响视线差、操作困难。对此，使用一种浅海基槽整平工具，在确定四个点的标高后，即可对区域范围内的回填进行整平，提高了整平效率和质量，为蹬脚块安装提供了有利基层，有利于蹬脚块安装的质量控制。

1. 3. 蹬脚块吊装

蹬脚块单块重量35.71吨，护岸轴线至蹬脚块内侧达7.8m，考虑蹬脚块尺寸与汽车吊站位与回填岸边安全距离以及汽车吊自身尺寸，安装最大半径16m（最大安装距离8米+安全距离3米+汽车吊中心到支腿5米），经对比各类型号起重机械起重能力，选用300t汽车吊进行蹬脚块吊装作业。

表3.3-1 300t汽车吊性能表

沿海地区风力较大，应及时关注气象变化，合理组织吊装施工时间。遇有6级以上强风和雷电应停止作业,大雾天气应停止作业。对操作人员进行交底，现场施工管理人员进行旁站，出现异常情况，应立即停止作业，排除隐患后方可进行蹬脚块吊装作业。

蹬脚块吊装时，先将蹬脚块2/3没入水中，依靠蹬脚块浮力抵抗其部分重力作用，用水面上的浮漂进行初步定位，第一块吊装入水后用GPS进行标高和位置的校核。而后，依次进行后续蹬脚块的安装，并逐一进行标高和位置的校核。出现错台、倾斜时，应停止吊装，可通过回填二片石的方式进行基槽的局部找平，直至蹬脚块安装偏差符合规范要求。

4. 结语

作为斜坡护岸常用的护脚形式，蹬脚块的施工显得尤为关键。通过合理的施工组织和各工序的质量的控制，提高了浅海水下蹬脚块施工效率，为后续护岸工程和本项目后续施工提供了有利条件，也为今后其他类似工程的施工提供了一定的借鉴思路。

参考文献

[1] 潘锋.浅析航道整治护岸工程施工工艺及质量控制[J].农家参谋,2020(14):245.

[2] 宗莹.航道护岸工程施工质量和安全管理分析[J].科技经济导刊,2020,28(07):46+45.

[3] 张兆波.航道护岸工程施工质量控制与管理[J].中国水运,2019(11):89-90.

[4] 张桂俊,夏虎成.航道整治护岸工程施工工艺及质量控制[J].工程建设与设计,2018(18):114-115.