三峡后续工作长江中下游影响处理湖南段二期河道整治工程水下护脚施工与监管

张林生

【摘要】文章重点对河道整治工程水下护脚施工技术及监控管理进行了阐述，并对软排体施工、水下抛石及水下护脚工程施工安全与质量监管等分别进行了介绍。

【关键词】河道整治工程水下护脚工程  软排体施工   水下抛石施工    水下护脚工程施工安全与质量监管

一、工程简介

该长江中下游河道整治工程位于湖南省岳阳市华容县东山镇天字一号河段。工程主要建设内容为水上护坡维修工程和水下护脚工程，其中水上护坡维修工程包括：预制砼六方块、砂卵石垫层、浆砌石基座、百米桩、里程碑、标志牌等；水下护脚工程包括：软排体、水下抛石。

二、主要施工方法及监管

1、施工测量放样

开工前，选调训练有素、经验丰富、技能娴熟的测量人员，配备足够数量的精密测量仪器（GPS测量仪、全站仪、水准仪）设备，并且对投入本标段施工测量的仪器设备送国家技术监督认可部门进行检定，确定所有测量仪器设备的精度满足规范要求后再投入使用。根据监理人提供的测量基准点、基准线和水准点及基本资料和数据，对其进行校测，复核其资料和数据的准确性，并以书面形式报告监理人。

平面控制点加密，在监理工程师提供的高程控制网点的基础上，为方便施工，适当增设水准点、高程点，并报监理工程师批准后采用。增设网点用不锈钢埋设，埋设在适当大小的混凝土块中，并保证其绝对稳固、耐久、明显易找。

为防止差错，对施工测量控制网，先由测量员测设，再由项目经理部技术负责人进行复测，经相互检查校核，并做好检查校核的记录，以备核查。根据监理人批准的测量原始记录本的格式，认真做好各种施工测量原始记录和施工放样记录，并妥善保管，以备核查。

根据设计图纸和施工控制网点，采用坐标法测放设计桩号，进行轴线测量定线。轴线测量定线后，用全站仪辅以钢尺量测出橫断面，并测放边线。施工过程中，加强对测量控制点的保护，定期进行检查校核，测量仪器设备由专人进行保管及维护。所有测量放样的有关参数全部报监理工程师审查，并在任何时候协助监理工程师进行复检测量作业。

2、软排体施工

2.1、软排体施工前进行水下地形测量

在开工前对水下地形进行联合测量，并报监理、甲方审批。

2.1、施工流程

根据工程现场实际情况，本分部采用定位船定位，小型反铲挖掘机抛投。

主要施工流程为：施工准备 → 软排体材料进场检验 → 排体布制作 →     

排体压载 → 软排体投放 → 验收。

2.2、施工准备

2.2.1本工程所需软排体材料如聚丙烯机织布、聚丙烯无纺布、系结条等按设计要求采购加工；砼块按设计要求进行生产，砼块为C20砼，25.70kg/块。

2.2.2根据工程需要，本着因地制宜的原则做好开工前各项施工准备；

2.2.3开工前进行设备调试工作，并安装调试好视频监控，确保设备的正常运转及整个施工过程的视频资料完整性。

2.2.4准备好各类施工记录表格，以便及时进行施工记录。

2.3、砼连锁块软排体制作加工

2.3.1砼连锁块软排体布采用聚丙烯机织布、聚丙烯无纺布、系结条等高强土工布缝制，排体压载采用C20砼连锁块，砼连锁块用丙纶绳纵横预埋在混凝土小块中，通过绑扎环和排体加筋带与排布连成一体，使之连成整体。

砼连锁块软排体制作分为排体布制作和压载两部分，均在陆上预制。排体布委托专业厂家生产加工，成型后运往施工现场。砼连锁块在陆上专业混凝土预制厂预制加工。

2.3.2软排体布缝制工艺

软排体土工织物主要采用230g/m2聚丙烯机织布＋150g/m2聚丙烯无纺布。单幅排布采用包边拼缝法进行缝纫连接，由于单块排布的宽度为18m，长度为50-60m的整块，拼布缝制时必须专用设备采用数码技术控制加工更好，可成批快速生产，以满足施工生产需要，排体布加工委托专业厂家加工制作。

 

   2.4、砼连锁块软排体铺设流程

本工程混凝土连锁块软排体垂直于轴线方向铺设，从下游往上游依次铺排。

施工工艺流程

 

2.5、软排体铺设方法

2.5.1根据铺排控制软件的显示，GPS操作人员配合软排体专用铺排船操作人员将铺排船准确定位于排首位置，并锚定铺排船，砼连锁块运输船向铺排船靠拢后两船锁定，准备吊运作业。

2.5.2.由起重信号工指挥砼连锁块的吊运作业，吊运时要严禁吊运区域内站人。第一排吊运完毕后集中工人快速绑扎（包括砼连锁块单片之间和砼连锁块与土工布排体之间的绑扎），绑扎点数严格按照设计图纸要求控制。

2.5.3将滑板缓缓下倾软排体处于紧绷状态时，调整滑板倾角，使其达到30度左右，此时，第二排的连锁块边线与甲板处边线齐平。

2.5.4在甲板上继续吊装第三排砼单元体，绑扎完毕后，松开卷筒刹车，使排体下滑，当砼连锁块内边线与船边齐平时，立即刹住卷筒。

2.5.5重复以上步骤，并根据忆铺排软排体的长度与排体船作业点水深来确定移排体船的距离，首排软排体在水下河床面每铺排2米左右可考以移排体船，移排体船时要特别控制好以下两点：一是控制好铺排船的铺排速度；二是控制好铺排船铺排移动距离，在软排体船甲板上每次只能吊运安装软排体长约4m，所以每次移排体船最大铺排应略小于4m，否则会导致软排体在河床面重迭或软排体被撕裂等情况发生。

2.5.6重复以上步骤（吊运、安放、绑扎、下滑、移船），直到砼联锁块余排铺设完毕。

2.6、搭接平面位置检测

在整个护底工程施工过程中，为了确保每幅软排体的铺设质量，在施工过程中要及时检测相邻排体间的实际搭接宽度和每幅排体的具体位置，便于下一道施工工序的精准实施。

2.6.1软排体位置的检测

对于平面位置的检测，我们采用实施中的浮标法进行检测，即在软排体铺设过程中，每幅软排体沿垂直河岸方向上下游两侧各均匀布置3～7个浮标点（具体根据软排体的长度确定）。铺排前将定位浮标用Ф14mm的麻绳与准备铺设的软排体上下游侧系好，所系麻绳长度是软排体系绳处水深的1.5倍为宜。

检测方法：待一个单元的软排体铺设完后，利用小驳船作为测量运载工具，通过绞动抛锚缆移船至浮标处，将Ф14mm的浮标绳拉紧确保其处于水下最短长度位置，利用GPS检测该点的实际坐标位置。沿软排体上游方向侧的5个测点的实际位置作为下一幅软排体施工搭接的控制点，下游侧5个浮标点可作上游相邻两软体排体间搭接量的检测参照点。

2.6.2相邻软排体间搭接宽度的检测

检测方法一：用浮标法检测。

检验数量：测点数5个。

具体操作：根据已铺设好的软排体下游侧5点浮标点与下一道软排体下游侧5个浮标点相对应的长度与软排体宽度的差值，即为相邻软排体的实际搭接宽度。

检测方法二：潜水探摸。

检验数量：每幅排体与相邻排体的搭接情况。

具体操作：调派专业潜水员潜水测量相邻软排体排边的搭接长度，并记录搭接数量，计算平均值得出搭接宽度。

2.6.3搭接问题处理措施

如发现相邻排体间搭接宽度不满足要求，我们将重新补排，补排宽度要大于相邻排体间有效宽度。

2.7、软排体施工质量监督管理

2.7.1严格遵循软排体质量标准及要求

①制作软排体的材料，其单位质量、延伸率、孔径必须达到设计要求，其它指标的允许偏差在5%。

②充灌砂的砂肋充盈度达到80%～85%，砂料粒径要求严格，超过0.075mm以上的砂粒不能大于85% 。

③铺设后的轴线偏差为、搭接宽度、铺设宽度需在设计规定的范围之内。

④连锁砼强度必须满足设计要求，且起吊时强度达规范要求。

2.7.2质量保证的一些注意事项

①肋条一定要按设计要求穿过每个砂肋套，不得出现漏穿、跳跃穿等现象，且一定要按规定的间距穿好每根肋条，不得出现不穿肋条或跳跃穿肋条等现象。

②肋条充灌后，其充灌袖口一定要绑扎好，待充灌率达到设计要求后，才好下排。

③要做好施工记录，包括砼预制块验收凭证、铺排船移船记录，网格施工记录，影像资料以及施工区域河道水文、气象等原始施工记录。

④每个单元工程施工完后，及时进行单元工程评定，上一个单元工程评定合格后方可进行下一单元施工。

2.7.3质量监控措施

①制作软排体材料的各项指标必须满足设计要求，及时做好软排体进场报验工作，以及自检与抽检报告。每批次到货抽检要求不少于一次或每10000㎡抽检一次，发现不合格材料严禁使用。

②排体布在有资质的加工厂集中加工，加工时必须对排体布的强度和针脚间距进行严格控制，随机抽检，保证接缝满足质量要求。加工后的软排体及时入库，在运输施工过程中用油布包裹避免阳光暴晒。

③砼预制块在有资质的预制场生产，严格按经监理审批的施工配合比施工，并每批次制作试块，试块定时送检，预制砼强度达到设计要求后方可运进施工现场。

④铺设前，现场测量员、质检员及监理工程师联合测量，确保软排体所排投位置与设计布设部位一致。

⑤质检员及监理工程师及时检查相邻两块软排体搭接宽度是否符合设计和规范要求。

⑥严格控制砼连锁块的质量及安装密度；铺排过程中移船速度及与轴线偏差控制在有效范围，不造成撕排等质量事故。

⑦施工现场安装摄像机进行无死角视频监控，用1.9KW汽油发电机电源，视频影像经移动信号及时传至甲方与监理部办公室，监理单位派专人实时监视，对每排软排体编号，并保存好全过程施工影像资料，此影像资料作为进度款支付、竣工验收与工程结算的重要依据。杜绝了水下隐蔽工程弄虚作假、偷工减料行为的发生。

2.8、软排体安全施工监督管理

2.8.1船舶航行安全管理

①施工运输船舶作业时，认真执行《水上交通安全法》，遵守当地海事部门规定的有关航行规则，进出现场按照当地渔政部门划定的航行路线航行，确保水上施的安全。

②运输船舶及交通船均配备甚高频专用通讯设备和航行卫星定位系统。

③施工船舶在航行或施工作业时，驾驶员要加强观察，谨慎操作，遇到可能相互干扰的船只时主动与对方联系，协商避让，确保航行安全。

④执行项目部船舶应急避风预案，落实避风港口，服从项目部的统一指挥。

2.8.2软排体工程安全管理

对已完工软排体区域内做好醒目安全警戒悬浮标识，运输施工船舶进入施工现场后，严禁在已铺设完成的软排体范围内抛锚，以免对已完工程造成破坏。

保护已做好的软排体铺设范围内的安全警戒悬浮标识，确保工程安全。

2.8.3人员、机械安全管理

①进入施工现场人员均须穿救生衣，戴安全帽。

②加强对船舶用电、消防配备等方面的检查，保证船上施工人员的人身安全。

③船舶施工人员严禁酗酒，防止意外落水事故。

④施工现场安装摄像机进行无死角视频监控，用1.9KW汽油发电机电源，视频影像经移动信号及时传至甲方与监理部办公室，监理单位派专人实时监视，影像设备配备自动跟踪报警装置，对施工船驳、施工人员进行实时监管，发现施工人员不佩戴安全帽、不穿救生衣，驳船的违章操作等行为进行自动报警，并保存好全过程施工影像资料。在每周的监理例会中进行通报，很好的管控了物的不安全因素，人的不安全行为。

总之，严格按照项目部安全交底各项保证措施进行实施，确保每道工序施工生产安全都处于可控之中。

3、水下抛石护脚施工

3.1、施工前对水下抛石区进行水下地形测量

在抛石施工前用水下测量仪必须对所抛区域进行水下地形联合测量，并报监理、甲方审批。

3.2、水下抛石施工方格网划分

水下抛石施工控制的关键是按设计要求划分好方格网，并报监理审批后方可实施，抛石施工方格网一般按设计图要求划分为宽3m（垂直水流方向）×长20m（顺水流方向）的方格网，根据设计图纸计算出每个方格网的抛石数量，编制施工方格网图。并在抛石定位船上相对应的标注好，块石运输船固定在定位船相对应的方格位置后方可进行抛石施工。

3.3、施工放样

因水下抛石属水下隐蔽工程，抛石施工位置在水下，很难在水中设立好施工位置，所以需在与施工区段相对应的河岸上设立测量控制标识点，以利施工时观测。

3.3.1测量放样方法

①在每个抛石单元区段的岸边，根据建设单位提供的测量控制点，采用GPS测量仪或全站仪在抛石区段岸线布设加密控制点，根据设计图抛石坐标位置放出施工基线（顺水流方向）。

②根据测设的施工基线用全站仪测量出每个抛石区（垂直水流方向）的方向桩。

③根据各抛石单元划分区段的长度与宽度放出各基线桩。

3.4、水下抛石放样要求

3.4.1测量布设的基线桩与方向桩必须与定位船有良好通视。

3.4.2采用GPS测距仪与高精度的激光测距仪。

3.4.3桩位点位置允许误差小于5mm。

3.5、定位船选用

3.5.1定位船的选型

拟选用1艘500t定位船，定位船必须证件齐全、设备良好、并要求配备专业的操作人员。

3.5.2定位船定位

船锚、缆的选用

定位船定位要精准、稳固，必须要有满足定位要求的锚具及锚缆。

①锚具的选型：上游外侧锚选用1.0吨重的铸铁锚，下游外侧锚选用0.6吨重的铸铁锚，上下游内侧锚选用0.1吨重的铸铁锚，顶头锚选用0.4吨重的铸铁锚。

②锚缆

上游外侧主缆和下游外侧主缆选用Φ21.5以上的铁丝绳，上下游方向以及二根顶头缆规格选用Φ16.5钢丝绳为宜。

③抛锚顺序及定位船抛锚定位

a.抛锚顺序

上游外侧锚（领水锚）——上游内侧锚——外顶头锚——内顶头锚——下游内则锚——下游外侧锚。注意上、下游锚应成八字形展开，以便定位船可以上下游方向以及内外方向移动。

b.水下抛石漂距的确定方法

块石在抛投到江底的自由落体过程中，因水流的冲击作用下，块石会顺着水流方向往下游方向漂移，因此在水下抛石施工前要做试验，根据经验公式计算出水下抛石的漂距，确保抛投位署的准确。抛石漂距经验公式为：

S=0.8VoH/W1/6。

     S—漂距（米），漂距采用计算器计算得出。

     Vo —水面流速（米/秒），流速采用测速仪现场测定。

     H—水深（米），水深采用水下测深仪现场测定。

     W—块石重（kg），块石重量采用250kg电子磅现场过磅实测。

c.定位船抛锚定位

定位船利用自身动力行驶至抛投区域附近抛好锚，利用锚缆盘转动锚缆将定位船移至要抛投的断面上游侧进行初步定位，测出该区段内水深及水的流速，根据经验公式计算出漂距，漂距加上块石船头空白区长度，即为该单元工程水下抛石定位船的定位位置，在岸上用经纬仪对定位船的前后左右进行精确定位，利用锚缆盘转动锚缆将定位船移至要抛投的断面上游侧，使定位船下游侧舷边抛石区档所挂块石船船头块石位置与入水抛投的位置相一致。

3.6、水下抛石料的质量与数量控制

抛石船只一般选用120t的标准驳船，标准船一般船长30m，宽5.75m，船头至货仓长度为3.5m，货仓长20m，后船舱长6.5m，并按此标准船型划分抛投方格网。

3.6.1抛石石料质量的控制

水下抛石必须把好块石料质量关，所供块石必须先做试验，经监理工程师确认合格后，方可进场使用。

3.6.2水下抛石数量的控制

块石料船到达施工指定位置后，在水下抛石前经监理工程师主持或旁站见证下对块石料进行现场量方，量方原则为对块石船货仓长度量2次，宽度量3次，高度量5次，取平均值计算方量；然后监理工程师和项目部质检人员对块石船所装运块石进行过磅，根据过磅结果确定计量系数，消除虚吨位，在水下抛石过程施工中，监理工程师可随机过磅抽查；在水下抛石实施过程中现场监理工程师视所装块石空隙率和块石大小情况核定方量，最终以监理核定量为准。

3.7、抛石船挂档、抛投块石

3.7.1定位船定好位后，定位船下游舷边开始外挂块石货船，根据设计图要求，严格按所划分的方格网量抛投施工，各装石船在定位船下游外弦侧标记好的区档错档挂吊，以保证水下抛石的厚度及均匀度。

3.7.2根据所确定的标准船型以及有效抛投宽度将抛石设为3m×20m的标准网格进行抛投，每个船档位依次错开3m，以保证抛投均匀，且不会出现空档。

3.7.3块石船挂档在标准网格中，从船两边均匀进行抛投，在标准网格外的小区抛石时，由船的一侧进行抛投，这样挂档能够保证块石入水后落至指定区域，从而达到抛投均匀的效果。

3.7.4机械或人工抛投

块石料船在定位船下游弦侧进档挂牢后，开始组织机械或人力上块石船进行抛投，各档船只全部抛投结束，方可解缆离档。记档人员及时准确地将抛投量计上档位图，按方格网设计量严格控制实际抛投量，实际水下抛投量应控制在设计量的100%~105%范围之内，其单元工程实际抛投量控制在设计量的100%~105%范围之内。

3.8、完工后水下地形测量

水下抛石工程结束后，要及时对抛投区域以及相邻部分水域进行水下地形测量，并绘制出水下地形图，对抛前抛后的水下地形图进行对比，确定抛投符合设计要求。

3.9、施工技术要点

3.9.1施工中严格按标准船型选择装石船，确保抛石均匀和抛投厚度。

3.9.2水下抛石施工中必须遵循“先上游后下游，先深泓后浅滩”的施工顺序依次均匀投抛。

3.9.3施工靠近护坡脚槽部位时，由于水位原因，局部地方船只无法进行水下抛投时，必须采用岸上人工抬抛，接坡石（干抛石）必须采用岸上抬抛，这样能保证护脚工程与护坡的紧密连接，确保护脚稳定。

3.9.4在大规模水下抛石前，必须做好抛石试验，通过水下抛石试验得出漂距与水深、流速、块石粒径之间的经验公式参数。

3.9.5每个水下抛石单元工程抛投完成后，应及时进行水下测量，分析总结抛投结果，以便及时调整网格抛投方格网和水上作业定位位置。

3.9.6为保证施工期间长江航道的安全畅通，要主动与航运管理部门联系，服从统一指挥与调度，并设置睲目航标和水下抛石工作范围内水面浮标。

3.10、水下抛石施工质量安全监管

3.10.1对施工人员、机械设备的安全监督管理

①进入施工现场人员均须穿救生衣，戴安全帽。

②加强对船舶用电、消防配备等方面的检查，保证船上施工人员的人身安全。

③船上施工人员严禁酗酒，防止意外落水事故。

④施工现场安装摄像机进行无死角视频监控，用1.9KW汽油发电机电源，视频影像经移动信号及时传至甲方与监理部办公室，监理单位派专人实时监视，对每条驳船抛石进行编号，并保存好全过程施工影像资料，此影像资料作为进度款支付、竣工验收与工程结算的重要依据。杜绝了水下隐蔽工程弄虚作假、偷工减料行为的发生。在影像设备上配备自动跟踪报警装置，对施工船驳、施工人员进行实时监管，发现施工人员不佩戴安全帽、不穿救生衣，驳船的违章操作等行为进行自动锁定与报警，并保存好全过程施工影像资料。在每周的监理例会中进行通报，很好的管控了物的不安全因素，人的不安全行为。

总之，本工程严格按照以上质量与安全要求进行监管，能确保每道工序施工质量、生产安全都处于可控之中。

三、小结认识和结束语

经过参建各方的不懈努力，该项目在2018年12月31日前圆满完工。

一般水下护脚工程施工的“窗口期”很短，要求在该年度枯水期完成水下护脚施工任务，否则要等下一个年度才能实施，工期紧，施工材料必须提前计划、准备充足，作业的专业机械设备、施工队伍要紧密配合，施工任务繁重。

一般水利工程都具有点多、面广、线长，施工条件差，安全隐患多、监管难度大等特点。随着科技水平的不断发展，信息化程度越来越高，水利工程的智慧工地也越来越多，相关部门在办公室就能有效监管千里之外的施工现场，随着水利工程施工信息化管理的推广普及，水利工程施工质量与施工安全会更有保障。