外海围堤护面块体安装及质量控制

外海围堤护面块体安装工艺及质量控制

【摘 要】 本文主要结合工程实践简介扭工字块及扭王字块护面块体在外海无掩护条件下的安装工艺，并介绍定点随机安放扭工字块和扭王字块的质量控制要点。

【关键词】护面块体；定点随机安装；质量控制

斜坡式防坡堤的护面层型式有块石、浆砌块石、抛填方块和安放人工块体。随着防波堤兴修于水深和波浪较大的水域中，各种砼制成的异形块体应运而生。这类块体可以增强自身稳定性，增加堤表面的糙度和渗透性，因此也提高消浪能力。世界上用得最早的是四脚锥体，其消浪性能及稳定性的良好表现，推动了各种异形块体的研究，至今世界上已研制出百余种异形护面块体，但被广泛采用的仅是扭王字块体、扭工字块体、四脚锥体、四脚空心方块、栅栏板等形式。异形人工块体护面的斜坡堤是斜坡堤的基本型式，南通港洋口港区人工岛工程护面工程即采用了扭工字块和扭王字块这两种基本的护面块体型式。本文即对外海围堤护面块体安装及质量控制作一简要介绍。

1、工程概况

本工程外围护面块体型式分别为：NO+0～N0+1406.77、西北圆弧段、东北圆弧段、E0+0～E0+368.356为6T扭工块体，E0+368.356～E0+573.511为4T扭工块体，S0+0～S0+1320.000、西南圆弧段、W0+300～W0+800为3T扭王块体，W0+0～W0+300为4T扭王块体。

本工程特点：

（1）本工程地处外海，潮差大，大风天内风浪较大，月有效安装天数仅为15天左右，且主要安装刚好在7～10月份，受台风影响很大，对安装工作带来很大影响。

（2）工程量大、工期紧，施工组织困难；护面块体为最外层防护结构，对岛壁结构的安全和岛内倒滤层顺利施工影响很大。

（3）本工程外围钢板桩、联锁片已施工结束，东侧和西侧泥面标高较高，浮吊安装受潮水影响很大，运输船容易搁在钢板桩、联锁片上，易出安全事故，需根据每日涨落潮时间合理安排施工。

2、 护面块体安装工艺

2.1 施工工艺流程

垫层块石抛填、理坡

安装参数计算及网格图平面图绘制 起重船定位

预制块体验收、运输 装运船靠起重船 计算机模拟安装 护面块体试安放

验收、总结

水上分区定点随机安放扭工块、扭王块

陆上分区定点随机安放扭工块、扭王块，+8.5m以上块体随着胸墙的浇注而安装

护面块体调整、补抛

验收

图1 护面块体安装工艺流程图

2.2主要施工工艺

护面块体安装在垫层块石理坡合格后及时进行护面块体安装防护。护面块体安装按构件所处位置及施工工艺要求，拟分3层进行安放。第1层采用浮吊进行水上安放（无戗台的岛壁原则上不需要水上安放）；第2层采用80t履带吊停在+8.5m抛石堤上安放+8.5m以下的护面块体；第3层采用履带吊在胸墙浇注后安放+8.5m以上护面块体。

本工程护面块体安装工程量大，工期紧，＋8.5m以下构件共65000块，2007年6月25日开工，11月15日完成，共4.5个月，单月最大安装量在8～9月，每月需安装20000个左右。因此合理组织和安排护面块体的安装顺序至关重要。

1）护面块体运输

因本工程施工地点在外海，因此所有护面块体出运全部采用水运，采用运输船从预制厂专用码头

出运。每次出运时，预制场根据现场需求数量，由龙门吊配合人工落驳。护面块体需控制装船层数，以免在运输过程中因风浪影响导致下层护面块体被压坏从而出现大量断肢和破损现象。

2）安装选用设备

本工程水上安装采用30～50t浮吊，趁潮水安装；陆上安装采用80t、65t、50t履带吊，具体选用根据吊重和吊装距离来确定。因本工程安装数量大，时间紧，高峰时扭工块安装需同时四个点安装，需三艘浮吊水上安装和一个点陆上推进，扭王块安装需同时两个点安装。因此保证大量的船机设备是本工程完成的必要条件。

3）护面块体安装图的绘制 ①、 安装参数计算：

a、扭王块 根据设计要求，扭王字块采用定点随机安放。4t扭王字块每100ｍ安装47块，3t扭王字块每100ｍ安装57块。安放参数计算公式为：

N＝100/BL L = 0.5B

式中： N－每100ｍ扭王块安放个数； B－扭王块相邻行（水平向）的间距； L－扭王块相邻排（沿坡向）的间距；

则， 4t扭王块：B=2.063m，L=1.031m

3t扭王块：B=1.873m，L=0.937m

扭王块沿坡面水平投影间距，即网格图坡向间距：

4t扭王块：L’=L×cosα=1.031×0.8945=0.922m

3t扭王块：L’=L×cosα=0.937×0.8945=0.838m

式中： α—坡面与平面的夹角，本堤坡度为1:2，α=26.57°

b、扭工块 根据原设计要求，扭工字块采用定点规则安放，但因戗台以下泥面标高在-3.0m～+2.5m，而最低潮水位在+0.1m以上，水下无法人工控制采用规则安放，即使戗台以上可采用定点规则安放，但外海潮差很大，因定点规则安放需人工辅助控制其方向、角度，高水位时无法安装，每天的作业时间有限，且定点规则安放工作效率不到定点随机安放的一半，对于工期紧、工作量如此之大的安装任务，而且又处在台风频发的7～10月份，采用定点规则安装是极其困难的，因此，要求设计变更为定点随机安装，虽增加了工程量，但节省了大量的时间，使理好的垫层块石及时得到覆盖，保证了岛壁结构不至被风浪破坏。6t扭工字块定点随机安放每100ｍ安装50.65块，4t扭工字块每100ｍ安装66.4块。安放参数计算公式为：

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水平方向间距：a=10/(N/2)

延坡度方向间距：b=a×m/(m+1)

式中： N－每100ｍ扭工块安放个数；

m－斜坡堤坡度1：m，本工程斜坡堤坡度1:2，m=2； 则， 6t扭工块：a=1.987m，b=0.994m

4t扭工块：a=1.736m，b=0.868m

扭工块沿坡面水平投影间距，即网格图坡向间距：

6t扭工块： b’=b×cosα=0.994×0.8945=0.889m

4t扭工块： b’=b×cosα=0.868×0.8945=0.776m

②、安装网格图绘制

块体安装网格是根据块体安放密度和防波堤外形尺寸设计算出每个块体安放的位置，根据上述安装参数可绘制安装网格图，以4t扭王块为例，其安装网格图如下：

图2 4t扭王块安装网格图

③、安装平面图绘制

护面块体根据浮吊的吊距、起重能力分区安放。安放前，按照浮吊定位一次能安放尽量多的块体的原则绘制护面块体安放平面图，用以指导块体安装的施工。这样就避免了频繁的移位，提高了作业效率，也便于施工和技术管理。

护面块体安放平面图如下图，分起始区、标准区和特殊区。考虑到块体稳定的要求，起始区为三角形，按从下到上每层减少一块的原则，呈三角形安放。如图中的A区。

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