荊江河段航道整治工程高流速下透水構(gòu)件安裝工藝的改進(jìn).docx

1、荊江河段航道整治工程高流速下透水構(gòu)件安裝工藝的改i©李偉中交二航局第一工程有限公司A摘要：長(zhǎng)江中游荊江河段航道整治工程張家灣潛丁壩中直線段28128m范圍為透水壩，透水構(gòu)件在透水壩拋石基床整平完成后安裝。由于透水構(gòu)件安裝施工期間，河段自然環(huán)境與歷年有所不同，水位高，流速快，常規(guī)的透水構(gòu)件安裝施工方案實(shí)施效果欠佳，2不能滿足施工需要。為確保透水構(gòu)件安裝的質(zhì)量，提高功效，項(xiàng)目部對(duì)高流速下透水構(gòu)件安裝工藝進(jìn)行了改進(jìn)，最終保證了透水構(gòu)件的順利安裝及潛丁壩總體的施工質(zhì)量和功效。文章對(duì)構(gòu)件安裝的新工藝進(jìn)行闡述。A關(guān)鍵詞：航道整治透水壩透水構(gòu)件測(cè)量桁架1. 工程概況張家灣潛丁壩位于K江中游荊江周天

2、河段顏家臺(tái)卜.游，周天河段位于長(zhǎng)江中游上荊江末端，距武漢市428km,上起郝穴，下迄古長(zhǎng)堤，全長(zhǎng)27km。潛丁壩結(jié)構(gòu)由護(hù)底、壩身、壩頭3部分組成，其主體結(jié)構(gòu)全部分布于水下。護(hù)底：采用D型排護(hù)底，排上拋石，排休下游邊緣拋投透水椎架，排體上游邊緣及靠近航道側(cè)預(yù)留變形區(qū)邊緣設(shè)罟.備填石。壩身：為透水壩、鋼絲網(wǎng)石籠筑壩和拋石壩混合型壩，其中直線段28'128m范圍為透水壩段，勾頭前端120m為鋼絲網(wǎng)石籠筑壩，其余壩體采用拋石筑壩。壩頭：頂端部為直徑3m的半頃I,呈輻射狀與河底相接：沿壩軸線向河坡坡比為1：5,向上、下游逐漸變坡比與壩身平順銜接。2. 透水段壩體及透水構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式透水段壩體長(zhǎng)1

3、00m,里程為2礦128m段，山下至上依次為D型排護(hù)底、拋石基床、透水構(gòu)件和模袋混凝七護(hù)面。透水構(gòu)件為C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由底板和上部齒形體組成，高度為2.5m,底板尺寸為3rnX3rnX0.3in,底板設(shè)20個(gè)直徑160mm的透水減壓孔，上部齒形體由水流方向混凝土柱墻和壩軸線方向兩個(gè)懸普胸墻組成，每個(gè)胸墻尺寸為1mX1mX1.4m。透水構(gòu)件體積10.48ni3,重量為26.21,共33件。透水構(gòu)件結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖I。3. 透水構(gòu)件常規(guī)安裝施工工藝3.1透水構(gòu)件常規(guī)安裝施工工藝流程透水構(gòu)件安裝施工工藝流程如下：施工準(zhǔn)備一構(gòu)件場(chǎng)內(nèi)吊裝一平板車(chē)場(chǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)-*構(gòu)件吊裝上船一水上運(yùn)輸一起重船定位工作船靠泊一

4、運(yùn)輸船靠泊一構(gòu)件安裝一檢測(cè)調(diào)整下一個(gè)構(gòu)架安裝。3.2透水構(gòu)件安裝施工方法及要點(diǎn)(1)施工準(zhǔn)備構(gòu)件運(yùn)輸、安裝前，應(yīng)先對(duì)構(gòu)件的預(yù)制質(zhì)量進(jìn)行檢查驗(yàn)收，驗(yàn)收合格圖I透水構(gòu)件結(jié)構(gòu)圖后，方可進(jìn)行出運(yùn)。新廠預(yù)制場(chǎng)距張家灣潛壩施工現(xiàn)場(chǎng)水上約12km。透水構(gòu)件通過(guò)預(yù)制場(chǎng)自有斜坡道碼頭上船，碼頭起重船舶為現(xiàn)場(chǎng)安裝構(gòu)件的起重船，此方案節(jié)約了碼頭起重設(shè)備的費(fèi)用，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性較為合理。轉(zhuǎn)運(yùn)碼頭斜坡道路為碎石路面道路，由于道路受洪水浸泡時(shí)間長(zhǎng)，構(gòu)件轉(zhuǎn)運(yùn)前需先補(bǔ)充俳石，再用20T壓路機(jī)進(jìn)行35次均勻碾壓，達(dá)到穩(wěn)定、平整度要求，確保出運(yùn)碼頭道路安全。透水構(gòu)件場(chǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)場(chǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)包括：構(gòu)件從預(yù)制場(chǎng)吊上平板車(chē)、平板車(chē)運(yùn)至碼頭。起重設(shè)備

5、選用50T輪胎式起重機(jī)，運(yùn)輸設(shè)備選用K9m、寬2.5m的平板車(chē)。每次轉(zhuǎn)運(yùn)一件透水構(gòu)件，構(gòu)件起吊前，在平板車(chē)構(gòu)件放置處，預(yù)先擱置厚約2cm的橡膠墊板，平板乍尾部焊制10槽鋼作為擋板，擋板內(nèi)側(cè)采用橡膠墊片進(jìn)行包裹，對(duì)構(gòu)件周邊間隙采用楔形木方進(jìn)行固定，并采用尼龍繩和手拉葫蘆進(jìn)行捆綁、固定防止構(gòu)件在出運(yùn)碼頭斜坡上滑落、破損。平板車(chē)倒進(jìn)碼頭斜坡道路停穩(wěn)后，采用楔形木方塞至平板車(chē)后輪胎處，防止車(chē)輛下滑。<3）構(gòu)件上船及水上運(yùn)輸構(gòu)件上船及水上運(yùn)輸采用100t起更船（50mX20mX3.6m）.600T方駁（41mX8.5mX2.5m）等設(shè)備施工。為解決運(yùn)輸船甲板不平、構(gòu)件碰損等問(wèn)題，在600T方駁甲板

6、上采用砂帶進(jìn)行底板鋪平，砂帶厚度為10cmo構(gòu)件裝駁后同樣需要采取尼龍繩和手拉葫蘆進(jìn)行必要的固定，防止在運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生傾斜或墜落等事故，采取對(duì)稱(chēng)法裝駁，起重船采取拖輪拖運(yùn)；采用100T起重船將33件透水構(gòu)件起吊至兩艘600T方駁h：一艘運(yùn)輸船先至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，另一艘在預(yù)制場(chǎng)臨時(shí)碼頭等待，待安裝完成一船后，再到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)。（4）現(xiàn)場(chǎng)起重痼定位、運(yùn)輸船靠泊起亟船設(shè)有4個(gè)電動(dòng)絞美，定位時(shí)拋八字錨，通過(guò)錨纜控制起至船的位置.>起重船定位于潛丁壩的上游，平行于壩體軸線方向，船舷距離構(gòu)件邊線2m處定位，構(gòu)件運(yùn)輸船平行?？坑谄鹬卮嫌未稀９ぷ鞔谄鹬卮掠?，與起重船垂直定位。工作船主要作用為：潛

7、水員設(shè)備堆放、構(gòu)件安裝拉導(dǎo)向繩等。構(gòu)件安裝基床整平驗(yàn)收后，開(kāi)始安裝工作，安裝由起重船與潛水員配合完成。起重船精確定位后，構(gòu)件運(yùn)輸方駁?？吭诙ㄎ淮掠蝹?cè)，在起重船上用GPS定位出軸線位置，引導(dǎo)施工，起垂船沿壩軸線移動(dòng)。構(gòu)件起吊前，起重船的吊鉤先掛好構(gòu)件吊環(huán)，保持一定拉力（不吊起），在構(gòu)件頂部安裝上采用兩臺(tái)GPS進(jìn)行定位。為防止構(gòu)件在入水過(guò)程中在水流作用下，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)偏移；在構(gòu)件入水前在構(gòu)件兩側(cè)吊環(huán)處綁系巾20mm尼龍繩（八字繩），尼龍繩悵度為30m。每個(gè)透水構(gòu)件吊裝前，采用交通船在構(gòu)件的4個(gè)角點(diǎn)處各放罟.道長(zhǎng)度為4m的豎向鋼管作為測(cè)量標(biāo)桿，鋼管的連線呈正方形，正方形的中心坐標(biāo)與構(gòu)件底部的中心坐標(biāo)重

8、合，正方形的邊氏為5m,即鋼管各角點(diǎn)超出構(gòu)件底部各角點(diǎn)的距離均為Im,鋼管采用GPS定位。鋼管放置前其底都各焊接一塊50cmX50cmX5cm鋼板，鋼管與鋼板表面垂直。起吊工作由專(zhuān)人指揮，檢查無(wú)誤后開(kāi)始起吊。先吊離船體、穩(wěn)定、提高、吊轉(zhuǎn)、八字繩牽引到定位船、入水、依靠定位船與八字繩初步定位，構(gòu)件慢慢入水，構(gòu)件入水過(guò)程中，工作船作業(yè)人員同步放尼龍繩。當(dāng)構(gòu)件底距基床0.3m左右時(shí)，停止落鉤，潛水員復(fù)測(cè)，量取構(gòu)件每個(gè)角點(diǎn)與測(cè)量標(biāo)桿的距離，再結(jié)合相鄰構(gòu)件的縫寬和邊線的錯(cuò)臺(tái)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行定位，如偏差過(guò)大，重新調(diào)整定位，確保構(gòu)件的角點(diǎn)與測(cè)量標(biāo)桿的距離的差值W5cm,相鄰構(gòu)件的邊線錯(cuò)臺(tái)W5cm,縫寬W3cm,經(jīng)

9、監(jiān)理工程師認(rèn)可后，方可解扣。根據(jù)起電船性能參數(shù)，起重船在每安裝6個(gè)構(gòu)件后進(jìn)行移位，工作船每安裝完成2個(gè)，沿壩體軸線前移6m。I.透水構(gòu)件安岐施工工藝面臨的困難透水構(gòu)件安裝于2015年10月21日開(kāi)始施工.11月20日完成。根據(jù)歷年的平均水位，施工時(shí)區(qū)域水深為33.2m,水流速度為0.8'1.2m/so由J上游雨水多，河段受到三峽大壩放水的影響，施工期間實(shí)測(cè)水深為67m,表面流速約2.5rn,'s,透水構(gòu)件安裝存在的困難如下：（1）透水構(gòu)件的高度為2.5m,而施工區(qū)域的水深為礦7m,透水構(gòu)件入水后，船上的測(cè)量人員和起重船操作人員無(wú)法看到構(gòu)件的方位，難以獲得構(gòu)件偏位的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，起重

10、船操作人員只有通過(guò)潛水員上報(bào)的數(shù)據(jù)對(duì)構(gòu)件調(diào)整就位，但水下能見(jiàn)度低，且水上水下的信息傳遞效果相對(duì)欠佳，所讀取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性大大降低，需多次重復(fù)起落鉤才能安裝就位，導(dǎo)致安裝質(zhì)量下降，同時(shí)造成效率低下。（2>透水構(gòu)件基礎(chǔ)為拋石壩基床，基床表面形成了翻壩水流，水流對(duì)構(gòu)件產(chǎn)生一定的沖擊，增加了構(gòu)件就位的難度，而安裝區(qū)域空曠，潛水員在水下缺乏有效的著力點(diǎn)，水流的沖擊使?jié)撍畣T行動(dòng)不便，潛水員工作效率也大大降低，需長(zhǎng)時(shí)間停留在水下，直到構(gòu)件安裝就位為止，同時(shí)潛水員在不斷獲取數(shù)據(jù)的過(guò)程中，需長(zhǎng)時(shí)間靠近構(gòu)件，安全風(fēng)險(xiǎn)高。（3>原計(jì)劃測(cè)紋標(biāo)桿的高度為4m,小于實(shí)際水深，不滿足施工要求，實(shí)際選用的標(biāo)桿長(zhǎng)度為

11、8m。雖然標(biāo)桿長(zhǎng)度滿足施工要求,但長(zhǎng)度增加后，撓度也隨之增大，而河段流速快，標(biāo)桿放置就位后受到水流連續(xù)的沖擊，標(biāo)桿一直處擺動(dòng)狀態(tài)，穩(wěn)定性欠佳，施工過(guò)程中進(jìn)一步產(chǎn)生偏差。圖2測(cè)fit桁架圖3透水構(gòu)件安裝完J：圖第一個(gè)透水構(gòu)件安裝完成后，拆除懸臂胸墻底部的4根縱向鋼管，將測(cè)最桁架整體吊裝至下一個(gè)構(gòu)件后，再將4根縱向鋼管重新安裝，使桁架與構(gòu)件連接成整體。施工過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)關(guān)注立桿的垂直度，若立桿產(chǎn)生傾斜或桁架產(chǎn)生變形，則及時(shí)糾偏。透水構(gòu)件安裝完工圖見(jiàn)圖3。由于構(gòu)件安裝主要通過(guò)GPS控制，潛水員只需在構(gòu)件安裝落位后對(duì)構(gòu)件的錯(cuò)臺(tái)情況和線性進(jìn)行復(fù)核，無(wú)需全程靠近構(gòu)件讀取偏筆數(shù)據(jù)，大大減少J'潛水員

12、的工作坦，也大大降低了人員作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)。6.結(jié)束語(yǔ)綜上所述，通過(guò)對(duì)透水構(gòu)件安裝工藝的改進(jìn)，有效地克服了高流速下常規(guī)的安裝工藝面臨的困難，此方法操作簡(jiǎn)單，實(shí)施更為安全，確保了構(gòu)件安裝及潛丁壩總體的施工質(zhì)苗和安全，提高了施工功效，也為類(lèi)似項(xiàng)LI提供了可以借鑒的施工經(jīng)驗(yàn)o二參考文獻(xiàn)：瞄&瞄瞄瞄蹴瞄1張永飛.K江中游周天河段演變分析與整治措施研究D.軟:祕(mì)頹大學(xué).2017.121柴華峰.荊江河段航道整治工屈新結(jié)構(gòu)應(yīng)用簡(jiǎn)述U1中國(guó)水逐航道科R2016(01):43勺0.&大流速條件下透水丁壩構(gòu)件水下安聚i施工工法通過(guò)工法評(píng)申J.中國(guó)水運(yùn)航道科技,2017(01):35c5.透水構(gòu)件安裝

13、施工工藝的改進(jìn)為解決在高流速下透水構(gòu)件安裝面臨的困難，項(xiàng)目部對(duì)透水構(gòu)件安裝的施工工藝進(jìn)行J'改進(jìn)，采用測(cè)量：桁架輔助透水構(gòu)件進(jìn)行定位安裝。測(cè)最桁架具有一定的抗水流能力、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，將透水構(gòu)件的水卜安裝施工轉(zhuǎn)變?yōu)樗习惭b施工。測(cè)量桁架由中48rnrnX3.5rnrn腳手架搭設(shè)而成。桁架搭役的步驟如下：(1)桁架共沒(méi)苣8根啜向立桿,每根長(zhǎng)度為9m，立桿通過(guò)扣件對(duì)接接長(zhǎng)，每根立桿底部分則伸入透水構(gòu)件底板內(nèi)側(cè)的各8個(gè)減壓孔中，立桿緊貼構(gòu)件上部齒形懸臀胸墻。在懸臂胸墻的頂部和底部各設(shè)置4根縱向鋼管，每根鋼管長(zhǎng)度為1.5m,鋼管的方向與懸臂胸墻的方向垂直，縱向鋼管和豎向立桿通過(guò)扣件連接，與透水

14、構(gòu)件的懸臂胸墻連接成整體，并確保立桿陛直。在透水構(gòu)件頂部至立桿頂端6.5m的豎向范圍內(nèi)，共設(shè)置6層鋼管加固，每層的間距為Im,即每層設(shè)置4道縱向鋼管和2道橫向鋼管,縱向鋼管母根長(zhǎng)1.5m,橫向鋼管每根長(zhǎng)3m,縱、橫向鋼管與豎向立桿采用扣件連接成整體C每2m豎向范圍內(nèi)設(shè)宜1對(duì)斜擇，斜掠與每根立桿連接，設(shè)置于桁架的上、下游兩側(cè)，共需設(shè)貿(mào)12根斜撐，蒞根斜撐長(zhǎng)度為4m。(5)桁架搭設(shè)完成后(見(jiàn)圖2),從最外側(cè)的4根立桿中任意選擇3根立桿，在立桿頂部的正中心各放置I臺(tái)GPS,通過(guò)3臺(tái)GPS對(duì)透水構(gòu)件進(jìn)行精確定位。由測(cè)量桁架立桿長(zhǎng)度為9m,大于施工區(qū)域的水深(67m),施工過(guò)程中GPS完全位于水面以上。透水構(gòu)件安裝前，通過(guò)每臺(tái)GPS