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.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，項目部對高流速下透水構(gòu)件安裝工藝進行了改進，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。文章對構(gòu)件安裝的新工藝進行闡述。A關(guān)鍵詞：航道整治透水壩透水構(gòu)件測量桁架1. 工程概況張家灣潛丁壩位于K江中游荊江周天

2、河段顏家臺卜.游，周天河段位于長江中游上荊江末端，距武漢市428km,上起郝穴，下迄古長堤，全長27km。潛丁壩結(jié)構(gòu)由護底、壩身、壩頭3部分組成，其主體結(jié)構(gòu)全部分布于水下。護底：采用D型排護底，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1

3、00m,里程為2礦128m段，山下至上依次為D型排護底、拋石基床、透水構(gòu)件和模袋混凝七護面。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懸普胸墻組成，每個胸墻尺寸為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)件場內(nèi)吊裝一平板車場內(nèi)轉(zhuǎn)運-*構(gòu)件吊裝上船一水上運輸一起重船定位工作船靠泊一

4、運輸船靠泊一構(gòu)件安裝一檢測調(diào)整下一個構(gòu)架安裝。3.2透水構(gòu)件安裝施工方法及要點(1)施工準(zhǔn)備構(gòu)件運輸、安裝前，應(yīng)先對構(gòu)件的預(yù)制質(zhì)量進行檢查驗收，驗收合格圖I透水構(gòu)件結(jié)構(gòu)圖后，方可進行出運。新廠預(yù)制場距張家灣潛壩施工現(xiàn)場水上約12km。透水構(gòu)件通過預(yù)制場自有斜坡道碼頭上船，碼頭起重船舶為現(xiàn)場安裝構(gòu)件的起重船，此方案節(jié)約了碼頭起重設(shè)備的費用，技術(shù)經(jīng)濟性較為合理。轉(zhuǎn)運碼頭斜坡道路為碎石路面道路，由于道路受洪水浸泡時間長，構(gòu)件轉(zhuǎn)運前需先補充俳石，再用20T壓路機進行35次均勻碾壓，達到穩(wěn)定、平整度要求，確保出運碼頭道路安全。透水構(gòu)件場內(nèi)轉(zhuǎn)運場內(nèi)轉(zhuǎn)運包括：構(gòu)件從預(yù)制場吊上平板車、平板車運至碼頭。起重設(shè)備

5、選用50T輪胎式起重機，運輸設(shè)備選用K9m、寬2.5m的平板車。每次轉(zhuǎn)運一件透水構(gòu)件，構(gòu)件起吊前，在平板車構(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)采用橡膠墊片進行包裹，對構(gòu)件周邊間隙采用楔形木方進行固定，并采用尼龍繩和手拉葫蘆進行捆綁、固定防止構(gòu)件在出運碼頭斜坡上滑落、破損。平板車倒進碼頭斜坡道路停穩(wěn)后，采用楔形木方塞至平板車后輪胎處，防止車輛下滑。<3）構(gòu)件上船及水上運輸構(gòu)件上船及水上運輸采用100t起更船（50mX20mX3.6m）.600T方駁（41mX8.5mX2.5m）等設(shè)備施工。為解決運輸船甲板不平、構(gòu)件碰損等問題，在600T方駁甲板

6、上采用砂帶進行底板鋪平，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行必要的固定，防止在運輸過程中發(fā)生傾斜或墜落等事故，采取對稱法裝駁，起重船采取拖輪拖運；采用100T起重船將33件透水構(gòu)件起吊至兩艘600T方駁h：一艘運輸船先至施工現(xiàn)場進行安裝，另一艘在預(yù)制場臨時碼頭等待，待安裝完成一船后，再到達施工現(xiàn)場。（4）現(xiàn)場起重痼定位、運輸船靠泊起亟船設(shè)有4個電動絞美，定位時拋八字錨，通過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)件安裝基床整平驗收后，開始安裝工作，安裝由起重船與潛水員配合完成。起重船精確定位后，構(gòu)件運輸方駁停靠在定位船下游側(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。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GPS進行定位。為防止構(gòu)件在入水過程中在水流作用下，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。每個透水構(gòu)件吊裝前，采用交通船在構(gòu)件的4個角點處各放罟.道長度為4m的豎向鋼管作為測量標(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,即鋼管各角點超出構(gòu)件底部各角點的距離均為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。起吊工作由專人指揮，檢查無誤后開始起吊。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，停止落鉤，潛水員復(fù)測，量取構(gòu)件每個角點與測量標(biāo)桿的距離，再結(jié)合相鄰構(gòu)件的縫寬和邊線的錯臺對構(gòu)件進行定位，如偏差過大，重新調(diào)整定位，確保構(gòu)件的角點與測量標(biāo)桿的距離的差值W5cm,相鄰構(gòu)件的邊線錯臺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個構(gòu)件后進行移位，工作船每安裝完成2個，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日開始施工.11月20日完成。根據(jù)歷年的平均水位，施工時區(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，施工期間實測水深為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，船上的測量人員和起重船操作人員無法看到構(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潛水員上報的數(shù)據(jù)對構(gòu)件調(diào)整就位，但水下能見度低，且水上水下的信息傳遞效果相對欠佳，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，水流的沖擊使?jié)撍畣T行動不便，潛水員工作效率也大大降低，需長時間停留在水下，直到構(gòu)件安裝就位為止，同時潛水員在不斷獲取數(shù)據(jù)的過程中，需長時間靠近構(gòu)件，安全風(fēng)險高。（3>原計劃測紋標(biāo)桿的高度為4m,小于實際水深，不滿足施工要求，實際選用的標(biāo)桿長度為

11、8m。雖然標(biāo)桿長度滿足施工要求,但長度增加后，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)桿一直處擺動狀態(tài)，穩(wěn)定性欠佳，施工過程中進一步產(chǎn)生偏差。圖2測fit桁架圖3透水構(gòu)件安裝完J：圖第一個透水構(gòu)件安裝完成后，拆除懸臂胸墻底部的4根縱向鋼管，將測最桁架整體吊裝至下一個構(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。施工過程中，應(yīng)隨時關(guān)注立桿的垂直度，若立桿產(chǎn)生傾斜或桁架產(chǎn)生變形，則及時糾偏。透水構(gòu)件安裝完工圖見圖3。由于構(gòu)件安裝主要通過GPS控制，潛水員只需在構(gòu)件安裝落位后對構(gòu)件的錯臺情況和線性進行復(fù)核，無需全程靠近構(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。6.結(jié)束語綜上所述，通過對透水構(gòu)件安裝工藝的改進，有效地克服了高流速下常規(guī)的安裝工藝面臨的困難，此方法操作簡單，實施更為安全，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，也為類似項LI提供了可以借鑒的施工經(jīng)驗o二參考文獻：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)用簡述U1中國水逐航道科R2016(01):43勺0.&大流速條件下透水丁壩構(gòu)件水下安聚i施工工法通過工法評申J.中國水運航道科技,2017(01):35c5.透水構(gòu)件安裝

13、施工工藝的改進為解決在高流速下透水構(gòu)件安裝面臨的困難，項目部對透水構(gòu)件安裝的施工工藝進行J'改進，采用測量：桁架輔助透水構(gòu)件進行定位安裝。測最桁架具有一定的抗水流能力、操作簡單等優(yōu)點，將透水構(gòu)件的水卜安裝施工轉(zhuǎn)變?yōu)樗习惭b施工。測量桁架由中48rnrnX3.5rnrn腳手架搭設(shè)而成。桁架搭役的步驟如下：(1)桁架共沒苣8根啜向立桿,每根長度為9m，立桿通過扣件對接接長，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1.5m,橫向鋼管每根長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，蒞根斜撐長度為4m。(5)桁架搭設(shè)完成后(見圖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GPS,通過3臺GPS對透水構(gòu)件進行精確定位。由測量桁架立桿長度為9m,大于施工區(qū)域的水深(67m),施工過程中GPS完全位于水面以上。透水構(gòu)件安裝前，通過每臺GPS