透水構(gòu)件施工關(guān)鍵技術(shù)研究

王俊杰　高鵬

摘要：張家灣潛丁壩是一座457m長(zhǎng)的新型混合型壩，水下安裝精度和水下施工安全為本課題研究的重點(diǎn)。本文主要介紹透水構(gòu)件施工關(guān)鍵技術(shù)，希望能夠?qū)︻愃乒こ烫峁﹨⒖己蜎Q策依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高水位；大流速；大型預(yù)制構(gòu)件

1.工程概況

本工程位于長(zhǎng)江中游荊江周天河段。該河段處于長(zhǎng)江中游上荊江末端。全長(zhǎng)27km。

透水段壩體底部為D型排護(hù)底，依次往上為拋石基床、基床整平、透水構(gòu)件安裝，壩體兩側(cè)模袋混凝土護(hù)面。透水構(gòu)件為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，高度為2.5m，底板3mx3m。單個(gè)構(gòu)件重約27噸，共33件。

2.定位支架設(shè)計(jì)

基床細(xì)平中項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一套定位支架。包括固定支架與活動(dòng)支架兩部分。

固定支架尺寸為（1.61mx0.81mx3m）。固定支架通過焊接方式固定在起重船側(cè)面。活動(dòng)支架尺寸為（上部尺寸1.6mx0.8mx8m、喇叭口擴(kuò)充尺寸4mx3mx2m），活動(dòng)支架安裝在固定支架中間。通過兩個(gè)手拉葫蘆上下移動(dòng)。

定位支架作用：

（1）支架上有爬梯供潛水員上下使用，比較安全。

（2）潛水員在支架底部附近施工，不會(huì)被水流沖走，便于施工。

（3）穩(wěn)定的支架底部給潛水員提供平面和高程依據(jù)。潛水員水下作業(yè)的效力和質(zhì)量更能得到保障。

3.基床整平關(guān)鍵技術(shù)

3.1整平船基床粗平關(guān)鍵技術(shù)

3.1.1技術(shù)要點(diǎn)

（1）在透水構(gòu)件安裝區(qū)域，基床拋石拋至設(shè)計(jì)標(biāo)高驗(yàn)收后。引用自錨式專業(yè)整平船進(jìn)行粗平施工。

（2）自錨式專業(yè)整平船由三根定位樁定位，用GPS進(jìn)行平面測(cè)量定位，通過水位與長(zhǎng)臂挖機(jī)下方深度控制高程。

（3）根據(jù)測(cè)量結(jié)果，對(duì)高點(diǎn)處用長(zhǎng)臂挖機(jī)進(jìn)行清除，對(duì)低點(diǎn)處采取鏟斗下放二片石。在控制好高程的情況下用長(zhǎng)臂挖機(jī)進(jìn)行抹平。

（4）整平船施工中。通過測(cè)深儀不斷復(fù)測(cè)施工區(qū)的地形情況。確保粗平精度達(dá)到要求。

3.1.2工程效果

通過引用自錨式專業(yè)整平船進(jìn)行基床粗平。有效的節(jié)約了浮吊船、吊籃、潛水設(shè)備、潛水員等設(shè)備和人員的投入。整平船采取電動(dòng)升降式拋錨。避免了拋錨對(duì)周邊工序和航道產(chǎn)生影響。整平船上設(shè)置有長(zhǎng)臂式挖掘機(jī)。挖機(jī)靈活方便。通過雙向的GPS和測(cè)深儀能無死角的確?；泊制骄取?/p>

3.2定位支架基床細(xì)平關(guān)鍵技術(shù)

3.2.1技術(shù)要點(diǎn)

（1）先測(cè)定定位支架焊接位置。將定位支架的固定支架焊接在整平用的浮吊船一側(cè)。固定支架焊接一定要豎直。不能偏斜。并測(cè)量校正。

（2）將整平的浮吊船拖到基床整平區(qū)。船舶垂直壩體軸線停放，通過GPS定位測(cè)量，調(diào)整船位。確保固定支架在平整區(qū)的中間。

（3）通過GPS測(cè)量固定支架的準(zhǔn)確位置，計(jì)算出活動(dòng)支架底部四個(gè)角點(diǎn)的平面坐標(biāo)。活動(dòng)支架采用葫蘆上下移動(dòng)。活動(dòng)支架上安裝測(cè)量高度標(biāo)尺。通過標(biāo)尺與水位的關(guān)系計(jì)算支架底部高程。作為細(xì)平的控制依據(jù)。

（4）基床粗平后，進(jìn)行水下測(cè)量，按網(wǎng)格法計(jì)算細(xì)平工程量，采用袋裝碎石和散碎石進(jìn)行整平。袋裝碎石通過浮吊下放至指定位置。細(xì)平低洼處潛水員直接鋪設(shè)袋裝碎石。面層由潛水員解袋鋪設(shè)碎石。潛水員在活動(dòng)支架底部使用14號(hào)槽鋼內(nèi)刮尺進(jìn)行細(xì)平。

3.2.2工程效果

自主研制的定位支架。首先節(jié)省了導(dǎo)軌、墊塊安放等繁瑣的施工過程，定位架為基床細(xì)平提供了準(zhǔn)確的細(xì)平參考依據(jù)。定位架中部為活動(dòng)的套架，通過手拉葫蘆能夠輕松的進(jìn)行上下的調(diào)節(jié)，通過上部安裝GPS能夠確保底部的參考面精準(zhǔn)。

4.透水構(gòu)件轉(zhuǎn)運(yùn)及安裝關(guān)鍵技術(shù)

4.1轉(zhuǎn)運(yùn)技術(shù)要點(diǎn)

（1）透水構(gòu)件在大型預(yù)制場(chǎng)預(yù)制。距施工現(xiàn)場(chǎng)水上約12km。轉(zhuǎn)運(yùn)工作包括場(chǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)和水上運(yùn)輸。場(chǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)包括：構(gòu)件從預(yù)制場(chǎng)吊上平板車、平板車運(yùn)至碼頭、起重船起吊上船三部分。

（2）經(jīng)過計(jì)算，場(chǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)采用70噸汽車吊起吊構(gòu)件，采用40T平板車運(yùn)輸（構(gòu)件單個(gè)重27噸。一次裝一個(gè)），采用100噸浮吊起吊上船。

（3）水上運(yùn)輸采用拖輪帶駁船運(yùn)輸，少量構(gòu)件通過起重船運(yùn)輸。駁船選用1000噸倉(cāng)口駁船。

（4）為解決運(yùn)輸船甲板不平、構(gòu)件碰損等問題。在甲板上采用沙袋進(jìn)行底板鋪平。構(gòu)件裝駁后采取麻繩和手拉葫蘆進(jìn)行必要的固定。防止在運(yùn)輸過程中發(fā)生傾斜或墜落等事故。采取對(duì)稱法裝駁。

4.2透水構(gòu)件安裝技術(shù)要點(diǎn)

（1）基床整平驗(yàn)收后，開始安裝工作。安裝由起重船、工作船、船員與潛水員配合完成。

（2）起重船定位后，精確定位工作船。工作船初始位置在透水壩端頭外一米處，工作船垂直壩軸線方向。在工作船上用GPS定位出軸線位置，引導(dǎo)施工。工作船沿壩軸線移動(dòng)。

（3）制作測(cè)量桁架兩套。將一套桁架插入安裝在一個(gè)構(gòu)件上。在桁架的頂部安裝三臺(tái)GPS系統(tǒng)。

（4）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)件兩側(cè)吊環(huán)處綁系φ18尼龍繩，尼龍繩長(zhǎng)20米。以便人工控制。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)、八字繩牽引到工作船、入水、依靠工作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(shí)，停止落鉤。用GPS精確定位。潛水員推移構(gòu)件下放，復(fù)測(cè)。如偏差過大。重新調(diào)整定位安裝。

4.3工程效果

（1）在長(zhǎng)江流速較大的條件下，測(cè)量桁架能有效、準(zhǔn)確地測(cè)量構(gòu)件的實(shí)時(shí)位置。避免了常規(guī)測(cè)量標(biāo)桿在大流速時(shí)出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象。造成測(cè)量不準(zhǔn)。

（2）測(cè)量桁架在已經(jīng)安裝的構(gòu)件上停留作為下一個(gè)安裝導(dǎo)向。引導(dǎo)下一個(gè)構(gòu)件安裝時(shí)不要碰撞。便于對(duì)齊。方便了施工并有效保證上一個(gè)構(gòu)件的安裝質(zhì)量。

5.成果總結(jié)

通過本課題的研究成功克服了高水位、大流速下施工中存在的施工組織困難、作業(yè)功效低、水下安裝精度難保證、水下施工安全風(fēng)險(xiǎn)高等問題。確保了長(zhǎng)江中游首個(gè)透水壩體施工的順利進(jìn)行。