保滩工程施工难点及应对措施分析

 张国平

 （上海勘测设计研究院有限公司，上海200434）

【摘要】  青草沙水库位于长江口南支水域，为世界上最大的边滩水库。青草沙水库的建成，改变了上海市主要依靠黄浦江取水的现状，成为上海市主要的水源地，其供水规模719万m/d，占全市供水规模的50%以上，受益人口超过1000万。本文针对青草沙水库及取输水泵闸工程QSK-C10标（保滩工程）的施工特点及难点，提出应对措施，为保滩工程建设提供了参考。

【关键词】  保滩工程；施工难点；措施；分析

中图分类号：TV871  文章编号：1005-4774( 2016) 04-0014-04

1工程概况

 青草沙水库北堤上段由于受长江主流直接逼岸，堤脚冲刷情况日益严重，目前深泓线离大堤已经很近，原堤脚抛石护底不断塌陷。南堤与西堤交界处(桩号7 +257)的2号涵闸前沿出现较大面积汇流深潭，在涨落潮流共同作用下，深潭规模有所扩大，其最深点有向堤坝逼近的趋势。南堤中段深槽段，外侧沙体有所淤涨，深槽向堤坝逼近。根据工程可行性研究调整报告，拟对上述3个堤段实施保滩工程。工程内容主要包括：北堤上段（桩号11 +104～16 +387）约5.28km护滩防冲，南堤中段（桩号2 +800～3 +400）约600m凹岸防淘刷，以及南堤2号涵闸（桩号7 +120～7 +480）前沿汇流深潭。

2结构设计型式

 保滩建筑物结构型式为抛石斜坡堤结构，主要包括护底和堤身两部分。

2.1  护底

 护底采用混凝土联锁块软体排，排体布采用230g/m2机织布和150g/m2无纺布针刺复合而成。

 排体压载采用混凝土联锁块，联锁块为矩形削角混凝土小方块，方块有两种规格，分别是480mm×480mm×120mm和480mm×480mm×160mm，排布采用防老化丙纶长丝机织布和涤纶无纺布的复合布，混凝土联锁块之间采用防老化丙纶绳连接，形成5m x4m的大块，起吊安装。

2.2堤身

 堤身为抛石堤芯斜坡堤结构，包括堤芯抛石、护面及护脚抛石、护面扭王块体等。丁坝典型断面结构如图1和图2所示。

3  工程的特点和难点分析

 根据保滩工程施工水域环境、地质条件及设计要求等，该工程施工的特点及难点如下。

 a．工程区域水流动力条件复杂，地形冲淤变化敏感，工程实施必须遵循“护底先行、雏形先成”的施工原则。

 工程区域位于长江口南北港分流口，水沙运动、水动力条件及河床演变复杂，地形冲淤变化敏感，滩面冲刷情况日益严重，深槽已逼近水库大堤；同时，保滩建筑物的施工也会导致工程局部区域流场变化，产生冲淤变化。因此，工程实施必须守护堤前滩面的稳定，防止深槽进一步向大堤逼近，服从设计对总体施工顺序的要求，加快对重点防护部位的施工，确保水库大堤的安全。

 b．工程施工区域滩面冲刷严重，水下障碍物较多，护底滩面处理是确保护底软体排施工质量的关键。

 整个滩面有部分地方坡面陡峭，存在一些冲沟和冲坑，部分原有护底结构遭受破坏成为障碍物，包括杩槎群、块石、混凝土联锁块等。如何清除保滩护底范围的障碍物，处理好陡坡、冲沟和冲坑，保证软体排铺设区域滩面平顺，是保证护底施工质量的关键。

 c．施工监测、动态监测及成果分析是保证保滩施工质量、实现水库大堤堤前滩面稳定的基础。

 根据工程所处地理位置及施工现场的实际情况和工程实施的重要性，对施工监测、动态监测及成果分析提出了更高的要求。施工监测是为了确保施工质量符合设计要求；动态监测是为了检验设计成果；成果分析是设计优化调整的基础，最终实现水库大堤堤前滩面稳定的目标。

 d．工程施工周期短，单月材料需求量大。

 工程实际施工时间约4个月，其中软体排铺设时间约1个月，抛石施工约2.5个月，抛石施工强度达20万m3／月，单月石料供应强度大。

 e．施工区域水深流急，且在斜坡面上进行软体排铺设，铺设施工难度大。

 工程施工区域水深流急，在斜坡面上进行软体排铺设，施工时软体排容易收缩、撕裂、脱开，如何确保软体排铺设质量是工程的难点。

 f．施工区域江面宽阔，紧邻通航航道，施工船舶安全管理压力大。

 工程施工区域江面宽阔，北堤中段施工区域紧邻通航航道，通航船只较多，施工环境复杂；石料运输船需穿越整个长江口深水航道到达施工区域，将影响施工船舶和运输船舶的安全，船舶安全管理任务重，压力大。

4  采取的应对措施

 针对上述重点难点问题，项目部组织施工单位针对工程的具体特点和难点提出了如下应对措施。

 a．加大设备投入，遵循总体施工原则，确保水库大堤安全。

 为守护堤前滩面稳定，防止深槽进一步向大堤逼近，施工时将遵循“护底先行、雏形先成”的原则，加大设备投入。安排两艘铺排船进行软体排铺设，确保护底软体排在一个月内完成；安排6艘长臂吊机船进行丁坝结构施工，确保短时期内形成丁坝雏形，尽快使护滩防护区域的水流条件得到改善，稳定堤前滩面，确保水库大堤的安全，实现设计保滩理念。

 b．采用先进的监测技术和施工技术，确保护底滩面处理满足软体排铺设质量要求。

 采用先进的监测技术和施工技术对水下障碍物、冲沟和冲坑等进行处理。目前已对丁坝位置采用潜摸结合旁扫声呐扫测的方法进行杩槎群、块石、混凝土联锁块等障碍物的检查，尽早安排施工前水深测量、障碍物扫测工作，以确定坡面坡度、冲沟和冲坑的位置，为护底滩面处理提供准确的信息。

 对杩槎群采用装有GPS定位系统的吊机船（带抓斗）进行定点拆除，拆除后，再由潜水员进行水下潜摸检查，并直接用抓斗将其抓起，确保滩面无障碍物。

 对于陡坡、冲沟和冲坑以及块石等，采用袋装碎石覆盖式找平，由装有GPS定位系统的吊机船，定点定量抛填，确保抛填均匀和全覆盖。护底滩面处理后再采用旁扫声呐扫测结合水下潜摸的方法，检查杩槎群、块石等障碍物是否已被清除和全覆盖。采用旁扫声呐测量检查冲沟和冲坑是否填平、坡面是否平顺、坡度是否符合排体铺设要求。

 c．加强施工监测和动态监测，确保施工质量，为动态管理和优化设计提供依据。

 项目部督促施工单位通过施工监测和动态监测，加强过程控制，采用固定断面地形测量、沉降位移观测、流速流向测量、回淤观测等方法，实时监测施工区域的河势变化和抛石坝的稳定，将现场监测、试验研究、设计和施工管理有机地结合起来，为优化设计提供依据，实现科学的动态管理。同时在施工过程中采用旁扫声呐扫测、水下潜摸以及测深仪测量等先进的监测手段，对工程施工实现全过程监控，确保施工质量尤其是护底质量。

d．改进软体排铺设工艺，采用先进的监控技术，确保排体铺设质量。 

为确保软体排铺设质量，采取以下应对措施：a将公司新建的高效率桁架式软体排铺设船投入该工程，该铺排船安装了4台移动式桁车，有效提高了联锁块吊安速度，施工效率比传统的双吊机软体排铺设船提高了1/3，缩短了单张排的铺设时间，可快速形成护底保护；b采用双频旁扫声呐系统进行水下软体排的扫测，通过生成的旁扫影像图，对水下软体排位置、成型姿态、软体排搭接等进行监控，其生成的旁扫影像图清晰，可满足对软体排检测的要求；c铺设深水区域软体排时，按照潮位和流速变化情况，严格控制铺排时间，确保排体安全，同时增加纵向加筋带的数量，增强软体排的强度。

 e．落实预制场地和材料供应商，建立稳定材料供应网络。

 落实土工织物供应商3家，年供应量450万m2；落实横沙和长兴预制场地，占地面积约14万m2，混凝土联锁块模板550套，年预制量可达40万m3以上；落实块石材料供应商4家，月供应量35万m3，满足工程现场施工需求。

 f．完善管理制度，落实安全措施，确保安全生产。

 工程时间跨度虽短，但需跨越冬季施工，且施工水域紧临通航航道，过往船舶多，施工船舶安全管理任务重，压力大，因此需制订各项有效的专项安全方案，规划好运输船舶的航行线路并报海事部门审批后执行。严把船舶准入关，采用抗风浪能力强、配备AIS监控系统的施工船舶，并在项目部和现场大型指挥船上建立水上施工船舶调度中心和AIS监控终端，加强监管，规范船舶的航行、锚泊、施工作业等，配备值班拖轮和现场警戒，确保人员和船舶的安全。

5  结语

 该工程采用以设计单位牵头负责的总承包项目管理模式，进而从全局角度对项目的实施进行谋划和科学管理。设计单位作为牵头单位，主要负责项目的勘测设计、动态监测及总承包管理工作。施工单位负责项目的施工及与施工有关的协调工作。在项目实施过程中，联合体双方各司其职，一方面发挥施工单位在工程质量、进度、安全管理方面的实际经验以及与政府主管部门的良好沟通协调能力；另一方面，发挥设计单位在工程管理方面的优势，加强全局管理，双方紧密合作，为工程顺利实施打下坚实基础。采用勘测、设计、施工总承包的管理模式，有利于工程施工工艺和质量的管理控制。