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 張國(guó)平

 （上海勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海200434）

【摘要】  青草沙水庫(kù)位于長(zhǎng)江口南支水域，為世界上最大的邊灘水庫(kù)。青草沙水庫(kù)的建成，改變了上海市主要依靠黃浦江取水的現(xiàn)狀，成為上海市主要的水源地，其供水規(guī)模719萬(wàn)m/d，占全市供水規(guī)模的50%以上，受益人口超過(guò)1000萬(wàn)。本文針對(duì)青草沙水庫(kù)及取輸水泵閘工程QSK-C10標(biāo)（保灘工程）的施工特點(diǎn)及難點(diǎn)，提出應(yīng)對(duì)措施，為保灘工程建設(shè)提供了參考。

【關(guān)鍵詞】  保灘工程；施工難點(diǎn)；措施；分析

中圖分類號(hào)：TV871  文章編號(hào)：1005-4774( 2016) 04-0014-04

1工程概況

 青草沙水庫(kù)北堤上段由于受長(zhǎng)江主流直接逼岸，堤腳沖刷情況日益嚴(yán)重，目前深泓線離大堤已經(jīng)很近，原堤腳拋石護(hù)底不斷塌陷。南堤與西堤交界處(樁號(hào)7 +257)的2號(hào)涵閘前沿出現(xiàn)較大面積匯流深潭，在漲落潮流共同作用下，深潭規(guī)模有所擴(kuò)大，其最深點(diǎn)有向堤壩逼近的趨勢(shì)。南堤中段深槽段，外側(cè)沙體有所淤漲，深槽向堤壩逼近。根據(jù)工程可行性研究調(diào)整報(bào)告，擬對(duì)上述3個(gè)堤段實(shí)施保灘工程。工程內(nèi)容主要包括：北堤上段（樁號(hào)11 +104～16 +387）約5.28km護(hù)灘防沖，南堤中段（樁號(hào)2 +800～3 +400）約600m凹岸防淘刷，以及南堤2號(hào)涵閘（樁號(hào)7 +120～7 +480）前沿匯流深潭。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型式

 保灘建筑物結(jié)構(gòu)型式為拋石斜坡堤結(jié)構(gòu)，主要包括護(hù)底和堤身兩部分。

2.1  護(hù)底

 護(hù)底采用混凝土聯(lián)鎖塊軟體排，排體布采用230g/m2機(jī)織布和150g/m2無(wú)紡布針刺復(fù)合而成。

 排體壓載采用混凝土聯(lián)鎖塊，聯(lián)鎖塊為矩形削角混凝土小方塊，方塊有兩種規(guī)格，分別是480mm×480mm×120mm和480mm×480mm×160mm，排布采用防老化丙綸長(zhǎng)絲機(jī)織布和滌綸無(wú)紡布的復(fù)合布，混凝土聯(lián)鎖塊之間采用防老化丙綸繩連接，形成5m x4m的大塊，起吊安裝。

2.2堤身

 堤身為拋石堤芯斜坡堤結(jié)構(gòu)，包括堤芯拋石、護(hù)面及護(hù)腳拋石、護(hù)面扭王塊體等。丁壩典型斷面結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示。

3  工程的特點(diǎn)和難點(diǎn)分析

 根據(jù)保灘工程施工水域環(huán)境、地質(zhì)條件及設(shè)計(jì)要求等，該工程施工的特點(diǎn)及難點(diǎn)如下。

 a．工程區(qū)域水流動(dòng)力條件復(fù)雜，地形沖淤變化敏感，工程實(shí)施必須遵循“護(hù)底先行、雛形先成”的施工原則。

 工程區(qū)域位于長(zhǎng)江口南北港分流口，水沙運(yùn)動(dòng)、水動(dòng)力條件及河床演變復(fù)雜，地形沖淤變化敏感，灘面沖刷情況日益嚴(yán)重，深槽已逼近水庫(kù)大堤；同時(shí)，保灘建筑物的施工也會(huì)導(dǎo)致工程局部區(qū)域流場(chǎng)變化，產(chǎn)生沖淤變化。因此，工程實(shí)施必須守護(hù)堤前灘面的穩(wěn)定，防止深槽進(jìn)一步向大堤逼近，服從設(shè)計(jì)對(duì)總體施工順序的要求，加快對(duì)重點(diǎn)防護(hù)部位的施工，確保水庫(kù)大堤的安全。

 b．工程施工區(qū)域?yàn)┟鏇_刷嚴(yán)重，水下障礙物較多，護(hù)底灘面處理是確保護(hù)底軟體排施工質(zhì)量的關(guān)鍵。

 整個(gè)灘面有部分地方坡面陡峭，存在一些沖溝和沖坑，部分原有護(hù)底結(jié)構(gòu)遭受破壞成為障礙物，包括榪槎群、塊石、混凝土聯(lián)鎖塊等。如何清除保灘護(hù)底范圍的障礙物，處理好陡坡、沖溝和沖坑，保證軟體排鋪設(shè)區(qū)域?yàn)┟嫫巾�，是保證護(hù)底施工質(zhì)量的關(guān)鍵。

 c．施工監(jiān)測(cè)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及成果分析是保證保灘施工質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)水庫(kù)大堤堤前灘面穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

 根據(jù)工程所處地理位置及施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況和工程實(shí)施的重要性，對(duì)施工監(jiān)測(cè)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及成果分析提出了更高的要求。施工監(jiān)測(cè)是為了確保施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求；動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是為了檢驗(yàn)設(shè)計(jì)成果；成果分析是設(shè)計(jì)優(yōu)化調(diào)整的基礎(chǔ)，最終實(shí)現(xiàn)水庫(kù)大堤堤前灘面穩(wěn)定的目標(biāo)。

 d．工程施工周期短，單月材料需求量大。

 工程實(shí)際施工時(shí)間約4個(gè)月，其中軟體排鋪設(shè)時(shí)間約1個(gè)月，拋石施工約2.5個(gè)月，拋石施工強(qiáng)度達(dá)20萬(wàn)m3／月，單月石料供應(yīng)強(qiáng)度大。

 e．施工區(qū)域水深流急，且在斜坡面上進(jìn)行軟體排鋪設(shè)，鋪設(shè)施工難度大。

 工程施工區(qū)域水深流急，在斜坡面上進(jìn)行軟體排鋪設(shè)，施工時(shí)軟體排容易收縮、撕裂、脫開(kāi)，如何確保軟體排鋪設(shè)質(zhì)量是工程的難點(diǎn)。

 f．施工區(qū)域江面寬闊，緊鄰?fù)ê胶降�，施工船舶安全管理壓力大�?

 工程施工區(qū)域江面寬闊，北堤中段施工區(qū)域緊鄰?fù)ê胶降�，通航船只較多，施工環(huán)境復(fù)雜；石料運(yùn)輸船需穿越整個(gè)長(zhǎng)江口深水航道到達(dá)施工區(qū)域，將影響施工船舶和運(yùn)輸船舶的安全，船舶安全管理任務(wù)重，壓力大。

4  采取的應(yīng)對(duì)措施

 針對(duì)上述重點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題，項(xiàng)目部組織施工單位針對(duì)工程的具體特點(diǎn)和難點(diǎn)提出了如下應(yīng)對(duì)措施。

 a．加大設(shè)備投入，遵循總體施工原則，確保水庫(kù)大堤安全。

 為守護(hù)堤前灘面穩(wěn)定，防止深槽進(jìn)一步向大堤逼近，施工時(shí)將遵循“護(hù)底先行、雛形先成”的原則，加大設(shè)備投入。安排兩艘鋪排船進(jìn)行軟體排鋪設(shè)，確保護(hù)底軟體排在一個(gè)月內(nèi)完成；安排6艘長(zhǎng)臂吊機(jī)船進(jìn)行丁壩結(jié)構(gòu)施工，確保短時(shí)期內(nèi)形成丁壩雛形，盡快使護(hù)灘防護(hù)區(qū)域的水流條件得到改善，穩(wěn)定堤前灘面，確保水庫(kù)大堤的安全，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)保灘理念。

 b．采用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)和施工技術(shù)，確保護(hù)底灘面處理滿足軟體排鋪設(shè)質(zhì)量要求。

 采用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)和施工技術(shù)對(duì)水下障礙物、沖溝和沖坑等進(jìn)行處理。目前已對(duì)丁壩位置采用潛摸結(jié)合旁掃聲吶掃測(cè)的方法進(jìn)行榪槎群、塊石、混凝土聯(lián)鎖塊等障礙物的檢查，盡早安排施工前水深測(cè)量、障礙物掃測(cè)工作，以確定坡面坡度、沖溝和沖坑的位置，為護(hù)底灘面處理提供準(zhǔn)確的信息。

 對(duì)榪槎群采用裝有GPS定位系統(tǒng)的吊機(jī)船（帶抓斗）進(jìn)行定點(diǎn)拆除，拆除后，再由潛水員進(jìn)行水下潛摸檢查，并直接用抓斗將其抓起，確保灘面無(wú)障礙物。

 對(duì)于陡坡、沖溝和沖坑以及塊石等，采用袋裝碎石覆蓋式找平，由裝有GPS定位系統(tǒng)的吊機(jī)船，定點(diǎn)定量拋填，確保拋填均勻和全覆蓋。護(hù)底灘面處理后再采用旁掃聲吶掃測(cè)結(jié)合水下潛摸的方法，檢查榪槎群、塊石等障礙物是否已被清除和全覆蓋。采用旁掃聲吶測(cè)量檢查沖溝和沖坑是否填平、坡面是否平順、坡度是否符合排體鋪設(shè)要求。

 c．加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，確保施工質(zhì)量，為動(dòng)態(tài)管理和優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

 項(xiàng)目部督促施工單位通過(guò)施工監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，加強(qiáng)過(guò)程控制，采用固定斷面地形測(cè)量、沉降位移觀測(cè)、流速流向測(cè)量、回淤觀測(cè)等方法，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)施工區(qū)域的河勢(shì)變化和拋石壩的穩(wěn)定，將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、試驗(yàn)研究、設(shè)計(jì)和施工管理有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)的動(dòng)態(tài)管理。同時(shí)在施工過(guò)程中采用旁掃聲吶掃測(cè)、水下潛摸以及測(cè)深儀測(cè)量等先進(jìn)的監(jiān)測(cè)手段，對(duì)工程施工實(shí)現(xiàn)全過(guò)程監(jiān)控，確保施工質(zhì)量尤其是護(hù)底質(zhì)量。

d．改進(jìn)軟體排鋪設(shè)工藝，采用先進(jìn)的監(jiān)控技術(shù)，確保排體鋪設(shè)質(zhì)量。 

為確保軟體排鋪設(shè)質(zhì)量，采取以下應(yīng)對(duì)措施：a將公司新建的高效率桁架式軟體排鋪設(shè)船投入該工程，該鋪排船安裝了4臺(tái)移動(dòng)式桁車，有效提高了聯(lián)鎖塊吊安速度，施工效率比傳統(tǒng)的雙吊機(jī)軟體排鋪設(shè)船提高了1/3，縮短了單張排的鋪設(shè)時(shí)間，可快速形成護(hù)底保護(hù)；b采用雙頻旁掃聲吶系統(tǒng)進(jìn)行水下軟體排的掃測(cè)，通過(guò)生成的旁掃影像圖，對(duì)水下軟體排位置、成型姿態(tài)、軟體排搭接等進(jìn)行監(jiān)控，其生成的旁掃影像圖清晰，可滿足對(duì)軟體排檢測(cè)的要求；c鋪設(shè)深水區(qū)域軟體排時(shí)，按照潮位和流速變化情況，嚴(yán)格控制鋪排時(shí)間，確保排體安全，同時(shí)增加縱向加筋帶的數(shù)量，增強(qiáng)軟體排的強(qiáng)度。

 e．落實(shí)預(yù)制場(chǎng)地和材料供應(yīng)商，建立穩(wěn)定材料供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。

 落實(shí)土工織物供應(yīng)商3家，年供應(yīng)量450萬(wàn)m2；落實(shí)橫沙和長(zhǎng)興預(yù)制場(chǎng)地，占地面積約14萬(wàn)m2，混凝土聯(lián)鎖塊模板550套，年預(yù)制量可達(dá)40萬(wàn)m3以上；落實(shí)塊石材料供應(yīng)商4家，月供應(yīng)量35萬(wàn)m3，滿足工程現(xiàn)場(chǎng)施工需求。

 f．完善管理制度，落實(shí)安全措施，確保安全生產(chǎn)。

 工程時(shí)間跨度雖短，但需跨越冬季施工，且施工水域緊臨通航航道，過(guò)往船舶多，施工船舶安全管理任務(wù)重，壓力大，因此需制訂各項(xiàng)有效的專項(xiàng)安全方案，規(guī)劃好運(yùn)輸船舶的航行線路并報(bào)海事部門審批后執(zhí)行。嚴(yán)把船舶準(zhǔn)入關(guān)，采用抗風(fēng)浪能力強(qiáng)、配備AIS監(jiān)控系統(tǒng)的施工船舶，并在項(xiàng)目部和現(xiàn)場(chǎng)大型指揮船上建立水上施工船舶調(diào)度中心和AIS監(jiān)控終端，加強(qiáng)監(jiān)管，規(guī)范船舶的航行、錨泊、施工作業(yè)等，配備值班拖輪和現(xiàn)場(chǎng)警戒，確保人員和船舶的安全。

5  結(jié)語(yǔ)

 該工程采用以設(shè)計(jì)單位牽頭負(fù)責(zé)的總承包項(xiàng)目管理模式，進(jìn)而從全局角度對(duì)項(xiàng)目的實(shí)施進(jìn)行謀劃和科學(xué)管理。設(shè)計(jì)單位作為牽頭單位，主要負(fù)責(zé)項(xiàng)目的勘測(cè)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及總承包管理工作。施工單位負(fù)責(zé)項(xiàng)目的施工及與施工有關(guān)的協(xié)調(diào)工作。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，聯(lián)合體雙方各司其職，一方面發(fā)揮施工單位在工程質(zhì)量、進(jìn)度、安全管理方面的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)以及與政府主管部門的良好溝通協(xié)調(diào)能力；另一方面，發(fā)揮設(shè)計(jì)單位在工程管理方面的優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)全局管理，雙方緊密合作，為工程順利實(shí)施打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。采用勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工總承包的管理模式，有利于工程施工工藝和質(zhì)量的管理控制。