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海上船抛石方筑堤施工工法
1 前言
随着浅滩涂围垦的逐步减少，目前围垦工程逐步向深滩涂方向发展，随着科技进步，向深水围垦推进是一种必然的趋势，因此，海上抛石筑堤施工运用于围垦项目也越来越多，目前已经成为了海上筑堤的主要施工手段之一。
由于船只在海上作业受潮流、潮差、风浪等影响较大，浙江沿海一些海域风浪大、水流急且紊乱，不仅要防止风浪对船体稳定、定位精度的不利影响，而且要防止紊乱水流对水下抛石的不利影响，一系列不利影响构成相当重大的技术难题，这些都需要在施工过程中不断总结经验。
我公司具有多年海上施工经验，对海上船抛石方筑堤施工方法运用较为熟悉，并研究、总结出船抛石方施工的关键技术针对不同的工程实际情况，采取各种类型船舶相结合的施工方式，在多个工程施工中已取得效果明显，有着明显的社会效益和经济效益。
2 工法特点
2.0.1 本工法采用的是工程船舶，包括对开驳船、甲板驳船、网吊船等，可以在船上装备精确的GPS全球定位系统，能够确保抛石时准确的定位。
2.0.2 利用各种类型抛石船，不仅可以解决无陆路交通运输的难题，还可以在短时间内组织设备到位并迅速投入施工，以加快施工进度。
2.0.3 本工法适用于较深水域抛石填筑施工，抛石施工可采取措施减少潮位影响，操作中可采用“低潮低抛，高潮高抛”的施工方法，可大大的加快施工进度。
3 适用范围
本工法适用于在净水深3m以上的筑堤工程，风力≤7级、浪≤2级的环境中施工。
4 工艺原理
海上船抛石方筑堤主要填筑海堤平均海平面以下的堤心石部分，在缺少陆路交通条件或筑堤时需要“分层轮加”的情况下，利用船舶设备的优势进行填筑施工。一方面填筑时不需要陆路交通支持，且可以分层逐步加高（又称为“平抛”），从而防止海堤一次性加载过高，使海堤基础逐步得到固结从而不至于失稳；另一方面可以通过船抛石方，使海堤涂面的抗冲刷性能得到提高，防止海堤填筑过程中造成过度冲刷，形成冲刷沟而影响海堤稳定，同时可以提高坝体的整体抗滑安全系数，还能使基础沉降更加均匀。
海上抛石筑堤主要依靠机械化施工，工艺原理较为简单但实用性很强。
5 工艺流程及操作要点
5.1 工艺流程

船舶设备调遣
临时码头建造
石料装船
海上运输
定位抛填
检测
补抛、复测
验收
石料开采
陆上运输

图5.1 海上船抛石方筑堤作业流程
5.2 操作要点
5.2.1 建造施工码头
船抛施工需要建造码头，码头应选择在地基条件较好、水深合适的地方。通常对开驳船码头采用重力式，甲板船码头采用斜坡式。
为了充分利用涨潮落潮时间，必要时可设置高低码头，在潮位低时使用低码头，潮位高时使用高码头，这样就能保证船抛作业24小时不间断施工。

石料装船
石料采用自卸汽车运输自卸汽车在料场装满石料后，通过码头向船上装料。甲板驳船可通过斜坡道码头直接上料，其优点是码头建造简便，装船速度快，一次性装载量大；对开驳船可采用重力式码头直接上料，重力式码头需要选择适当地方建造，建成后比较坚固耐用。
无论采用哪种方式进行石料装船，一般都采用自卸汽车进行运输石料，在码头上石料装船时都应有专人指挥，确保施工安全；自卸汽车在码头前沿完成倒车，自卸车缓慢后退进入卸料点，之后顶起车箱将石料卸入船中，多辆自卸汽车循环进行装料直至装满抛石船。
5.2.2 海上运输
目前驳船一般都具有自航的能力，较少使用拖轮拖运，因此灵活性和机动性大大增加，海运航速通常可以达到10-15海里/小时，当运距离较大时，宜合理规划航线，尽量减少运输成本和运输时间，并配备足够的运输设备以确保工程进展。
当风力大于7级或浪高超过2级时，为确保海上运输安全，应停止海上运输；当海上有大雾时，能见度少于1000m时，应停止海上运输；遇台风等恶劣天气时，应停止海上运输。
海上运输船舶应符合适航条件，禁止内河船进入海上运输，同时舶舶设备按时年检，合格后才能投入运营；在海上运输时，应遵守海事部门相关规定，服从相关部门管理。
5.2.3 定位
采用GPS定位系统进行精确定位，海上船抛石方定位是整个筑堤过程中的关键工序，它直接关系到筑堤质量。为了满足全天候施工要求，定位设备装置选用国际较为先进的GPS实时差分定位系统，在抛石作业船上设置两台接收机接收卫星信号和差分信号。这些信号同时输入电脑，经过换算确定出精确定位位置。在抛石作业时先设计好计算机操作程序，再在电脑上按设计坐标设定好所需抛石填筑的施工区域，通过计算机屏幕直观显示船体设定图形和所设定的抛石填筑单元格的位置姿态，再用船舶设备自航系统进行移动船位，使船体定位边线和设定抛石填筑单元格起始边线重合，说明船体已定位准确，可进行抛石填筑。
5.2.4 船抛施工
（1）分层分段划分
根据设计断面要求进行分层分段划分，船抛石方一般遵循“自低向高，分层加荷”的原则，因此分层分段施工对实施抛石筑堤有十分重要的作用。
分段：将海堤工程划分为若干个施工段进行船抛石方，各段施工长度约100～300m，当海堤设计明确要求分层加载时，分段长度可适当增加。
分层：当海堤有分层加荷要求时，考虑坝体沉降与加荷稳定问题，施工应采取加级施工，各级加载高度在1.0m～2.0m之间，加荷过程中如发现异常，根据沉降观测资料对加荷厚度随时调整。这时，抛石施工应适当分层，施工前对各层段区的工程量进行详细的划分、计算，计算量要考虑沉损，为船抛提供可靠的依据，指导抛填施工。
软土地基上筑堤通常需要缓慢加荷，根据设计要求，加载后需有约两个月的稳定期，每施工段每级加载施工时间一个月，加载后稳定期约为两个月，随后进行第二级加载。
施工期间各次加载水平向尺寸误差控制在±1.0m，竖直向尺寸误差控制在±0.5m，碎石垫层顶面高程不高于设计高程0.5m，不低于0.3m，施工期抛石找平层平整度控制在±0.5m。
（2）测量放样
通过全站仪放出区段的大样，并用浮标做为标志定出大致位置，具体船抛实施时则利用GPS定位系统或定位船按区段分网格进行抛投，电脑上直观显示，并根据抛投情况随时进行动态调整，以保证投料均匀，无漏抛。
（3）抛投顺序
横断面方向从两侧向中间的方向进行，即先抛内外海侧镇压层，再抛堤芯，以防止地基加载出现塑性角挤出和涂面隆起。
沿堤轴线方向，遵循“从低到高”的原则，即从涂面较低位置开始抛投，然后堤线各位置再逐步同步加高，确保整条堤线抛石能均匀上升。
整个抛填过程中，可随时加密断面测量、指导施工，采用改变对开驳装船量对断面局部不足进行补抛。施工时，一般较细的石料抛中间，大块石料抛两侧，提高海堤防冲性能；高潮时使用高码头，低潮时使用低码头，以充分利用时间，针对工程特点，可在施工中不断总结经验。
（4）抛填
采用自航液压对开驳船进行抛填时，抛填石料时要做到"齐"、"准"、"快"，一旦定位准确后，立即打开驳体卸掉石料，然后对开驳驶离抛填区。
采用甲板驳抛填时，定位完成后甲板驳抛锚固定位置，再采用装载机（或挖掘机）把甲板驳上的石料卸入抛填区中，卸料过程中甲板驳可通过绞锚机微调船位，直至将甲板驳船上的石料卸完，然后甲板驳驶离抛填区域。
水上抛填石料时，根据当时的水深、水流和波浪等自然条件对块石产生的漂流影响，确定并微调抛石船的驻位。抛石的过程中，要求石料均匀抛填，尽可能使抛石料厚薄均匀，无论采用何种抛填方式，都需要在施工过程中不断总结经验，以提高效率

水抛块石定位及微机控制示意图

5.2.5 补抛与复测
根据海堤设计断面，船抛石方到一定程度后，及时进行水下测量，并将测量成果与设计断面相对比，确定需要补抛的具体位置及所需抛填的方量，采用合适吨位的船舶进行补足，补抛的过程一样需要经过精确定位，保证抛投到位。
补抛到位后，及时进行复测，反复补足直至达到设计要求。
5.2.6 质量检查
一般情况下采用水下地形测量确认抛填质量，必要时辅以潜水探摸。
5.3 劳动力组织
表5.3 劳动力组织情况表
序号
单项工程
所需人数
备注
1
总负责人
1

2
施工指挥
每艘船配1个

3
船员
每艘船配6个

4
专职GPS定位员
每艘船配1个

7
记录质检员
1
资料整理
9
测量员
4
水下断面测量
10
交通艇驾驶员
1
人员交通、材料运输

合计

6 材料与设备
6.0.1 材料
主要材料为各种规格的抛石料，需符合设计要求。
6.0.2 设备
海上船抛石方筑堤所需设备见下表：

表6.0.2 海上船抛石方筑堤设备表
序号
名称
单位
数量
备注
1
抛石船
艘
满足施工进度要求
运输、抛石
2
装载机（或挖掘机）
辆
每艘配1辆
甲板驳上卸料
2
交通艇
艘
1
人员、材料运输
3
GPS定位系统
套
1
船舶定位
4
测深仪
套
1
地形或断面测量
7 质量控制
7.1 工程质量控制标准
质量控制标准采用：《水运工程质量检验标准》JTJ257-2008 ，《水利水电工程施工质量评定规程》SL176-1996。
7.2 质量保证措施
7.2.1 施工记录
海上船抛石方筑堤安排专人负责填筑过程的记录和每次抛填位置记录，记录者负责签名并由专人负责校核，同时将填筑情况反馈到每条船舶，确保有计划地抛填。
7.2.2 质量控制
海上船抛石方筑堤过程中派专人随时检查，检查、检验的主要内容为断面测量、抛石材料质量控制、平整度控制等。
石料质量控制是抛石填筑的重点，要确保抛石料符合设计要求，控制含泥量及石料块度，具体执行设计要求；断面测量检测主要是和设计断面进行对比，确保抛填后形成设计要求的形状，如未达到设计要求，应重复补抛直至形成设计要求；垫层及面层抛石往往需要控制平整度及顶面标高、密实度等，应进行检测，必要时可进行潜水探摸直观了解水下情况。
8 安全措施
为加强施工船舶安全管理，严格遵守《安全生产法》等相关安全生产的法律法规和公司规章制度，坚持“安全第一，预防为主，综合治理”的安全生产方针，按照“管生产必须同时管安全，谁主管，谁负责”的原则逐级落实安全生产责任制，特制订以下安全措施。
8.0.1 施工作业前按规定向海事管理部门办理水上水下施工作业许可证，并办理航行通知等有关手续。
8.0.2 施工船舶应按《中华人民共和国船舶最低安全配员规则》规定配备保证船舶安全的合格船员。船长、轮机长、驾驶员、轮机员、话务员必须持有合格的适任证书。
8.0.3 成立以船长为组长的安全生产领导小组，配备专职安全员，由技术负责人牵头编制《生产安全事故应急救援预案》、《防台度汛应急救援预案》。
8.0.4 对施工作业人员进行“三级”安全教育，按照《建设工程安全生产管理条例》要求，技术负责人组织逐级下发安全技术交底。
8.0.5 施工作业严格遵守公司各项安全操作规程和技术交底，所有施工作业人员必须佩戴安全帽、穿好救生衣，严禁酒后上岗作业。
8.0.6 在施工区域周边设置安全警示标志，夜间施工作业保证足够的照明，并设置红灯警示，避免过往船只发生意外碰撞，安全员负责现场监督。
8.0.7 加强对施工船舶、安全设备、信号设备自查，防止船舶带“病”作业，确保设备安全正常运行，安排专人检修电路，严格用火管理，配备消防器材。
8.0.8 确保通讯畅通，随时保持与海事、岸基管理机构的通讯联系。
8.0.9 作业期间如遇大风、雾天，超过船舶抗风等级或通风度不良时，停止作业。
8.0.10台风来临时，做好台风跟踪观测，按防台预案作好避风工作，在6级大风范围半径到达工地5小时前抵达防台锚地。
8.0.11 加强对食堂卫生管理，炊事员经体检合格持证上岗，避免腐烂食物流入加工间，配备消毒柜，防止发生“食物中毒”、等意外事故的发生。
9 环保措施
9.0.1严格按照《中华人民共和国海洋环境保护法》、《中华人民共和国防止船舶污染水域管理条例》、《船舶污染物排放标准》的要求对施工船舶污水排放进行管理，经处理排放的污水含油量不得超过15毫克／升。
9.0.2 加强施工期环境管理，制定严格的规章制度，依照公司《环境管理体系》的规定，不得随意排放油类、油性混合物、废弃物和其他有害物质。
9.0.3 施工船舶产生的生活污水，船舶含油污水、生活垃圾集中统一处理，做好船舶垃圾日常的收集、分类与储存工作，不得任意倒入施工水域，靠岸后交陆域处理。
9.0.4现场作业专人指挥，合理选择施工方法，选用低噪声设备，加强船舶设备维修保养， 合理安排施工时间。
9.0.5 船舶应装设处理舱底污水的设备，施工船舶舱底含油污水不得随意排放。
9.0.6 一旦发生意外火灾或油料泄漏事故，当事人报告船长，立即启动应急救援预案，立即采取措施进行控制、清除或减轻污染的损害的措施，并视情节上及时报告应急主管部门（水上搜救中心、所在地海事局等）及公司安监部，并接受环保部门或海事部门的调查处理。
10 效益分析
10.0.1使用海上船抛筑堤施工，充分利用船舶设备机械化、自动化程度高的优点，适合远距离运输施工，可减少陆上交通带来的各种影响。
10.0.2 海上船抛筑堤施工，可以大量减少临时道路建造长度，减少占用土地面积，节约临时工程造价，尤其适用深水筑堤时无法形成陆路通道时，采用船抛是不二的选择。
10.0.3可以以较快的速度投入施工，加快施工进度，使建筑物提前发挥效益；施工时可通过建造高低码头减少涨潮落潮的条件影响，条件良好时每天的有效施工时间达24小时，可缩短施工工期，社会效益明显。
10.0.4随着科技进步，向深水围垦推进是一种趋势，船舶设备可以发挥其绝对的优势，解决工程施工中的瓶颈问题，水深越深则其优势更能充分发挥。
10.0.5在粉砂质地基及软基排水板处理上筑堤，潮流冲刷或立抛挤淤是不可避免的，但可以通过船抛石方先形成护底余压之后，采用陆上立抛石方紧跟填筑，可以减少潮流对地基的冲刷和挤淤，保护排水板的质量可靠性和有效性，产生明显经济效益。