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摘要:以太原市汾河治理工程水下沉排施工為例，分析了水下沉排施工技術現(xiàn)狀和面臨的問題，提出加工特殊道具通過汽車吊吊裝吊具沉放石籠的施工方法。既保障工程安全順利貫通，又可為今后行業(yè)內(nèi)類似的施工提供借鑒。

關鍵詞:水下沉排;吊具;汽車吊;沉放

0引言

國內(nèi)外水下沉排施工作業(yè)主要為船舶施工，沉排施工多為混凝土軟體排、鋼筋石籠網(wǎng)箱，賓格石籠沉排。太原市汾河生態(tài)景觀帶工程水利工程水下沉排施工技術現(xiàn)狀和面臨的共性關鍵問題主要有:1)汾河不通航船只進出場及周轉、裝運碼頭困難。由于汾河不通航，多處水域不相連，船只進出場與水域間倒運周轉困難，不同水域段新建大量碼頭費時費工。2)施工網(wǎng)箱石籠難以直接吊裝，水下沉放定位及脫鉤困難。沉排施工中石籠網(wǎng)箱為直徑2．5mm的鋼絲綁扎成型，不具備直接吊裝條件。為確保沉排的整體施工，采取陸上汽車吊吊裝石籠沉放的措施，配備潛水員、GPS、浮漂人員設備保證沉放質(zhì)量［1］。

1工程概況

太原市汾河生態(tài)景觀帶工程位于太原市主城區(qū)北部的汾河上，工程范圍:北起尖草坪區(qū)大留村右側的滾水堰，南至太古嵐鐵路橋，長約9．2km，河道寬度為200m～400m，由于大量無序采砂，治理段河道內(nèi)形成三處比較大的沙坑，深度為5m～15m，本工程通過河道疏浚，滿足防洪安全，通過岸邊部分沙坑填筑、高陡岸放緩和培厚，采用格網(wǎng)石籠防護，保證岸坡穩(wěn)定，沉排為親水平臺水下填筑的護坡工程。示意圖見圖1。

2總體思路

汽車吊吊裝沉排是根據(jù)不同水深采用了不同噸位的吊車進行水下格網(wǎng)石籠沉排施工。石籠在水下的定位由水面浮漂及潛水員將位置信息傳給吊車司機，通過兩者密切配合，以保證石籠沉排位置準確［2］。為保證沉排整體施工，一是根據(jù)石籠重量、鋼板強度等專門設計針對性的特殊吊具，易于裝填與脫鉤沉放。二是通過GPS、浮漂等設備準確定位沉放地點，確保水下定位的精確控制。三是采取增加潛水員的保障措施來解決水下沉放誤差，保證沉放質(zhì)量。

3工藝流程

施工準備→吊裝試驗(調(diào)整吊具)→水下潛水定位→吊具內(nèi)鋪網(wǎng)裝填→汽車吊起吊沉放→潛水員檢查定位→重復吊具裝填與起吊沉放。

4施工方法

4．1施工準備

1)水下邊坡修整。土方填筑完成后，在沉排施工前對沉排區(qū)域進行邊坡整平處理。采用長臂反鏟挖機掃床整平，掃床完成后，再次對沉排施工區(qū)域進行水下地形測量，驗收合格后，進行網(wǎng)箱石籠沉排的鋪設。2)設備進場。水下坡面完成后組織吊車、潛水設備進場報驗。根據(jù)水下測量成果、工裝及吊具重量計算出作業(yè)范圍，不同吊車型號對應不同的水深位置。根據(jù)施工需求定制特種吊具［3］。

4．2吊裝試驗

1)吊具加工:根據(jù)沉排施工特點，規(guī)劃加工一種水下石籠沉放吊具，包括吊裝框架，吊裝框架上開有與賓格石籠相對應的通孔，吊裝框架的底面鉸接連接有支撐墊板。通過帶肋板的框架作為基礎，在框架底部鉸接支撐墊板，將賓格石籠放置于支撐墊板和框架圍成的空間內(nèi)，再通過兩側對稱的用于吊裝的孔，保證了吊裝時整體結構的穩(wěn)定，有利于賓格石籠的定位，當框架到達指定位置后，支撐墊板自動打開，石籠利用自重下落即可到達指定安裝位置［4］，示意圖如圖2所示。2)吊具改進:根據(jù)現(xiàn)場條件，選定水域組織汽車吊吊裝石籠網(wǎng)箱沉放試驗，根據(jù)汽車吊臂長、吊具承重、工人操作便利性等改進吊具尺寸、材料及細部結構，最終確定面板采用厚4mm板，采用10號槽鋼進行上下部包邊，加強肋采用10號工字鋼，側部與底板采用鉸鏈形式，鉸接板厚度為16mm鋼板，銷軸為30，底部外廓超出框架200mm，吊具總重量為1950kg，見圖3。

4．3水下定位

施工前，潛水員配合測量隊對施工區(qū)域進行水下測量，根據(jù)1∶3坡比計算出坡腳位置，測量員利用GPS定位，潛水員下水摸排確認坡腳位置并做好浮漂，利用浮漂及拉線確定坡腳位置，潛水員從浮箱平臺下水摸排，控制沉排間距微調(diào)。吊具通過兩根橫纜人工控制轉向及移動。沉放時實時繪出沉排軌跡，并校核軌跡與排布的實際長度、設計位置是否相符合，同時與理論軌跡對照，出現(xiàn)誤差超出允許范圍時，立即校正，防止排體偏離計劃路線，保證沉排施工的質(zhì)量和安全［5］，示意圖見圖4。

4．4吊裝施工

1)在吊具框架內(nèi)展開石籠網(wǎng)箱，根據(jù)石籠填裝標準分層填充片石并整平，做好拉筋、封蓋及隔網(wǎng)片扎絲綁扎。2)裝填完成后吊車通過吊環(huán)鋼絲繩將裝好石籠的吊具起吊，并吊裝到水面浮漂定位位置，吊具通過兩根纜風繩控制轉向，定位后沉放石籠，石籠放置基底后潛水員水下摸排石籠具體位置，如有偏差需吊車起吊再次調(diào)整沉排位置，確保石籠間緊密貼合。沉放到位后起吊1m，收緊小勾，吊具下方開口，石籠脫離落下，收回吊具，吊裝下一沉排，依次循環(huán)，見圖5。3)吊裝沉排時先施工護腳石籠，再施工護坡石籠，施工順序為從上游至下游，先護腳后護坡，護坡由下向上依次施工。

5注意事項

1)吊裝過程中，須注意保護石籠網(wǎng)絲和網(wǎng)絲鍍層不形成損壞。2)施工前，先進行施工區(qū)域內(nèi)的水下測量，如發(fā)現(xiàn)有突出異狀物或凹坑等，應采取措施進行平整坡面處理，保證所沉排體不被破壞，并與坡面緊密貼合。3)沉排應先施工下層，且每處區(qū)段水域的同一層沉排完成后再施工上一層，上、下兩層沉排應壓縫鋪設，壓縫寬度不小于1．0m。施工中應避免沉排間接頭不嚴的現(xiàn)象，在接頭不嚴處須用大石塊填充密實。4)沉排應根據(jù)預先確定的施工網(wǎng)格進行有序定位、沉放。沉放施工每一序沉放結束后，須進行水下測量，并分析沉放結果，以便及時調(diào)整吊裝沉放計劃和水上作業(yè)定位位置。6分析格網(wǎng)石籠水下沉排施工，目的是保證岸坡安全。常規(guī)施工工藝為:岸上組裝格網(wǎng)石籠→吊裝石籠上船并水上運輸→吊裝船吊裝沉排到位。運輸船和吊裝船需要進出場時間較長;加之，部分河道水域水深較淺，施工需要增加疏浚船進行航道疏?；蛘呤┕ね暌惶幩蚝?，再解體、組裝設備至下個水域進行施工，船只進場后需要修建碼頭，石籠在岸上裝填好后再用吊車吊至運輸船上，由運輸船運至吊裝船，存在二次倒運，施工工序繁瑣、工期長，吊裝沉排方案與常規(guī)施工工藝相比，施工速度快、成本減少、施工工期有保障。

6結語

本項目依托太原汾河治理工程，采用現(xiàn)場與試驗驗證、理論分析的方法，形成水下坡面沉排防護的成套施工技術，一方面可解決依托工程水下防護的關鍵技術問題，保障依托工程安全順利完成，另一方面可為今后行業(yè)內(nèi)類似的施工提供完善的技術方案和技術借鑒。

參考文獻:

［1］中華人民共和國水利部．堤防工程施工規(guī)范:SL260—2014［S］．北京:中國水利水電出版社，2014．

［2］中華人民共和國水利部．水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程:SL251—2015［S］．北京:中國水利水電出版社，2015．

［3］《水利工程建設標準強制性條文》編制組．水利工程建設標準強制性條文管理辦法(試行):水國科［2012］546號［A］．北京:中國水利水電出版社，2012．

［4］中華人民共和國水利部．水利水電工程安全監(jiān)測設計規(guī)范:SL725—2016［S］．北京:中國水利水電出版社，2016．

［5］中華人民共和國水利部．堤防工程設計規(guī)范:GB50286—2013［S］．北京:中國計劃出版社，2013．

作者:曹陽 王永進 單位:太原市汾河景區(qū)管理委員會 中鐵十四局集團第五工程有限公司