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第八章防波堤施工一、概述防波堤是港口工程的重要组成部分。功能：掩护港内水域，防止波浪、泥沙、海冰等侵袭。分类：按平面布置：突堤岛堤按结构型式：斜坡堤直立堤透空式、喷气式、浮式本章主要以斜坡堤施工为例，直立堤可参考重力式码头施工方法。斜坡堤用于水深浅，地质差，当地又盛产石料的地区1988年竣工的营口港鲅鱼圈港区长793m北防波堤工程。结构型式是以堤心石、垫层石为块石棱体，外侧护混凝土扭工字块，内侧护混凝土四脚空心块和压脚棱体的斜坡式防波堤1996年竣工的广东台山电厂东防波堤及东护岸，采用爆炸挤淤抛石新技术施工，防波堤长1,370m，护岸1,250m。护面为10t～21t扭工字块1996年竣工的珠海电厂5万吨码头防波堤，堤长1,400m为抛石斜波堤四脚空心块护面结构。施工采用爆炸挤淤填石法和爆夯理坡新技术天津港北大防波堤工程庄河港栅栏板护岸庄河港护岸挡浪墙二、施工方案陆上施工：突堤，堤心石顶标高在高潮位以上，且顶宽能满足陆上机械作业要求，宜采用陆上推进施工方案。（自卸卡车，端进法抛堤心块石，同步抛护面块石保护）水上施工：岛堤（民船、驳船、自卸船抛石）陆上方案优点：①不受风浪影响，可极大增加可作业天数，必要时可昼夜作业。水上作业部分（护底、棱体、护面）只要条件允许可一直跟进，可及时护面，形成设计断面，减少风浪损失。②陆上机械台班单价低，可减少总成本。③在风浪大时，水上作业虽已停止，但陆上作业还可抢作防浪加固，可缩短防浪的停工时间，减少浪击损失。特殊案例：长周期波，平均周期24s，波高大，几乎无法用水上施工方案。采取沿堤中心线设施工栈桥，用30t门机的陆上施工方案。三、施工前准备1、设置平面控制基线（或控制点）和高程控制点。2、对工程范围内的水深地形应进行实测，进一步掌握地形并据此计算、复核工程量。计算石料和块体用量时，需考虑沉降因素。3、设置控制标里程标——指示施工区段用，同时用以控制堤头、断面变化和堤身转折处，可设在陆上，与堤轴线成90°或大于30°斜交。也可直接沿堤轴线设固定的钢桩或钢管。断面标——设在断面高程变化处，堤中间视堤身长度先设2～4处固定标，后按作业需要设活动的临时断面标。4、设置潮位标。报潮位，用潮位、水深控制水下抛填的标高。用标牌形状或颜色表示潮高。潮位每涨落10cm，调整一次标牌。5、设石料储存场和出运码头。6、设块体预制场和出运设施。7、设水上锚系设施→沿堤两侧多抛系缆用砼块体，块体上用锚缆系带浮鼓。8、陆上推进施工时，需修建通往堤根的施工道路。四、软基处理斜坡堤的地基为软土时，根据软土厚度的不同，处理的方法有：挖泥换砂（置换法）；抛砂垫层或在其上加土工布；打设竖向排水通道＋抛填水平向排水砂垫层。（一）换砂、抛砂垫层和抛水平向排水砂垫层厚度大—用泥驳抛。厚度小—用方驳或民船抛。（二）打设竖向排水通道（袋装砂井或塑料排水板）简易—方驳＋吊机专用—方驳＋专用打设架先打钢套管—钢管节坡口焊接制成，管长度＝高潮水深＋船干舷高＋打入深度＋富裕量套管底有活门，从上端送入砂井或塑料排水板之后，提出套管。堆载域压（三）铺土工布整平的砂垫层上铺土工布（要求抗拉强度40～50KN/M），常用有纺布。（方驳－人力铺或方驳—吊机铺）＋潜水员配合上压二片石二片石数量0.2m3/m2，每5m检查偏位。1、铺前准备工作：①土工布拼接成卷——在空旷的平地上展开土工布，检查外观，拼成幅宽10～15m的片，缝双道缝线，搭接长度＞5cm。卷成卷，起始端Ф38mm钢管终止端Ф100mm钢管，用铅丝系扎。展开绳和张紧绳合一，只在终止端用铅丝系扎Ф219mm钢管，在钢管两端焊短钢管作为拉环的转动轴。展开绳和张紧绳分设在堤的两侧设土工布起始端、终止端铺设控制线，从堤的一端逐段插钢钎A、B、C、D，从A到B，从C到D之间拉细绳。分段长度为一次铺数片土工布有效宽度（幅度减去2m搭接长度之和），A’和B’处插钢钎，系小浮鼓，铺设船对浮鼓驻位。②砂垫层整平，整平方法同一般抛石基床整平，±30cm偏差。③铺设控制线（用钢钎之间拉细绳，定位）2、铺设后压50kg砂袋。五、施工程序（一）陆上推进施工程序1、陆上推进施工从堤根开始。由于堤根部分水深较浅，堤心石可以一次到顶向前推进。2、堤身推进到水深－1.0～－2.0以后，整个堤身已经很高，为防止继续推进造成塌坡，（波浪作用，陆上推进引起）此后堤心石的抛填，原则上需分两步进行。①第一步粗抛（水上抛），在水中抛填至±0.0m（波高较大时，需适当降低）②第二步由陆上继续推进，抛填到顶。3、堤心石成型后，即重点进行外坡工序如垫层、护底、棱体以及护面等，分段流水作业，其中护底和棱体基本上可与垫层块石同步进行。突堤内侧兼作码头，或突堤顶用作通道时，其堤顶通常设胸墙。4、胸墙的施工：①若堤顶宽度较大，胸墙施工后不影响陆上机械及车辆行走，则胸墙可在堤心石成型后即开始。②若堤顶较窄，胸墙施工后影响陆上推进，则应将胸墙的施工期适当后延。③若工期允许，最好让堤身能经过一个大浪季节，沉实后再进行胸墙施工。5、胸墙施工后方可将坡肩处的护面层补齐。内坡成型可放在胸墙施工之后。6、堤身施工应注意掌握施工季节。①堤心石第一步抛至±0.0m以下时，基本上不受风浪影响，全年均可进行，并可超前多抛。②堤心石的第二步长高成型及抛垫层和护面等，应重点安排在非大浪季节。如需在大浪季节施工，其分段应尽量缩短，并要“步步为营”，且在风浪来临前，在堤身长高推进面及端部，用块石（必要时用护面块体）进行临时加固保护。7、在软基上施工的防波堤①其水下棱体的施工应与堤心底层抛石同步进行，而且最好先抛水下棱体，后抛堤心石，以防止堤心石滑移。②堤心的分层及其间歇时间，均须按设计要求进行。应定期观测沉降，分析地基固结情况，调整上层抛石的间歇时间。（二）水上施工的程序凡不具备陆上推进施工的斜坡堤均采用水上施工。岛式或不设胸墙的斜坡堤一般均采用这种方法。1、施工程序从一端开始。先抛棱体下部基础，接着抛棱体和护底，然后抛堤心石。2、堤心石原则上也分两步进行：①第一步粗抛，标高控制在±0.0m左右。②第二步一次到顶。内坡堤心的戗台，可作为第二步抛石的一个分层。3、同陆上施工，要注意掌握施工季节。4、堤身和护面，在海况条件好时，应以外坡为主，但内坡也要及时护上。因为这种斜坡堤的堤顶低，堤身窄，在护面没有全部完成时，往往越浪把内坡打坏。六、抛填块石（一）堤心石——10～100kg块石，无级配要求，不成片状，无严重风化和裂纹。水上抛类似抛石基床。陆上抛有时要架设车辆调头平台。堤顶宽度不够时，需设车辆调头平台抛后边坡自然坡度1：1，比设计坡度陡（1：1.25～1：3）抛填时堤内外侧边线比设计线放宽几米，用人力削平坡。堤顶内侧边线比设计线缩窄0.5～1m，利用散落在堤上的零星块石或施工胸墙挖出的块石，人力补抛，水下不足部分，用吊机或民船、驳船补抛。（二）垫层石100～200kg块石或更大，强度≮30MPa，无严重风化。重量≮护面快体重量的1/20~1/40200kg以下，可用民船、人力抛；200kg以上，用吊机—方驳。垫层块石一般较大较重，抛填时“宁低勿高”。垫层的理坡：滑轨法:导轨间距6m左右。滑轨为Ф75～100mm的细钢管或8kg/m轻轨，去高补低。滑线法:埋设排桩，间距5m左右，排桩上拉细绳，两细绳间设滑线。对平整度要求较高，且重量较大的垫层块石，通常采用较规则的块石，用吊机配以特别夹具，水下部分由潜水员水下铺砌，陆上部分由陆上人员铺砌。10～100kg垫层块石，理坡后的允许高差为±20cm；100～200kg垫层块石，理坡后的允许高差为±30cm。四脚空心块的垫层块石宜铺砌，水上、水下部分的允许高差分别为±5cm，±10cm。（三）压脚棱体和护底压脚棱体：块石——一般为护面快体重量的1/5～1/10，可达1t。浆砌石块体。与坡面相同的护面块体。施工方法以垫层基本相同。护底：离堤中心较远，且较薄，一般只能用民船或方驳水上抛填。施工方法与堤心石相同。七、护面块体（功能：消除波浪能量，保护斜坡堤）1、护面层型式有：块石（抛填、安放或干砌）浆砌块石抛填块石人工块体人工块体：①四脚空心方块②栅栏板③扭王字块④扭工字块⑤四脚锥2、安放图案①四脚空心方块，栅栏板，扭王字块，外形对称，均规则安放。防波堤外坡扭王块体安放②扭工字块按低潮位分为水上、水下两部分水上部分可规则安放，也可定点、定量随机抛填，要求60%的竖杆朝向坡脚，而且先按理论计算量的95%抛填，后用余下的5%“填平补漏”水下部分，一般按理论计算量，定点、定量随机抛填。③四脚锥体下层块体正放（一个脚朝上，三个脚朝下）相间排列，上层块体正放，个别如因下层块体留下空隙小，也可倒放，但倒放数不宜超过上层总数的20%。规则安放块体时，须用人力（水下用潜水员）扶正定向。禁止直接用人力扶正，宜用带钩的长杆支顶或用拉绳。3、四脚锥体，工字型块体理论计算抛填块数和定点间距定点抛填间距单块抛时，水平方向间距（m）沿坡度方向间距（m）数块成簇抛时，水平方向间距（m）沿坡度方向间距（m）N——100m2抛填块数N′——成簇抛的块数m——斜坡坡度1：m2/N10aNN2110a1mmab21mmab2安装扭王块体护面阳江核电防波堤施工现场