软体排施工技术在珠海斗门护岸工程中的应用

张传君

(葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

1 概述

沿海地区以及内陆地区河道和临水土质边坡由于经常受到水流冲刷、水位高差变化、船舶航行以及雨水冲刷等因素的影响，极易形成陡坡、深坑等，很容易造成边坡失稳，严重的危及岸上建筑物和当地居民的人身安全。针对陡坡、深坑边坡的加固方式，常规的有抛石、浆砌石、混凝土等施工方法，但往往需要修筑临时围堰，施工难度大、工程造价高。而采用软体排施工技术，不需要修筑临时围堰，可以在水面上直接进行护岸加固施工，施工难度小，工程造价低。

珠海斗门东堤应急项目所处河段河道窄，受横坑水道、荷麻溪水道及螺洲溪水道下泄水流的冲刷严重，受新会～台山的高速船只浪损的影响大。其中，桩号CK1+830m～CK2+640m长0.81km堤段，堤外无滩、岸坡陡、深泓逼岸，近堤河床高程为－5.0m～－9.5m，为重点险工段。针对不利工况，该段边坡采用软体排施工技术进行护岸加固。

2 施工技术

软体排即以土工布管袋充砂后作为中间层，然后上下辅助块石和石渣所形成的结构体，分为枯水平台、充砂管带软体排及抛石三部分。土工布软体设置在抛石及石渣垫层之间。工程施工内容包括:排体基层石碴抛填、锚桩及连系梁安装、排体制作、排体充填及沉排施工、排体岸坡混凝土锁口、抛石压载等。

2.1 排体基层石碴抛填

本工程软排体基层设计为填筑石碴，其作用是将上部荷载均匀有效地分散在岸坡基底上，避免局部压强过大。石碴选用料场开采的边角料及小粒径块石进行抛填形成坡面，坡比为1∶5，为使排体与坡面接触良好，坡面尽量平顺，避免出现较大坑洼及褶皱。

施工工序:抛填区网格划分—测量定位—石碴抛填(船抛结合岸抛)—形成面检测—复抛—验收合格。

2.1.1 抛石网格划分及地形测量

2.1.1.1 抛石网格。施工前将抛投区划分为矩形网格，将设计抛投量计入相应网格，在施工过程中按预先划分的网格及其工程量进行抛填，为控制抛投均匀性，施工按20m×10m(顺水*垂直水流)进行抛石单元网格划分(图1)。

图1 抛石碴单元网格划分

2.1.1.2 测量定位。首先根据设计给定的坐标点布设控制网，堤线向每20m测一断面，垂直堤轴根据地形岸坡设控制点及方向点，水上设定位点(根据实际情况加密测点)。根据测量资料结合划分的单元格计算抛石量，并填入单元格。

2.1.2 抛投试验

抛石船定位时，需要根据块石入水后的漂距来确定其定位偏移量。抛石漂距在正式施工前先进行抛投试验，通过试验获得在施工水域内不同重量块石在不同流速各水深时的落点漂移规律，在此基础上得到适用于该水域的漂距，作为定位依据。

试验时先测量试验区域内的水流流速及水深，再对每个典型的块石称量，然后测定单个块石的漂距。如此重复，测定不同重量块石在不同流速、水深条件下的漂距，计算单位沉降量，并纪录、整理作为施工时定位船、石碴沉降的依据。

2.1.3 石渣抛投

2.1.3.1 抛石船定位。采用100t～200t有自航能力的驳船，在船上标识定位点，根据岸上方向控制点和起抛控制点，确定抛石船的位置，由施工人员对抛石船实施动态控制，发现偏移及时纠正。

2.1.3.2 石渣抛投。根据现场地形及潮汐变化，石碴抛填施工采用岸上抛投和船上抛投相结合的施工方法。高程－2.0m以上石碴抛填采用岸抛，高程－2.0m以下石碴抛填采用船抛法施工。石渣由料场车运至码头上船，船运至施工区，深水区用500t～1000t船抛填，浅水区用200t～500t船抛填。

岸上抛投:高程－2.0m～1.0m护坡平台，采用陆上填筑，车运至现堤顶，卸至高程0.5m左右平台，用挖掘机多次转运至－2.0m高程。

船上抛投:抛石船定位完毕后，根据船载石碴方量对应网格石渣方量开始抛填作业，实际抛投量按沉降量加轮廓线量考虑，单元区域作业完成后，抛石船重新定位，实施作业。

2.2 锚桩及连系梁施工

软体排岸上锚固由锚桩和连系梁组成。锚桩为C30预制钢筋混凝土桩(20cm×20cm×300cm);连系梁为C30钢筋混凝土连系梁(20cm×40cm)，使桩连成整体，增加桩体承受排体拉力的能力。

2.2.1 锚桩

锚桩为预制桩，两侧伸出钢筋和连系梁纵向钢筋连结。施工时，根据设计位置用挖掘机将预制桩静压贯入。

2.2.2 连系梁

连系梁为C30钢筋混凝土，预制桩位于现有防洪墙2m处。根据施工现场情况，连系梁采用现场浇筑方式，混凝土、石碴及其它材料利用石碴岸抛形成的施工道路，或据潮位情况修建沿堤轴纵向施工便道，用斗车转运至施工作业区进行现场浇筑。

2.3 软体排排布制作

2.3.1 排体制作

2.3.1.1排布技术指标。根据设计要求，排布采用机织土工布、单位重300g/m2、抗拉强度30kN/m、渗 透 系 数10－2cm/s、伸 长 率(￡ ＞30%)。冲砂管带布单位重200g/m2。

2.3.1.2 排布制作。排布按设计规格尺寸在厂家制作，并卷安在预先准备好的轴竿上。单块排体宽10m，长50m～70m不等，垂直堤轴线方向布置。

灌砂口布置:每条横肋带在中间设一灌口，纵肋带根据沉排船长度设置灌砂口。

2.4 排体充填及沉排施工

本工程软体排的功能是保护坡面免受冲刷，保证排体平顺地铺在坡面上、保证排布与排布之间的搭接，是软体排成功的关键。

2.4.1 施工准备

首先进行沉排船的改造，在200t甲板驳增设卷筒、平台、导轨、锚机和发电机等设备。施工前先对施工区域进行探测，详细了解沉排区域水深、流速、流向、流态情况，绘制出每幅排体的标准轨迹图，在岸坡上根据每幅排体位置施放出坐标点。再次检查沉排船上各设备是否完好。机制布在专业排布生产厂家进行加工，沉排船上至少备足一天施工所需的排布，充砂船装满中粗砂。

2.4.2 沉排船定位

用拖轮将已准备妥当的沉排船拖抵沉排施工区，利用安装在沉排船上控制排体两边边线的GPS定位系统，按标准轨迹图进行定位，沉排船到位后利用6台3t船用绞关、6根钢缆和6口霍尔锚控制。其中，船首尾为主缆，承受整个船舶上下漂移拉力和控制船舶纵向移动，艏艉4台则控制船舶横向平行移动。

2.4.3 排头固定

沉排船定位后，排布卷入沉排船的卷筒上，将排头用人工拉至混凝土连系梁处固定牢固。把位于岸坡上的排布展开铺平，并将排布上的砂肋充满。再次微调船位，使工作平台上的排布上下边缘与设计轨迹线重合。沉排方向垂直于堤轴线，沉放顺序为下游方向自上游方向进行。

2.4.4 排体沉放

沉排船定位于下游边第一块排体设计位置上，固定排头后，在工作平台上将砂肋充满。指挥员根据定位情况，下达沉放命令，绞动沉排船一边钢缆，收放主缆，使沉排船平行移动。同时，松卷筒制动阀，利用导轨使排体匀速地自工作平台滑入水中慢慢沉入河底。当一个空砂肋滑动至沉排船工作平台边缘时，停止移船，止住排体滑动，充灌砂肋后继续沉放，如此反复直到整幅排体沉放完毕，然后移动沉排船至第二幅排体设计位置。

2.4.5 沉排轨迹控制

在沉排过程中，排体水下搭接是保证护底成功与否的关键。因此，沉排前把排布轴线坐标、搭接宽度等有关数据换算成坐标绘制成沉排轨迹图，利用测量仪器控制好排体上下边缘入水位置。施工人员按照船位移动过程中GPS提供的实时定位数据，不断校正船位，从而保证排体上下边缘入水位置精度。第5幅排体沉放完毕之后，潜水员潜入河底探摸检测排体搭解情况。如搭解宽度超出规范要求，则在搭接处补沉一条覆盖排，以确保排体搭解符合要求。船上沉排施工示意见图2:

图2 排体沉排施工示意

2.5 排头埋设及锁口混凝土

排头埋设的目的是为了不使岸坡水流入排底，而冲刷布底以下岸坡破坏排体结构。本工程软体排的功能是保护坡面免受冲刷，保证排体平顺的铺在坡面上、保证排布与排布之间的搭接，是软体排成功的关键。当沉排数块成功后开始排头埋设工作，根据设计排头沟宽80cm、深40cm，将排头埋入沟中后，铺40cm粹石，上部用80cm×80cm混凝土压顶。本工程设计压载采用排布上抛1m厚块石压载法，当沉排数块成功后可开始压载工作，压载抛石施工方法同抛石碴施工。

2.6 抛石压载

本工程设计压载采用排布上抛1m厚块石压载法，当沉排数块成功后可开始压载工作，抛石压载施工方法同抛石碴施工方法。

3 施工质量保证措施

3.1 软体排施工技术要求

3.1.1 软体排布的品种、规格、质量和缝制必须满足规范要求。铺设方向、范围、充填质量和搭接必须符合设计要求;

3.1.2 排体采用双道缝线缝制，叠压宽度不小于5cm，两线相距以1.5m～2.0m为宜;

3.1.3 加筋带拉环采用φ6mm的筋绳;

3.1.4 两软体排搭接时，上游侧排体搭接在下游侧排体上，搭接宽度不小于50cm，并将搭接处压实。

3.2 施工控制要点及注意事项

3.2.1 沉排施工应根据排体尺寸、施工区水深、荷载情况等改造沉排船，使其适合工程施工;沉排前要对沉排区域进行测量或扫床，发现突出尖状物时，应采取有效措施进行处理，以保证所沉排体不被破坏。

3.2.2 沉排过程中应根据沉排区域的水流流速、流态及河床地形控制好移船与放排的速度，以使排体紧贴河床;施工时控制好排布铺放平整，压载均匀，沉排全过程必须监测排体边缘入水的轨迹，增加0.5m派幅宽度;排体沉放完毕后及时进行探摸检测，确保搭接符合要求。

3.2.3 采取系物、加肋条、牵引、导轨等有效措施，确保所沉排布紧贴河床，做到不翻排，不撕排，不堆叠;必要时在排体纵向方向两端增加加筋拉条，以增加排布的纵向抗拉强度，确保沉排施工过程中不撕排。对不能及时沉放完毕或因退水而露出水面的排体，要及时覆盖，避免阳光直射。

3.2.4 各操作员要注意力集中，动作协调一致，沉排时排布上不能站人，以免发生安全事故。

3.3 质量保证措施

船上沉排施工是一个特殊过程，必须按照特殊过程的控制程序进行施工。

3.3.1 对施工人员进行技术交底、发放作业指导书，进行质量、安全教育，并留下记录。特殊岗位必须持证上岗。

3.3.2 原材料如排布采购，须按采购控制程序对供方进行评价，并按要求送检，送检合格后方可供货。每批次材料进场后，按规定再进行检验，检验合格方可使用，在此过程中，需填写相关的检验记录。施工的沉排作业船舶必须满足要求，并保持其良好状态，做好其使用和维修记录。

3.3.3 确定沉排作业船的施工控制方案，根据护底范围的水流流速、流态及河床地形，控制好移船与放排的速度，使排体紧贴河床。

3.3.4 沉排作业人员要注意力集中，动作协调一致，注意作业安全。每段排体放排前要进行检查，并留下检查记录。

3.3.5 使用GPS监视沉排作业过程时，除按监视和测量装置控制程序规定的要求进行作业外，每天应定时自检，保证监视过程的可靠性和有效性，并填写记录。每天工作完毕后，应及时整理沉排记录，分析沉排过程，保证排与排间的重叠度，并评价操作过程，总结沉排经验。

4 施工效果及建议

4.1 软体排施工时，对于主航道区应提前与航道部门商定具体施工时间，避免影响航道航行和施工计划的实现。

4.2 充砂管袋间距宜小于2m，以增加压载重量，使排布能迅速沉底。

4.3 排体间横向搭接长度宜为1m～1.5m，以保证排体入水贴底后有更好的横向搭接。

4.4 本工程软体排施工完毕后，经检查验收，符合设计要求，达到预期效果。