四脚空心方块安装施工技术

沙守金 唐如蜜

摘 要：通过对防波堤大规格垫层块石上安装四脚空心方块施工进行总结，分析抢工期间的安装工效，为类似工程施工提供经验。

关键词：6t四脚空心方块安装 垫层块石 安装工效

1.简述

该防波堤港内侧以500～800kg块石作为护面垫层块石，-3.3m戗台以上部分安装6t四脚空心方块。四脚空心方块从下往上共设置8排，安装段总长1540.4m，单个6t四脚空心方块尺寸为2.1m×2.1m×1.26m，其典型断面图见下图1。

6t四脚空心方块下500～800kg垫层块石规格大，理坡平整度难以满足空心方块安装相邻块体高差不大于150mm的要求，因此对垫层块石理坡提出了更高的要求，需采取可行的措施来保证空心方块的安装质量，同时也要确保块体的安装进度，为后续现浇胸墙施工提供作业面。

2.方案选择

6t四脚空心方块安装共采用了两种施工方案，第一种方案为吊车起吊块体，潜水员水下配合进行整平坡面和安装，一次安装1块；第二种方案为150t履带吊一次起吊6块于预先整平区域进行安装，潜水员水下配合定位。根据两种方案的优劣（见表1），本工程根据施工进度需要主要采用了方案二，本文主要对方案二进行介绍。

3.施工工艺流程

四脚空心方块安装前先进行500～800kg护面块石陆上、水上理坡、水下整平。以设计低水位+0.43m为分界线，陆上理坡以短臂挖掘机配合长臂挖掘机进行；水下理坡以横鸡趸进行；水下整平采用导轨人工整平法。考虑要需预留现浇胸墙施工通道，再结合现场实际施工情况，将堤身顶端一排空心方块预留，待胸墙浇筑完成后安装，堤身下部7排块体安装与500～800kg块石抛理、整平形成有序的工作面。

4.施工方法

4. 1内侧500～800kg块石理坡

4.1.1水上理坡

设计低水位+0.43以下水上理坡本着“宁低勿高”的原则，采用横鸡趸进行，根据水上理坡施工难易将坡面标高控制在+150～-600mm之间。

一是测量控制。（1）测量方式：以GPS结合测深仪乘高潮时架船进行初步测量，检查水下500～800kg块石抛理效果。（2）测深数据分析：将GPS测深数据载入南方CASS软件中，以3m为一断面绘制500～800kg块石抛填断面线，并与设计断面线进行比较，将需要高抓或低补处在平面图中作以标记。

二是横鸡趸理坡。在横鸡趸抓斗臂顶端安装一个GPS，于GPS电脑系统中绘制3×3m网格，将横鸡趸船体线条载入测深数据平面图中。横鸡趸精确定位后，对于坡面低洼处，选择适当大小的块石填补；对于高点处，以抓斗抓除，重复此过程直至满足水上理坡标高控制要求。

4.1.2陆上理坡

标高+0.43m以上陆上理坡以短臂挖掘机配合长臂挖掘机进行，在满足设计轮廓线的基础上，坡面规格石局部高差控制在±100mm之内。

（1）测量控制：陆上理坡测量采用GPS-RTK进行。

（2）理坡：采用标杆拉线法进行500～800kg块石陆上理坡。低潮时，在500～800kg块石坡顶处和设计标高约为+0.5m处每隔10m设标杆（竹竿）。拉线；根据设计断面计算出该标杆对应点的设计高程，在标杆上以红漆进行标记；在相临两标杆红漆标记之间拉以醒目红绳。4.2整平坡面

4.2.1主要施工机械

投入2辆15m3自卸翻斗车用于载运石料，一台短臂挖掘机配合一台20m长臂挖掘机安放导轨及补抛、挖除石料，配备2个潜水班组进行人工水下整平。

4.2.2主要辅助材料及工、器具

规格石：翻斗车根据需求转运<500kg块石堆放于现场指定地点，用于支护导轨或局部补石。

4.2.3测量控制

坡面整平施工过程中，需要测量控制的有：整平区域、断面位置、导轨安装位置、标高和局部补抛位置，均采用RTK和GPS进行。

4.2.4施工过程

（1）导轨安放。导轨沿坡面顺直安放，间距10m；导轨上、下沿标高均按照斜坡堤预留沉降后标高控制。导轨通过吊耳与φ10mm钢丝绳连接，采用长臂挖掘机起吊、安放，先将导轨顶端安放到指定位置（堤顶安装设计边线和安装断面相交处），导轨下部用块石支垫。导轨顶端安放完成后可能因水面以下坡面块石不平整，导致导轨下端抬起或降低。这时，潜水员下潜至水下对导轨进行支垫或搬出超高块石。

（2）水下整平。将刮道于相邻两根导轨间垂直于导轨放置，沿导轨推动刮道，通过石面与刮道下沿的高差检查坡面高低情况，对于普遍较低处，由潜水员指挥长臂挖掘机补抛块石，直至石面顶大致与刮道底部平齐。

4.3四脚空心方块安装

四脚空心方块安装主要难点在于水面以下块体的安装。四脚空心方块安装初期采用50t汽车吊一次起吊一块安装，施工速度慢、安装后块体之间的间隙大。后经过方案优化后，采用150t履带吊使用特制吊具安装块体，一次安装6块，有效解决了上述问题。

4.4测量控制

四脚空心方块安装平面位置及高程控制使用RTK、GPS于陆上进行。

（1）吊具设计。

（2）吊架。采用2根13m长I40工字钢为骨架，中间以14根1.9m长22槽钢上下交错焊接成整体，吊架上方每间隔2.1m于两个工字钢上各焊接1个吊耳以固定空心方块，起吊时采用钢丝绳连接吊架上设置的吊耳起吊。

（3）其它。钢丝绳：吊绳采用4根φ30钢丝绳，长度分别为4.5m和8.3m，吊车起吊块体组时形成1：1.5坡比。卡环：采用4个20t卡环，连接吊绳与吊架。手拉葫芦：采用10t手拉葫芦6个，每个手拉葫芦通过吊架上吊耳与钢丝绳将空心方块与吊架连接、固定。

（4）二片石准备。为防止四脚空心方块坐底悬空，准备一定数量的二片石，用于支垫其脚趾，二片石的大小以人工能搬动为宜。

（5）安装顺序。采取由下往上安装的方式，根据坡肩四脚空心方块的坐标，反算出最底端四脚空心方块边线的坐标，先一次性安装6块，然后安装坡面上第7块，最后坡顶1块待防浪胸墙浇筑完成后安装。

（6）空心方块（一组6块）安装。平面位置的确定：测量员采用RTKGPS在石面上放出第一组块体顶端第6块块体上边线和桩号控制点位置，用油漆于平整石面上做好标记。安装：

四脚空心方块一般选择在标高+1.5m以下低潮位时进行，这样便于在岸上对块体的定位。①四脚空心方块采用65t平板运输车转运至现场，每车装运6～9块，现场由25t汽车吊起吊块体下车，于平整地面上按6块为一组平躺紧密摆放，后将吊架吊至块体上方加固；②150t履带吊起吊一组四脚空心方块（6块），起吊前先检查手拉葫芦、钢丝绳、卡环等。连接是否牢固，按1︰1.5坡比调整好吊架坡度，使吊架平行于坡面方向，朝预定安装位置缓慢下放；③根据坡面上预先设置的安装控制线放置第一组块体，当第一组块体距坡面0.5m高时，吊架两侧人工协助控制下落位置，将顶端第6块块体边线于标记处下放；④安装到位后测量员对此组空心方块露出水面以上部分块体的平面位置和标高进行复测，如平面位置有偏差，吊车起吊约0.3m高，人工配合吊车调整；如标高不满足安装要求，水面以上部分人工搬片石垫平，水面以下部分潜水员搬块石垫平，直至满足相邻块体高差不大于15cm要求；⑤吊车缓慢落下吊架，松掉手拉葫芦此组空心方块安装完毕。

（7）支固。每组四脚空心方块安装完成后，如坡脚戗台处块石与底端块体直立面不能紧密接触，可能会造成块体的下滑，因此，在安装完每组块体后潜水员于坡脚处搬动块石顶撑住块体牢固，如接触面石料相差较多，采用长臂挖掘机于岸上补抛，潜水员下水检查直至块体下方支撑牢固。

（8）后续空心方块安装。坡面上第7块四脚空心方块待安装完5组（30块）后采用起吊摆放块体的25t汽车吊跟后安装，要保证安装第7块空心方块顶边线与理坡设计边线的位置偏差以不超过设计边线为宜，以确保足够的间隙便于坡顶第8块块体的安装。坡面以上第8块在底层胸墙浇筑完成后采用吊车位于胸墙顶安装。

5.结束语

本工程通过对500～800kg垫层块石理坡后进行人工整平，并采用吊架一次整体性起吊6块四脚空心方块安装，在施工工期非常紧张的情况下有效解决了理坡与安装标准不同造成的施工难和常规吊装块体进度慢的问题，同时对比两种方法的块体安装质量，整体性起吊6块安装方法因块体间排列紧密，且便于支垫，安装质量优。