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土工布及土工格栅水上铺设施工技术

1 概述
(1)工程概况。台山核电厂位于珠江口门的崖门和虎跳门出口的黄茅海西侧,距离台山市44.5km,隶属广东江门台山市赤溪镇。地理位置为东经112o59′,北纬21o54′。取水明渠防波堤工程位于核电厂东南海域的大襟岛西侧。取水明渠防波堤基础位于软弱土层上,采取施打塑料排水板分级加载预压法进行排水固结软基处理,在原软弱地基上抛填1.1m 厚砂垫层,然后施打塑料排水板,铺设一层600g/㎡高强土工布和一层土工格栅作为加筋垫层,并抛填30cm 厚开山石碴作为隔离层,再分级抛填堤心石加载预压形成稳定基础。铺设土工布、土工格栅面积均为235049 ㎡,施工平面范围与砂垫层基本相同。土工布、土工格栅铺设标高约为-4.2m~-6.5m,使用专用铺排船铺设。(2)工程特点。本工
程土工布及土工格栅铺设为深水水下施工,且属外海施工项目,受潮水、风浪影响较大;土工布与土工格栅同时下水形成排体进行铺设,并同时抛填开山石碴压载即三个分项工程同时进行。
2 施工工艺
土工布、土工格栅铺设工作紧跟排水板施打之后开展,从堤头往堤根方向铺设,施工区域按设计断面分为若干施工段,每个施工段按纵向垂直于防波堤轴线划分成若干块。结合土工布、土工格栅拼接要求及铺排船卷筒尺度设置每块宽度约25m。土工布、土工格栅通过尼龙绳锁线固定一起,形成一块排体,每段施工均按块由堤内侧向堤外侧垂直堤轴线方向铺设土工布、土工格栅排体。

(1)施工工艺流程。如图。

土工布及土工格栅水上铺设施工流程

(2)单幅土工布、土工格栅加工工艺。①铺排船卷筒宽30m,土工布沿单块布体长度方向采用丁缝或包缝法拼接,缝接宽度约25cm,每幅土工布的拼接宽度为28m 或26.8m;每幅土工格栅的拼接宽度按25m 控制,使用尼龙绳锁线将土工格栅固定在土工布上形成排体,土工格栅横向不搭接。②在排体的尾部设置间距为1m 的加筋环,用一定长(长度为卷筒到铺排板端头的距离)的双股丙纶绳(Φ14mm)与排体
尾部加筋环连接,方便排体卷上卷筒。③在排体的起始边两端各设置一个加筋拉环,用作小锚固定排体的受力点。(3)土工布、土工格栅铺设工艺。排体卷上卷筒,GPS 精确定位铺排船,通过卷筒释放排体,反铲配合抛填石碴压载工艺铺设,排体水下横向搭接不小于1m,为避免潮汐、水流对排体的卷动,施工选择在高平潮或低平潮时间段,铺设后及时抛填石碴覆盖压载。
3 施工方法
(1)排体卷上卷筒。①展开排体,松开刹车,用双股丙纶绳(Φ14mm)将排体尾部的加筋圈和圈筒上各点所设置的钢丝绳(每米一个)连接起来。开动卷筒端部的电动绞车,使排体逐渐卷上卷筒。②开动卷筒端部的绞车转动卷筒,卷起钢丝绳和丙纶绳,每两条绳配一人,以便随时纠正绳位,使绳位始终卷在系点的左右位置,确保排体平整均匀地卷在卷筒上。③排体上卷时,卷筒的两端各配两名工人,随时纠正排体的位置,避免卷偏、卷皱,甲板上排体两侧配两名工人整平预卷排体。④当排体尾部于滑板边缘齐平时,停止卷筒作业,并将卷筒刹住。(2)土工布、土工格栅排体铺设。
①在排体起始边的吊环上结好绳索,连接用作固定的小锚上。②精确定位。铺排船上配备GPS,铺排船精确定位后用卷扬机将整筒排体从吊臂上垂直下沉(注意调整好卷筒的方向位置)直至砂垫层面上,再将卷筒吊索拉紧,以利于石碴抛压。③锚艇把小锚沿卷筒垂直方向拉紧小绳子后抛入水里,固定排体起始边。④船上的四根钢丝绳通过两边滑轮分别系在卷筒的滚轴上,卷扬机收紧钢绳使卷筒固定。铺排船通过船上的锚机控制移船并垂直于堤轴线方向缓慢后退,随着铺排船的移动,卷筒上的排体逐步展开。⑤伴随着排体的展开,作业人员将已由皮带船供应到铺排船的石碴按横、纵向2m 的网格全面均匀抛在排体上,四角适当加密,将排体压载固定。⑥铺排船在排体全部展开完毕后吊起滚轴,移船至下一位置。⑦进行排体搭接和实际平面位置的检测。
4 施工小结
(1)铺排船精准定位是铺设施工的前提。建立基站,绘制土工布及土工格栅的放样图并导入船载导航图,形成施工导航图。确定土工布及土工格栅卷设边缘在卷筒上位置,调整船只航海导航图显示两红色坐标点为土工布边缘坐标。并用移动站校核船载坐标准确性,无误后方可卷布。(2)排体摊铺是铺设施工的关键。排体在水下正常打开后,通过控制绞锚初按着设定的铺设区域位置进行水底摊铺,移动时必
须4 个锚机同时进行,两个拉紧,两个放松,如不同时或走偏必须及时进行调整。在摊铺过程中每次移动2 米的距离,反铲挖掘机抛投石碴将摊铺的土工布及土工格栅压住,使其不能上浮。铺至末端时,适当增加石碴抛投量,放松卷筒吊索,将摊铺船移出铺设区,提升铺设卷筒,整个铺设过程完成。再移动铺排船进行下一幅布的铺设。(3)抛填压载是铺设施工的保证。石碴抛填施工重点在于控制石碴厚度及均匀性。土工布及格栅搭接处,不得重复抛洒石碴,在相邻块土工布及格栅未铺设时,预留距离暂不抛填,避免因为石碴抛洒完成,两块土工布及格栅搭接质量不好。与传统的砂袋压载相比,石碴抛填能有效防止排体的上浮,保证排体的铺设质量,值得推广。(4)主要问题及应对措施。在前期施工中,卷筒只使用传统的两根调节索固定调节。排体在摊铺时,随着铺排船移动,由于现场涌浪较大,水下卷筒转动的同时由于受力不均而不能与船平行移动,造成卷筒弯曲、严重变形。为了保证卷筒与船移动时的平行性,除了用两根调节索牵引,采取另外设置两根调节索拖拉卷筒,同时控制四个卷扬机使卷筒位置与铺排船平行,有效避免了卷筒在铺排船移动过大时使卷筒发生弯曲变形。
参考文献
[1]周福田,张贤明《水运工程施工》北京:人民交通出版社,2004.
[2]李世华.对《防波堤设计与施工规范》中斜坡堤设计条文的几点建议[J].水运工程,2001(9):72-74.