黄家富 中铁广州工程局集团有限公司

1.方块没水安装工艺

1.1 工程概况

某渔港包括了1200m长的防波堤、1351.32m长护岸、13.32万m2陆域（含卸渔区及道路、堆场）、45.13万m3港池疏浚、1.89万m3炸礁及相关管理建筑物、绿化及水电零星工程等。其中，西侧防波堤310m堤身结构为抛石堤心两侧外包双层预制实心方块，底层实心方块顶标高较设计低水位低34cm，方块类型有K1、K4、K6，方块结构形式类似，仅尺寸大小存在差异，典型构件为K1。

K1方块尺寸为长×宽×高=4960×5600×2550mm，单重163.7t，前趾断面尺寸为前高550mm、宽600mm、后高1200mm。方块设置4个马腿芯孔道，马腿芯为直径600mm，高400mm的圆形孔洞，孔洞上设200×400mm矩形方管预留孔，以便吊具安装。方块中间设2个直径500mm，高2550mm的灌芯孔，安装完成后上下2层灌芯孔相通，插入8型槽钢并浇筑混凝土，将预制方块连成整体。

1.2 工艺选择

方块通过300吨起重船进行装船，经2000t平板驳运至安装位置附近水域后，采用该起重船进行吊装，施工工艺如图1所示。

图1 方块没水安装工艺流程

1.3 施工方法

1.3.1 施工准备

（1）根据方块的重量、吊孔尺寸制作专用吊具，并确保其受力满足施工要求。

（2）测算起重船及平板驳所需性能参数，组织满足本工程预制构件安装需要的船机进场。做好构件出运的场地使用及船机调遣规划，避免出现窝工等现象。在实心方块前沿采用膨胀螺丝固定角钢∟70×70mm（长度1200m），超出方块顶面50cm，再在其内侧焊一根钢管φ45mm（安装方块时固定RTK蘑菇头用），见图2。

图2 RTK蘑菇头固定示意图

（3）潜水员先进行基床检查，确保基床平整且范围满足设计和规范要求，不合格处重新整平，确保构件安装顺利推进。

1.3.2 方块出运

起重船趁高潮位利用预制场边上预埋的地锚进行定位，将方块吊运至2000t平板驳上，并用木块均匀支垫，经平板驳拖运至港池区域合适位置以备安装。

1.3.3 船机定位

平板驳将方块运至安装区域附近后，按轴线与方块安装前沿线垂直方向进行定位，并预留起重船回转半径空间。待平板驳定位后，再根据拟安装位置完成起重船定位，并尽可能保证安装时起重船轴线与防波堤轴线垂直。

1.3.4 方块安装

图3 方块水上安装大样图

（1）安装前再次检查方块固定的角钢是否松动，如若松动需将膨胀螺丝上紧；再将预先导入方块角点坐标的RTK蘑菇头固定在预留钢管上，并根据现场水位调节立杆高度，保证安装到位后蘑菇头高出水面不小于50cm。

（2）首件方块起吊后，依据前沿的坐标进行粗定位，第二件以后构件安装，可依据已安装的方块顶部固定的浮漂及导标辅助粗定位，缩短安装时间，避免涨潮后蘑菇头被淹没。

（3）粗定位后，趁低平潮流速较小时开始精确安装。

（4）方块入水后，当其底部距离基床顶面约50cm时，测量人员核对RTK坐标来控制方块的前沿线位置及标高；潜水员水下辅助探摸、核实方块位置，并将信息反馈给测量人员，测量人员将实时坐标偏差反馈给安装负责人；安装负责人根据水流、风向情况，指挥安装班组及时调整，使方块平稳、精确着床。

（5）安装过程中应控制方块的横移速度，防止发生方块碰撞损坏，且在定位完成后，结合水流、风浪等因素，尽可能确保沉箱一次着床或减少着床次数，禁止在基床上频繁起落，挫坏基床。

（6）方块着床后，测量人员根据施工现场布设的控制点用全站仪进行复核观测，并记录临水面与施工准线偏移量和方块四个角点顶面标高。如测得的数据超出设计和规范要求，需重新进行调整。

（7）首件方块安装时无依托，比较难以精确定位，可粗略安放，并作为第二件安装参照物，待第二件精确安装就位后，重新调整第一件方块。

（8）安装过程中，及时跟踪验收记录，技术资料严格按照《水运工程质量检验标准》（JTS257-2008）整理，见表1。

表1 方块安装允许偏差、检验数量和方法

（9）西侧防波堤310m实心方块为两层两排布置，施工时先安装海侧部分，再安装港池侧部分。

（10）方块安装后，由于其本身重量较轻，避免因风浪影响产生位移，应及时安装上层方块（参照底层方块施工方法进行），并采用导管法浇筑灌芯孔混凝土，使其上下层连成整体，并结合施工进度适时回填方块间堤心石。

1.4 受力验算

预制实心方块采用起重船吊装至平板驳，参考300t起重船吊装性能表，最大安全负荷约290.4t，夹角56°，吊距37.5m，现场最大吊距控制在22米范围内即可满足受力要求，见图4。

图4 实心方块吊装大样图

构件最大自重168.15t，含吊具吊重约为170t，每个吊点承受的荷载Q=G/4=1700/4=425KN，α角度取60度，安全系数取6，则钢丝绳所承受的内力S=Q/sinα=425/0.866=490.76KN，取φ80钢丝绳验算：Sb/K=0.5d2/6=0.5＊802/6=533.33KN＞S=490.76KN，满足要求。

2.结语

直立式防波堤堤身结构形式的选择，会直接影响后续的构件预制工艺，而堤身构件的设计顶标高与当地水深关系，会直接影响安装工艺的选择，进而会涉及船机选择、吊具设计等关键环节。没水安装仅作为一种适合当地环境的施工工艺，随着直立式堤身结构形式的多元化，构件的安装工艺应结合当地水位、船机调配以及安全管控、成本效益等方面进行优化，确保工程建设顺利推进。