软体排铺设质量控制技术在浦东机场外侧3＃围区海塘达标工程中的应用

软体排铺设质量控制技术在浦东机场外侧3＃围区海塘达标工程中的应用

李山城

上海申鼎建设科技（集团）有限公司，上海

摘要：本文结合上海市某海塘达标工程中混凝土联锁片软体排铺设质量控制新技术的应用进行探究。

关键词：水利工程；质量控制；应用

引言

混凝土联锁片软体排铺设工艺在上海地区沿海水利工程中应用较为广泛，混凝土联锁片软体排的铺设质量直接影响整个工程项目的保滩护底效果，本文结合上海市某海塘达标工程中混凝土联锁片软体排铺设质量控制新技术的应用进行探究。

一、工程概况

浦东机场外侧 3＃围区建设用地海塘达标工程北起江镇河泵闸，南至老薛家泓泵闸。海塘达标总长 13516.06m，同时，结合海塘达标工程同步进行堤前保滩，对顺堤前沿长江南槽-5(-6)m等深线深槽逼岸段进行铺排护底，护底工程总长7.08km。铺排面积约35.31万㎡

二、混凝土联锁片软体排施工工艺

（1）材料准备

本工程混凝土联锁片软体排的排体布采用380g/m²的复合土工布制作。到达施工现场时需要生产厂家的合格证、质保单、试块强度报告等，每批次都应进行抽样检查，送到相应的合格检验资质的检测单位进行检测。混凝土联锁片由预制厂运输船船运至施工现场。

（2）铺排船定位

铺排船利用船载定位导航系统定位，铺排船一般都是采用六锚定位，利用六个液压绞关控制锚缆，进而控制铺排船的位置，进行定位。每艘专业铺排船舶上均配笔记本电脑一台，GPS两台，GPS定位软件一套，施工前由施工员根据设计要求输入有关铺排相关参数，设置好船形文件，操作人员根据GPS定位软件显示铺排位置，将铺排船移动到起始位置，当电脑显示偏差值和位移值在允许误差范围内时，表示施工船舶已经到达设计位置。

（3）卷排上滚筒

现场工人配合船上起重设备将软体排复合布放至船甲板上并均匀摊开，工人将排布尾部预留的绳结和铺排船滚筒上的钢丝绳系结好，开启滚筒上的开关，甲板上摊开的排布会自动卷入滚筒，直至剩余的排布到翻版侧边线为止，再关闭滚筒上的开关。

（4）混凝土联锁片起吊、安装、绑扎

混凝土联锁片达到设计强度后水运至施工水域，运排船靠至铺排船翻板另一侧，待排体展开后即开始混凝土联锁片安放、绑扎。采用提前加工好的吊架进行混凝土联锁片的起吊、安装作业。

（5）排头下放

待甲板上混凝土联锁片安装完成2-3排后，利用船上铺排定位软件校核船位，达到设计要求后即松开滚筒刹车，利用联锁片构件的自身重力使软体排头排沿铺排船翻板缓慢沉入水面下，然后刹紧滚筒上刹车，现场工人继续配合船上吊机安装、绑扎联锁片。

（6）中间段铺排

铺排船一般采用六锚定位，船头及船尾两根主锚主要控制船机沿铺排垂直方向的移动，主要在铺排船头尾两侧四个边锚控制船机沿铺排方向的移动，确保船体在滚筒下放排体时可同步后退，避免排体发生卷排或撕排的情况发生。

根据船用铺排定位软件显示的实时船位，铺排船驾驶室操作人员利用船上锚缆控制系统配合滚筒上的放排操作人员同步放排，确保软体排放至滩面时达到设计要求的铺排范围。重复上述工作，直到整张软体排铺设至尾排

施工中铺排船由GPS-RTK实时跟踪指挥其定位，逐片铺设，并由RTK动态控制铺排轨迹，实时绘出铺排轨迹。如出现偏差，立即校正船位，保证护底范围和搭接宽度满足设计要求。

（7）铺设排尾

软体排施工排尾的处理至关重要。软体排铺至尾部时，利用提前系结好在滚筒上的丙纶绳与软体排尾端的活扣，继续按照上述放排的控制要求，船机移动的速率和放绳的速率同步，直至排尾缓慢沉入水面底部，打开丙纶绳的活扣，回收丙纶绳，完成整张排体的铺设，移至下一个工作面。

（8）分区交界处排体的反向搭接

本项目铺排范围较大、距离较长，施工中须同时投入多条铺排船分区同步作业。为保证各铺排船有足够的作业面，铺排船移位方向保持一致。相邻两工区交界处最后一张排体铺设时存在反向搭接。为保证搭接处护底质量，该排体铺设时需同时保证与上下游两张排体有效搭接宽度不小于3m。

三、混凝土联锁片软体排铺设质量控制

促淤坝外侧铺排护底是本工程海塘达标十分重要的组成部分，水上铺排施工质量控制尤为重要，直接影响工程的护底保滩效果。以往水上软体排铺设主要采取事后潜水员潜水探摸的方式，一方面探摸检查具有随机性，无法全范围覆盖检查，另一方面具有滞后性，铺排完成后才探摸，属于事后控制。

1、铺排施工实时旁扫声呐检测技术的应用

本工程铺排施工中，采用实时监测与事后检测相结合的检测方法，利用实时旁扫声呐声呐设备，全范围、实时反映排体搭接宽度情况，出现偏差，可立即调整船位。此项技术手段可以即时的反映出软体排在水下铺设的施工过程，铺排船上技术人员根据实时旁扫声呐检测情况及时进行船位的变化，确保软体排铺设的质量。

（1）检测原理

实时监控声呐设备由机械转动的声呐波束形成全方位或者某固定扇形角度内的扫描完成探测。它是由一个绕水平坐标轴机械旋转的水听器组成的，通过声呐波束连续转动一连串微小的角度来进行扫描，每一个声呐波束，将返回距离和回波强度的数据，根据这些数据可以模拟形成水下环境的声呐图像。

（2）检测流程

铺排船在铺设排体过程中，通过实时监控声呐设备进行扫描，对水下铺排搭接数据实时监测，并可直接在铺排船操作室显示屏上查看。

技术员通过软件工具量出铺排搭接宽度，并立即将搭接信息向施工现场负责人报告，施工现场负责人根据铺排搭接情况动态调整船舶姿态，进而达到铺排质量实时控制具体检测流程如下：

①在施工船舶铺放一段软体排后，在现场工人继续绑扎甲板上的联锁片时，监测人员利用实时旁扫声呐控制系统对水下已铺设完成的排体进行扫描，收集水下已铺设排体的实时数据可直接显示到笔记本电脑监测软件上，如平整度情况、软体排之间的搭接长度是否满足设计搭接要求。

②监测人员利用监测配套软件量取出软体排之间的搭接宽度，并立即将搭接数据向铺排施工负责人报告，施工负责人根据实时排体的搭接情况进行铺排船的船位调整，从而达到软体排铺设施工中进行实时控制的目的。

    （a）实时声呐监测示意图         （b）实时监测数据-搭接宽度、平整度等

图-实时声呐监测技术应用

③如发现软体排铺设存在问题：排体的搭接宽度达不到设计规定数值，应及时根据实时数据进行船机的调整。结合现场水面流速情况及相邻侧软体排的位置，可以控制铺排船进行船位的调整，向排体搭接侧适当靠近或者对软体排适当放松，确保搭接的宽度满足设计规定数值，修正软体排铺设质量。

本工程每艘铺排船上各安装一套旁扫声呐设备，铺排前安装调试到位，确保施工过程中排体搭接100%检测。

（3）事后检测

铺排完成后，派潜水人员对相邻排体搭接区域进行探摸检测，检查软体排铺设的搭接宽度是否达到设计规定数值，并进行数据收集整理，达到水下软体排的全面检测的目的。探摸检测频次按设计和相关规范要求执行。

2、质量控制要点：

（1）排布在储存、出运过程中，应该避免太阳的曝晒，避免排布的老化。

（2）混凝土联锁块需养护达到设计要求强度后方可吊装、运输，运输安装过程中如发现有裂纹不得应用。混凝土联锁片的起吊、安放作业要有专业人员指挥按，轻吊轻放，避免损坏联锁片或排体布。

（3）软体排铺设时要求机织布朝上、涤纶无纺布贴滩面，有利于保土反滤。

（4）联锁片之间、混凝土联锁片和排体之间要紧密连接、绑扎牢靠，必须满绑，不允许绑扎环出现漏绑的情况，软体排铺设进度要同混凝土联锁片吊放、安装的进度保持一致。

（5）垂直于堤身轴线方向各排体最小搭接宽度不得小于3m。平行于低坝轴线方向不允许搭接，铺设时应松弛不可绷紧，并尽可能预先拼接成整幅，减少搭接。

（6）软体排的搭接位置避开两种堤身断面相差较大的衔接处，避免不均匀沉降大而导致排体搭接的宽度达不到设计数值。

（7）铺排施工时应监测施工流速，为保证施工安全需趁潮施工，铺设时的最大流速控制在1.5m/s以下。

（8）软体排铺设完成后，进行下一道施工工序前应对已铺设软体排作探摸检查；如发现软体排出现破损情况时，应查明原因、采取补排施工等措施。

（9）本工程软体排的铺设及安全是工程的重中之重，严禁任何船只在软体排铺设范围内抛锚，以免对软体排造成破坏。

（10）施工过程中对正在铺设的和已经铺设好的软体排范围设置明显的警示标志，防止船只对软体排造成破坏。

四、结语

本工程采取先进的铺排控制技术，实时声呐监控系统在施工过程中发挥了重要作用，提高排体搭接质量，从而确保了软体排铺设的质量。铺排施工过程中，采用实时旁扫声呐设备，全范围、实时反映排体搭接宽度情况，出现偏差，可立即调整船位。此项技术手段可以即时的反映出软体排在水下铺设的施工过程，铺排船上技术人员根据实时旁扫声呐检测情况及时进行船位的变化，确保软体排铺设的质量，为上海地区今后类似软体排铺设施工中的质量控制及验收提供很好的数据支撑和重要依据。

参考文献：