一种利用透空块围海促淤堤的施工方法

摘要

本发明属于围海促淤技术领域，尤其涉及一种利用透空块围海促淤堤的施工方法。包括(1)联锁块预制，制备构成软体排的联锁块；(2)排体缝制，将联锁块缝制成软体排；(3)联锁块软体排铺设，采用铺排船将步骤(2)得到的软体排铺设在堤基上；(4)吊装船定位展布，将安装有GPS系统的吊装船沿促淤堤的堤轴驻位；(5)底层透空块体安装，采用竖直吊具对底层的透空块进行质心定点安放；(6)护脚抛石棱体抛填，在底层透空块体的两侧抛填护脚抛石棱体，对底层透空块进行侧向支撑；(7)二层以上透空块体抛填，在底层透空块的上方进行透空块的随机姿态堆放，相邻两层透空块在水平平面的投影呈梅花型，上层透空块体斜嵌在下层透空块体间隙中。

说明书

技术领域

本发明属于围海促淤技术领域，尤其涉及一种利用透空块围海促淤堤的施工方法。

背景技术

围海造地是解决沿海地区土地资源短缺矛盾的有效途径，随着高滩资源的日益减少和 工程经验的日益丰富，围海造地工程逐渐由滩涂区域向浅海区域发展。在浅海区域的造地 施工前一般先进行促淤工程，通过促淤工程可以加速泥沙的淤积效果，促淤堤工程能够降 低工程投资和降低工程风险，因此促淤堤工程已经成为了围海造地工程的关键之一。

现有促淤工程一般是沿促淤施工线路抛投块石形成促淤堤，促淤堤降低海浪的冲刷功 能，使夹带的泥沙加速沉降。上述促淤工程存在较为明显的缺陷：工程施工中需要大量的 块石，抛投量巨大，这样在块石供应紧张的地区就会出现因施工材料难以获得而带来的施 工成本升高问题；块石抛投后，其形成的促淤堤自身孔隙率较低、自重较大，这样在软土 地基促淤施工中，由于块石促淤堤对地基存在潜在的压迫破坏作用，故施工前需要对软土 地基进行较高要求的预处理，导致工程投资增加；块石的单体体积和重量都较小、形状不 规则，在抛投形成促淤堤后堤体的稳定性较差、其承受海浪冲刷的面需要设置护面风浪防 护结构，避免长期的风浪冲刷带来的堤体破坏，这无疑增大了施工的复杂程度和工程成本。 因此，研发设计一种新结构的、用以替代传统块石的抛投单体显得尤为关键。

通过总结实际施工经验，我公司研究开发了透空块用于替代现有抛投块石。结构上包 括混凝土一体浇筑成型的、矩形体形状的块体和开设在块体各端面中心的、向内部中心凹 陷延伸的镂孔，各镂孔的内端在中心处连接贯通。上述透空块能够很好地解决块石缺乏问 题、对软土地基产生破坏的问题、软土地基进行复杂预处理带来的工艺繁琐和成本上升问 题以及形成的促淤堤结构强度低带来的加装护面风浪防护结构问题，可以代表促淤堤施工 的发展方向。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种基于透空块这种抛投单体的围 海促淤堤的施工方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种利用透空块围海 促淤堤的施工方法包括以下步骤(1)联锁块预制，制备构成软体排的联锁块；(2)排体 缝制，将联锁块缝制成软体排；(3)联锁块软体排铺设，采用铺排船将步骤(2)得到的 软体排铺设在堤基上；(4)吊装船定位展布，将安装有GPS系统的吊装船沿促淤堤的堤 轴驻位；(5)底层透空块体安装，采用竖直吊具对底层的透空块进行质心定点安放；(6) 护脚抛石棱体抛填，在底层透空块体的两侧抛填护脚抛石棱体，对底层透空块进行侧向支 撑；(7)二层以上透空块体抛填，在底层透空块的上方进行透空块的随机姿态堆放，相 邻两层透空块在水平平面的投影呈梅花型，上层透空块体斜嵌在下层透空块体间隙中。

本发明的优点和积极效果是：本发明提供了一种以新型透空块为基础的围海促淤堤的 施工方法，与现有块石抛投成堤的施工方法相比，本技术方案具有如下优点，

(1)透空块由混凝土浇筑制得，因此在传统抛投块石材料缺乏的地区也能够保证容 易地获得抛投材料，避免由于块石的运输等带来的工程成本上升；

(2)与不规则形状的块石相比，透空块通过设置内部贯通的镂孔，为吊装抛投提供 了吊装的结构，便于透空块采用吊索、吊具等进行定点抛投，易于控制工程施工的指标；

(3)透空块内部的镂孔使透空块自身具备一定的孔隙率，形成的促淤堤自重较小， 有效避免了对软土地基的压迫破坏，减轻了软土地基前期进行复杂预处理的负担；

(4)透空块的体积可以做得较大，在单体重量上明显大于传统抛投块石的重量；规 则的形状结构便于透空块的水平摆放以及竖直堆垛；透空块的角嵌入相邻透空块的镂孔 内；上述因素使构成促淤堤的各透空块单体互相紧密咬合，形成的促淤堤结构强度大且十 分稳定，不易在海浪的冲刷作用下垮塌，因此与传统块石抛投施工工艺相比省去了在促淤 堤护面设置风浪防护结构的步骤，简化了施工工艺，降低了工程成本；

(5)形成的堤身具有56％的孔隙率，对软土地基的荷载仅有抛石堤的69％左右，使 用块石总量(仅堤脚使用块石)仅有抛石堤的46.9％，实现了自然促淤的功能，大大减少 了块石的抛投量；

(6)底层透空块实现在GPS系统指导下的精确摆放定位，施工精度高。

优选地：还包括与步骤(2)同时进行的堤基清理步骤，在此步骤中完成对堤基杂物 和坑洞的处理。

优选地：步骤(3)中相邻两个软体排铺设的搭接宽度大于等于5m。

优选地：在步骤(5)和步骤(6)之间还包括底层块体检测的步骤，检测指标包括底 层透空块横向安放数量、底层透空块质心横向间距、底层透空块质心纵向间距和底层透空 块边线位置。

优选地：护脚抛石棱体采用新鲜岩浆岩，石块单重设计值为200kg至400kg，单块 平均重量不小于单重设计值的90％，最小单块重量不小于单重设计值的50％。

优选地：在步骤(6)和步骤(7)之间还包括护脚抛石抛填高程、位置检测的步骤， 检测指标包括宽度偏差和标高偏差。

优选地：在护脚抛石抛填高程、位置检测步骤与步骤(7)之间还包括堤身轴线放样 步骤，沿促淤堤堤身轴线放置轴线控制标。

优选地：在步骤(7)之后还包括堤顶高程、宽度检测步骤，检测指标包括堤顶高程 和堤顶宽度。

优选地：在堤顶高程、宽度检测步骤之后还包括堤身断面完工验收步骤，验收指标包 括堤身透空块体安放数量和顶层相邻透空块体高差。

优选地：透空块的形状为正方体，棱长为1.5m，镂孔的截面为正方形，边长为0.5m； 设定底层透空块体间距为轴向2.2m、垂直轴向2.4m。

附图说明

图1是本发明的方法流程框图；

图2是本发明施工过程中促淤堤的断面结构示意图；

图3是本发明得到的促淤堤的效果图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例详细说明如下：

请参见图1，本发明的施工方法包括以下步骤：

(1)联锁块预制，制备构成软体排的联锁块；

(2)排体缝制，将联锁块缝制成软体排；

(3)联锁块软体排铺设，采用铺排船将步骤(2)得到的软体排铺设在堤基上；此步 骤中相邻两个软体排铺设的搭接宽度大于等于5m。

(4)吊装船定位展布，将安装有GPS系统的吊装船沿促淤堤的堤轴驻位；此处的 GPS系统可以选取为具有厘米定位精度的GPS-RTK系统，保证驻位的精度。

(5)底层透空块体安装，采用竖直吊具对底层的透空块进行质心定点安放；

安放前，先根据工程信息计算每个透空块体的质心坐标。

底层透空块体安装的具体步骤为：带有两组吊机的铺排船上采用4组GPS定位施工， 船载双GPS导航系统对船舶的位置和方向进行精确定位，采用四只锚绳固定船舶位置和 方向，吊机臂顶各安装1组GPS接收机，用无线传输方式与吊机驾驶室的电脑相连，通 过电脑显示屏确定吊钩位置，进行精确安放。将底层块体参数数据输入电脑，完成程序设 置，安装船舶顺堤轴线驻位。根据船舶GPS显示移船到位，块体吊起后呈水平状态，根 据吊机驾驶室电脑屏幕显示的位置移动吊臂，位置对准后安放块体，安放时确保块体平稳 着地，并记录好质点坐标。按照下一块质心坐标位置重复操作，直至横向一排全部完成， 移动安装船位置进行下一排安装。

此后还应包括底层块体检测的步骤，检测评价底层透空块体安装的情况。检测指标包 括底层透空块横向安放数量、底层透空块质心横向间距、底层透空块质心纵向间距和底层 透空块边线位置。

(6)护脚抛石棱体抛填，在底层透空块体的两侧抛填护脚抛石棱体，对底层透空块 进行侧向支撑；

抛填的具体步骤为：采用网兜船进行定点抛填，对抛设范围划分成网格，计算好抛投 控制数量，每排网格抛投完成后，使用水砣检测，确保抛投数量和均匀。

护脚抛石棱体应采用新鲜岩浆岩，石块单重设计值为200kg至400kg，单块平均重 量不小于单重设计值的90％，最小单块重量不小于单重设计值的50％。

此后还可以设置护脚抛石抛填高程、位置检测的步骤，检测指标包括宽度偏差和标高 偏差。

此后还可以设置堤身轴线放样步骤，沿促淤堤堤身轴线放置轴线控制标。

(7)二层以上透空块体抛填，在底层透空块的上方进行透空块的随机姿态堆放，相 邻两层透空块在水平平面的投影呈梅花型，上层透空块体斜嵌在下层透空块体间隙中。采 用重力式结构阻断水流实现自然促淤的功能，以高空隙率和自重保持透空块体良好的消浪 功能并保证堤身稳定，孔隙率达56％，有效降低了自重，满足了软土地基的承载力和整体 稳定性，大大降低了块石抛投量。

底层透孔块体安装、护脚抛石棱体和二层以上透空块体抛填的动态过程参见附图2， 可以看出联锁块软体排、底层透空块、两侧的护脚抛石棱体和二层以上透空块之间的位置 关系。

此后还可以设置堤顶高程、宽度检测步骤，检测指标包括堤顶高程和堤顶宽度。

此后还可以设置堤身断面完工验收步骤，验收指标包括堤身透空块体安放数量和顶层 相邻透空块体高差。

由于沿海软土地基情况较为复杂，故在联锁块软体排铺设之前最好对堤基进行清理， 在此步骤中完成对堤基杂物和坑洞的处理。本实施例中，参照附图1中的流程框图，堤基 清理的步骤可以与排体缝制的步骤同时进行。实际施工中，排体缝制的步骤是在铺排船上 持续进行的，即边缝制边铺排，此处可以设置清理船舶在前、铺排船在后，清理、缝制和 铺排连贯完成。

经过实际施工经验，透空块的形状采用如下设计具有更好的施工特性。透空块的形状 为正方体，棱长为1.5m，镂孔的截面为正方形，边长为0.5m，自身孔隙率26％，自重约 为6吨。当然可以想到的是，也可以采用类似上述结构的透空块体作为抛投单体，具体的 形状和尺寸可以根据具体的施工条件设定。

采用上述形状和尺寸设计的透空块时，在底层透空块体安装轴，设定底层透空块体间 距为轴向2.2m、垂直轴向2.4m。

图3是促淤堤的施工效果图，可以看出：底层透空块体规则摆放，即质心定点摆放， 二层以上透空块体姿态随机堆放，第二层透空块的横向安装数目为N-1块(底层块数为N 块)。第三层以上依此类推，相邻两层透空块体水平平面投影呈梅花型分布，确保上层块 体斜嵌在下层块体间隙中。透空块安放应稳重，避免对块体造成不必要的损坏。安装过程 中，安排GPS-RTK组随船测量，通过调整二层以上排、列间距，使相邻块体间的嵌入深 度有所变化，以确保堤顶高程。