沙牌碾壓混凝土拱壩溫度徐變應力仿真計算

關鍵詞： 計算漂距 檔寬、網格劃分 準確定位 足量均勻拋投

水下拋石是加固堤防、 保護堤岸的有效措施，是防汛搶險、水毀修復通常采用的方法，具有施工方便、石料來源豐富、成本低等特點。通過拋石增強河床、岸坡的抗沖能力，達到防沖目的,其施工關鍵是準確定位和均勻足量拋投塊石。

蚌埠閘水電站位于淮河中游蚌埠市西郊，距蚌埠市約6km，河床式水電站，裝機6臺，每臺800千瓦，總容量4800千瓦，1987年4月建成。下游緊臨發電站河段河道常期受水流沖刷，原拋石護底加固受到不同程度損壞，需要進行再拋石護底維護。

拋石施工流程：按圖放樣打邊樁→拋石船的確定→漂距的測算→檔寬、網格劃分→定位船定位→裝石船定位→檔位拋石方量的分劃→拋石→拋石船移位→定位船移位→裝石船定位→…

2.1 拋石基線樁測量、放樣　　

對應拋石區沿河岸邊放出基線，間隔拋石船有效拋石長（網格長）打上基線樁。

2.2 拋石船的確定 拋石船的有效長（船單側能夠拋石直線部分長）、寬、吃水變化、欄桿高等因素，直接影響拋石擋寬和拋石網格的劃分，影響石塊漂距和定位船的定位。

從甲板邊滑拋塊石與從欄桿高以上拋石，角度、高度、速度不易控制，拋石漂距不易掌握相比，人為造成漂距誤差較小。本工程選用船身長23m，有效拋石長占20m，寬6m的掛機擺渡船改造為拋石船，船邊欄桿過稠鋸掉，滿足石塊能從欄桿下面滑拋下去。

2.3 漂距的測算 水深、流速、流向、風浪，石塊拋出時距水面高度，拋石的角度、速度，施工人員素質、勞動強度, 漂距計算公式等，是影響拋石漂距計算的主要因素。

根據經驗公式S=kVH/W1/6 算出水平沖距。

S—沖距（m）

V—水面流速（m/s）

H—水深（m）

W—塊石重（kg）

K—經驗修正系數通常取，通常取0.8。

取不同重量的石塊，在拋石區同一斷面不同位置實測石塊漂距，對經驗公式計算出的漂進行修正。

2.4 拋石檔寬及網格劃分 合理劃分拋石檔位寬及拋石網格是確保水下拋石厚度、平順銜接的關鍵。

檔位寬的整倍數應約等于船寬，并與塊石垂直船側方向拋出的水平距離相近。蚌埠閘水電站選用船寬6m分5檔，每檔寬1.2m，與石塊從甲板邊滑下的水平拋距在0.5～1m數值相近,因此取拋石檔寬為1.2m較合適。

每個網格長（順水流方向）取拋石船的有效拋石長，網格寬（垂直水流方向）取消除拋石船所占空擋兩側同時拋石總面積。

蚌埠閘水電站施工網格面積=網格長*檔數*檔寬

=20×2（船寬/檔位寬+1）×檔位寬

=20×2（6/1.2+1）×1.2 =20×2×6×1.2

=20×12×1.2m2

每個網格只需掛檔六次就能消除船寬6m所占空檔。

2.5 定位船定位 由基線樁根據修正后的漂距，測出各斷面樁（方向樁），通常與拋區長度方向成≤90℃夾角。然后將兩艘定位船（通常80-100t）移至要拋投的斷面外側，順水流方向排列，兩定位船間拉一條纜繩（通常不應小于Φ16.5），間距取1到2倍（通常40－60m）的有效拋石船長比較合適，間距過大纜繩下墜造成長度方向誤差加大，纜繩間隔拋石船有效長度系一標識，每條船由三個錨固定，錨重要求確保定位船不位移，定位船錨拋好后，即可對定位船進行定位。

蚌埠閘水電站工程投入2艘150t木船作為定位船。

2.6 石料的質量控制 塊石的尺寸，以能抵抗最大水流沖擊，不被沖走為尺度，并有較好級配，防止河床泥砂淘刷，選擇拋投塊石重量不小于10公斤/塊，粒徑一般在15cm～50cm之間， 對不符合設計粒徑要求（粒徑15cm以下和大于50cm）的塊石做相應扣方處理，嚴禁拋投。

2.7 拋石船量方控制 根據拆除塊石護坡體積和過磅石塊重折算體積與船上量方體積的比率計算出石料碼堆的空隙率，消除虛方量，減少人為誤差，保證其與設計量相一致。拋石船量方時，長、寬、高分別取2、4、6個有代表性點進行量測，取其平均值計算，并視空隙率大小核扣方量。每一檔投拋前，平行船中線將每檔需要石方量標示出來，做到總量控制，局部調整。

2.8 拋石船定位掛檔 順方向樁引兩條纜繩到定位船，兩纜繩間距為網格長，纜繩上間隔拋石檔位寬系度量標識和浮子，浮子可以防止繩濕后沉入水中增大誤差。拋石船進入兩纜繩間后對拋石船掛檔定位

2.9 水下拋石施工 拋石施工應遵循：從上游至下游、從河中至岸邊逐檔寬逐網格長的順序進行。

拋石船定位前外側要預留一檔位寬，采用兩邊拋投，有利于船的平穩和工效提高，每檔拋滿后石料船向岸邊移動一檔，進行下一檔的拋投，待石料船底部區域拋滿后進行大移位。近岸處拋石船無法行駛船時，必須搭腳手架采用岸上人工抬拋。

準確記錄每檔實際拋方量，如發現漏拋、少拋，應在拋石船移位前及時進行補拋。

每船塊石拋完后，視石粉、石渣數量多少扣除相應方量，石粉、石渣不允許傾倒河內。

拋投時間的控制：從拋投質量和工作人員安全考慮天亮前、天黑后禁止拋石。

蚌埠閘水電站水下拋石施工程序分述如下:采用1艘200T掛漿機擺渡船改造成拋石船，船長23m，有效長20米，船寬6米，有效寬5.8米船寬，根據所確定的船型及有效拋護寬度將拋石網格定為l2條1.2m×20m的長條形區域。

順方向樁引兩條纜繩到定位船，兩纜繩間距為20m，纜繩上間隔拋石檔位寬1.2m系度量標識和浮子。拋石船進入兩纜繩間后對拋石船掛檔定位，并分劃出每檔拋石量。拋石船在纜繩間移動，人工雙側拋投，每網格首次進行投拋時預留一檔寬，每擋拋滿后石料船向岸邊移動一檔寬（1.2m），進行下一檔的拋投,待石料船底部區域拋滿后系紅布條明顯標志，然后進行大移位。每個船位依次錯開一檔寬1.2m，從而保證拋投均勻無空檔。岸邊因水淺船無法靠岸，改為搭腳手架人工抬拋。

3 效果拋石完工驗收時，用超聲波檢測拋石效果，水下地形斷面與原地形比較，拋石厚符合設計要求，拋石覆蓋均勻，位置準確。

通過對本工程的施工，豐富了水下拋石施工技術，水下拋石應盡量在水不流動的情況下進行，并考慮拋石船吃水高差，風浪，拋石用力大小、石塊大小等因素對縱、橫向漂距計算的影響，盡量減少誤差。

實踐證明上述方法易于操作、均勻性好、施工方便，易于組織控制，拋投位置準確，對治理河岸、河床沖刷十分有效，對河勢穩定及堤防防洪均起到了積極的作用。