強(qiáng) 龍 天津中北建設(shè)工程管理有限公司

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紀(jì)萬超 天津中北建設(shè)工程管理有限公司

1.問題描述

國內(nèi)沿海某碼頭拋石防護(hù)工程總工程量約8萬方，施工采用海吊船網(wǎng)兜拋石工藝，根據(jù)預(yù)先布置好的施工網(wǎng)格進(jìn)行定點(diǎn)、定量拋投。在典型施工區(qū)的10個(gè)拋石斷面中，測點(diǎn)合格數(shù)滿足85%要求的斷面有僅有5個(gè)，一次驗(yàn)收合格率50%，施工控制精度偏低，如表1所示。

2.成因分析

按照質(zhì)量控制系統(tǒng)論，影響碼頭樁基防護(hù)拋石精度的因素包括人員、船機(jī)設(shè)備、施工工藝控制、物料管理以及外部環(huán)境等多個(gè)方面。

這其中人和船機(jī)因素，比如對是否對施工人員進(jìn)行技術(shù)交底、培訓(xùn)教育以及是否選擇了適配的施工船舶設(shè)備等均屬于分項(xiàng)開工前的進(jìn)場核驗(yàn)項(xiàng)，即使存在問題一般也在施工前完成排查整改。真正在施工過程中影響拋石質(zhì)量的是石料、工藝、測量及外部環(huán)境因素。我們以本工程樁基防護(hù)拋石施工為例，重點(diǎn)對一些施工過程中常見的、直接影響拋石施工質(zhì)量的具體問題進(jìn)行列舉分析：

（1）實(shí)際拋石量不足。不考慮施工時(shí)的實(shí)際水深情況，簡單按圖紙斷面要素和圖紙工程量控制，對實(shí)拋工程量及材料耗損率考慮不周，導(dǎo)致現(xiàn)場拋石量不能滿足斷面成型的實(shí)際需求量。

表1 典型施工區(qū)拋石斷面一次驗(yàn)收合格率

（2）塊石質(zhì)量、規(guī)格差。塊石質(zhì)量、規(guī)格差，直接影響塊石拋填入水后的斷面成型質(zhì)量。常見的塊石質(zhì)量問題包括含泥量大、風(fēng)化嚴(yán)重或塊石規(guī)格偏大、偏小超出規(guī)定等等。

（3）網(wǎng)格劃分不精確不合理。網(wǎng)兜拋石施工中，如果網(wǎng)格劃分過細(xì)，則不便于船舶移位和施工控制；過粗則會(huì)出現(xiàn)粗放拋投、足而不均的情況。

（4）參照漂移距嚴(yán)重失準(zhǔn)。一般體現(xiàn)為漂移距檢測方法落后和檢測頻率不足，導(dǎo)致施工參照偏移距失準(zhǔn)，不能反映實(shí)際漂移距，無法指導(dǎo)現(xiàn)場精確拋石。

（5）施工過程測量控制的手段和精度不足。以本工程為例，拋石施工過程中的測量控制采用單波束測量，按10米一條測線，2米一個(gè)測點(diǎn)布置。而驗(yàn)收測量采用的是多波束測量，測點(diǎn)間距達(dá)厘米級(jí)，兩者的測量精細(xì)程度度和斷面成圖水平差異較大。

（6）不利天氣、風(fēng)浪環(huán)境影響。不利天氣、風(fēng)浪環(huán)境直接影響到施工船機(jī)穩(wěn)定，對拋石質(zhì)量控制和施工安全均造成不利影響。

3.解決辦法

針對以上問題，我們根據(jù)工程實(shí)際，結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)，提出相關(guān)的解決思路和辦法。

（1）重視工前測量，加強(qiáng)過程監(jiān)測，做到按實(shí)拋填。許多時(shí)候，圖紙水深并不等于實(shí)際工前水深，圖紙工程量也不等于實(shí)際工程量。因此，在拋石施工前，務(wù)必要對施工區(qū)域進(jìn)行細(xì)致的水深測量，根據(jù)實(shí)測工前水深結(jié)合圖紙要素來控制實(shí)際的總拋石量。針對一些沖淤變化頻繁、復(fù)雜的施工水域，還要加強(qiáng)施工過程水深監(jiān)測，做到拋石施工動(dòng)態(tài)控制、按實(shí)拋填。

（2）加強(qiáng)源頭控制，把好進(jìn)場驗(yàn)收，做好過程篩除。提高石料質(zhì)量和規(guī)格，最首先和重要的是從源頭控制。要對石料料源地進(jìn)行必要的考察，確定對口服務(wù)的石料供應(yīng)點(diǎn)，對出運(yùn)塊石的質(zhì)量和破碎規(guī)格提出明確交底和要求，并簽訂相應(yīng)的供應(yīng)質(zhì)量保證書，從而從源頭上控制住出場石料的質(zhì)量和規(guī)格；要嚴(yán)把石料進(jìn)場驗(yàn)收關(guān)，對進(jìn)場報(bào)驗(yàn)的塊石質(zhì)量及規(guī)格不滿足要求的運(yùn)輸船堅(jiān)決予以清退；要及時(shí)在施工過程中對現(xiàn)場部分不合格石料進(jìn)行甄別篩除，從而全面提升現(xiàn)場拋填塊石的質(zhì)量和規(guī)格。

（3）合理劃分網(wǎng)格，做到精拋細(xì)拋。現(xiàn)場在劃分施工網(wǎng)格時(shí)，要充分考慮網(wǎng)兜方量和各不同拋投區(qū)厚度、面積之間的相互關(guān)系，精確計(jì)算、據(jù)實(shí)劃分，以確保施工時(shí)能達(dá)到定點(diǎn)、定量精細(xì)拋投的要求。以本工程為例，現(xiàn)場對拋石船的實(shí)際石料方進(jìn)行量測后，根據(jù)船載實(shí)際網(wǎng)兜數(shù)量，推算出拋石船的單網(wǎng)兜石料方量約為4-5方（實(shí)際按4方計(jì)），并據(jù)此將施工網(wǎng)格從原先的5m×10m調(diào)整為3m×5m。這樣，在塊石厚度0.8米、一個(gè)網(wǎng)格內(nèi)的計(jì)算拋石方量為12方的情況下，現(xiàn)場拋石施工從一個(gè)網(wǎng)格10網(wǎng)兜石料控制變?yōu)橐粋€(gè)網(wǎng)格3網(wǎng)兜石料控制，顯著提高了網(wǎng)格拋石的精度。

（4）改進(jìn)現(xiàn)場漂移距測算的方法，提高施工參照漂移距的可靠性。目前，一般測算漂移距的通行方法是，用一根約二倍水深長度的繩索吊送標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格塊石入底，保證繩索在船舷邊上的入水點(diǎn)不變，收緊繩索畫好標(biāo)記，然后移動(dòng)繩索直至與水面垂直并畫好繩索在船舷邊上的新位置標(biāo)記，測量兩個(gè)標(biāo)記之間的距離即為實(shí)測塊石漂移距。而實(shí)際上，這種傳統(tǒng)測法雖然有一定的可靠性，但對測量環(huán)境（水流、潮位狀態(tài)等）要求較高，實(shí)際操作過程中受人為、環(huán)境干擾因素較多，其測算精度和頻率都難以保證，并且屬于臨水臨邊危險(xiǎn)操作，安全風(fēng)險(xiǎn)較大，尤其不便于在現(xiàn)場開展各種交叉作業(yè)實(shí)施。對此，筆者根據(jù)參考以往工程經(jīng)驗(yàn)，給出一個(gè)經(jīng)長期實(shí)踐驗(yàn)證可行并推廣應(yīng)用的漂移距測算公式以供參考：

表2 現(xiàn)場實(shí)測漂移距與理論計(jì)算漂移距比對表

其中，Ld為塊石拋填水平落距；Vf為表面流速；H為水深；G為塊石重量。

同時(shí)，我們在現(xiàn)場選取了不同規(guī)格、重量的樣石，分別檢測其在不同水深、流速下的實(shí)測漂移距，并與理論計(jì)算漂移距進(jìn)行比對。根據(jù)比對結(jié)果，驗(yàn)證該公式基本準(zhǔn)確、可靠，可以用于指導(dǎo)現(xiàn)場拋石施工，如表2。

漂移距從實(shí)測改為理論測算，不僅大大簡化了現(xiàn)場施工漂移距檢測的難度，而且在現(xiàn)場配備了專門流速儀后，現(xiàn)場施工實(shí)時(shí)漂移距可以做到隨時(shí)測算，極大提高了漂移距的測算頻率，為確保拋石精細(xì)化施工提供了重要保障。

（5）豐富測量手段，提高施工測量控制的水平?，F(xiàn)場要根據(jù)具體的施工控制標(biāo)準(zhǔn)和測量驗(yàn)收要求，結(jié)合實(shí)際工況，綜合運(yùn)用單波束、多波束以及側(cè)掃聲吶等測量技術(shù)手段，加強(qiáng)對拋石施工過程中的測量控制，有效提高拋石施工的控制精度。

（6）加強(qiáng)現(xiàn)場管控，提前做好對不利氣象的預(yù)警發(fā)布。針對惡劣天氣、風(fēng)浪條件下的不當(dāng)施工，一方面要加強(qiáng)現(xiàn)場檢查，嚴(yán)禁現(xiàn)場在不利風(fēng)浪、天氣條件下開展拋石施工；一方面更重要的，是要建立起實(shí)時(shí)、高效的電子氣象預(yù)報(bào)預(yù)警平臺(tái)，做好對不利氣象的信息收集和提前預(yù)警工作，避免出現(xiàn)大風(fēng)天氣條件下，即使叫停施工，船舶也無法退場的兩難境況，做到未雨綢繆，預(yù)先管控。

通過以上各項(xiàng)針對性舉措的落實(shí)，本工程樁基防護(hù)拋石的施工過程控制精度得到持續(xù)改善，拋石施工總體質(zhì)量顯著提升，后續(xù)拋石斷面的一次驗(yàn)收合格率均達(dá)到90%以上。

4.總結(jié)

實(shí)際上，由于各個(gè)工程項(xiàng)目的背景、特點(diǎn)和具體工況等不同，在其他工程項(xiàng)目的碼頭樁基防護(hù)拋石施工中，影響現(xiàn)場拋石施工控制精度的具體因素也有些微差異，但從質(zhì)量控制系統(tǒng)論的角度出發(fā)，從人為、船機(jī)設(shè)備、施工工藝控制、材料質(zhì)量及外部環(huán)境等多個(gè)方面對相關(guān)問題進(jìn)行系統(tǒng)、綜合性分析和針對性控制的思路尤為重要，文中提出的幾種影響拋石施工控制精度的主要因素和相應(yīng)解決辦法也十分值得借鑒。