桑勇

（長江航道工程局有限責任公司，湖北 武漢430000）

1 工程簡介

在工程區(qū)水下設魚巢磚，為河流魚類提供產(chǎn)卵場，使其能為魚類生存繁衍提供優(yōu)良的棲息環(huán)境。魚巢磚頂高程不高于最低設計通航水位，護底拋石壓載后，先在魚巢磚拋設部位設置0.2m 厚碎石基床找平，然后再進行魚巢磚的拋設。

本工程為長江干線武漢至安慶段6 米水深航道整治工程施工V 標段。魚巢磚施工位置為稠林磯以下和玉帶洲右緣，稠林磯以下實施區(qū)域長1629m，寬1m，覆蓋面積1629m2，玉帶洲右緣實施區(qū)域長3600m，寬1m，覆蓋面積3600m2，在實施區(qū)域拋設魚巢磚，稠林磯以下拋設橫向1629 件、玉帶洲右緣拋設3600 件。稠林磯以下高灘守護工程中魚巢磚拋設施工位置如圖1 和圖2所示。

2 魚巢磚結(jié)構(gòu)形式

魚巢磚為三面有孔洞的正方體結(jié)構(gòu)，屬于素混凝土預制構(gòu)件。正方體邊長為1m，兩側(cè)孔口寬45cm、高50cm，正面為內(nèi)外孔寬分別為50cm 和55cm、深70cm的漏斗形孔口；上下壁厚分別為25cm、20cm～25cm，左右壁厚為25cm，后壁厚度為30cm?；炷翉姸葹镃20，單個構(gòu)件體積0.704m3，重量為1654kg。構(gòu)件結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 魚巢磚構(gòu)件圖

3 主要技術難點

3.1 鋪設碎石基床平整困難

在拋設魚巢磚平臺的塊石拋投完成后，需要在基床表面鋪設20cm 厚的碎石墊層，并進行平整，以利于后期拋設魚巢磚的找平。如何平整碎石墊層是本工程需要解決的技術難點之一。

3.2 拋設效率低

本工程使用的魚巢磚是素混凝土構(gòu)件，內(nèi)部無鋼筋架構(gòu)，塊體外部無鋼筋吊耳，可借助構(gòu)架內(nèi)部的孔洞進行吊裝，所以需要設計專用吊架進行吊裝，傳統(tǒng)的單塊吊拋效率低，且無法自動脫鉤。通過何種手段來解決吊拋效率低及吊架自動脫鉤是本工程需要解決的技術難點之二。

3.3 水下定位困難

拋設后魚巢磚在水中的位置難以通過人工觀察確定。而塊體拋設原則是為“按照一塊連續(xù)布置的方式拋設，拋設后能組成一個長的孔洞”，要求塊體的孔洞位置基本對應。但由于水下位置觀測困難，如何使塊體準確定位成為本工程的技術難點之三。

4 解決方案

4.1 使用專用平整耙進行平整，控制頂面標高

將專用平整耙固定在抓斗上，碎石經(jīng)料斗和管道輸送至塊石墊層上后，使用專用平整耙對碎石墊層進行夯實，在牽引平整耙的鋼絲繩上標記刻度線，觀察刻度線入水的位置，結(jié)合水深判斷鋪設的碎石墊層的平整度和厚度，對于平整度不足的區(qū)域要使用平整耙予以進一步平整，對于厚度不足的區(qū)域要進行補填。

4.2 改裝傳統(tǒng)吊架，增加自動脫鉤裝置

改進型自動脫鉤吊架由上桁架、下桁架、插銷、鋼絲繩、鎖扣和吊鉤組成，上桁架、下桁架組合成整體結(jié)構(gòu)，桁架長2.2 米，寬2.1 米，可同時起吊兩件魚巢磚，中間緊密貼合無縫隙，可同時拋設2 件魚巢磚。

4.3 采用GPS 定位系統(tǒng)進行定點安裝

在定位船上安裝雙GPS 導航系統(tǒng)，可準確定位船舶位置和方向。定位后固定定位船，至少采用4 只以上錨繩分布在船體周圍固定，保證船體平穩(wěn)，如遇大風等惡劣天氣應暫停施工。

定位船吊機臂頂部設置GPS 信號接收設備，連接到駕駛室的終端顯示設備上，即可在駕駛室直接看到吊鉤的GPS 定位位置，并在預定的區(qū)域定點準確拋設。當構(gòu)件底部距離基床0.3m 時，停止落鉤，測量構(gòu)件位置，下放，復測，如偏差過大，重新調(diào)整定位安裝。

拋設時，對每件構(gòu)件拋設位置編號，并導入GPS系統(tǒng)中，吊機按編號順序進行拋設，完成一個吊機臂直徑范圍的拋設。然后松開錨纜，定位船移位，再進行下一個拋設范圍的拋設。GPS 定位施工的工藝流程如圖4所示。

圖4 GPS 定位施工工藝流程

5 施工方法

5.1 施工工藝流程

圖5 魚巢磚拋設施工工藝流程圖

5.2 拋設方法

5.2.1 施工準備

魚巢磚安裝前需要做好相關的準備工作；檢校測量儀器，復核測量控制點；檢查魚巢磚的外形尺寸、垂直度、平整度，如有問題采取措施進行處理；檢查基床面有無擾動、障礙物、回淤沉積物，如有及時清除。

5.2.2 碎石基床填筑及整平

碎石的填筑需要制作專用工具，在施工船舶船舷焊接一個1m3的料斗，作為碎石填筑的下料口，施工時使用抓斗進行抓料，通過該料斗進行下料。料斗下焊接一根1.5 米長的鋼管，鋼管下用卡箍固定一根14 米長的PU 聚氨酯鋼絲軟管，用于導料。軟管的最下端安裝一塊200kg 的鉛塊用于輔助配重，防止因水流流速過快造成軟管漂移。同時，通過一根牽引繩連接吊臂和軟管最下端，通過3GPS 系統(tǒng)精準控制碎石填筑位置。

圖6 碎石填筑專用工具示意圖

將專用平整耙固定在抓斗上，碎石經(jīng)料斗和管道輸送至塊石墊層上后，使用專用平整耙對碎石墊層進行夯實，在牽引平整耙的鋼絲繩上標記刻度線，觀察刻度線入水的位置，結(jié)合水深判斷鋪設的碎石墊層的平整度和厚度，對于平整度不足的區(qū)域要使用平整耙予以進一步地平整，對于厚度不足的區(qū)域要進行補填。

5.2.3 魚巢磚運輸

構(gòu)件出運前，需做好構(gòu)件數(shù)量計量工作，在監(jiān)理見證下進行。構(gòu)件轉(zhuǎn)運先需對起重設備、裝運設備及司操人員證件進行檢查，驗收合格后方可使用。構(gòu)件在起吊前，進行試起吊。構(gòu)件的場內(nèi)轉(zhuǎn)運包括兩個步驟，先從預制場吊上運輸車，再由運輸車送到碼頭。采用汽車式起重機、平板車進行運輸。運輸構(gòu)件的平板車需設置緩沖材料，在水平板和尾部擋板上設2cm 厚橡膠墊板。平板車上的構(gòu)件用麻繩和手拉葫蘆進行捆綁，同時構(gòu)件之間楔入木方，防止運輸過程中構(gòu)件碰撞和滑落。

運輸船的甲板同樣需要解決底面不平整、構(gòu)件碰撞損壞的問題。采用10cm 厚的沙袋墊底，構(gòu)件計劃每船裝3 層，每層200 件，共計600 件。每層裝駁完成后，鋪設增厚麻袋，防止構(gòu)件上下相互擠壓造成破損。甲板上的構(gòu)件同樣進行捆綁和固定，為防止船體傾斜和搖晃，采取對稱法裝駁。

圖7 構(gòu)件吊裝及運輸圖

5.2.4 首件制施工

安裝工作在基床平整驗收合格后進行。構(gòu)件的起吊和拋設由起重船完成。首先用GPS 系統(tǒng)對起重船進行定位，確定軸線位置，劃出安裝線。運輸船?？吭诙ㄎ淮掠蝹?cè)，起重船沿安裝線移動。構(gòu)件起吊前，起重船的吊鉤先掛好構(gòu)件吊環(huán)，保持一定拉力不吊起。為防止構(gòu)件在入水過程中在水流作用下，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)偏移；在構(gòu)件入水前在構(gòu)件兩側(cè)吊環(huán)處綁系φ18 尼龍繩（八字繩），尼龍繩長20 米，尼龍繩上每米均有讀數(shù)。起吊時先吊離船體、穩(wěn)定、提高、吊轉(zhuǎn)、八字繩牽引到定位船、入水、依靠定位船與八字繩初步定位，構(gòu)件慢慢入水，構(gòu)件入水過程中，工作船作業(yè)人員同步放尼龍繩。當構(gòu)件底距基床0.3m 左右時，停止落鉤，用GPS 精確定位，下放，復測，如偏差過大，重新調(diào)整定位安裝。安裝就位后，結(jié)合GPS 系統(tǒng)和水下聲吶掃測的結(jié)果，經(jīng)檢查符合設計要求和規(guī)范后，并經(jīng)監(jiān)理工程師認可，方可解扣。

圖8 魚巢磚吊裝圖

5.2.5 正式施工

在施工工藝、流程、相關參數(shù)和成果經(jīng)首件制施工驗證后，開始進行大規(guī)模的正式施工。完成一個180 米左右的作業(yè)范圍后，移動施工船舶和運輸船舶，重新定位，開始下一區(qū)域的施工作業(yè)。

5.3 拋設注意事項

魚巢磚拋設前應測量，確保碎石基床不出現(xiàn)淤積物或損壞后才能進行拋設。魚巢磚拋設前注意檢查構(gòu)件之間有無縫隙，如有縫隙應立即調(diào)整。過程控制采取區(qū)間掃床、手持式測深儀和GPS 結(jié)合比對法，控制基床的標高。在方駁甲板上采用沙袋進行底板鋪平，確保構(gòu)件不出現(xiàn)碰損。起吊工作由專人指揮，檢查無誤后開始起吊。當構(gòu)件底距基床0.3m 左右時，停止落鉤，用GPS精確定位，下放，復測，確保拋設精度符合設計及規(guī)范要求。

6 結(jié)論

結(jié)合魚巢磚在水源地生態(tài)保護工程中的應用，闡述了魚巢磚的實用性和穩(wěn)定性，實現(xiàn)了工程設計效果。隨著近年來水環(huán)境治理的加強，對于水源地保護的重視程度也日益上升，魚巢磚的應用前景十分廣闊。