苏南运河入江口陆坡抛石护脚工程设计与施工控制

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1、苏南运河入江口陆坡抛石护脚工程设计与施工控制　　摘要：受水流冲刷的影响，苏南运河入江口西岸陆坡遭到严重的冲刷侵蚀后退，故对其进行了抛石护脚施工工程。根据工程设计及施工中存在的问题和经验，本文对类似工程的设计及施工过程进行合理性分析，并对相关问题进行闸述。　　关键词：冲刷侵蚀，抛石护脚，全理性分析　　引言　　苏南运河入江口西岸水毁段应急抢险工程（下称苏南运河入江口工程）位于镇扬河段大运河与长江的交汇处，在入江口处长期受潮汐、风浪和船行波的影响，岸坡底脚受到严重冲刷。其中西岸约110米长为土堤段岸坡，坡面呈垂直状态，滑坡严重；约227米为浆砌块石挡土墙段，墙底基础淘空、墙后岸

2、坡变陡。　　本工程对入江口西岸进行加固处理，施工内容采用高水位抛石、低水位（枯水期）整平的工程模式，共计水下抛石量2580立方米，坡面整平1960平方米。　　一施工工艺及质量控制　　工程采用浮吊船定位，深仓船运料，网兜抛投的方式进行。施工位置全部为岸边，位置明显，便于定位测量。工艺流程为：抛前水下地形测量――布设控制点――测量放样――抛投小区划分――浮吊船抛锚定位――石料验收――贴岸网兜抛投――抛后坡面整平――竣工测量。6　　（一）抛前水下地形测量　　枯水期，堤岸坡脚露于水面，测量内容主要测出岸边及水下地形，并附以等高线，以及水面与岸边交界线，为设计工作提供依据。　　（二

3、）抛投小区划分　　抛区的划分是为了控制抛投石料的量。本工程为贴岸抛石，抛区划分主要是划分抛石段。根据浮吊船臂杆长度，浮吊船一次定位可抛投20米的长度，故本工程贴岸以20米为一个小抛区。抛区划分具体方法是在岸边以20米长度为一抛区，用竹杆和小红旗组合作标志。　　（三）移船定位　　工程定位时将浮吊船移移到相应抛区合适位置。　　（四）石料装载、抛投　　装载石料前在船仓底部依次铺满若干层钢绳网兜，抛投时上层的网兜吊起后，石料自动滑落到下层网兜，直至石料抛投完毕。　　抛投采用贴岸抛投，石料网兜紧贴挡墙或土堤边进行抛投，以便石料最大程度地靠近岸坡，以便坡面整理。　　（五）竣工测量　　

4、工程抛石作业完成后，大部分石料在水面以后，坡面整平作业于枯水期进行。坡面整理到位后直接对抛石断面进行测量。　　二岸坡分析6　　镇扬地区位于扬子准地台下扬子台褶带宁镇褶皱冲断带中（亦称淮阳山字型构造宁镇反向弧东段）。镇扬河段岸边以粉质粘质土为主，长时间受水流的冲刷容易出现滑坡后退，且镇扬河段位于长江下游，往来船舶众多，受船行波及潮汐波的影响明显，进一步加快的岸边的冲刷。　　岸坡表面的土层受风干收缩，在风干缩的过程中沿坡面出现不出深度的裂缝，雨水会流进裂缝中造成土体冲刷；岸坡坡脚处土体受水流冲刷淘空，当冲刷到一定程度，使上部土体处于悬空状态，当土体的抗剪力不足以支持上部土体重

5、量时即发生整体滑动。镇扬河段土堤段多发生为上述形式的滑坡现象。　　三施工设计分析　　（一）抛石护岸长度l设计　　工程设计中，抛石护岸长度是工程设计的重要内容之一，对于土质岸坡，其形态不规则，设计时难以准确把握其实际长度，另一方面长度也是控制工程量的一个重要指标。在进行抛石护岸设计前，首先要进行水下地形测量，这是抛石护岸工程量很重要的一步，也是重要的设计依据内容。　　（二）抛石高度h设计　　抛石护岸工程的抛石高度是设计的重中之重，根据上述岸坡冲刷、滑落的原因，抛石的高度要高于岸边冲刷高程才能真正有效地发挥抛石护岸工程的工程效益，达到护脚的作用。　　依据抛前对工程范围的地形测

6、图，在测图上的水面线的高程值是抛石高度设计的一个参考指标。水面线在地形测图上是一条自然曲线，在测量时水面是一个相对静止的面，水面线基本在同一高程上，在工程设计抛石高度时宜将水面的高程作为设计标高。水流冲击坡脚时会出现一爬堤高度，就是所谓的浪高h2。即设计高度h为：　　h=h1+h2（1）6　　另外，在确定抛石高度时也可根据护岸工程实地位置测量出岸脚受水流冲刷侵蚀的高度，将测量的实际岸脚冲刷高程作为抛石高度的设计参考指标。　　（三）抛石厚度b设计　　抛石最终目地是保护坡脚不被水流冲刷，其原理就是在坡脚处堆放石料，水流冲刷石料从而避免坡脚处土体受水流的直接冲刷，造成坡脚下的破

7、坏。在设计抛石护岸工程中厚度太小，不能对坡脚进行有效的保护，而厚度太大又会造成工程成本的增加，当然在抛石护岸工程设计中其厚度越大，肯定是对坡脚下的保护程越好。　　（四）抛石角度α　　抛石工程中角度α越小，工程越稳定，随着角度的减少，在高度h和厚度b一定的前提下，必定造成抛石断面的增加，从而增加工程量，造成投资的增加。　　工程设计中不需要有一个很小的角度来增加抛石的稳定，但角度的太大势必造成工程的不稳定。本文通过实际模拟对比法对抛石角度给出一个参考范围，采用自然堆放测量出实验材的堆放角度α。本文选取了粗砂、石子和上述工程块石进行