浅谈扭王块在围堰工程的应用

浅谈扭王块在围堰工程的应用

顾小扇

中国铁建港航局集团有限公司第一工程分公司广州511442

摘要:扭王块一般应用在防波堤、护岸、拦沙堤、导流堤等水工工程的护面结构上，其功能是消浪和护面。本文结合围堰工程的实例,重点介绍扭王块安装施工，以期能给相关施工提供借鉴经验。

关键词：扭王块、安装方案、安放要求

1引言：

湛江东海岛围堰工程是斜坡堤结构，斜坡式防波堤和护岸的护面大多采用人工块体，主要是由于其制作简单、施工方便、消能效果好。其中扭王块就是其中一种结构形式。由于扭王块的特殊形状和消能的功能要求，扭王块应用于湛江东海岛某围堰工程的护面结构上，起到了消浪和护面的作用，经受住了多次台风、寒潮的考验，保证了工程质量，保证了围堰的稳定。

图一：扭王块安装工艺流程图

2工程概况

湛江市东海岛某围海造地工程位于广州湾内湛江港规划的东海岛北岸港区。本工程的扭王块安排在预制场进行预制和堆放，扭王块体采用C30混凝土，块体重量分别为2t和3t两种规格。2t扭王块制作个数约为68115块，3t扭王块制作数量约为53194块，混凝土总量为125877.4m3。根据工程进展情况，分批次将扭王块运输到水上工区进行安装。

3扭王块类型

本工程扭王块为2tB型、3tB型两种规格，混凝土强度为C30、F250。

4扭王块安装方案

4.1扭王块安装工艺流程

扭王块安装工艺流程见图一。

4.2扭王块预制施工工艺

本工程扭王块预制的施工工艺是：模板清理→涂刷脱模剂→模板安装→混凝土浇筑→吊机吊装模板拆除→混凝土养护→叉车转堆。

4.3扭王块运输

本工程扭王块运输采用50t汽车吊构件装上20t自卸汽车，由自卸汽车把构件运至堤坝上，用50t履带吊转吊至运输驳船上，再由运输驳船运至块体安放点就位。

4.4扭王块安装组织准备工作

（1）扭王块在垫层块石及护底块石抛理之后进行，分段流水作业。推进分段长度约在100m左右，当一段充填砂袋完成后，要及时进行扭王块安装，以防裸露的围堰被风浪冲刷破坏，特别是在台风季节，应适当缩短分段长度，以便尽快进行护面结构的施工。

（2）因围堰分两层施工成型，故扭王块分两层进行安装，现浇挡浪墙后，还需对挡浪墙侧面的的垫层石及扭王块进行补填。

（3）安放图设计：安放扭王块的一个显著特点是，根据事先设计好的安放图（又称网络），计算块体坐标，现场按坐标定点定位规则安放。块体安放图主要是根据块体安放密度和护岸的形状来设计的。

（4）吊机位置：采用固定吊机位置以坐标控制定点定位的方法安放第一阶段（包含水下部分）的扭王块，可以减少趸船或挖掘机的移动次数。在布置趸船或挖掘机位置时，应尽量使趸船或挖掘机靠近堤的外侧，使吊机的工作能力得到最大发挥。当然，挖掘机履带边线与垫层块石边线之间要有一定富余。

（5）网格段长度：段长是指吊机位置所能安放块体的范围沿堤轴向的长度。选取段长主要考虑使吊机在同一位置安放尽可能多的块体，即段长尽可能长。施工时根据实际情况确定。

（6）本工程的扭王块共121309块，计划工期288天，施工强度平均为430块/天，投入2艘起重能力为16t的趸船(载重400t)，可满足施工要求，另投入一台长臂反铲进行挡浪墙侧面部分的安装，因数量较少，可满足施工要求。

4.5扭王块安装

（1）扭王块在斜坡面上安装顺序紧随垫层石抛埋标高施工，由坡脚向坡肩进行，参见图二（扭王块安装顺序及定位示意图）所示：在起始里程处先安装一个三角形区块，在此基础上向前、向后按菱形依次推进安装。

图三：扭王块安装示意图

（2）扭王块安装区块与安装参数

扭王块布置图如上图二所示，扭王块的布点网格呈菱形布置，其网格间距的计算公式为：

N=［1/(B×L)］×100

计算式中，N—每100m2面积内扭王块安装个数，按规范取值；

B—相邻块体行间距，单位m；

L—前后相邻排间距，L≈0.5B。单位m。

经计算，对2t扭王块，N=70快，B取1.690m,L取0.845m；对3t扭王块，N=52快，B取1.961m,L取0.981m。计算块体的定位间距后，将块体布置在防波堤上，依边坡的坡度，算出块体的平面坐标值，将以坐标值进行安装。

（3）安装块体的定位采用GPS测量定位，根据块体的平面坐标值，以趸船旋转中心为原点的极坐标系，每一块体按照实际安装顺序进行编号，计算块体的坐标，安防块体就可对号入座，不易出错。块体安装施工使用安装记录专用表格，表格中标明每一个安装区块、区块起始里程、块体的纵横排列序号，安装时逐块做好安装记录。

图四：用反铲挖掘机安装扭王块

（4）扭王块安装步骤

①GPS测量引导起趸船进行自身定位；

②运输构件驳船靠泊趸船；

③趸船定位准确后，趸船从一侧的运输船上取吊构件，由起重工根据理论计算出每一构件的极角和极半径指挥趸船，通过趸船左右进行旋转和调整爬杆的变幅来控制所安每一构件的极角和极半径，当实际的极角和极半径与理论计算出一致时，表明所安构件的下水位置准确，则可进行下水安装。

④安装效果不理想的扭王块需吊起重新进行安装，不断调整摆姿，直至块体安装到位，满足要求后才脱钩安装下一个块体。

⑤完成一排安装后，移船重复上诉步骤进行安装下一排构件（部分露出水面可以目测指挥安装的扭王块在趸船可作业范围的，则无需移船进行安装，可在原船位进行安装）。

（4）扭王字块安放以50m为一流水施工段，每段安放完毕由质检员检查，发现有重叠应吊走，空隙过大须补安。围堰的扭王块主要采用趸船于水上进行安装（扭王块安装示意图见图二）。趸船安装不到的部分及挡浪墙侧面的补填部分的扭王块的采用反铲挖掘机进行安装（见图三）。

4.5扭王块体安放要求

（1）安放密度:实际的安放密度要求达到理论值的95%至100%。块体安放以后，整体上须有互相钩连、表面平顺和随机的效果。

（2）安放时，要经常改变块体的姿式，以保证块体随机安放。一定要避免象铺瓦似的整齐放置，否则可能导致大范围的滑动，也会减弱块体的消浪效果。

（3）绑块体的钢丝绳不能太短，否则很难改变块体姿式；但也不能太长，否则易使块体在就位前脱落，且不易控制块体的姿式，钢丝绳的长度取2.2H为宜。安放工作应事先做一次完整的模拟试放，这样有助于确定钢丝绳的合适长度和安放网络对不同重量扭王块体的适应性。

4结束语

湛江东海岛某围堰工程建设中大量采用混凝土扭王块作为护面结构，该护面结构在提高海堤安全性、减小风浪爬高、减少越浪量、保证工程质量上取得了比较明显的效果，让业主得以满意、放心。由于其块体具有强度高、预制简单、施工方便、稳定性好的优点,被逐步推广应用，特别是在无掩护的海域中进行的堤防工程施工时，更具有广泛的前景。

参考文献：

[1]中华人民共和国交通运输部.《港口工程技术规范》（JTJ221—87）；北京：中国交通出版社.

[2]湛江市东海岛某围堰工程扭王块预制与安装专项施工方案.