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水利工程水下抛石施工技术方案

一、引言

水下抛石施工是水利工程建设中一项关键的基础工艺，广泛应用于堤防加固、护岸护坡、闸坝基础处理、水下构筑物防护等工程场景。其主要目的在于通过人工或机械方式，将符合设计要求的块石准确抛投至水下指定区域，形成具有一定强度、稳定性和整体性的结构体，以抵御水流冲刷、保护工程结构安全或形成特定的工程形态。由于施工环境特殊，水下抛石施工受水文、地质、气象等自然条件影响较大，技术要求高，施工组织复杂，因此制定一套科学、严谨、可行的施工技术方案至关重要。本文将结合工程实践经验，从施工准备、核心工艺、质量控制、安全保障及环境保护等方面，系统阐述水利工程水下抛石施工的关键技术要点。

二、工程概况与施工准备

（一）工程概况

在方案编制初期，需全面掌握工程基本情况，包括抛石区域的地理位置、工程规模、设计抛石量、抛石体结构形式（如护底、护岸、堤心等）、设计顶底高程、边坡坡度以及所处的水文地质条件。水文条件主要关注施工期的水位变化、水流速度、波浪影响等；地质条件则侧重于河床或湖底的地形地貌、底质构成（如淤泥、砂卵石、基岩等）、覆盖层厚度及承载力等。这些因素直接决定了抛石船型选择、定位方式、抛投工艺及质量控制措施。

（二）施工准备

1.技术准备：组织技术人员深入学习设计图纸、招标文件、技术规范及相关法律法规，进行详细的现场踏勘。开展图纸会审与技术交底工作，明确设计意图和技术标准。根据工程特点和现场条件，编制详细的施工组织设计和专项施工方案，对关键工序进行技术论证，必要时进行工艺试验。同时，建立完善的测量控制网，对抛石区域进行精确的地形测绘，为施工定位和工程量核算提供依据。

2.现场准备：清理抛石区域内可能影响施工的障碍物，如水下树根、废弃构筑物等。搭建必要的临时设施，如石料堆放场、施工便道、临时码头（若有需要）、办公及生活区等。石料堆放场应选择地势较高、运输便利、不影响行洪且靠近抛投作业区的场地，并进行硬化处理，防止石料混杂泥土或被雨水冲刷流失。

3.物资准备：根据设计要求采购合格的块石。块石应质地坚硬、新鲜、无风化、无裂纹，其饱和抗压强度、抗冻性、软化系数等力学性能指标需符合设计规定。块石的粒径级配应满足设计要求，过大或过小的石块均不宜采用，以保证抛石体的密实度和稳定性。石料进场前需进行抽样检验，合格后方可使用。同时，准备充足的绑扎材料、测量仪器、通讯设备及安全防护用品。

4.设备准备：根据抛石工程量、水域条件、抛投精度要求及工期安排，选择合适的抛石船舶及配套设备。常用的抛石船型有自航式方驳、开底驳、甲板驳（配备吊机或挖掘机）等。抛石船需配备可靠的定位系统（如GPS定位仪、北斗定位系统）、测深仪、通讯设备及必要的安全救生设施。对于水流较急或定位要求高的工程，可考虑采用锚艇辅助定位或采用具有动力定位功能的专用抛石船。对所有施工设备进行全面的检查、维修和调试，确保其性能良好，满足施工要求。

5.人员准备：组建经验丰富的施工管理团队和作业班组，明确各岗位职责。对所有参与施工人员进行岗前培训，内容包括施工方案、安全操作规程、质量标准、应急处理措施等，特种作业人员必须持证上岗。

三、水下抛石施工方法与工艺

（一）抛石船定位

抛石船的精确定位是保证抛石质量的首要前提。施工时，抛石船进入指定抛投区后，根据测量控制点和设计坐标，利用船上的GPS定位系统（或配合人工测设）进行初步定位。对于采用锚泊系统的抛石船，需根据水流方向、风力等因素，合理布设锚缆，通过松紧不同方向的锚缆来调整船位，确保船体平稳，准确对准抛投网格。定位偏差应严格控制在设计允许范围内，一般平面位置偏差不宜大于30厘米，高程偏差需结合抛投厚度综合考虑。

（二）抛石顺序与厚度控制

水下抛石应遵循“先深后浅、先远后近、先下游后上游”的原则，并结合水流方向分段、分层进行。对于大面积抛填区域，应划分成若干个抛投网格，明确每个网格的抛石量，实行定量抛投，以保证抛石体厚度均匀。分层抛投时，每层抛石厚度不宜过大，一般控制在0.5米至1.0米左右，具体厚度需根据块石粒径、水流条件及船舶性能综合确定。若设计抛石厚度较大，应分层抛填，待下层抛石体稳定后再进行上层抛投，避免因单次抛投过厚导致块石滑移、堆积不均或挤压河床底质产生过大沉降。

（三）抛投方式与操作要点

根据所选用的抛石船型和设备，抛投方式主要有以下几种：

1.平抛法：适用于采用开底驳或带斗门的驳船。将块石装载于驳船内，船舶定位后，开启船底闸门或斗门，使块石依靠自重均匀落入水中。此法抛投效率高，适用于大面积、大工程量的粗抛阶段，但抛投精度相对较低，块石易散开。操作时应注意控制闸门开启速度和大小，避免块石冲刷河床形成凹坑或过度集中。

2.点抛（或梅花抛）法：适用于配备吊机或挖掘机的甲板驳。通过吊机（配抓斗或吊