专利名称：空心方块斜坡堤的施工方法
技术领域：
本发明涉及港口或航道建设工程中的防波堤的施工方法，特别涉及一种新型的港口防波、防沙或河口导堤的空心方块斜坡堤的施工方法。
背景技术：
防波堤是港口和海岸工程中重要的水工建筑物，其主要功能是防御海浪侵袭港口水域影响港口作业，以至破坏港内的各种设施。防波堤还可阻拦泥沙、强流和流冰侵入港域。当拦截泥沙为主要功能时，也可称为防沙堤。河口导堤是整治河口和维持航道的重要水工建筑物，它的主要作用是归顺水流，束水攻沙，从而减少航道内的泥沙淤积。国内外的防波堤、防沙堤或导堤的结构形式，主要有抛石斜坡堤和方块、沉箱或半圆型构件等组成的重力式堤两大类。抛石斜坡堤，包括用混凝土人工块体护面的抛石斜坡堤，由于可就地取材，且施工方便，造价较低，而获得广泛的应用。近年来，随着港口和海岸工程建设的迅速发展，港口和海岸建筑物面临水深、浪高、流急和地基软弱等更为严峻的海洋环境条件。在不利的自然条件，特别是在软弱的地基条件下，即使抛石斜坡堤也难以满足地基强度和承载力以及整体稳定的要求。若以水深10m、堤高15m的抛石斜坡堤为例，最大地基应力达200kPa以上，一般软土难以承受。
为了降低堤身自重，适应软弱地基，同时提高抗风险能力，目前的防波堤开始采用空心方块，这种空心方块防波堤能够大幅度地降低堤身自重，适应软弱地基的要求。但是这种空心方块防波堤对各空心方块之间的间隙以及空心方块本身的空隙率要求很高，只有控制好这两个空隙率才能真正降低堤身单位体积的重量。而空心方块本身的空隙率可以在制造该空心方块过程中进行控制，但各空心方块之间的间隙只有在施工过程中进行控制。目前的施工方法是难以控制各空心方块之间的空隙率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种空心方块斜坡堤的施工方法，该施工方法可以很好地控制各空心方块之间的空隙率。
本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现
一种空心方块斜坡堤的施工方法，其包括如下步骤1、根据空心方块层与层之间呈梅花型布置(最终在三维空间上均呈梅花型布置)的分层安放原则，针对不同堤段进行模型摆放；选择与设计断面轮廓线吻合程度好，空隙率最佳的组次，从而确定指定底面标高的堤身空心方块行间距和列间距，即确定不同堤身高度经室内摆放试验的参数作为现场安放施工的控制参数；并输入到计算机存储；2、在安装吊机上安装复数个位置传感器，测出空心方块在水下的实际位置，并将测得的数据传输给计算机，计算机处理后，将空心方块的实际位置参数与存储的室内摆放试验的参数进行比较，并都直观地显示在计算机屏幕上，施工人员根据屏幕显示操作吊机，进行安放作业。
本发明所使用的位置传感器包含RTK GPS、测距仪和测倾仪。
本发明的空心方块斜坡堤的施工方法先期进行室内摆放模型试验，逐断面确定施工控制参数、集成GPS、传感器及计算机数据处理技术，有效地保证了这种大型构件水上安放施工的质量和进度，使得在长江口深水航道治理工程中针对“软基、大浪”这种极为不利的自然条件而首创的具有低堤身重量、高抗浪能力特点的新型空心方块斜坡堤结构得以成功应用，促进了我国水运工程的技术进步。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本发明。
图1为空心方块斜坡堤设计断面图。
图2为本发明的定位原理示意图。
图3为本发明操作界面示意图。
具体实施例方式
使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1，空心方块斜坡堤，附图中仅表示海底面以上的斜坡堤断面，在海底面处可为抛石层、沙垫层或各种类型的土工布软体排等，必要时并可采用竖向排水塑料板、砂井、挤密沙桩等以进一步改善地基。空心方块斜坡堤设在上述底基面上，该堤断面形状是由一个梯形截面和该截面下底二侧的梯形截面构成；在两侧梯形截面构成的堤角部份2内填筑有抛石棱体作为空心方块斜坡堤的堤角部份，而中间梯形截面的主堤部份1内填筑有预制空心方块3，即在抛石棱体内侧的斜坡堤全断面均采用层与层之间呈梅花型布置的空心方块，且最终在三维空间上均呈梅花型布置，以保证堤身有最佳的空隙率和较轻的自重。空心方块在波浪作用下有良好的稳定性。
为适应堤身高度因河床高程的起伏而沿程变化和克服块体水下定位困难，制定“质心定点、姿态随机”的安放原则并通过本发明的空心方块斜坡堤的施工方法来控制安放后堤顶高程误差和满足设计要求空心方块的空隙率，达到空心方块斜坡堤的抗浪稳定性和导堤“导流、挡沙”的整治效果。
上述空心方块斜坡堤的施工方法，包括如下步骤1、根据空心方块层与层之间呈梅花型布置(最终在三维空间上均呈梅花型布置)的的分层安放原则，我们通过调整块体的纵横间距来达到调节堤身高度的目的。为此，针对不同堤段(堤身高度不同)，首先在室内进行模型摆放试验，确定安放控制参数，据此进行现场施工。
空心方块安放模型比例为1∶25，以10cm×10cm×10cm的木质块体结构在沙盘上摆放一段导堤模型。在沙盘长2.5m的两条边上竖立两块透明玻璃，用白色胶带在玻璃上贴出导堤断面的轮廓线，并标明各断面尺寸用碎石模拟压脚棱体石，在模型的上方设置一矩形木框按一定纵横间距拉线，形成网络，网格间距即为空心方块的摆放间距。
针对不同高度的堤身以0.3m为模数，逐次试验。通过调整底层方块的纵、横间距，反复作试验性摆放，选择与设计断面轮廓线吻合程度好，空隙率最佳的组次，从而确定指定断面底面标高情况下的行间距(垂直于导堤轴线方向)和列间距(平行于导堤轴线方向)，即确定出不同堤身高度经室内摆放试验的参数作为现场安放施工的控制参数，并输入到计算机存储。
2、参见图2和图3，将空心块的实际位置参数与存储的室内摆放试验的参数进行比较，并都直观地显示在计算机屏幕上，施工人员根据屏幕显示操作吊机，进行安放作业。
为了准确控制空心方块在水下的位置，在吊机上安装一系列的位置传感器，测出空心方块在水下的实际位置，并将测得的数据传输给计算机；计算机通过专用软件对数据进行处理，将空心块的实际位置和存储的室内摆放试验的参数直观地显示在电脑屏幕上，进行比较；施工人员根据屏幕显示操作吊机，进行安放作业。即在安放空心方块时依靠RTK GPS测量的平面位置和高度数据、测距仪和测倾仪读数，由专用软件即时处理，计算出该空心方块的瞬间三维坐标，并在电脑屏幕上显示空心方块实际位置和理论位置，进行安装作业。
实践表明，先期进行室内摆放模型试验，逐断面确定施工控制参数的工艺措施与集成了GPS、传感器及计算机数据处理技术应用，有效地保证了这种大型构件水上安放施工的质量和进度，使得在长江口深水航道整治工程中针对“软基、大浪”这种极为不利的自然条件而首创的具有低堤身重量、高抗浪能力特点的新型空心方块斜坡堤结构得以成功应用，促进了我国水运工程的技术进步。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.一种空心方块斜坡堤的施工方法，其特征在于，包括如下步骤(1)根据空心方块层与层之间呈梅花型布置(最终在三维空间上均呈梅花型布置)的分层安放原则，针对不同堤段进行模型摆放；选择与设计断面轮廓线吻合程度好，空隙率最佳的组次，从而确定指定断面底面标高情况下的行间距和列间距，即确定出不同堤身高度经室内摆放试验的参数，作为现场安放施工的控制参数；并输入到计算机存储；(2)在安装吊机上安装复数个位置传感器，测出空心方块在水下的实际位置，并将测得的数据传输给计算机，计算机处理后，将空心块的实际位置参数与存储的室内摆放试验的参数进行比较，并都直观地显示在计算机屏幕上，施工人员根据屏幕显示操作吊机，进行安放作业。
2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于所使用的位置传感器包括RTKGPS、测距仪和测倾仪，以及它们的集成；所述计算机中安装有处理软件。
3.根据权利要求1或2所述的施工方法，其特征在于所述空心方块层与层之间在三维空间上均呈梅花型布置。
全文摘要
一种空心方块斜坡堤的施工方法，其首先根据空心方块层与层之间呈梅花型布置、且最终在三维空间上均呈梅花型布置的分层安放原则，针对不同堤段进行模型摆放；选择与设计断面轮廓线吻合程度好，空隙率最佳的组次，从而确定指定断面底面标高情况下的行、列间距，即确定出不同堤身高度经室内摆放试验的参数，作为现场安放施工的控制参数；并输入到计算机存储；然后在安装吊机上安装位置传感器，测出空心方块在水下的实际位置，并将测得的数据传输给计算机，将空心方块的实际位置参数与存储的室内摆放试验的参数进行比较，施工人员根据屏幕显示操作吊机，进行安放作业。该方法能比较好地控制各空心方块之间的距离和空隙率。
文档编号E02B1/00GK101078206SQ200610026769
公开日2007年11月28日 申请日期2006年5月22日 优先权日2006年5月22日
发明者郑荣平, 施友香, 夏显文, 叶伟民, 施冲, 黄兆周, 张声涵, 李建军, 蒋方靖 申请人:中港第三航务工程局