1.试验的意义

三峡右岸导流明渠系人工开挖形成的过水建筑物，由于开挖至光滑的基岩面，局部还浇筑了混凝土面，致使导游明渠河床摩擦系数降低，为有效减少截流时抛填材料的流失，加快截流进度，设计要求上、下游戗堤进占前，龙口段均采用垫底加糙，以加强截流进占过程中抛填料的稳定性。

由于三期导流明渠截流的特定条件，不同于二期截流的平抛垫底，且无先例可借鉴，同时上游龙口段是定点吊抛的单个重25t钢架石笼，在水下排列有序形成牢固的拦石坎；下游龙口段是水下抛投的单个重10t的合金钢网石兜，在设计范围内呈鱼鳞状叠压形成水下拦石坎。在垫底加糙施工期内不仅受外界条件的制约多（水文、气象条件与通航的矛盾等），内部施工环节工序多，所涉及的工种亦多，水上船舶、陆上设备及各种机具，必须协调一致，有序组织，才能达到预期效果，为此必须对以下方面进行生产性试验：

（1）施工方案的可行性。

（2）施工设备机具可靠性。

（3）施工设备人员组成的经济合理性。

（4）施工组织协调的科学性。

（5）在现有水文条件下，验证不同抛投物料水下实际漂距，以提高施工中的准确性。

2.试验的目的、内容

（1）试验目的。

1）为保证施工质量，加快施工进度，在施工前需取得吊抛物和抛填物料在不同水位流量、流速情况下的漂距参数，进行分析、调整船位，使其达到有效指导施工目的。

2）通过实抛试验达到各工序间的衔接及外围协调（尤其与航运的矛盾）的经验，取得指挥、协调各种矛盾、施工薄弱环节及质量控制点的主动权，从而达到安全、优质、高速组织施工目的。

3）进一步验证陆上装运设备和水上各种船驳是否配置的合理，及自行设计制造的吊抛用水下自动脱钩装置是否可靠，这是保证吊抛施工质量的关键。

4）为保证施工期通航的要求，下游加糙抛投合金钢网兜不设定位船，由底开泥驳直接抛投的施工控制方法及抛投精度。

（2）试验内容。钢架石笼吊抛试验：从钢架石笼的加工制作、装填、陆运、水运及定位船定位到吊抛的施工全过程。

合金钢网兜抛投试验：从合金钢网兜采购、装填、陆运、水运到监测抛投的施工全过程。

3.试验技术要求

试验性吊抛或抛投在设计的范围内进行。上游加糙拦石坎试吊按“施工组织设计”的左侧第1条块的上游端进行（见图7-3）；下游拦石坎试抛按“施工组织设计”的左侧第1条块进行。

图7-3　上游加糙拦石坎吊抛分区分块平面布置图

据实测水位、流量、流速初步确定不同试验材料的漂距参数，确定定位船及抛投点位置，通过试验取得可靠参数后，再行修正抛投点，以提高抛投的准确性。

组建专业测量队伍，在试验前后，施测水下地形图，完成1∶500的水下地形图，交监理工程师核实、审定，并进行比较、检验试验效果。

试验吊抛、抛投按监理工程师的指令和相关技术要求进行。

4.吊抛和抛投试验方法

（1）施工方案选定及设备选型。

1）上游加糙。上游加糙拦石坎是由钢板、角钢和钢筋加工成的钢架石笼，内装中小石料，单个重25t，在水下纵横有序单层排列而成。钢架石笼属刚性物体，自身可塑性小，若不能保证准确的定点吊抛，就无法达到设计的加糙拦石坎效果。同时航运自下游进入导流明渠后即沿右岸边缘驶出导流明渠，而上游需加糙施工部位恰好靠左岸混凝土纵向围堰侧，影响航运的矛盾不太突出，只要采取必要的安全避让措施，设定位船施工方案是可行的。

上游施工区水深16～17m，用5m3抓斗船在上游加糙施工定位和吊抛。5 m3抓斗船是由原250m3/h采石驳船改装而成，为5锚作业，且均有压缆装置，定位后，压缆桩可从船弦压至水下3m不影响靠船及航行，上下左右移动、移位或校正船位均有电动绞车操作，方便、准确。吊抛时，只需将抓斗拆下换成吊钩即可，起吊能力40～65t，满足钢架笼吊抛起的要求。

表7-22　上游加糙施工备置船驳性能表

注　1马力=735.5W。

2）下游加糙。三峡导流明渠是当前长江黄金水道上航线的惟一通道。导流明渠水面宽250m。但有效航线宽仅120m。据航线走向，长江航运船队又必须沿左岸的混凝土纵向围堰边缘上行才能保证安全。而下游加糙拦石坎施工部位恰恰又在左岸混凝土纵向围堰侧。若按常规，运输队型船队停靠定位船后吊抛的施工方案，施工初期将占用有效航道40～50m，后期将占80～90m，设定位船显然是不现实的。下游抛投物料直径为22～23cm，用镀锌钢丝编织成网眼尺寸为150mm×150mm的合金钢网兜，每个装填约5m3中小石料，单个重10t，索口起吊成型底部直径2.2～2.5m，高约1～1.2m因是钢丝编织，其装填物及外型可塑性强，水面集中抛投后水下会自然叠压密实，完全可以满足设计要求。据此经多次协调会上的商讨、论证，很快达到共识，下游加糙施工不设定位船，而由500m3底开驳集中水上抛投的施工方案。底开驳仓门开启宽度为2.6～3m，开启需2～3min，可以保证快速、顺利的抛投下料。

表7-23　下游加糙施工备置船驳性能表

注　1马力=735.5W。(www.daowen.com)

（2）试验布置及工程量。

1）试验布置。

①上游加糙吊抛钢架笼：上游加糙吊抛区，自左向右共分13个条块，除第13块宽13.2m外其余每条块宽（左右岸向）10m，长（上下游向）15m，由每排4个钢架笼共6排，计24个组成1条块（见图7-4）。试验吊抛时，仅吊抛1船，将靠左岸的第1条块拦石坎中心线上游部位的12个钢架笼吊抛完后，施测1∶500的水下地形图，取得吊抛资料。

图7-4　上游加糙拦石坎吊抛布置图

②下游加糙抛投合金钢网石兜。下游加糙区自左向右共分18条块，每条块宽（左右岸向）5m，长（上下游向）15.6m，分三层叠压形成下游拦石坎，坎高3m（高程45～48m）。

试吊时，先抛投靠左侧混凝土纵向围堰的第一条块。合金钢网石兜分三层，单排吊装在底开泥驳泥仓的中仓，每船装24袋，试抛2船计48袋约240m3，抛投完后，再施测水下在形图，以检验抛投效果。

图7-5　下游加糙拦石坎抛投布置图

2）试验工程量（见表7-24）。

（3）施工试验。

1）施工试验程序（见图7-6）。

表7-24　试验抛投工程量表

图7-6　加糙拦石坎吊抛及抛投施工试验程序图

2）上游吊抛试验。

①钢架笼装运。焊制加工好并经检验合格的钢架笼运至右岸3号截流备料场，用装载机或反铲在3号备料场取料装填，装满后，钢架石笼再加盖焊牢。装填后的钢架石笼，用40t汽车吊吊装到32t自卸汽车或40t拖平自3号备料运至杨家湾码头，再由杨家湾码头40t港吊卸车，吊装至460t甲板驳（每船12个），甲板驳由540马力拖轮一拖一水运至抛投区停靠定位船。

②定位船定位。分初步定位和精确定位两步进行。

用5m3抓斗船做定位船，并将抓斗卸下换成吊钩兼做吊抛船，船体与拦石坎轴线垂直，船头向上游逆水布置。先将定位船用1700马力大拖轮拖带到抛投区，据岸上测设的目标抛锚固定完成初定位，在岸上测量仪器的指挥下用拖轮和锚链交替移动，移至规划好的第1条块的下游端。

③钢架笼吊抛。吊抛时，靠起吊船吊臂旋转、变幅自上游向下游推进吊抛。当吊抛物起吊后，起重工则根据预先刻画在船甲板上的标志指挥旋转、变幅到规划好的吊抛点水面，再由岸上GPS全站仪施测吊绳入水下落，待吊物基本就位后，岸上测量人员跟踪检测吊绳，调整到位并将吊物完全落地，用副钩拔出插杆水下自动脱钩。

④水下自动脱钩装置（见图7-7）。

图7-7　脱钩装置示意图

吊抛的技术要求为：当钢架石笼起吊入水落至河床后，其起吊绳要经过岸上测量检测，在钢架石笼按规划排列位置完全就位后，才能水下脱钩。水下自动脱钩机具的研制，是吊抛质量控制的关键，经过多次的探讨、研制，很快成功制成了，用钢钎插入起吊绳环扣的装置，当吊物完全就位后，用开启抓斗斗门的牵引绳改为起吊副钩，用副钩将连接一起的四个插钎（一个钢架笼四个插钎），同时拔出，起重环绳便自动脱离吊物，此项成功的试制，不仅确保了吊抛质量，提高了施工工效（约10～15min吊抛1个），且争取到较好的经济效益。

3）下游抛投试验。

①合金钢网石兜装填。将采购的合金钢网兜样品在3号备料场装填5m3中小石约10t左右，进行反复试吊，若无撕裂、断丝漏料现象，方可成批进货用于生产。装填时曾先后将网铺设在特制架和挖坑装料，均因场内运输起吊频繁而放弃，直接将网铺挂在场内运输的自卸车的车斗上，实践证明此法不仅加快了进度，操作也简单。

装料用装载机或反铲装填，用25t汽车吊、起吊成型后，人工用同型号钢丝扎牢、封口、堆存或直接装运。

②合金钢网兜运输。在3号备料场将装好并已封口的合金钢网石兜用25～30t汽车吊吊装32t或40t拖平汽运至杨家湾码头，用40t港吊卸车后直接装500m3泥驳，吊装前在底开泥驳前仓，明显标出吊装边线（装料点长16m），并分层，单排按顺序吊装在泥仓的中心线上，每吊装一层，即用钢丝串联成整体（入水后拟减少漂距），装满的底开驳由1700HP拖轮一拖一水运至抛投区抛投。

③抛投定位控制。对抛石船的定位，采用GPS实施差分定位系统，将设计的抛投点坐标及条块分线绘制在计算机屏幕上，并将接收机屏幕安装在拖轮的驾驶台上，船驳驾驶可直观船队航行轨迹与应抛投区段的相对位置，当装石船泥驳行驶距计划抛投区100m时，船队减速循行，按屏幕显示的轨迹调整航向，当距抛投区50m时，泥驳发车准备抛投，并再次校正航向，一旦泥驳进入抛投区后，即明笛通知泥驳开启斗门卸料。为使泥驳做到稳、准，抛投采用1700HP大型拖轮拖带，经试验在水面流速小于2m/s时，船队基本在稳定状态下抛投。

5.试验结论

上游拦石坎设定位船定位吊抛，下游开底驳泥驳直接抛投方案是可行的。

上游250 m3/h采砂船定位性能好，受流速的影响小、精度高；定位方法可靠效率高，每次移位定位仅需50s，测量定位精度在±5cm之内，全部抛完后，经实测水下地形图检测，在设计的132.2m范围内，水下形成由钢架笼排列规则的一道拦石坎。当后期基坑抽水后，裸露的部分钢架笼断面，也进一步验证了吊抛效果是好的。

下游底开驳直接抛投：试验中尽管完全在严格的检测中操作，由于泥驳斗门开启需2～3min；船队在流速的影响下，有些漂浮摆动及物料入水下落的漂距的影响，有些局部超范围抛投，在正式抛投作业时有意识将船队向上游超范围5～8m进行抛投，经水下施测地形图检验显示，在设计抛投90m长的范围内，均达到了设计高程，水下形成了拦石坎。设计拦石坎抛投量6000m3，实际总抛投量6496.9m3，有效抛投率为92.35%，施工质量是优良的。