粘性土航道免掃淺施工工法

《粘性土航道免掃淺施工工法》是中交上海航道局有限公司、中國(guó)路橋工程有限責(zé)任公司完成的建筑類(lèi)施工工法,完成人是諸葛瑋、呂玉琪、戴自國(guó)、熊仕伶、黃錦彬。適用于土質(zhì)為黏性土質(zhì)的航道或港池基建性或維護(hù)性工程。 
《粘性土航道免掃淺施工工法》主要的工法特點(diǎn)是不僅大大縮短了耙吸船常規(guī)施工需要的掃淺時(shí)間,而且施工質(zhì)量也有大幅提高,超挖控制明顯優(yōu)于常規(guī)施工方法;簡(jiǎn)單實(shí)用,但是需要疏浚監(jiān)測(cè)平臺(tái)新技術(shù)的支持,且對(duì)操作人員的業(yè)務(wù)能力、監(jiān)測(cè)設(shè)備精度要求較高。 
2011年9月,《粘性土航道免掃淺施工工法》被中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部評(píng)定為2009-2010年度國(guó)家二級(jí)工法。 

粘性土航道免掃淺施工工法基本信息

中文名 粘性土航道免掃淺施工工法 工法編號(hào) GJEJGF299-2010
完成單位 中交上海航道局有限公司、中國(guó)路橋工程有限責(zé)任公司 主要完成人 諸葛瑋、呂玉琪、戴自國(guó)、熊仕伶、黃錦彬
應(yīng)用實(shí)例 上海洋山深水港區(qū)一期工程外航道疏浚工程 主要榮譽(yù) 國(guó)家二級(jí)工法(2009-2010年度)

粘性土航道免掃淺施工工法適用范圍

《粘性土航道免掃淺施工工法》的適用范圍為:土質(zhì)為黏性土質(zhì)的航道或港池基建性或維護(hù)性工程。

粘性土航道免掃淺施工工法工藝原理

《粘性土航道免掃淺施工工法》的工藝原理敘述如下:

1.在分層施工中操耙手以分層深度控制下耙深度,嚴(yán)格按照各分層水深要求進(jìn)行開(kāi)挖,定深控制浚挖,并通過(guò)駕駛員的精確上線保證耙頭始終緊貼河床,泵吸始終處于飽和挖實(shí)狀態(tài),施工效率得到最大發(fā)揮。避免了常規(guī)浚挖過(guò)程中因河床深淺不一、高低起伏不平、耙頭跳躍而形成“放空”造成施工的泵吸效率低下的問(wèn)題。

2.在各分層施工過(guò)程中,改變傳統(tǒng)的三班駕駛員各分一帶的施工工藝,而以整個(gè)施工區(qū)的淺點(diǎn)、淺區(qū)為目標(biāo)進(jìn)行走線。駕駛員整體綜合考慮淺區(qū)位置、通航干擾和風(fēng)流影響等因素,利用疏浚監(jiān)測(cè)平臺(tái)提供的精確的耙頭深度與位置指示,以及直觀的橫縱斷面和三維地形功能,運(yùn)用高超的操船工藝,主動(dòng)控制兩個(gè)耙頭的走線,對(duì)局部范圍的淺區(qū)和孤立淺點(diǎn)采取主動(dòng)精確過(guò)耙。在其處于初始階段且易于浚挖時(shí),便即予以?huà)叱?,避免后期形成淺埋、壟溝,增加后期掃淺難度。這種對(duì)淺區(qū)的主動(dòng)式浚挖貫穿施工全過(guò)程。

3.船舶配置大屏幕顯示器,施工時(shí)駕駛員按需選擇疏浚監(jiān)測(cè)平臺(tái)提供的各種功能窗口,盡可能放大屏幕仔細(xì)觀察耙頭走線,并利用耙跡記錄和施工過(guò)程回放功能,控制對(duì)不同水深分布、不同土質(zhì)區(qū)域的過(guò)耙頻率,避免漏挖、超挖,實(shí)現(xiàn)均勻增深。

4.在耙吸挖泥船的耙頭上分別加裝不同形狀的耙齒,“刀形”耙齒具有切割作用,“倒T形”耙齒具有切割和提升松土的作用,“鏟形”耙齒或“平形,,耙齒具有提升松土的作用。施工時(shí)耙齒對(duì)地呈45°,通過(guò)耙頭對(duì)地運(yùn)動(dòng)使耙齒插入泥土中切割并提升黏土。通過(guò)調(diào)整耙頭格柵安裝位置,適當(dāng)?shù)募哟蟀翌^格柵通道,使黏土可以順利通過(guò)格柵,提高了挖泥效果。

5.將傳統(tǒng)工程后期的“掃淺”化整為零,分?jǐn)傊粮鞣謱娱_(kāi)挖階段中,改變了傳統(tǒng)“前期大量開(kāi)挖、后期低效掃淺”的施工方法,避免在工程后期因掃淺造成時(shí)間、設(shè)備等資源的浪費(fèi)。

粘性土航道免掃淺施工工法施工工藝

  • 工藝流程

《粘性土航道免掃淺施工工法》的施工工藝流程見(jiàn)圖1。

  • 操作要點(diǎn)

《粘性土航道免掃淺施工工法》的操作要點(diǎn)如下:

1.浚前測(cè)量及工前準(zhǔn)備

1)運(yùn)用單波束或者多波束測(cè)深儀,獲得施工區(qū)域的水深情況,計(jì)算出比較精確的工程量,同時(shí)根據(jù)水深情況確定分層的計(jì)劃。收集并分析施工區(qū)域土質(zhì)資料、水文、氣象資料、船舶通航密度、通航條件、小船漁船等影響航行的因素。

2)耙頭加裝耙齒;截至2009年,耙齒多安裝在把頭的活動(dòng)罩上,新增的耙齒安裝在耙頭固定體的耐磨塊上,通過(guò)改進(jìn)耙頭耐磨塊的形狀并重新排列,使耙齒能夠快速拆裝。根據(jù)土質(zhì)資料選擇耙齒數(shù)量和形狀("刀形"或"倒T形"),見(jiàn)圖2。

3)改進(jìn)格柵;根據(jù)泥泵葉輪孔徑調(diào)整格柵,減少格柵材料的徑向面積,使耙頭格柵的通過(guò)面積盡量增大。以4500立方米自航耙吸挖泥船為例,將耙頭格柵由原來(lái)的300毫米×330毫米增大到450毫米×330毫米,材料由原來(lái)的直徑50毫米的圓鋼改為厚度25毫米的鋼板。

4)對(duì)船舶設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行率定或校正,主要包括耙臂垂直、水平傳感器、吸口吃水傳感器、潮位遙報(bào)儀、DGPS等。儀器儀表的精確程度,對(duì)施工質(zhì)量起著決定性的作用。

5)根據(jù)工況條件決定船舶的布線;根據(jù)土質(zhì)的密實(shí)情況,決定布線的間距。

6)根據(jù)浚前水深圖制作MTX文件(包含x、y,z三維變量,即平面位置和深度),用于浚前二維橫縱向斷面和三維地形顯示,并制作一個(gè)空的MTX文件用于保存耙頭過(guò)耙信息,并自動(dòng)生成已挖掘二維橫縱向斷面和三維地形顯示,見(jiàn)圖3。

7)對(duì)需要進(jìn)點(diǎn)的船舶進(jìn)行施工方案、施工要求、質(zhì)量、安全、環(huán)保等事項(xiàng)的技術(shù)交底。

2.分層施工計(jì)劃

綜合工程需增深的深度及工程節(jié)點(diǎn)、參建施工船舶的破土性能,特別是黏性土土質(zhì)制定分層方案,一般以0.3~1.0米為一層開(kāi)挖層,貫人擊數(shù)>15的土質(zhì)不超過(guò)0.3米,貫入擊數(shù)<4的土質(zhì)不超過(guò)1米。

邊坡區(qū)域則呈現(xiàn)由淺至深、均勻臺(tái)階型增深,確保邊坡坡比質(zhì)量,如圖4。

3.現(xiàn)場(chǎng)施工方法

現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)一般采用裝艙溢流法,這是耙吸挖泥船最主要、最常規(guī)的施工方法。當(dāng)挖泥船進(jìn)入指定的開(kāi)挖帶內(nèi),啟動(dòng)泥泵,根據(jù)屆時(shí)潮位將耙頭下放至泥面,將耙管內(nèi)的清水和低濃度泥漿直接排出舷外,待泥漿達(dá)到一定濃度后再打開(kāi)進(jìn)艙閘閥裝艙。待泥艙滿(mǎn)艙后繼續(xù)泵吸泥漿進(jìn)艙,使泥艙上層低濃度的渾水從泥艙溢流口溢岀,根據(jù)不同土質(zhì)控制溢流時(shí)間,盡可能使泥艙的裝載量最大、土方量最多。然后停泵起耙,把裝載的泥砂運(yùn)到指定的拋泥區(qū)拋卸。

4.實(shí)施與監(jiān)測(cè)分析

1)在保證安全工況條件許可的情況下,對(duì)于重點(diǎn)難挖淺區(qū),采用拖耙調(diào)頭施工方法,增加對(duì)淺區(qū)的斜向或橫向破土作用,可以避免壟溝的產(chǎn)生,提高挖掘效果。

2)為了讓耙齒切入泥土,通過(guò)調(diào)低波浪補(bǔ)償器壓力提高耙頭對(duì)地壓力,同時(shí)挖泥航速要求適當(dāng)?shù)脑黾?,一般控制?~4節(jié)速度。

3)施工過(guò)程中,經(jīng)常采集泥樣,隨時(shí)掌握土質(zhì)的變化情況。

4)嚴(yán)格按照分層施工計(jì)劃實(shí)行定深挖泥。

5)根據(jù)耙頭的有效寬度和黏性土土質(zhì)決定布線的間距,貫入擊數(shù)>15的土質(zhì)間距要小,貫入擊數(shù)<4的土質(zhì)間距要大,總體來(lái)說(shuō)布線間距越小越好,但是走完一遍布線所需時(shí)間也越多。

6)駕駛員結(jié)合水深圖進(jìn)行施工,盡量選擇每個(gè)分層中的淺點(diǎn)上線施工,同時(shí)操耙手要及時(shí)調(diào)整下耙深度。

5.輔助施工軟件的運(yùn)用

1)耙吸疏浚監(jiān)測(cè)平臺(tái)提供精確的耙頭下放深度指示,操耙手可以實(shí)時(shí)控制下耙深度,以此來(lái)進(jìn)行定深施工。

2)實(shí)現(xiàn)耙頭在浚挖區(qū)域浚前水深圖的橫、縱斷面和三維地形上的精確位置指示,駕駛員據(jù)此駕駛船舶,操耙手據(jù)此控制耙臂,對(duì)局部范圍的淺區(qū)和孤立淺點(diǎn)采取主動(dòng)精確過(guò)耙,實(shí)現(xiàn)對(duì)淺區(qū)的主動(dòng)式精確挖掘,見(jiàn)圖5。

3)結(jié)合施工船耙頭軌跡深度顯示功能和水深色塊顏色變化,以及系統(tǒng)根據(jù)過(guò)耙深度自動(dòng)生成的已挖掘斷面顯示功能,駕駛員可以直接對(duì)挖掘效果進(jìn)行了解,避免因重復(fù)上線造成效率損失,或者對(duì)沒(méi)有走到位的區(qū)域進(jìn)行拾遺補(bǔ)缺,施工軌跡見(jiàn)圖6。

4)通過(guò)歷史施工過(guò)程回放可以回溯駕駛員和操耙手的工作過(guò)程,不僅可以對(duì)其工作質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督,還能對(duì)存在的質(zhì)量隱患成因進(jìn)行直觀的分析和判斷,以便進(jìn)行及時(shí)的糾正和指導(dǎo)。

粘性土航道免掃淺施工工法造價(jià)信息

市場(chǎng)價(jià) 信息價(jià) 詢(xún)價(jià)
材料名稱(chēng) 規(guī)格/型號(hào) 市場(chǎng)價(jià)
(除稅)
工程建議價(jià)
(除稅)
行情 品牌 單位 稅率 供應(yīng)商 報(bào)價(jià)日期
JCCP(頂進(jìn)施工法用鋼筒混凝土管) DN500×2500mm 查看價(jià)格 查看價(jià)格

廣西巨龍管業(yè)

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JCCP(頂進(jìn)施工法用鋼筒混凝土管) DN800×2500mm 查看價(jià)格 查看價(jià)格

廣西巨龍管業(yè)

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JCCP(頂進(jìn)施工法用鋼筒混凝土管) DN2000×2500mm 查看價(jià)格 查看價(jià)格

廣西巨龍管業(yè)

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JCCP(頂進(jìn)施工法用鋼筒混凝土管) DN2200×2500mm 查看價(jià)格 查看價(jià)格

廣西巨龍管業(yè)

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JCCP(頂進(jìn)施工法用鋼筒混凝土管) DN2400×2500mm 查看價(jià)格 查看價(jià)格

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JCCP(頂進(jìn)施工法用鋼筒混凝土管) DN2600×2500mm 查看價(jià)格 查看價(jià)格

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JCCP(頂進(jìn)施工法用鋼筒混凝土管) DN2800×2500mm 查看價(jià)格 查看價(jià)格

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JCCP(頂進(jìn)施工法用鋼筒混凝土管) DN3200×2500mm 查看價(jià)格 查看價(jià)格

廣西巨龍管業(yè)

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材料名稱(chēng) 規(guī)格/型號(hào) 除稅
信息價(jià)
含稅
信息價(jià)
行情 品牌 單位 稅率 地區(qū)/時(shí)間
擠壓頂管設(shè)備 管徑1650 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2012年4季度信息價(jià)
擠壓頂管設(shè)備 管徑2400 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2012年4季度信息價(jià)
擠壓頂管設(shè)備 管徑1200 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2012年3季度信息價(jià)
擠壓頂管設(shè)備 管徑1400 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2012年3季度信息價(jià)
擠壓頂管設(shè)備 管徑2000 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2012年3季度信息價(jià)
擠壓頂管設(shè)備 管徑2000 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2012年2季度信息價(jià)
擠壓頂管設(shè)備 管徑1200 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2012年1季度信息價(jià)
擠壓頂管設(shè)備 管徑1400 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2012年1季度信息價(jià)
材料名稱(chēng) 規(guī)格/需求量 報(bào)價(jià)數(shù) 最新報(bào)價(jià)
(元)
供應(yīng)商 報(bào)價(jià)地區(qū) 最新報(bào)價(jià)時(shí)間
粘性 壩體回填用粘性|1m3 3 查看價(jià)格 廣州市新健土石方工程有限公司 廣東  江門(mén)市 2021-08-23
粘性 堤頂路填筑料|2500m3 3 查看價(jià)格 中山市貝寧土石方工程有限公司 廣東  廣州市 2022-07-14
航道攝像機(jī) 航道攝像機(jī)|6套 1 查看價(jià)格 深圳洪迪實(shí)業(yè)有限公司 廣東  深圳市 2014-06-16
航道標(biāo)識(shí)牌 航道|2座 1 查看價(jià)格 江門(mén)市新會(huì)區(qū)會(huì)城藝彩標(biāo)牌制作中心 廣東  江門(mén)市 2017-05-22
粘性或亞粘土(粉質(zhì)粘土) 粘性或亞粘土(粉質(zhì)粘土)|15000m3 3 查看價(jià)格 深圳市五華建材有限公司 廣東  深圳市 2022-09-06
細(xì)粒瀝青混凝 細(xì)粒瀝青混凝|200m3 3 查看價(jià)格 貴州聚恒達(dá)科技實(shí)業(yè)有限公司 全國(guó)   2022-06-17
砌體抹灰成品施工樣板 1:2.5水泥砂漿抹面、內(nèi)墻:甩漿掛網(wǎng)、12厚1:3水泥砂漿找平,界面砂漿粘貼35厚發(fā)泡水泥保溫板,錨栓錨固,5厚抗裂砂漿壓網(wǎng)格布,20厚1:2水泥砂漿抹面等工藝.|1個(gè) 1 查看價(jià)格 湖南漢坤實(shí)業(yè)有限公司 廣東   2022-12-01
粘性 填方|2000m3 1 查看價(jià)格 廣州市新健土石方工程有限公司 廣東   2020-10-26

《粘性土航道免掃淺施工工法》所用的材料及設(shè)備明細(xì)如下:

1.材料

燃、潤(rùn)油:船用柴油、潤(rùn)滑油等各種油料,其主要參數(shù)如表2。

表2 燃、潤(rùn)料的主要參數(shù)表

規(guī)格

重油

輕油

潤(rùn)油

180號(hào)

0號(hào)

4號(hào)

Agina X40

長(zhǎng)城4012

密度(噸/立方米)

0.97-0.985

0.83-0.86

0.92-0.94

0.85-0.90

2.設(shè)備

耙吸挖泥船:各類(lèi)挖泥船主要性能參數(shù)如表3。

挖泥船的主要挖掘器具是耙頭,耙頭結(jié)構(gòu)主要分為兩類(lèi),即加利福尼亞型耙頭和IHC耙頭。兩類(lèi)型耙頭在前面部分的結(jié)構(gòu)基本相同,而耙唇處的結(jié)構(gòu)有較大差異,其他類(lèi)型的耙頭也都是在耙唇位置存在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的不同,適用于不同的土質(zhì)。

耙頭構(gòu)件有:吸入口、格柵、顎板、耙軸、壓鐵、進(jìn)水口、耙齒、高壓沖水、橡皮靠墊、天窗等。通過(guò)改進(jìn)耙頭構(gòu)件能達(dá)到提高施工效率的目的。

表3 耙吸挖泥船主要性能表

船型

日本6500立方米

日本4500立方米

荷蘭4500立方米

中國(guó)4500立方米

泥艙容積(立方米)(最大)

9000

4500

4500

4500

載泥重量(噸)

10000

7650

7870

7200

主尺船度

總長(zhǎng)(米)

161.20

129.6

101.5

115.37

柱間長(zhǎng)(米)

153.0

120.0

94.0

107.0

型寬(米)

29.0

18.4

17.2

18.96

型深(米)

12.0

9.2

8.9

9.90

滿(mǎn)載/輕載吃水(米)

8.0/6.0

7.5/5.03

8.00/3.37

滿(mǎn)7.20

最大挖深(米)

24

22

26

20

耙管數(shù)x管徑(毫米)位置

2中

4x900

2邊

2x900

2x900

2x900

泥門(mén)

型式、數(shù)量、規(guī)格

錐型

20xф3.2米

矩型16x2.39x2.69

矩型22對(duì)16x2.39x

2.69

錐型,20Xф3.5米

邊拋舷外跨距(米)

管徑ф(毫米)

100x100

自卸排泥

排管ф(毫米)排距(米)

高程(米)

ф900

ф900,1000米

ф900,850米 4米

ф900

推進(jìn)功率(千瓦)(柴油機(jī))

2x5737C.P.P

2x3236

2x1985

2x1911C.P.P

橫向推進(jìn)功率(千瓦)(電動(dòng))

710

泥泵噴水

泥泵噴水

泥泵

功率(千瓦)(柴油機(jī))流量(立方米/小時(shí))x揚(yáng)程(米)

4x2354,10500x40邊拋1200x22.5裝艙

2x1581,10000x18/28

2x882,

13000x17.5

2x992,

10000X18.5

沖水泵

功率(千瓦)(電動(dòng)機(jī))流量(立方米/小時(shí))x揚(yáng)程(米)

4x375,

900x90

2x700

1000x150

4x5.5

45x32.5

(封水)

總裝機(jī)功率(千瓦)

24900

12562

6730

7262

參考資料:

《粘性土航道免掃淺施工工法》的工法特點(diǎn)是:

1.該工法充分利用疏浚監(jiān)測(cè)平臺(tái)的新技術(shù),將傳統(tǒng)的施工工藝注入新的理念和元素,能使淺點(diǎn)與壟溝在施工過(guò)程中即消滅于萌芽狀態(tài),且免除了工程后期常規(guī)掃淺施工階段,真正實(shí)現(xiàn)了均勻增深,能更好地控制航道的平整度,減少超深、超寬造成的廢方。

2.通過(guò)在自航耙吸挖泥船耙頭上加裝“刀形”或“倒T形”等不同形狀的特殊耙齒,解決黏性土區(qū)域耙頭破土難的問(wèn)題;適當(dāng)?shù)卣{(diào)整耙頭格柵安裝位置,加大耙頭格柵通道,解決耙頭易被黏性土阻塞問(wèn)題,確保輸送管道通順。

3.不僅大大縮短了耙吸船常規(guī)施工需要的掃淺時(shí)間,而且施工質(zhì)量也有大幅提高,超挖控制明顯優(yōu)于常規(guī)施工方法,最終耙吸船的施工效率得到了提高。

4.該工法簡(jiǎn)單實(shí)用,但是需要疏浚監(jiān)測(cè)平臺(tái)新技術(shù)的支持,且對(duì)操作人員的業(yè)務(wù)能力、監(jiān)測(cè)設(shè)備精度要求較高。

粘性土航道免掃淺施工工法常見(jiàn)問(wèn)題

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  • 粉質(zhì)粘土屬于粉土還是粘性土

    粉質(zhì)粘土屬于粘性土。粉質(zhì)粘土是據(jù)GB50007--2002規(guī)范,塑性指數(shù)介于10~17之間的黏性土;或按水利電力部1962年規(guī)程,粘粒含量30%~50%,且粉粒組含量大于砂粒組含量的粘土。粘土是含沙粒...

耙吸挖泥船在疏浚施工過(guò)程中,由于耙頭著床寬度有限,且受到潮流、風(fēng)和土質(zhì)等自然影響以及航道中其他航行船舶的干擾,再加上原有施工工藝技術(shù)手段的落后,不可避免地存在超挖、漏挖現(xiàn)象,造成施工床面上出現(xiàn)高低不平的淺點(diǎn)和壟溝,耙吸船不得不在工程后期耗費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行低效的掃淺施工,這一問(wèn)題在黏性土航道疏浚工程施工中表現(xiàn)得尤為突出。根據(jù)《疏浚巖土分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》JTJT320-96,黏性土共分4類(lèi),其主要特性指標(biāo)如表1所示。

表1 黏性土特性指標(biāo)

級(jí)別

狀態(tài)

標(biāo)貫擊數(shù)N

天然重度γ(千牛/立方米)

液性指數(shù)IL

抗剪強(qiáng)度т(千帕)

3

≤4

≤17.6

≤1.0

≤25

4

中等

≤8

≤18.7

≤0.75

≤50

5

≤15

≤19.5

≤0.50

≤100

6

很硬

>15

>19.5

<0.25

>100

由于黏性土不易坍塌的土質(zhì)特性,施工過(guò)程中形成的淺點(diǎn)和壟溝一旦沒(méi)有被及時(shí)清除,隨著施工浚挖深度的增加,淺點(diǎn)和壟溝的高差往往將繼續(xù)加大,耙吸船耙頭接地施工時(shí)極易從高處滑落,增加了工程后期掃淺施工的難度;同時(shí)在開(kāi)挖黏性土?xí)r,由于大塊黏土極易堵塞耙頭,造成泥泵吸入面積的大幅減少,不僅施工效率低下,而且極易造成泥泵氣蝕。因此,有必要研究黏性土航道疏浚的針對(duì)性施工工法,大幅改善耙吸挖泥船對(duì)黏性土航道的施工效果。

公司在營(yíng)口、連云港、洋山等航道疏浚工程中,積極開(kāi)展了“黏性土航道免掃淺疏浚關(guān)鍵技術(shù)研究”,把疏浚監(jiān)測(cè)平臺(tái)的新技術(shù)運(yùn)用到傳統(tǒng)施工過(guò)程中,使耙吸挖泥船具備了主動(dòng)控制精確上線、精確下耙施工的能力,使淺點(diǎn)與壟溝在施工過(guò)程中即消滅于萌芽狀態(tài);并通過(guò)簡(jiǎn)單的設(shè)備改裝,解決黏性土區(qū)域耙頭破土難和易阻塞的問(wèn)題。公司在該關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上形成了《粘性土航道免掃淺施工工法》。

《粘性土航道免掃淺施工工法》的質(zhì)量控制要求如下:

  • 執(zhí)行相關(guān)國(guó)家及行業(yè)的現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1.《疏浚工程技術(shù)規(guī)范》JTJ 319-99。

2.《疏浚與吹填質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》JTJ 324-2006。

  • 質(zhì)量控制措施

1.制定分層、定深施工方案。

2.施工過(guò)程中正確掌握通航干擾、風(fēng)流影響,按照計(jì)算機(jī)電子海圖屏幕的計(jì)劃航線及疏浚監(jiān)測(cè)平臺(tái)顯示的軌跡線,進(jìn)行準(zhǔn)確上線與布線。

3.分層施工過(guò)程中,采取定深浚挖,操耙手要注意真空、濃度的變化,及時(shí)調(diào)整耙頭姿態(tài)。

4.基建工程分層施工中,挖足邊坡,滿(mǎn)足坡比要求,使航道、邊坡同步增深。

5.通過(guò)各道工序(分層)的施工質(zhì)量,確保整體的施工質(zhì)量。

6.施工全過(guò)程采取定深浚挖,舵工高精度操舵,操耙手全神貫注操耙。

7.定期校驗(yàn)、校核儀器和儀表,保證儀器、儀表的精度。

8.加強(qiáng)分析監(jiān)測(cè)力度,保證監(jiān)測(cè)及時(shí)準(zhǔn)確。

《粘性土航道免掃淺施工工法》的效益分析是:

根據(jù)由淺到深開(kāi)挖、分層均勻增深原則,充分利用疏浚監(jiān)測(cè)平臺(tái)的平面和斷面顯示功能,縱向精確定深,平面精確定位,做到船舶到位、耙頭到位,避免耙頭空放,實(shí)施精細(xì)化施工,不僅免除了常規(guī)施工后期的掃淺施工,加快了施工進(jìn)度,而且有利于提高施工質(zhì)量,減少費(fèi)方。同時(shí)解決了黏土質(zhì)區(qū)域破土難、易堵塞耙頭等難題,提高了施工效率。

在連云港2006年廟嶺二期港池調(diào)頭區(qū)拓寬增深工程、長(zhǎng)江口深水航道治理三期工程、上海洋山深水港區(qū)一期工程外航道疏浚工程中應(yīng)用該工法,通過(guò)減少超挖土方,給公司創(chuàng)造了1300余萬(wàn)元的效益。

注:施工費(fèi)用以2009-2010年施工材料價(jià)格計(jì)算

采用《粘性土航道免掃淺施工工法》施工時(shí),除應(yīng)執(zhí)行國(guó)家、地方的各項(xiàng)安全施工的規(guī)定外,尚應(yīng)遵守注意下列事項(xiàng):

1.認(rèn)真貫徹“安全第一、預(yù)防為主”的方針,根據(jù)有關(guān)規(guī)定,設(shè)立專(zhuān)職安全員,執(zhí)行安全生產(chǎn)責(zé)任制,明確各級(jí)人員職責(zé),抓好工程的安全實(shí)施。

2.建立完善施工安全保證體系,加強(qiáng)施工作業(yè)過(guò)程中的安全檢查,確保作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。

3.確保投入設(shè)備完好、有效,船舶要適航、員工要適任。

4.船舶駕駛員在注意上線的同時(shí),也要注意附近的船舶動(dòng)態(tài),時(shí)刻注意安全。

《粘性土航道免掃淺施工工法》的應(yīng)用實(shí)例如下:

  • 實(shí)例1:上海洋山深水港區(qū)一期工程外航道疏浚工程

上海洋山深水港區(qū)一期工程外航道疏浚工程,位于小覆山l北側(cè)黃澤洋海域的進(jìn)港外航道部分區(qū)段水深條件相對(duì)較差,需采用疏浚的方式達(dá)到其設(shè)計(jì)水深的要求,稱(chēng)為人工疏浚段;人工疏浚航槽長(zhǎng)度為10.34千米,縱向斷面水深呈隆起的饅頭狀,施工土質(zhì)為黏性土,工程難度較大、工期較緊、施工任務(wù)較重。

為了保證工期和施工質(zhì)量,公司采用了黏性土航道免掃淺疏浚施工工法,通過(guò)疏浚監(jiān)測(cè)平臺(tái)提供的過(guò)耙航槽斷面和直觀的三維地形的不斷實(shí)時(shí)更新顯示,以及斷面瀏覽、水深色塊等功能,實(shí)現(xiàn)了較高的施工效率和良好的平整度控制。根據(jù)上海海測(cè)大隊(duì)洋山航道人工疏浚段竣工測(cè)量數(shù)據(jù)分析∶航道中部水域(航道中心、組線兩側(cè)95米范用內(nèi))平均水深為16.92米。且無(wú)小于16.5米的淺點(diǎn);航道邊續(xù)水域(航道底邊線向內(nèi)各47.5米范圍內(nèi))平均水深為16.89米,也不存在小于16.5米的淺點(diǎn);兩側(cè)邊坡平均坡比分別為1:18和1:17.9,都緩于設(shè)計(jì)邊坡1:15的坡比。規(guī)范允許超寬9米、超深0.7米。該工程最終竣工超寬7米,超深0.4米。

  • 實(shí)例2:連云港2006年廟嶺二期港池調(diào)頭區(qū)拓寬增深工程

連云港港地處江蘇省北部黃海海州灣西南岸,是隴海、蘭新鐵路沿線廣大地區(qū)最經(jīng)濟(jì)便捷的出???,是中國(guó)沿海主樞紐港之一,是中國(guó)沿海中部能源外運(yùn)和對(duì)外貿(mào)運(yùn)輸?shù)闹匾诎丁_B云港廟嶺港區(qū)港池調(diào)頭區(qū)擴(kuò)建疏浚工程,是連云港15萬(wàn)噸級(jí)航道擴(kuò)建工程的配套項(xiàng)目,包括廟一調(diào)頭區(qū)、34號(hào)泊位區(qū)及29號(hào)、30號(hào)泊位港池及調(diào)頭區(qū)3個(gè)部分,工程分別浚挖至-16.0米、-18.2米、-15.0米。

其中連云港廟嶺二期港池調(diào)頭區(qū)拓寬增深項(xiàng)目的后期掃淺階段,于2006年6月底開(kāi)工,工期僅有25天,總工程量達(dá)38萬(wàn)立方米,且施工土質(zhì)主要為黏性土。根據(jù)公司在連云港的施工經(jīng)驗(yàn),由于黏性土不易坍塌,施工過(guò)程中形成的淺點(diǎn)和壟溝一旦沒(méi)有被及時(shí)清除,隨著施工浚挖深度的增加,淺點(diǎn)和壟溝的高差往往將繼續(xù)加大,耙吸船耙頭接地施工時(shí)極易從高處滑落,增加了工程后期掃淺施工的難度;同時(shí)在開(kāi)挖黏性土?xí)r,由于大塊黏土極易堵塞耙頭,造成泥泵吸入面積的大幅減少,不僅施工效率低下,而且極易造成泥泵氣蝕。

為了優(yōu)質(zhì)、高效完成該工程,公司安排已安裝"耙吸疏浚監(jiān)測(cè)平臺(tái)"的4008輪進(jìn)駐現(xiàn)場(chǎng)。"耙吸疏浚監(jiān)測(cè)平臺(tái)"作為公司當(dāng)時(shí)的最新研發(fā)成果,它提供了精確的耙頭下放深度和位置指示功能,并實(shí)現(xiàn)耙頭在浚挖區(qū)域浚前水深圖的橫、縱斷面和三維地形上的精確位置指示,使耙吸挖泥船具備了主動(dòng)控制、精確上線、精確下耙施工的能力;同時(shí)結(jié)合耙吸船耙頭軌跡深度顯示和水深色塊顏色變化。以及系統(tǒng)根據(jù)過(guò)耙深度自動(dòng)生成的已挖掘斷面顯示功能,駕駛員可以直接對(duì)挖掘效果進(jìn)行了解,避免因重復(fù)上線造成效率損失,或者對(duì)沒(méi)有走到位的區(qū)域進(jìn)行拾遺補(bǔ)缺;此外,還可以通過(guò)歷史施工過(guò)程回放回溯駕駛員和操耙手的工作過(guò)程,不僅可以對(duì)其工作質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督,還能對(duì)存在的質(zhì)量隱患成因進(jìn)行直觀的分析和判斷,以便進(jìn)行及時(shí)的糾正和指導(dǎo),避免了工程后期的掃淺施工,提高了施工效率。

連云港廟嶺二期港池調(diào)頭區(qū)拓寬增深工程后期掃淺階段的施工分成南、北兩個(gè)半槽實(shí)施,其中南半槽由安裝了"耙吸疏浚監(jiān)測(cè)平臺(tái)"的航浚4008輪施工,該輪充分利用新技術(shù),做到了縱向精確定深、平面精確定位,實(shí)現(xiàn)立體化、精細(xì)化施工,僅15天整個(gè)南半槽就基本成型,比預(yù)計(jì)工提前了10天;而掃淺工程量與南半槽相近的北半槽由尚未安裝"耙吸疏浚監(jiān)測(cè)平臺(tái)"的其他船舶采用常規(guī)施工方法施工,相同掃淺時(shí)間則形成大片壟溝與淺點(diǎn)。南槽完工后,航浚4008輪支援北半槽施工,應(yīng)用該工法僅用10天就完成了全部任務(wù),滿(mǎn)足了工期要求,工程質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。

  • 實(shí)例3:長(zhǎng)江口深水航道治理三期疏浚工程

長(zhǎng)江口深水航道治理三期工程航槽全長(zhǎng)92.27千米,航道設(shè)計(jì)底寬從350~400米,計(jì)算允許超寬3.0米,水深由-10米增深至-12.5米,計(jì)算允許超深0.3~0.5米,邊坡1:20。其中施工區(qū)段上游內(nèi)航道大約12千米的區(qū)域黏性土分布較集中,土質(zhì)較硬。

公司采用《黏性土航道免掃淺疏浚施工工法》,根據(jù)施工條件和船舶性能制定了可行的施工方案。在施工過(guò)程中,參建船舶應(yīng)用疏浚監(jiān)測(cè)平臺(tái)的橫縱斷面和三維地形顯示功能,做到了對(duì)局部范圍的淺區(qū)和孤立淺點(diǎn)采取主動(dòng)精確過(guò)耙,在其處于初始階段易于浚挖時(shí)即予以?huà)叱?,避免后期形成淺埂、壟溝;并利用幫跡記錄和施工過(guò)程回放功能,控制對(duì)不同水深分布、不同土質(zhì)區(qū)域的過(guò)耙頻率,實(shí)現(xiàn)均勻增深,有效的控制超深、超寬,提高了施工區(qū)段的平整度。

《粘性土航道免掃淺施工工法》的環(huán)保措施如下:

1.環(huán)境因素識(shí)別、評(píng)價(jià)和控制的策劃和危險(xiǎn)源辨識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和控制的策劃。

2.識(shí)別和辨識(shí)施工范圍內(nèi)的環(huán)境因素和危險(xiǎn)源,并負(fù)責(zé)具體實(shí)施管理方案。

3.嚴(yán)格遵守《海洋保護(hù)法》,嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家關(guān)于海洋環(huán)境保護(hù)的各項(xiàng)規(guī)定,在海洋局指定拋泥區(qū)進(jìn)行泥土處理。

4.集中油污、污水并且妥善處理,嚴(yán)防油污、污水泄漏,做好溢油事故的應(yīng)急處理預(yù)案。

5.按規(guī)定處理在施工、生活過(guò)程中產(chǎn)生的各類(lèi)垃圾。

6.積極配合海洋環(huán)保部門(mén),做好海洋環(huán)保部門(mén)要求的其他工作。

2011年9月,中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于公布2009-2010年度國(guó)家級(jí)工法的通知》建質(zhì)[2011]154號(hào),《粘性土航道免掃淺施工工法》被評(píng)定為2009-2010年度國(guó)家二級(jí)工法。 2100433B

粘性土航道免掃淺施工工法文獻(xiàn)

底床耙平器在航道掃淺中的施工實(shí)踐 底床耙平器在航道掃淺中的施工實(shí)踐

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在航道疏浚工程中,自航式耙吸船水下開(kāi)挖后海床不平整,易形成淺區(qū)、淺點(diǎn)是普遍存在的質(zhì)量通病,其中耙吸船特定的施工作業(yè)方式是造成質(zhì)量通病的主要原因之一。在耙吸船加裝底床耙平器后,改變了耙吸船傳統(tǒng)掃淺作業(yè)方式,大大提高了掃淺施工效率并取得良好效果。本文以惠州港荃灣港區(qū)主航道擴(kuò)建工程為例,闡述了底床耙平器在航道掃淺施工階段的實(shí)踐應(yīng)用,對(duì)施工方法及優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析總結(jié),可為類(lèi)似工程提供參考。

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粘性土抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)對(duì)比研究 粘性土抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)對(duì)比研究

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粘性土抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)對(duì)比研究

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《抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法》的效益分析是:

1.在港口與航道疏浚工程中,由于抓斗式挖泥船自身設(shè)備的局限性,施工后期難免存在大量的淺點(diǎn)需重復(fù)施工,抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺法與傳統(tǒng)的逐點(diǎn)清挖法比較,不僅具有效果好、精度高的特點(diǎn),而且彌補(bǔ)了抓斗船設(shè)備自身的缺點(diǎn),提高了掃淺施工效率。

2.與傳統(tǒng)的抓斗挖泥船逐點(diǎn)清挖法比較,清淺施工時(shí)間可縮短60%以上,清淺施工成本可降低40%以上。

3.抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺法的掃淺平板制作簡(jiǎn)單、方便,易于推廣。

4.抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺法在施工過(guò)程中充分利用了"去高填低"的原理,無(wú)需泥駁對(duì)疏浚土進(jìn)行外運(yùn),節(jié)約了能源,降低了施工成本,同時(shí)減少了對(duì)拋泥區(qū)水環(huán)境的污染。

5.抓斗挖泥船在疏浚施工中是一種不可或缺的施工設(shè)備,疏浚后期的掃淺又是不得不面臨的技術(shù)難題,該工法在疏浚施工中的應(yīng)用為港口與航道疏浚后期掃淺提供了技術(shù)支持,具有良好的社會(huì)效益。

6.采用該工法清淺,抓斗挖泥船在開(kāi)挖時(shí)可按照梅花形挖泥法(如圖4所示),將淺點(diǎn)與超深控制一定在一定范圍內(nèi)(如0.5米以?xún)?nèi)),施工后期再使用平板法進(jìn)行掃淺,效果明顯,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

《抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法》的應(yīng)用實(shí)例如下:

  • 實(shí)例1:大連大窯灣港區(qū)航道建設(shè)工程北航段疏浚工程(標(biāo)段一)

該工程位于大連市開(kāi)發(fā)區(qū)大窯灣港內(nèi),受風(fēng)浪影響小,平均潮差2.36米,最大漲潮流速0.57米/秒,最大落潮流速0.29米/秒。施工內(nèi)容主要為航道淤泥、黏十的開(kāi)挖,總工程量359.4萬(wàn)立方米,航道全長(zhǎng)約2千米,設(shè)計(jì)航道底寬230米,轉(zhuǎn)彎段最寬達(dá)326米,浚后設(shè)計(jì)標(biāo)高為-15.0米,施工總面積約50萬(wàn)平方米(不含超寬及邊坡)。該工程建設(shè)單位為大連市港口公用基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)管理中心,施工單位為長(zhǎng)江重慶航道工程局。該工程于2006年11月20日開(kāi)工,2008年5月30日完工,其中施工后期掃淺時(shí)間20天。

施工前期主要采用絞吸式挖泥船開(kāi)挖覆蓋層淤泥及少量黏土,后期由于土質(zhì)較硬,主要采用抓斗挖泥船開(kāi)挖。由于工程量大,工期緊,下層施工主要采用的是2009年前中國(guó)最大的抓斗挖泥船"長(zhǎng)鷹50",其抓斗重達(dá)120噸。在施工過(guò)程中按平均0.5米超深作為目標(biāo)進(jìn)行控制,達(dá)到設(shè)計(jì)水深的部分平均超深得到了較為有效的控制,但是仍出現(xiàn)了大量淺點(diǎn)。在該工程后期清淺階段,用"長(zhǎng)鷹50"抓斗挖泥船按照該工法的施工工藝進(jìn)行掃淺施工,取得了良好的效果。

根據(jù)"長(zhǎng)鷹50"的抓斗特點(diǎn)制作安裝掃淺平板,施工準(zhǔn)備工作中調(diào)試好GPS電子導(dǎo)航水深圖、深度指示儀、船機(jī)設(shè)備等。"長(zhǎng)鷹50"采用鋼樁定位方式,掃淺分條寬度根據(jù)船寬27米確定為25米;進(jìn)關(guān)距離根據(jù)掃淺平板的長(zhǎng)度12米確定為10米,每關(guān)掃淺面積約為250平方米。為保證掃淺平板下放深度的準(zhǔn)確性,在安裝完掃淺平板后重新對(duì)平板下邊緣零點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn),與抓斗操作室上的深度指示儀保持一致。一次掃淺分層厚度按20厘米控制,同時(shí)施工過(guò)程根據(jù)掃淺區(qū)域周邊水深及土質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)整,以避免泥層堆積越過(guò)掃淺平板。形成新的淺區(qū)。掃淺方向根據(jù)測(cè)圖淺占和深坑分布確定同一深度往返一次掃淺。掃淺時(shí),控制橫移側(cè)推掃淺平板的速度在0.5米/秒內(nèi),并保持掃淺平板橫移側(cè)推速度均勻。

通過(guò)采用平板側(cè)推掃淺方法,僅用20天的時(shí)間完成了約50萬(wàn)平方米的掃淺面積,工期大為提前。多波束測(cè)圖顯示掃淺區(qū)域無(wú)任何淺點(diǎn),統(tǒng)計(jì)平均超深僅0.23米,完全符合規(guī)范要求。

如果按"長(zhǎng)鷹50"傳統(tǒng)的逐點(diǎn)清淺方法施工,每正常進(jìn)一關(guān)加上挖泥的平均用時(shí)約48分鐘,而采用平板側(cè)推掃淺法,每進(jìn)一關(guān)和掃淺的平均時(shí)間只有16分鐘,節(jié)約了2/3的施工時(shí)間。采用清挖方式,通過(guò)測(cè)算,挖泥船每小時(shí)油耗比采用平板側(cè)推掃淺法多消耗100千克左右。采取清挖方式,還將產(chǎn)生大量的廢方,需要泥駁外運(yùn),平板側(cè)推掃淺法利用"去高填低"的原理,不需要外運(yùn)泥土。

  • 實(shí)例2:大連大窯灣航道改擴(kuò)建二期工程(中心航段與北航段連接段)疏浚工程

該工程位于大連市開(kāi)發(fā)區(qū)大窯灣港內(nèi),施工區(qū)受風(fēng)浪影響很小,平均潮差2.36米,最大漲潮流速0.57米/秒,最大落潮流速0.29米/秒。施工內(nèi)容主要為航道淤泥、黏土的開(kāi)挖,總工程量216萬(wàn)立方米,浚后設(shè)計(jì)標(biāo)高為-15.0米。

該工程由長(zhǎng)江重慶航道工程局施工,在2008年5月進(jìn)入后期清淺階段,采用抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工藝進(jìn)行施工。在抓斗挖泥船"長(zhǎng)鷹50"的抓斗上安裝掃淺平板裝置,依靠抓斗及掃淺裝置自身足夠的重量、橫移抓斗產(chǎn)生的慣性以及吊臂旋轉(zhuǎn)拖帶掃淺平板產(chǎn)生的側(cè)推力,利用"去高填低"的原理,將淺區(qū)泥土側(cè)推至深坑,使施工區(qū)域有較高的平整度,達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高,符合驗(yàn)收要求。整個(gè)掃淺施工過(guò)程按施工工藝流程及操作要點(diǎn)有序進(jìn)行,確保了掃淺施工質(zhì)量,工程質(zhì)量達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。掃淺施工中,施工單位克服了掃淺面積大,淺點(diǎn)多的困難,改傳統(tǒng)的抓斗挖泥船逐點(diǎn)清挖方法為平板掃淺方法施工,降低了船機(jī)設(shè)備的使用成本,提高了清淺施工工效,全部掃淺共用時(shí)14天,比常規(guī)的清挖施工方法節(jié)約22余天。

  • 實(shí)例3:三峽庫(kù)區(qū)胡家灘航道維護(hù)疏浚工程

胡家灘位于長(zhǎng)江三峽庫(kù)區(qū)內(nèi),該河段為寬淺型河段,在三峽水庫(kù)175米蓄水后,受水庫(kù)回水影響,流水減緩,發(fā)生泥砂大量落淤。該河段航道狹窄,若在低水位時(shí)施工,必須禁航,對(duì)航運(yùn)影響大,且施工與通航的矛盾非常突出,為保證水庫(kù)消落期航道暢通,需在高水位時(shí)期提前進(jìn)行航道維護(hù)疏浚施工。在三峽水庫(kù)壩前水位170米以上時(shí),胡家灘受回水頂托,施工區(qū)流速平緩,疏浚物以淤砂夾少量卵石為主,在抓斗挖泥船施工后期清淺,適合采用平板掃淺法清淺。

2009年度胡家灘維護(hù)疏浚于12月11日開(kāi)工,2010年元月16日完成,疏浚區(qū)面積3.3萬(wàn)平方米,疏浚工程量26270立方米,屬淺薄層開(kāi)挖。施工時(shí),采用"長(zhǎng)鷹2號(hào)"抓斗挖泥船,先根據(jù)河道地形圖,對(duì)航槽內(nèi)淺區(qū)通挖遍,然后進(jìn)行測(cè)圖,對(duì)仍尚存的大面積淺區(qū)再次用抓斗開(kāi)挖。由于抓斗開(kāi)挖的不連續(xù)性,最后的測(cè)圖顯示,在航槽內(nèi)仍有深淺不的雜亂淺點(diǎn)。清淺施工采用平板掃淺,在抓斗完全張開(kāi)狀態(tài)下.在斗齒間安裝掃淺平板,將平板下放至設(shè)計(jì)開(kāi)挖河底高程處,旋轉(zhuǎn)吊臂,帶動(dòng)掃淺平板。將淺點(diǎn)掃入深坑。由于開(kāi)挖層本身較薄,未分層掃淺。通過(guò)一遍掃淺施工后,測(cè)圖顯示,疏浚區(qū)全部達(dá)到了設(shè)計(jì)底高程。采用側(cè)推掃淺方法清淺,較逐點(diǎn)清淺法提高了施工效率,施工成本降低。

抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法適用范圍

《抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法》適用于疏浚工程中,淤泥、黏土、砂等土質(zhì)掃淺,尤其適用于采用抓斗挖泥船開(kāi)挖后,地面不平整的大范圍水域掃淺施工。

適用的工況條件:水流流速不宜大于1米/秒,水深不宜大于25米。

抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法工藝原理

《抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法》的工藝原理敘述如下:

1.在抓斗完全張開(kāi)的情況下,在抓斗兩斗瓣之間安裝一塊具有足夠強(qiáng)度的掃淺平板,形成一個(gè)掃淺裝置。依靠掃淺裝置自身足夠的重量、橫移抓斗產(chǎn)生的慣性以及吊臂旋轉(zhuǎn)拖帶掃淺平板產(chǎn)生的側(cè)推力,將淺點(diǎn)掃入深區(qū)。

2.抓斗挖泥船按設(shè)計(jì)標(biāo)高開(kāi)挖后,水下地形不平整,在設(shè)計(jì)標(biāo)高上下較小范圍內(nèi)出現(xiàn)淺點(diǎn)和深坑,而達(dá)不到設(shè)計(jì)驗(yàn)收要求。利用“去高填低”的原理,將淺區(qū)泥土側(cè)推至深坑,使施工區(qū)域有較高的平整度,達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高,符合驗(yàn)收要求。

3.抓斗挖泥船上安裝GPS測(cè)量控制系統(tǒng),控制挖泥船的平面位置和移動(dòng)軌跡,確保掃淺平板準(zhǔn)確地在預(yù)設(shè)的掃淺區(qū)域進(jìn)行掃淺。抓斗操作室內(nèi)深度指示儀能夠準(zhǔn)確地控制掃淺平板下放深度,能使掃淺平板下邊緣始終保持在一個(gè)合適預(yù)設(shè)深度,左右往復(fù)緩慢地移動(dòng)掃淺裝置,直至完成整個(gè)區(qū)域掃淺施工。

抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法施工工藝

《抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法》的施工工藝流程及操作要點(diǎn)敘述如下:

  • 工藝流程

施工工藝流程如圖1所示。

  • 操作要點(diǎn)

一、制作、安裝掃淺平板

1.掃淺平板的制作

1)選用兩塊相同尺寸的高強(qiáng)度鋼板焊接成“鋼箱”形式,并在平板上焊接多組加強(qiáng)肋板,以增強(qiáng)其剛度。鋼板厚度宜采用δ25~δ30毫米。

2)掃淺平板總長(zhǎng)度L按抓斗完全張開(kāi)狀態(tài)下的寬度加上兩側(cè)富裕長(zhǎng)度確定。每側(cè)富裕長(zhǎng)度以抓斗最大開(kāi)斗寬度的10%為宜,以保證操作過(guò)程中,平板能始終卡在斗齒之間,且能增大一次性?huà)邷\幅寬。

3)掃淺平板要有合適的高度H,在側(cè)推過(guò)程中,H過(guò)小土體容易翻過(guò)平板形成新的淺點(diǎn),過(guò)寬則增加材料成本。H—般以60~80厘米左右為宜。

2.掃淺平板的安裝

1)用吊機(jī)將掃淺平板直立放置在挖泥船甲板上,抓斗完全張開(kāi)后,將掃淺平板置于抓斗的中間兩斗齒之間。

2)在抓斗和掃淺平板上牢固焊接吊環(huán)后,用鋼纜繩將掃淺平板與抓斗連接穩(wěn)妥,并保持松緊適當(dāng)。

3)兩斗齒間距較掃淺平板厚度大,為保證掃淺過(guò)程中平板處于豎直狀態(tài),需在斗齒與平板之間安裝限位塊。

掃淺平板結(jié)構(gòu)及安裝示意如圖2所示。

二、技術(shù)工作準(zhǔn)備

1.根據(jù)施工區(qū)域水下地形圖,標(biāo)示出需要掃淺的區(qū)域,分析淺點(diǎn)及深坑分布特征,按照“挖泥船在掃淺過(guò)程中調(diào)頭及橫向移船次數(shù)最少”的原則,合理分區(qū)、分段,規(guī)劃掃淺順序。

2.將電子導(dǎo)航圖、規(guī)劃掃淺順序的各控制點(diǎn)坐標(biāo)、抓斗幾何參數(shù)裝入定位操作控制室電腦供定位使用。對(duì)掃淺平板下邊緣進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn),與抓斗操作室的深度指示儀零點(diǎn)保持一致,以便施工時(shí)控制平板下放深度。

3.確定掃淺分層厚度及分層底標(biāo)高

掃淺分層厚度根據(jù)土質(zhì)軟硬特點(diǎn)、淺點(diǎn)與深坑分布情況確定。土質(zhì)較軟或深坑較多時(shí),分層厚度可大一些;土質(zhì)較硬或淺點(diǎn)較多時(shí),分層厚度宜小一些。經(jīng)工程實(shí)踐,掃淺分層厚度一般按0.2米左右控制比較合理。根據(jù)分層厚度,確定各分層底標(biāo)高。

4.確定掃淺實(shí)施方向

根據(jù)施工區(qū)地形圖和淺點(diǎn)及深坑分布情況,按照由淺至深的原則確定掃淺實(shí)施方向。

三、挖泥船定位

抓斗挖泥船的定位和移船主要采用錨纜定位和鋼樁定位方式。截至2009年,大多數(shù)中、小型抓斗挖泥船采用錨纜定位,鋼樁定位則多應(yīng)用于大、中型抓斗挖泥船。平板掃淺依靠抓斗吊臂旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)掃淺裝置在一定范圍內(nèi)橫向移動(dòng)“去髙填低”,采用鋼樁定位,掃淺平板在側(cè)推過(guò)程中不受鋼纜的阻擋,能夠增加一次性?huà)邷\面積;若采用錨纜定位則因受錨纜布置的影響,可能會(huì)影響掃淺幅面寬度,掃淺效率有所降低。

截至2009年,挖泥船定位已為常規(guī)技術(shù),一般在操作室配置有控制顯示器,通過(guò)GPS儀器、電子導(dǎo)航軟件,直觀準(zhǔn)確,能實(shí)時(shí)掌握挖泥船平面位置。

四、掃淺平板控制

1.平面位置控制

在抓斗挖泥船上,抓斗操作室一般均隨船配置有抓斗旋轉(zhuǎn)位置監(jiān)控軟件,事先已將抓斗幾何參數(shù)在軟件中設(shè)置后,通過(guò)顯示器,能夠直觀地顯示抓斗帶動(dòng)掃淺平板的實(shí)時(shí)橫移位置,若出現(xiàn)位置偏差,可通過(guò)調(diào)整吊臂進(jìn)行糾正。

2.掃淺深度控制

1)掃淺實(shí)時(shí)水位的提供

抓斗挖泥船平板掃淺施工時(shí),要嚴(yán)格掌握水位變化,以便及時(shí)調(diào)整掃淺平板下放深度。實(shí)時(shí)水位的提供可以在施工區(qū)附近岸邊設(shè)置水尺,也可采用自動(dòng)潮位遙報(bào)儀。兩種方法均需對(duì)水位零點(diǎn)進(jìn)行定期檢測(cè)校核,以確保水位觀測(cè)的準(zhǔn)確性。

2)按照分層底標(biāo)高和實(shí)時(shí)水位(均換算為絕對(duì)高程),計(jì)算掃淺平板下緣入水深度=實(shí)時(shí)水位一分層底標(biāo)高。

3)實(shí)際掃淺過(guò)程中,掃淺分層厚度還應(yīng)根據(jù)掃淺平板裝置自重、掃淺區(qū)域淺點(diǎn)分布情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,以避免泥層堆積越過(guò)掃淺平板,形成新的淺點(diǎn);或者是側(cè)推阻力過(guò)大,損壞掃淺平板。

4)最底層掃淺底標(biāo)高不能按設(shè)計(jì)標(biāo)髙確定。疏浚工程中一般設(shè)計(jì)超深值為0.4米,如果按設(shè)計(jì)超深標(biāo)高控制則增加了掃淺工作量,加大了掃淺成本;如果按設(shè)計(jì)標(biāo)高控制,掃淺質(zhì)量不能得到有效保證。經(jīng)過(guò)工程實(shí)踐,最底層掃淺標(biāo)高一般以低于設(shè)計(jì)標(biāo)高0.2米為宜,既可滿(mǎn)足質(zhì)量要求,同時(shí)又加快了掃淺進(jìn)度、降低施工成本。

5)掃淺平板下放深度監(jiān)控

調(diào)整抓斗操作室的深度指示儀零點(diǎn)與平板下邊緣零點(diǎn)保持一致,掃淺過(guò)程中還應(yīng)對(duì)深度指示儀零點(diǎn)進(jìn)行定期檢査。根據(jù)實(shí)時(shí)水位和分層底標(biāo)高計(jì)算的掃淺平板的入水深度,通過(guò)抓斗操作室深度指示儀進(jìn)行監(jiān)控。

五、掃淺清點(diǎn)(圖3)

1.根據(jù)挖泥船寬度確定每次掃淺分條寬度,為保證條與條之間的搭接,分條寬度一般要小于船寬度2米。根據(jù)掃淺平板長(zhǎng)度確定每關(guān)進(jìn)尺距離,為保證關(guān)與關(guān)的搭接,進(jìn)關(guān)距離一般要小于掃淺平板長(zhǎng)度2米。合理的分條寬度及進(jìn)關(guān)距離,既不會(huì)漏掃淺點(diǎn),又增大了每定位一次的掃淺面積,提高掃淺效率。

2.根據(jù)淺點(diǎn)和深坑分布情況,按由淺至深原則確定掃淺平板橫移側(cè)推的初始方向,到達(dá)分條邊線再回掃一遍,然后再進(jìn)關(guān),即同一深度往返一次掃淺。

3.在掃淺過(guò)程中如果掃淺平板單端受阻力較大,而導(dǎo)致掃淺平板旋轉(zhuǎn)幅度較大時(shí),應(yīng)適當(dāng)減小進(jìn)關(guān)距離。

4.掃淺時(shí)應(yīng)控制好掃淺平板的橫移速度,宜控制在0.5米/秒左右,并保持橫移速度均勻。掃淺平板的橫移速度不宜過(guò)快,以防止掃淺平板旋轉(zhuǎn)和側(cè)滑。

六、自檢測(cè)量

在完成全部淺點(diǎn)區(qū)域掃淺后,需通過(guò)測(cè)圖對(duì)掃淺效果進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)儀器為GPS和測(cè)深儀,平面定位采用GPS進(jìn)行測(cè)量,水下地形宜采用多波束測(cè)深儀進(jìn)行掃測(cè)。

外業(yè)作業(yè)時(shí)水位觀測(cè)與水深測(cè)量同步進(jìn)行,完成全部外業(yè)工作后進(jìn)行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理并成圖,通過(guò)測(cè)圖可以直觀地反映出掃淺效果。若還存在淺點(diǎn),再按前述方法有針對(duì)性地進(jìn)行掃淺施工。

七、關(guān)鍵環(huán)節(jié)的控制

1.掃淺平板的安裝。掃淺平板安裝時(shí)應(yīng)采用“軟連接”方式,即掃淺平板不能直接焊接在抓斗斗唇上,需通過(guò)鋼纜懸掛于斗齒間橫向焊接的兩限位塊之間。這種安裝方式,一是掃淺平板可以在兩限位塊之間滑動(dòng),以減小掃淺過(guò)程中抓斗小幅度張、閉時(shí)對(duì)掃淺平板產(chǎn)生的軸向壓力;二是在淺點(diǎn)較多或土質(zhì)較硬的區(qū)域能有一個(gè)小幅度的緩沖高度,減少對(duì)掃淺平板的損壞。

2.確定合理的分條寬度、進(jìn)關(guān)距離及掃淺平板的下放深度。實(shí)際掃淺過(guò)程中,結(jié)合挖泥船的性能特點(diǎn)、抓斗及掃淺平板自重、掃淺區(qū)域淺點(diǎn)分布情況及土質(zhì)軟硬特點(diǎn)等進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,以確保不漏掃,并一次性?huà)邷\到分層標(biāo)高。

3.掃淺方向和速度。掃淺方向應(yīng)按由淺至深方向進(jìn)行,同一分層標(biāo)高往返一次掃淺。掃淺橫移速度均勻,不宜過(guò)快。

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