粘性土航道免掃淺施工工法質量控制

《粘性土航道免掃淺施工工法》的質量控制要求如下：

• 執(zhí)行相關國家及行業(yè)的現(xiàn)行技術標準

1.《疏浚工程技術規(guī)范》JTJ 319-99。

2.《疏浚與吹填質量檢驗標準》JTJ 324-2006。

• 質量控制措施

1.制定分層、定深施工方案。

2.施工過程中正確掌握通航干擾、風流影響，按照計算機電子海圖屏幕的計劃航線及疏浚監(jiān)測平臺顯示的軌跡線，進行準確上線與布線。

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

4.基建工程分層施工中，挖足邊坡，滿足坡比要求，使航道、邊坡同步增深。

5.通過各道工序（分層）的施工質量，確保整體的施工質量。

6.施工全過程采取定深浚挖，舵工高精度操舵，操耙手全神貫注操耙。

7.定期校驗、校核儀器和儀表，保證儀器、儀表的精度。

8.加強分析監(jiān)測力度，保證監(jiān)測及時準確。

《粘性土航道免掃淺施工工法》所用的材料及設備明細如下：

1.材料

燃、潤油：船用柴油、潤滑油等各種油料，其主要參數(shù)如表2。

2.設備

耙吸挖泥船：各類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，耙頭結構主要分為兩類，即加利福尼亞型耙頭和IHC耙頭。兩類型耙頭在前面部分的結構基本相同，而耙唇處的結構有較大差異，其他類型的耙頭也都是在耙唇位置存在結構設計上的不同，適用于不同的土質。

耙頭構件有：吸入口、格柵、顎板、耙軸、壓鐵、進水口、耙齒、高壓沖水、橡皮靠墊、天窗等。通過改進耙頭構件能達到提高施工效率的目的。

參考資料：

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：土質為黏性土質的航道或港池基建性或維護性工程。

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，嚴格按照各分層水深要求進行開挖，定深控制浚挖，并通過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狀態(tài)，施工效率得到最大發(fā)揮。避免了常規(guī)浚挖過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題。

2.在各分層施工過程中，改變傳統(tǒng)的三班駕駛員各分一帶的施工工藝，而以整個施工區(qū)的淺點、淺區(qū)為目標進行走線。駕駛員整體綜合考慮淺區(qū)位置、通航干擾和風流影響等因素，利用疏浚監(jiān)測平臺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，運用高超的操船工藝，主動控制兩個耙頭的走線，對局部范圍的淺區(qū)和孤立淺點采取主動精確過耙。在其處于初始階段且易于浚挖時，便即予以掃除，避免后期形成淺埋、壟溝，增加后期掃淺難度。這種對淺區(qū)的主動式浚挖貫穿施工全過程。

3.船舶配置大屏幕顯示器，施工時駕駛員按需選擇疏浚監(jiān)測平臺提供的各種功能窗口，盡可能放大屏幕仔細觀察耙頭走線，并利用耙跡記錄和施工過程回放功能，控制對不同水深分布、不同土質區(qū)域的過耙頻率，避免漏挖、超挖，實現(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。施工時耙齒對地呈45°，通過耙頭對地運動使耙齒插入泥土中切割并提升黏土。通過調整耙頭格柵安裝位置，適當?shù)募哟蟀翌^格柵通道，使黏土可以順利通過格柵，提高了挖泥效果。

5.將傳統(tǒng)工程后期的“掃淺”化整為零，分攤至各分層開挖階段中，改變了傳統(tǒng)“前期大量開挖、后期低效掃淺”的施工方法，避免在工程后期因掃淺造成時間、設備等資源的浪費。

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》的施工工藝流程見圖1。

• 操作要點

《粘性土航道免掃淺施工工法》的操作要點如下：

1.浚前測量及工前準備

1）運用單波束或者多波束測深儀，獲得施工區(qū)域的水深情況，計算出比較精確的工程量，同時根據(jù)水深情況確定分層的計劃。收集并分析施工區(qū)域土質資料、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罩上，新增的耙齒安裝在耙頭固定體的耐磨塊上，通過改進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)土質資料選擇耙齒數(shù)量和形狀（"刀形"或"倒T形"），見圖2。

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

4）對船舶設備的參數(shù)進行率定或校正，主要包括耙臂垂直、水平傳感器、吸口吃水傳感器、潮位遙報儀、DGPS等。儀器儀表的精確程度，對施工質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)土質的密實情況，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，并制作一個空的MTX文件用于保存耙頭過耙信息，并自動生成已挖掘二維橫縱向斷面和三維地形顯示，見圖3。

7）對需要進點的船舶進行施工方案、施工要求、質量、安全、環(huán)保等事項的技術交底。

2.分層施工計劃

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

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

3.現(xiàn)場施工方法

現(xiàn)場施工作業(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。當挖泥船進入指定的開挖帶內，啟動泥泵，根據(jù)屆時潮位將耙頭下放至泥面，將耙管內的清水和低濃度泥漿直接排出舷外，待泥漿達到一定濃度后再打開進艙閘閥裝艙。待泥艙滿艙后繼續(xù)泵吸泥漿進艙，使泥艙上層低濃度的渾水從泥艙溢流口溢岀，根據(jù)不同土質控制溢流時間，盡可能使泥艙的裝載量最大、土方量最多。然后停泵起耙，把裝載的泥砂運到指定的拋泥區(qū)拋卸。

4.實施與監(jiān)測分析

1）在保證安全工況條件許可的情況下，對于重點難挖淺區(qū)，采用拖耙調頭施工方法，增加對淺區(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，通過調低波浪補償器壓力提高耙頭對地壓力，同時挖泥航速要求適當?shù)脑黾?，一般控制?~4節(jié)速度。

3）施工過程中，經(jīng)常采集泥樣，隨時掌握土質的變化情況。

4）嚴格按照分層施工計劃實行定深挖泥。

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

6）駕駛員結合水深圖進行施工，盡量選擇每個分層中的淺點上線施工，同時操耙手要及時調整下耙深度。

5.輔助施工軟件的運用

1）耙吸疏浚監(jiān)測平臺提供精確的耙頭下放深度指示，操耙手可以實時控制下耙深度，以此來進行定深施工。

2）實現(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，對局部范圍的淺區(qū)和孤立淺點采取主動精確過耙，實現(xiàn)對淺區(qū)的主動式精確挖掘，見圖5。

3）結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)過耙深度自動生成的已挖掘斷面顯示功能，駕駛員可以直接對挖掘效果進行了解，避免因重復上線造成效率損失，或者對沒有走到位的區(qū)域進行拾遺補缺，施工軌跡見圖6。

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

《粘性土航道免掃淺施工工法》的工法特點是：

1.該工法充分利用疏浚監(jiān)測平臺的新技術，將傳統(tǒng)的施工工藝注入新的理念和元素，能使淺點與壟溝在施工過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)域耙頭破土難的問題；適當?shù)卣{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)施工需要的掃淺時間，而且施工質量也有大幅提高，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.該工法簡單實用，但是需要疏浚監(jiān)測平臺新技術的支持，且對操作人員的業(yè)務能力、監(jiān)測設備精度要求較高。

耙吸挖泥船在疏浚施工過程中，由于耙頭著床寬度有限，且受到潮流、風和土質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)高低不平的淺點和壟溝，耙吸船不得不在工程后期耗費大量的時間進行低效的掃淺施工，這一問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)《疏浚巖土分類標準》JTJT320-96，黏性土共分4類，其主要特性指標如表1所示。

由于黏性土不易坍塌的土質特性，施工過程中形成的淺點和壟溝一旦沒有被及時清除，隨著施工浚挖深度的增加，淺點和壟溝的高差往往將繼續(xù)加大，耙吸船耙頭接地施工時極易從高處滑落，增加了工程后期掃淺施工的難度；同時在開挖黏性土時，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性施工工法，大幅改善耙吸挖泥船對黏性土航道的施工效果。

公司在營口、連云港、洋山等航道疏浚工程中，積極開展了“黏性土航道免掃淺疏浚關鍵技術研究”，把疏浚監(jiān)測平臺的新技術運用到傳統(tǒng)施工過程中，使耙吸挖泥船具備了主動控制精確上線、精確下耙施工的能力，使淺點與壟溝在施工過程中即消滅于萌芽狀態(tài)；并通過簡單的設備改裝，解決黏性土區(qū)域耙頭破土難和易阻塞的問題。公司在該關鍵技術的基礎上形成了《粘性土航道免掃淺施工工法》。

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

1.認真貫徹“安全第一、預防為主”的方針，根據(jù)有關規(guī)定，設立專職安全員，執(zhí)行安全生產(chǎn)責任制，明確各級人員職責，抓好工程的安全實施。

2.建立完善施工安全保證體系，加強施工作業(yè)過程中的安全檢查，確保作業(yè)標準化、規(guī)范化。

3.確保投入設備完好、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，也要注意附近的船舶動態(tài)，時刻注意安全。

《粘性土航道免掃淺施工工法》的環(huán)保措施如下：

1.環(huán)境因素識別、評價和控制的策劃和危險源辨識、風險評價和控制的策劃。

2.識別和辨識施工范圍內的環(huán)境因素和危險源，并負責具體實施管理方案。

3.嚴格遵守《海洋保護法》，嚴格執(zhí)行國家關于海洋環(huán)境保護的各項規(guī)定，在海洋局指定拋泥區(qū)進行泥土處理。

4.集中油污、污水并且妥善處理，嚴防油污、污水泄漏，做好溢油事故的應急處理預案。

5.按規(guī)定處理在施工、生活過程中產(chǎn)生的各類垃圾。

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

《粘性土航道免掃淺施工工法》的效益分析是：

根據(jù)由淺到深開挖、分層均勻增深原則，充分利用疏浚監(jiān)測平臺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，實施精細化施工，不僅免除了常規(guī)施工后期的掃淺施工，加快了施工進度，而且有利于提高施工質量，減少費方。同時解決了黏土質區(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年廟嶺二期港池調頭區(qū)拓寬增深工程、長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用該工法，通過減少超挖土方，給公司創(chuàng)造了1300余萬元的效益。

注：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算

《粘性土航道免掃淺施工工法》的應用實例如下：

• 實例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北側黃澤洋海域的進港外航道部分區(qū)段水深條件相對較差，需采用疏浚的方式達到其設計水深的要求，稱為人工疏浚段；人工疏浚航槽長度為10.34千米，縱向斷面水深呈隆起的饅頭狀，施工土質為黏性土，工程難度較大、工期較緊、施工任務較重。

為了保證工期和施工質量，公司采用了黏性土航道免掃淺疏浚施工工法，通過疏浚監(jiān)測平臺提供的過耙航槽斷面和直觀的三維地形的不斷實時更新顯示，以及斷面瀏覽、水深色塊等功能，實現(xiàn)了較高的施工效率和良好的平整度控制。根據(jù)上海海測大隊洋山航道人工疏浚段竣工測量數(shù)據(jù)分析∶航道中部水域（航道中心、組線兩側95米范用內）平均水深為16.92米。且無小于16.5米的淺點；航道邊續(xù)水域（航道底邊線向內各47.5米范圍內）平均水深為16.89米，也不存在小于16.5米的淺點；兩側邊坡平均坡比分別為1:18和1:17.9，都緩于設計邊坡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。

• 實例2：連云港2006年廟嶺二期港池調頭區(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)濟便捷的出海口，是中國沿海主樞紐港之一，是中國沿海中部能源外運和對外貿(mào)運輸?shù)闹匾诎?。連云港廟嶺港區(qū)港池調頭區(qū)擴建疏浚工程，是連云港15萬噸級航道擴建工程的配套項目，包括廟一調頭區(qū)、34號泊位區(qū)及29號、30號泊位港池及調頭區(qū)3個部分，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頭區(qū)拓寬增深項目的后期掃淺階段，于2006年6月底開工，工期僅有25天，總工程量達38萬立方米，且施工土質主要為黏性土。根據(jù)公司在連云港的施工經(jīng)驗，由于黏性土不易坍塌，施工過程中形成的淺點和壟溝一旦沒有被及時清除，隨著施工浚挖深度的增加，淺點和壟溝的高差往往將繼續(xù)加大，耙吸船耙頭接地施工時極易從高處滑落，增加了工程后期掃淺施工的難度；同時在開挖黏性土時，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、高效完成該工程，公司安排已安裝"耙吸疏浚監(jiān)測平臺"的4008輪進駐現(xiàn)場。"耙吸疏浚監(jiān)測平臺"作為公司當時的最新研發(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控制、精確上線、精確下耙施工的能力；同時結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)過耙深度自動生成的已挖掘斷面顯示功能，駕駛員可以直接對挖掘效果進行了解，避免因重復上線造成效率損失，或者對沒有走到位的區(qū)域進行拾遺補缺；此外，還可以通過歷史施工過程回放回溯駕駛員和操耙手的工作過程，不僅可以對其工作質量進行監(jiān)督，還能對存在的質量隱患成因進行直觀的分析和判斷，以便進行及時的糾正和指導，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頭區(qū)拓寬增深工程后期掃淺階段的施工分成南、北兩個半槽實施，其中南半槽由安裝了"耙吸疏浚監(jiān)測平臺"的航浚4008輪施工，該輪充分利用新技術，做到了縱向精確定深、平面精確定位，實現(xiàn)立體化、精細化施工，僅15天整個南半槽就基本成型，比預計工提前了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)測平臺"的其他船舶采用常規(guī)施工方法施工，相同掃淺時間則形成大片壟溝與淺點。南槽完工后，航浚4008輪支援北半槽施工，應用該工法僅用10天就完成了全部任務，滿足了工期要求，工程質量符合設計要求。

• 實例3：長江口深水航道治理三期疏浚工程

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

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。在施工過程中，參建船舶應用疏浚監(jiān)測平臺的橫縱斷面和三維地形顯示功能，做到了對局部范圍的淺區(qū)和孤立淺點采取主動精確過耙，在其處于初始階段易于浚挖時即予以掃除，避免后期形成淺埂、壟溝；并利用幫跡記錄和施工過程回放功能，控制對不同水深分布、不同土質區(qū)域的過耙頻率，實現(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。

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

《抓斗挖泥船平板側推掃淺施工工法》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備的局限性，施工后期難免存在大量的淺點需重復施工，抓斗挖泥船平板側推掃淺法與傳統(tǒng)的逐點清挖法比較，不僅具有效果好、精度高的特點，而且彌補了抓斗船設備自身的缺點，提高了掃淺施工效率。

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

3.抓斗挖泥船平板側推掃淺法的掃淺平板制作簡單、方便，易于推廣。

4.抓斗挖泥船平板側推掃淺法在施工過程中充分利用了"去高填低"的原理，無需泥駁對疏浚土進行外運，節(jié)約了能源，降低了施工成本，同時減少了對拋泥區(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備，疏浚后期的掃淺又是不得不面臨的技術難題，該工法在疏浚施工中的應用為港口與航道疏浚后期掃淺提供了技術支持，具有良好的社會效益。

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

《抓斗挖泥船平板側推掃淺施工工法》的應用實例如下：

• 實例1：大連大窯灣港區(qū)航道建設工程北航段疏浚工程（標段一）

該工程位于大連市開發(fā)區(qū)大窯灣港內，受風浪影響小，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。施工內容主要為航道淤泥、黏十的開挖，總工程量359.4萬立方米，航道全長約2千米，設計航道底寬230米，轉彎段最寬達326米，浚后設計標高為-15.0米，施工總面積約50萬平方米（不含超寬及邊坡）。該工程建設單位為大連市港口公用基礎設施建設管理中心，施工單位為長江重慶航道工程局。該工程于2006年11月20日開工，2008年5月30日完工，其中施工后期掃淺時間20天。

施工前期主要采用絞吸式挖泥船開挖覆蓋層淤泥及少量黏土，后期由于土質較硬，主要采用抓斗挖泥船開挖。由于工程量大，工期緊，下層施工主要采用的是2009年前中國最大的抓斗挖泥船"長鷹50"，其抓斗重達120噸。在施工過程中按平均0.5米超深作為目標進行控制，達到設計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。在該工程后期清淺階段，用"長鷹50"抓斗挖泥船按照該工法的施工工藝進行掃淺施工，取得了良好的效果。

根據(jù)"長鷹50"的抓斗特點制作安裝掃淺平板，施工準備工作中調試好GPS電子導航水深圖、深度指示儀、船機設備等。"長鷹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；進關距離根據(jù)掃淺平板的長度12米確定為10米，每關掃淺面積約為250平方米。為保證掃淺平板下放深度的準確性，在安裝完掃淺平板后重新對平板下邊緣零點進行校準，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，同時施工過程根據(jù)掃淺區(qū)域周邊水深及土質情況進行調整，以避免泥層堆積越過掃淺平板。形成新的淺區(qū)。掃淺方向根據(jù)測圖淺占和深坑分布確定同一深度往返一次掃淺。掃淺時，控制橫移側推掃淺平板的速度在0.5米/秒內，并保持掃淺平板橫移側推速度均勻。

通過采用平板側推掃淺方法，僅用20天的時間完成了約50萬平方米的掃淺面積，工期大為提前。多波束測圖顯示掃淺區(qū)域無任何淺點，統(tǒng)計平均超深僅0.23米，完全符合規(guī)范要求。

如果按"長鷹50"傳統(tǒng)的逐點清淺方法施工，每正常進一關加上挖泥的平均用時約48分鐘，而采用平板側推掃淺法，每進一關和掃淺的平均時間只有16分鐘，節(jié)約了2/3的施工時間。采用清挖方式，通過測算，挖泥船每小時油耗比采用平板側推掃淺法多消耗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，平板側推掃淺法利用"去高填低"的原理，不需要外運泥土。

• 實例2：大連大窯灣航道改擴建二期工程（中心航段與北航段連接段）疏浚工程

該工程位于大連市開發(fā)區(qū)大窯灣港內，施工區(qū)受風浪影響很小，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。施工內容主要為航道淤泥、黏土的開挖，總工程量216萬立方米，浚后設計標高為-15.0米。

該工程由長江重慶航道工程局施工，在2008年5月進入后期清淺階段，采用抓斗挖泥船平板側推掃淺施工工藝進行施工。在抓斗挖泥船"長鷹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拖帶掃淺平板產(chǎn)生的側推力，利用"去高填低"的原理，將淺區(qū)泥土側推至深坑，使施工區(qū)域有較高的平整度，達到設計標高，符合驗收要求。整個掃淺施工過程按施工工藝流程及操作要點有序進行，確保了掃淺施工質量，工程質量達到優(yōu)良標準。掃淺施工中，施工單位克服了掃淺面積大，淺點多的困難，改傳統(tǒng)的抓斗挖泥船逐點清挖方法為平板掃淺方法施工，降低了船機設備的使用成本，提高了清淺施工工效，全部掃淺共用時14天，比常規(guī)的清挖施工方法節(jié)約22余天。

• 實例3：三峽庫區(qū)胡家灘航道維護疏浚工程

胡家灘位于長江三峽庫區(qū)內，該河段為寬淺型河段，在三峽水庫175米蓄水后，受水庫回水影響，流水減緩，發(fā)生泥砂大量落淤。該河段航道狹窄，若在低水位時施工，必須禁航，對航運影響大，且施工與通航的矛盾非常突出，為保證水庫消落期航道暢通，需在高水位時期提前進行航道維護疏浚施工。在三峽水庫壩前水位170米以上時，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年度胡家灘維護疏浚于12月11日開工，2010年元月16日完成，疏浚區(qū)面積3.3萬平方米，疏浚工程量26270立方米，屬淺薄層開挖。施工時，采用"長鷹2號"抓斗挖泥船，先根據(jù)河道地形圖，對航槽內淺區(qū)通挖遍，然后進行測圖，對仍尚存的大面積淺區(qū)再次用抓斗開挖。由于抓斗開挖的不連續(xù)性，最后的測圖顯示，在航槽內仍有深淺不的雜亂淺點。清淺施工采用平板掃淺，在抓斗完全張開狀態(tài)下.在斗齒間安裝掃淺平板，將平板下放至設計開挖河底高程處，旋轉吊臂，帶動掃淺平板。將淺點掃入深坑。由于開挖層本身較薄，未分層掃淺。通過一遍掃淺施工后，測圖顯示，疏浚區(qū)全部達到了設計底高程。采用側推掃淺方法清淺，較逐點清淺法提高了施工效率，施工成本降低。

抓斗挖泥船平板側推掃淺施工工法適用范圍

《抓斗挖泥船平板側推掃淺施工工法》適用于疏浚工程中，淤泥、黏土、砂等土質掃淺，尤其適用于采用抓斗挖泥船開挖后，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。

抓斗挖泥船平板側推掃淺施工工法工藝原理

《抓斗挖泥船平板側推掃淺施工工法》的工藝原理敘述如下：

1.在抓斗完全張開的情況下，在抓斗兩斗瓣之間安裝一塊具有足夠強度的掃淺平板，形成一個掃淺裝置。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拖帶掃淺平板產(chǎn)生的側推力，將淺點掃入深區(qū)。

2.抓斗挖泥船按設計標高開挖后，水下地形不平整，在設計標高上下較小范圍內出現(xiàn)淺點和深坑，而達不到設計驗收要求。利用“去高填低”的原理，將淺區(qū)泥土側推至深坑，使施工區(qū)域有較高的平整度，達到設計標高，符合驗收要求。

3.抓斗挖泥船上安裝GPS測量控制系統(tǒng)，控制挖泥船的平面位置和移動軌跡，確保掃淺平板準確地在預設的掃淺區(qū)域進行掃淺。抓斗操作室內深度指示儀能夠準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合適預設深度，左右往復緩慢地移動掃淺裝置，直至完成整個區(qū)域掃淺施工。

抓斗挖泥船平板側推掃淺施工工法施工工藝

《抓斗挖泥船平板側推掃淺施工工法》的施工工藝流程及操作要點敘述如下：

• 工藝流程

施工工藝流程如圖1所示。

• 操作要點

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度鋼板焊接成“鋼箱”形式，并在平板上焊接多組加強肋板，以增強其剛度。鋼板厚度宜采用δ25~δ30毫米。

2）掃淺平板總長度L按抓斗完全張開狀態(tài)下的寬度加上兩側富裕長度確定。每側富裕長度以抓斗最大開斗寬度的10%為宜，以保證操作過程中，平板能始終卡在斗齒之間，且能增大一次性掃淺幅寬。

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

2.掃淺平板的安裝

1）用吊機將掃淺平板直立放置在挖泥船甲板上，抓斗完全張開后，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。

3）兩斗齒間距較掃淺平板厚度大，為保證掃淺過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。

掃淺平板結構及安裝示意如圖2所示。

二、技術工作準備

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

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

3.確定掃淺分層厚度及分層底標高

掃淺分層厚度根據(jù)土質軟硬特點、淺點與深坑分布情況確定。土質較軟或深坑較多時，分層厚度可大一些；土質較硬或淺點較多時，分層厚度宜小一些。經(jīng)工程實踐，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，確定各分層底標高。

4.確定掃淺實施方向

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

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，鋼樁定位則多應用于大、中型抓斗挖泥船。平板掃淺依靠抓斗吊臂旋轉帶動掃淺裝置在一定范圍內橫向移動“去髙填低”，采用鋼樁定位，掃淺平板在側推過程中不受鋼纜的阻擋，能夠增加一次性掃淺面積；若采用錨纜定位則因受錨纜布置的影響，可能會影響掃淺幅面寬度，掃淺效率有所降低。

截至2009年，挖泥船定位已為常規(guī)技術，一般在操作室配置有控制顯示器，通過GPS儀器、電子導航軟件，直觀準確，能實時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位置監(jiān)控軟件，事先已將抓斗幾何參數(shù)在軟件中設置后，通過顯示器，能夠直觀地顯示抓斗帶動掃淺平板的實時橫移位置，若出現(xiàn)位置偏差，可通過調整吊臂進行糾正。

2.掃淺深度控制

1）掃淺實時水位的提供

抓斗挖泥船平板掃淺施工時，要嚴格掌握水位變化，以便及時調整掃淺平板下放深度。實時水位的提供可以在施工區(qū)附近岸邊設置水尺，也可采用自動潮位遙報儀。兩種方法均需對水位零點進行定期檢測校核，以確保水位觀測的準確性。

2）按照分層底標高和實時水位（均換算為絕對高程），計算掃淺平板下緣入水深度=實時水位一分層底標高。

3）實際掃淺過程中，掃淺分層厚度還應根據(jù)掃淺平板裝置自重、掃淺區(qū)域淺點分布情況進行適當調整，以避免泥層堆積越過掃淺平板，形成新的淺點；或者是側推阻力過大，損壞掃淺平板。

4）最底層掃淺底標高不能按設計標髙確定。疏浚工程中一般設計超深值為0.4米，如果按設計超深標高控制則增加了掃淺工作量，加大了掃淺成本；如果按設計標高控制，掃淺質量不能得到有效保證。經(jīng)過工程實踐，最底層掃淺標高一般以低于設計標高0.2米為宜，既可滿足質量要求，同時又加快了掃淺進度、降低施工成本。

5）掃淺平板下放深度監(jiān)控

調整抓斗操作室的深度指示儀零點與平板下邊緣零點保持一致，掃淺過程中還應對深度指示儀零點進行定期檢査。根據(jù)實時水位和分層底標高計算的掃淺平板的入水深度，通過抓斗操作室深度指示儀進行監(jiān)控。

五、掃淺清點（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)掃淺平板長度確定每關進尺距離，為保證關與關的搭接，進關距離一般要小于掃淺平板長度2米。合理的分條寬度及進關距離，既不會漏掃淺點，又增大了每定位一次的掃淺面積，提高掃淺效率。

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

3.在掃淺過程中如果掃淺平板單端受阻力較大，而導致掃淺平板旋轉幅度較大時，應適當減小進關距離。

4.掃淺時應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快，以防止掃淺平板旋轉和側滑。

六、自檢測量

在完成全部淺點區(qū)域掃淺后，需通過測圖對掃淺效果進行檢測。檢測儀器為GPS和測深儀，平面定位采用GPS進行測量，水下地形宜采用多波束測深儀進行掃測。

外業(yè)作業(yè)時水位觀測與水深測量同步進行，完成全部外業(yè)工作后進行內業(yè)數(shù)據(jù)處理并成圖，通過測圖可以直觀地反映出掃淺效果。若還存在淺點，再按前述方法有針對性地進行掃淺施工。

七、關鍵環(huán)節(jié)的控制

1.掃淺平板的安裝。掃淺平板安裝時應采用“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，以減小掃淺過程中抓斗小幅度張、閉時對掃淺平板產(chǎn)生的軸向壓力；二是在淺點較多或土質較硬的區(qū)域能有一個小幅度的緩沖高度，減少對掃淺平板的損壞。

2.確定合理的分條寬度、進關距離及掃淺平板的下放深度。實際掃淺過程中，結合挖泥船的性能特點、抓斗及掃淺平板自重、掃淺區(qū)域淺點分布情況及土質軟硬特點等進行適當調整，以確保不漏掃，并一次性掃淺到分層標高。

3.掃淺方向和速度。掃淺方向應按由淺至深方向進行，同一分層標高往返一次掃淺。掃淺橫移速度均勻，不宜過快。