抓斗挖泥船平板側推掃淺施工工法榮譽表彰

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，《抓斗挖泥船平板側推掃淺施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。

《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"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，掃淺分條寬度根據船寬27米確定為25米；進關距離根據掃淺平板的長度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、橫移抓斗產生的慣性以及吊臂旋轉拖帶掃淺平板產生的側推力，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》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，具有良好的經濟效益。

《抓斗挖泥船平板側推掃淺施工工法》的環(huán)保措施如下：

1.嚴格執(zhí)行《中華人民共和國水污染防治法》、《中華人民共和國海洋環(huán)境保護法》、《船舶污染物排放標準》等相關法律法規(guī)，自覺接受海事、環(huán)保等部門的監(jiān)督和管理。

2.嚴禁向水中傾倒廢油、污水、生活垃圾、酸堿液及其他有毒廢液。施工船舶產生的廢油、垃圾等污染物，應當由專門的部門回收處理，減少施工對水體的污染。

3.施工船舶應當按照規(guī)范要求設置與生活污水產生量相適應的處理裝置或儲存容器。處理裝置和儲存容器做到標識清楚、醒目。

4.積極加強施工管理，盡量減少污染，力爭做到經濟、社會、環(huán)境效益的有機統(tǒng)一。

采用《抓斗挖泥船平板側推掃淺施工工法》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.該工藝系水上作業(yè)，應嚴格遵守水上作業(yè)的相關規(guī)定。

2.在施工區(qū)域設置專用標志，警示過往船舶不得進入施工區(qū)域。

3.施工船舶如遇大風、霧天，超過船舶抗風等級或能見度不良時，應停止作業(yè)。

4.當班人員應加強責任心，對船機設備勤檢查，確保船機設備處于安全狀態(tài)。

5.經工程實踐中的觀測，掃淺時吊機負荷遠小于抓斗挖泥時滿斗狀態(tài)下吊機旋轉時的負荷，因此設備的負荷安全可以得到保證。但掃淺過程中，橫移速度仍不宜過快，以保持設備受力均勻。

《抓斗挖泥船平板側推掃淺施工工法》的質量控制要求如下：

• 質量控制標準

掃淺質量控制標準嚴格按《水運工程質量檢驗標準》JTS 257-2008第3篇“疏浚與吹填工程質量檢驗”的規(guī)定執(zhí)行，通航水域疏浚工程質量應符合下列規(guī)定：

1.設計通航水域內的中部水域，無論屬于何種底質，均嚴禁出現淺點。

2.設計通航水域內的邊緣水域，對硬底質，嚴禁出現淺點；對中等底質、軟底質，遺留淺點的允許欠挖值應控制在表2規(guī)定之內；淺點不得在同一斷面或相鄰斷面連續(xù)出現。

• 質量控制措施

1.材料、焊接質量控制

1）主材選用高強度鋼板，保證鋼板具有足夠的強度，防止在施工過程中掃淺平板彎曲變形。

2）掃淺平板制作時焊接牢固可靠，確保焊接質量，防止施工過程中掃淺平板焊口斷裂。

2.挖泥船采用GPS進行定位，控制好精度，保證掃淺位置與測圖反映淺點位置一致；保證相鄰掃淺平面之間的搭接寬度。

3.控制掃淺平板下放深度，避免掃淺厚度過大，泥層堆積越過掃淺平板，形成新的淺區(qū)。施工過程中隨時觀察水位變化，防止因水位不準造成掃淺平板下放深度不準確。

4.根據測圖淺點和深坑分布情況，嚴格按由淺至深控制掃淺方向，并控制好掃淺平板橫移側推的速度。

《抓斗挖泥船平板側推掃淺施工工法》所用的材料及設備明細如下：

一、所需材料主要為掃淺平板的制作安裝所需材料，主材選用δ25-δ30毫米的高強度鋼板，配套需用ф18毫米的U形扣、ф18毫米的鋼纜繩安裝。其他材料無需特別說明。

二、平板掃淺施工所需設備主要是抓斗挖泥船、測量儀器等，詳見表1。

三、平板掃淺法是依靠抓斗挖泥船的抓斗及掃淺平板自身重量，通過橫向移動側推淺點至深坑，達到清淺目的。對抓斗挖泥船的要求主要有以下幾點：

1.挖泥船定位系統(tǒng)和抓斗深度控制系統(tǒng)工作狀態(tài)良好。

2.抓斗為重型抓斗，重容比一般大于3.0，以增加抓斗及平板掃淺裝置自身重量，增大側推力。

3.抓斗開、閉斗方向為縱向，即與船軸線平行，才能通過旋轉吊臂帶動抓斗及掃淺平板橫移側推進行掃淺。

4.盡可能采用鋼樁定位，掃淺平板在側推過程中不受錨纜的影響，能夠增加一次性掃淺面積。若采用錨纜定位則因受錨纜的影響，制約一次性掃淺面積，掃淺效率有所降低。

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、橫移抓斗產生的慣性以及吊臂旋轉拖帶掃淺平板產生的側推力，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。根據分層厚度，確定各分層底標高。

4.確定掃淺實施方向

根據施工區(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)數據處理并成圖，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。

《抓斗挖泥船平板側推掃淺施工工法》的工法特點是：

1.掃淺平板組裝簡單，利用2009年前已有的抓斗設備，用鋼板焊接成具有較強剛度的平板狀鋼結構，安裝在張開的抓斗斗齒之間即可。

2.抓斗挖泥船平板側推掃淺時，掃淺底標高能始終保持在一個預設的平面上，一次性掃淺面積大，施工效率高，比傳統(tǒng)的抓斗逐點清淺節(jié)約近三分之二的施工時間。

3.掃淺時嚴格控制掃淺平板下放到合適深度，利用挖泥船吊機的旋轉，側推掃淺平板，掃淺后水下地形平整度好。施工全過程由GPS監(jiān)控平面位置，保證掃淺合理搭接，不漏掃，掃淺效果顯著。

4.掃淺工藝利用“去高填低”的原理，泥土不需要泥駁外運，節(jié)約了泥駁的使用費用。相對于用抓斗直接清挖，挖泥船油耗較低，清淺成本大幅度下降。

在疏浚工程中，對于土質較硬的黏土、砂等常采用抓斗挖泥船施工。由于抓斗挖泥船抓斗閉合時的運行軌跡為曲線，挖掘后的地面平整度差，容易形成淺點，需在疏浚施工后期進行清淺，以確保河底（海底）高程達到設計要求。在清淺階段，因淺點分散，開挖泥層薄等原因，采用抓斗逐點清挖，很難保證一次性清挖到位，需反復測量、反復定位和清挖，同時也易造成超深過多，增加額外土方外運量，從而使得清淺施工效率低，施工成本大幅度增加。這種情況是截至2009年抓斗挖泥船在清淺作業(yè)中難以克服的技術難題。

長江航道局根據疏浚工程中傳統(tǒng)的清淺方法在施工過程中反映出的問題，針對抓斗逐點清淺施工難、效率低的這些特點，對清淺施工工藝進行了改進，采用在抓斗挖泥船現成的抓斗上安裝掃淺裝置，將逐點清淺工藝改為側推掃淺，較好地解決了疏浚工程中清淺施工時間長、質量難以控制和清淺成本高的問題，形成了抓斗挖泥船平板側推掃淺施工的新工藝。

《大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法》的應用實例如下：

• 實例1

2009年6月中旬到8月上旬，黃浦江關港航道淺段應急維護疏浚工程，應用《大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法》，施工中只占用不到1/3航道寬度，消除了對航道通航的影響，保障了施工工期。由于應用施工工法得當，施工中對通航干擾降低到最小程度，保障了航道上游港口的正常運轉。

• 實例2

2009年9月，新海蚌在嵐橋一期泊位、滑道疏浚工程施工，施工區(qū)域為油碼頭前沿泊位，施工業(yè)主不允許船舶系帶鋼纜，"新海蚌輪"應用《大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法》，無須帶纜，在不影響施工的情況下，消除了安全隱患。

• 實例3

2009年9月上旬到11月下旬，新海蚌輪承擔了山東日照嵐橋15萬噸級散貨泊位工程施工任務，施工區(qū)域近鄰防波堤，無法拋錨施工，傳統(tǒng)拋錨定位施工困難，需在防波提上開挖地壟，用來拋錨。新海蛙輪應用《大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法》施工，解決了施工水域限制問題，減少了其他的施工準備事項，節(jié)省了人力物力，節(jié)約了施工成本，優(yōu)質快速的完成了施工任務。

大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法適用范圍

《大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法》適用于鋼樁式抓斗挖泥船在水深條件滿足鋼樁定位深度的內河、沿海地區(qū)的軟質土、中粗砂、砂質黏土、卵石、礫石和抗壓強度不大于50兆帕的強風化巖等疏浚土質的航道港池、碼頭泊位、基槽、深坑或管溝等疏浚工程。

大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法工藝原理

《大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法》的工藝原理敘述如下：

1.鋼樁定位。利用船舶配備的3根鋼樁（船觸左右舷各一根，船腥中部一根）插入海底，構成平面三角形固定船位，利用三角形的穩(wěn)定性，克服自然風、流和施工中荷載等外力影響，使船在水面上固定、安全施工作業(yè)。

2.鋼樁步進。通過擺動船膈可傾斜式定位樁實現步進。當鋼樁處于垂直位置時，液壓頂桿、鋼樁、基座系統(tǒng)形成一個直角三角形（圖2），液壓頂桿為斜邊，鋼樁為垂直直角邊，基座為水平直角邊，通過斜邊長短的變化，使垂直直角邊即鋼樁前后傾斜，鋼樁角度的變化使船舶發(fā)生前后位移，完成步進。具體步進步驟可參見圖5抓斗挖泥船鋼樁步進船體前移流程示意圖。

大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法施工工藝

《大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法》的施工工藝流程及操作要點敘述如下：

• 工藝流程

大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工藝流程圖如圖3所示。

• 操作要點

一、工前準備

1.工前施工、安全技術交底。工前組織挖泥船船長、自航泥駁船長、駕駛員及相關施工操作人員，根據作業(yè)任務書和施工圖，查看相關資料，研究風、流對施工的影響，收集港內其他作業(yè)船舶進出港、靠離泊、施工區(qū)障礙物、施工區(qū)域內水深狀況、底質等信息資料。

2.制定科學合理的施工方案和安全應急預案。包括分條施工邊線、船位中線、起挖點位置等確定，并在船舶計算機疏浚管理系統(tǒng)中標注明確。

3.開工前必須對挖泥船疏浚、鋼樁定位等設備、自航泥駁航行、泥門開閉等設備進行檢查和必要的保養(yǎng)維修，確保處于良好可靠的適挖適航狀態(tài)。

二、進點駐位

1.挖泥船上線定位。由于大型鋼樁式抓斗挖泥船一般為非自航船舶，開工展布需拖輪配合。進點一般宜選擇在風力較小、流速較慢、通航密度較小的時段進行。由拖輪綁拖，根據計算機疏浚管理系統(tǒng)GPS平面監(jiān)控顯示的實時船位駕駛至設定的 ，起挖點，慢速或停車，做好下放抓斗或定位樁的準備工作。

2.調整船位，實現精確定位。待鋼樁下放到位，船位穩(wěn)定后，校對船位與起挖點實際偏差。如果偏差較大，利用拖輪或者錨艇配合移船至起挖點；如果偏差較小，利用風、流、鋼樁定位移船系統(tǒng)自行移船至起挖點。

三、挖泥施工方法

利用鋼樁定位和步進，采用縱挖法（分段、分層、分條）進行挖泥施工。施工中，依據每條的泥層厚度分層依次排斗開挖，挖完成一個斷面（關）時，用水駝和水下地形探知聲納系統(tǒng)進行水深自檢，當達到設計深度后，前移挖下一斷面（關），依此類推，見圖4所示。

四、步進

當一個開挖斷面完成后需利用鋼樁系統(tǒng)前移步進。船醍可傾斜式定位樁樁后傾插入泥土一定深度后，起兩側固定式定位樁，放下抓斗臨時固定船位，用液壓動力推動可傾斜式定位樁傾斜來撥動挖泥船向前移動，再放下定位樁固定船位，提起抓斗，完成步進。具體可見圖5所示進行前移步進，后退步進流程類似，將鋼樁的后傾操作變?yōu)榍皟A操作即可。

五、移船

當一個施工區(qū)段完成后，如果下一施工區(qū)段相距較遠，可利用拖輪或錨艇轉移至下一施工區(qū)段。當下一施工區(qū)段相鄰，挖泥船可根據風、流及通航情況，利用自身抓斗及鋼樁允許轉動角度進行橫移。橫移的原理是利用一根定位樁插入海底做轉動軸，其他兩根樁提起至海底泥面以上，將抓斗拋入海底，旋轉吊機，使船體繞定位樁轉動，通過多次旋轉以及旋轉軸的變化實現船體橫移。如圖6所示，當船舶根據施工需要向右移至下一條施工區(qū)域施工時，可根據該示意流程圖進行移船。

1.將右、后定位樁提出泥面，左定位樁仍插入海底，將斗張開拋向挖槽左邊。

2.吊機向右旋轉，待后定位樁到達下一條挖槽中心線時，吊機停止轉動，將后定位樁插入海底。

3.提起抓斗，拋向挖槽的右側，然后提起左定位樁，吊機向左旋轉，將船位調整至挖槽中心線上，將左右兩根定位樁插入海底，完成橫移過程。如果船舶橫移的距離較大，可通過多次上述操作，實現船舶橫移。

4.船舶在施工步進中，船可能受橫向風、流或其他因素影響，船頭偏離挖槽中心線，也可以通過上述中移船的操作方法，實現精確校準船位。

六、掃淺

由于受水深、土質、風流、通航避讓以及操作人員操作水平等等各種因素影響，鋼樁式大型抓斗挖泥船在完成一個工程的開挖施工后，往往會不可避免的出現淺點，利用鋼樁定位較傳統(tǒng)拋設錨纜定位靈活、精準的優(yōu)勢配合疏浚管理系統(tǒng)和水下地形探知聲納系統(tǒng)可以實現高效便捷的掃淺施工，這也是該工法的一大優(yōu)勢。

七、收工集合

《大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法》的效益分析是：

與常規(guī)錨纜定位的抓斗施工方法相比，《大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法》具有如下優(yōu)點；一是通過鋼樁定位步進前移，極大地減少了施工占用水域，使原來許多工況不能施工變成了可能，提高了船舶的適應性和設備利用率；二是有效地降低了風、流以及靠離泊等荷載對船舶定位的影響，能實現高精度定位。有效減少了后期掃淺施工時間。隆低施工成本；三是定程度上隆低了對拖輪、錨艇的需求；四是定位靈活、迅速，省去了傳統(tǒng)繁瑣的拋錨作業(yè)時間，簡約了工作程序和生產成本，提高了船舶的施工效率和時間利用率。由此，產生較好的經濟效益和社會效益。

2009年6月至8月，上海港黃浦江關港航道淺段應急維護疏浚工程，由于疏浚土中存在大量建筑垃圾自航耙吸式挖泥船不適應該工程，傳統(tǒng)拋錨定位施工的抓斗挖泥船影響航道通航也不適應該工程，后經多方論證，選擇了"新海蚌輪"，通過應用《大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法》，成功解決了以上兩大施工難題。在該工程施工中，通過采用該工法，施工時間利用率提高了10%，每月增加工程量2.64萬立方米，月新增產值115.98萬元。

2009年9月，新海蚌在嵐橋一期泊位、滑道疏浚工程施工，施工區(qū)域為油碼頭前沿泊位，不允許船舶系帶鋼纜，新海蚌輪應用《大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法》，無須帶纜，在不影響施工的情況下，消除了安全隱患，"新海蚌輪"施工效率提高了10%，利用率提高了12%，每月增加工程量1.32萬立方米，月新增產值46.2萬元。

2009年9月上旬到11月下旬，"新海蚌輪"承擔了山東日照嵐橋15萬噸級散貨泊位工程施工任務，施區(qū)域近令防方波提。無法拋錨施工。傳統(tǒng)拋錨定位施工困難，需在防波提上開挖地壟實現拋錨。"新海蛙輪"應用《大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法》施工，解決了施工水域限制問題，減少了其他的施工準備事項，節(jié)省了人力物力，節(jié)約了施工成本，優(yōu)質快速的完成了施工任務，取得了良好經濟效益和社會效益。在該工程施工中，通過采用該工法，"新海蚌輪"施工效率提高了15%，時間利用率提高了12%，每月增加工程量1.87萬立方米，月新增產值65.45萬元。

注：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算