淺析液壓抓斗式挖泥船施工方法

摘 要： 文章分析了液壓抓斗式挖泥船在水利工程中的應(yīng)用，主要介紹了液壓抓斗式挖泥船生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)、施工方法，從實(shí)用的角度介紹了在水利工程施工中，河道疏浚工程特殊工況條件下施工的優(yōu)越性和先進(jìn)性。

關(guān)鍵詞： 液壓抓斗式挖泥船 定位樁液壓抓斗式挖泥船 河道疏浚工程

一、概述

液壓抓斗式挖泥船以其獨(dú)特優(yōu)越性、適應(yīng)性，在航道整治、碼頭、駁岸等工程建設(shè)領(lǐng)域已應(yīng)用較為廣泛。目前，在水利工程中河道疏浚工程施工主要以絞吸挖泥船施工為主。隨著現(xiàn)代水利工程河道疏浚施工項(xiàng)目多樣性的變化，絞吸式挖泥船因自身施工條件的限制，增加了其遇到特殊工況條件（臨時(shí)圍堰拆除、障礙物清除等）下施工局限性。實(shí)踐證明，液壓抓斗式挖泥船在特殊工況條件、施工效率等方面彰顯其優(yōu)越性和適應(yīng)性，因此，液壓抓斗式挖泥船是適應(yīng)現(xiàn)代水利工程施工的比較先進(jìn)的疏浚設(shè)備。

二、生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)

液壓抓斗式挖泥船的生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)主要指是抓斗斗容和施工生產(chǎn)效率。其中，斗容是指抓斗的除水容量，具體根據(jù)施工機(jī)械型號而定，目前正常內(nèi)河施工液壓抓斗式挖泥船斗容為1.0m3。施工生產(chǎn)效率是衡量挖泥船施工生產(chǎn)能力的一項(xiàng)重要指標(biāo)，具體可通過下式計(jì)算：

W=K1·K2·V·N/K3

W——挖泥船生產(chǎn)效率，單位m3/h；K1——充泥系數(shù)，即斗內(nèi)實(shí)際裝土體積與抓斗容積之比，根據(jù)土質(zhì)類別確定，一般取1.0～1.5；K2——折損系數(shù)，即受水流、操作方法的影響，水下開挖至裝土上船過程中散落損失，根據(jù)土質(zhì)類別，一般取0.8～1.0；V——抓斗容積，單位m3；N——每小時(shí)挖泥斗數(shù)；K3——攪松系數(shù)，即土壤經(jīng)攪松后體積與原狀土之比，一般取1.25。

三、施工方法

1.船舶定位

為保證定位樁定位牢靠，可采用抓斗下壓樁頂，并將抓斗放入水中，利用液壓系統(tǒng)上下移動(dòng)施工機(jī)械，帶動(dòng)船體晃動(dòng)，以使定位樁繼續(xù)下沉，插入越深越牢靠。船舶移位時(shí)，利用卷揚(yáng)機(jī)或與施工機(jī)械相連的液壓齒輪提起定位樁，船首液壓抓斗向前抓土產(chǎn)生牽引力或左右劃水，使得船體向前移動(dòng)。長距離移位或調(diào)遣，可利用船舶自帶動(dòng)力設(shè)施移動(dòng)。

2.施工布置

（1）分條寬度。分條的寬度，應(yīng)符合下列要求：分條最大寬度不得超過液壓抓斗式挖泥船左右開挖的有效工作半徑，一般為5～8m。實(shí)際挖寬根據(jù)水下開挖深度和機(jī)械設(shè)備型號而定。

（2）分段長度。分段長度根據(jù)具體施工工況條件而定。一般分段長度按施工斷面劃分，不宜過長，宜取50～100m。水下施工隨著水面的流動(dòng)，具體位置無法準(zhǔn)確定位，分段過長，易造成條與條之間漏挖、欠挖，形成隔埂。

（3）分層開挖。當(dāng)疏浚區(qū)泥層厚度大于抓斗一次下斗所能開挖的最大厚度時(shí)，應(yīng)分層施工，分層的厚度由抓斗一次開挖的厚度、斗重、張斗的寬度及土質(zhì)確定。

（4）排斗布置。液壓抓斗式挖泥船前移距離一般為抓斗張開長度的0.7～0.8倍左右，水下挖深越大，其職越小。1.0m3定位樁液壓抓斗式挖泥船前移距離每次可取2.0m。

3.施工操作方法

（1）順序排斗法。施工時(shí)采用由外向里依次排斗，利用后置塹口的特點(diǎn)，以減少土方向后散落。

（2）留梗排斗法。挖泥船先挖第一關(guān)，再挖第三關(guān)，然后退回挖第二關(guān)，采用此法能提高挖硬質(zhì)土的效率。

（3）梅花式排斗法。當(dāng)平均泥層厚度小于抓斗最大挖泥深度時(shí)，為避免整個(gè)挖槽超深，采用梅花式開挖方法，每斗超深，最后利用抓斗水下整平和水流影響，使得挖槽底部達(dá)到要求。此法適用于淤泥質(zhì)土、砂性土施工。

（4）慣灘挖泥。當(dāng)挖槽較窄、水深過潛、挖泥船無法正常施工時(shí)，可直接把開挖的泥土慣到挖泥船邊的河灘上。

4.特殊工程施工方法

（1）清障工程。內(nèi)河施工過程中，老河道沿河廢舊碼頭、護(hù)坡、駁岸、垃圾，以及沉船等情況較多。遇到塊石、預(yù)制塊、垃圾等障礙物，可根據(jù)現(xiàn)場情況，通過測量，摸清具體范圍、厚度及結(jié)構(gòu)形式，標(biāo)置開挖邊線樣桿，每邊向外延伸不小于50cm。施工中，應(yīng)從一側(cè)向另一側(cè)逐條依次開挖，嚴(yán)禁從中間向兩側(cè)施工。若遇到較大石塊無法挖除，則可就地開挖深塘填埋，但填埋后需滿足設(shè)計(jì)河底標(biāo)高要求。

（2）碼頭、駁岸工程。碼頭港池區(qū)域泥層厚度大，一般情況下，多為里側(cè)厚外側(cè)薄，施工中為控制開挖深度，防止因超深過多和操作不慎而影響碼頭結(jié)構(gòu)安全，開挖時(shí)需分層開挖。

（3）口門清淤工程。實(shí)際施工中，先施工口門區(qū)內(nèi)河側(cè)，順著河道，由里向外依次分條施工。接近口門處，橫向水流較大，繼續(xù)順內(nèi)河河道施工，船舶受水影響，安全性極差，為此，需順著水流方向，由外至里依次分條施工。

四、質(zhì)量控制

1.挖槽寬度控制

挖泥船作業(yè)嚴(yán)格按照開挖標(biāo)志進(jìn)行定位和施工，并經(jīng)常校核和調(diào)整船位。操作人員必須熟悉施工圖紙，了解開挖部位的精度和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，掌握船舶的移動(dòng)和擺動(dòng)摜性，選擇合理的對標(biāo)位置和挖寬，對開挖標(biāo)志如有疑問或發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)誤時(shí)，及時(shí)向技術(shù)人員反映，由技術(shù)人員復(fù)核或校正。

2.挖槽深度控制

（1）施工前操作工必須正確記錄測量人員所設(shè)置的水位標(biāo)尺讀數(shù)，并嚴(yán)格按照水位標(biāo)尺進(jìn)行挖槽深度控制。

（2）分段、分條作業(yè)中，由于移船容易產(chǎn)生船位誤差，需施工人員經(jīng)常在挖泥船前方探測塹口，防止開挖邊線不能正常銜接而引起漏挖，造成淺點(diǎn)或淺埂。同時(shí)，移船時(shí)必須定準(zhǔn)船位，并反復(fù)校核，堅(jiān)持測水深、摸塹口。

（3）分層開挖施工中，針對不同土質(zhì)特點(diǎn)，合理調(diào)整每層開挖深度。特別注意最后一層挖到設(shè)計(jì)深度時(shí)，絞刀下放深度的控制。并經(jīng)常對挖槽內(nèi)水深進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)欠挖超過允許值時(shí)及時(shí)退船補(bǔ)挖，超挖時(shí)提醒操作人員注意。

3.邊坡控制

為確保施工質(zhì)量，挖泥船進(jìn)行水下邊坡開挖時(shí)，采用階梯形開挖，每級臺(tái)階高度最大不超過1.5m，嚴(yán)禁超挖；寬度符合設(shè)計(jì)坡度比例要求，具體由挖泥船艙面人員掌握，具體做法是測量挖泥船前一關(guān)邊線外的水深，計(jì)算開挖泥層厚度，根據(jù)泥層厚度計(jì)算邊線外的超寬值。

4.施工測量控制

每段施工結(jié)束后，及時(shí)檢測挖槽質(zhì)量。一般為毎50m一個(gè)斷面，局部邊坡、挖寬測量，每25m一個(gè)斷面。水下斷面水深測量時(shí)，采用的測深儀配備GPS定位測量。河道拓浚寬度較窄、深度較淺，且航行船只較少的情況下，可采用全站儀配備測砣測量。并及時(shí)畫圖分析，通過分析確定最佳的施工方法，對施工中發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)糾正和處理。