絞吸式挖泥船施工工藝

孔 祥 俊

(潁上縣水利建筑安裝工程公司，安徽 阜陽 236200)

絞吸式挖泥船施工工藝

孔 祥 俊

(潁上縣水利建筑安裝工程公司，安徽 阜陽 236200)

對絞吸式挖泥船施工工藝進(jìn)行了歸納與總結(jié)，并結(jié)合具體工程概況，從揚(yáng)程驗(yàn)算、管線布設(shè)、吹填區(qū)高程控制、吹填疏浚施工及施工排水等方面闡述了絞吸式挖泥船施工工藝，對今后此類工程的施工具有借鑒意義。

絞吸式挖泥船，管線，排水，布設(shè)

1 概況

臺州灣集聚區(qū)東部新區(qū)二期造田工程位于臺州灣循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)南部，本工程吹填量約281.5萬m3，取土區(qū)距吹填區(qū)最大吹距約5 500 m(其中單船浮管約500 m，灘涂管約1 500 m，岸管約3 500 m)。

通過對地質(zhì)資料的分析和現(xiàn)場探勘的情況顯示，取土區(qū)土質(zhì)大多為淤泥、含粘土淤泥，對吹填的排距影響較小。因此投入1艘3 500 m3/h絞吸船。

2 揚(yáng)程驗(yàn)算

根據(jù)現(xiàn)場施工情況，疏浚區(qū)距離吹填區(qū)的吹填最遠(yuǎn)排距5 500 m，在此吹距下對具體的絞吸挖泥船型從適合工況條件方面進(jìn)行驗(yàn)算，以確定是否滿足排距的要求。

在最長排距情況下，將泥泵所需要的水頭H和所選用的絞吸挖泥船泥泵水頭H絞進(jìn)行比較，若H絞>H，絞吸挖泥船才能滿足需要。

本工程最長排距情況下，需用泥泵總水頭H采用下列公式計(jì)算：

H=Hf+∑Hj+Z+V2/2g。

式中：H——泥泵總水頭，m； Hf——泥泵吸口到管線出口的全程水頭損失，m；∑Hj——泥泵吸口到管線出口頭損失之和，m； Z——排泥管線至泥泵出口至吹填區(qū)的地形高差，m； V2/2g——流速水頭損失，m。

其中,沿程水頭損失Hf按下列公式計(jì)算：

Hf=λ·(L/D)·(V2/2g)。

式中：L——排泥管線長度；D——排泥管徑，取D=0.85 m；V——管中平均流速，本工程取V=4.5 m/s； g——重力加速度，取9.8 m/s2；λ——摩阻系數(shù),取λ=0.021。

由于水上浮管橡膠管接頭摩阻力大，將浮管折算為岸管，折算系數(shù)取1.2，L值計(jì)算見表1。

表1 吸排泥管全長計(jì)算表

則Hf=λ·(L/D)·(V2/2g)=0.021×5 580/0.85×4.52/(2×9.8)=151.5 m。

依據(jù)相關(guān)資料，對φ850 mm排泥管，取λ=0.021，局部水頭損失之和∑Hj按Hf的10%計(jì)，即∑Hj=15.2m。

Z暫時(shí)取Z=10 m，泥泵所需總水頭計(jì)算見表2。

表2 泥泵所需總水頭計(jì)算表

3 500 m3/h絞吸挖泥船三泵串聯(lián)最大揚(yáng)程H絞=220 m>177.73 m，能滿足本工程最大排距吹填要求。

3 絞吸船施工效率測算

3 500 m3/h絞吸式挖泥船實(shí)際工作能力為3 100 m3/h,日工作時(shí)間按20 h計(jì)，排除不利因素及設(shè)備檢修，每月按22個(gè)工作日計(jì)。

單艘絞吸式挖泥船日產(chǎn)量：

20 h/d×3 100 m3/h=62 000 m3/d。

單艘絞吸式挖泥船月產(chǎn)量：

62 000 m3/d×22 d/月=1 364 000 m3/月。

本工程工程量為281.46萬m3，投入1艘3 500 m3/h絞吸船。計(jì)劃施工2.5個(gè)月,施工能力為341萬m3，為吹填容積281.46萬m3的1.21倍，能滿足工期要求。

4 絞吸船船位布設(shè)

絞吸式挖泥船從取土區(qū)南側(cè)進(jìn)場，乘潮開挖取土區(qū)上層土方，打開絞吸式挖泥船施工的工作面。

5 吹泥管線鋪設(shè)方式

1)管線鋪設(shè)原則。

本工程管線鋪設(shè)主要包括浮管、灘涂管和岸管的鋪設(shè)，浮管與灘涂管、灘涂管與岸管的連接采用橡膠管作柔性連接。

2)浮管布設(shè)。

a.先在工程附近老海堤外側(cè)一級平臺上安裝，每200 m一段，待高潮時(shí)將管線托運(yùn)至絞吸船施工水域，水上拼接。

b.浮管管線布置要呈近似流線形彎曲，浮管管線根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況留有足夠的富余長度，保證絞吸船在前移一定距離時(shí)不重新拆裝管線。

c.浮管每20 m～30 m安裝一個(gè)固定浮體，保證浮管在吹泥施工時(shí)仍然要浮于水面以便維修，每隔10 m～20 m用浮管錨加以固定。

d.排泥管線法蘭接頭應(yīng)安裝塑料墊片，保證管線連接緊密，不漏漿、漏水。

3)灘涂管布設(shè)。

a.本工程取土區(qū)到海塘壩間的灘涂距離約1 000 m，施工難度較大，在水深達(dá)到吃水要求的地方組裝、連接好灘涂管，在風(fēng)浪小、流速慢、高平潮時(shí)用錨艇拖運(yùn)至鋪設(shè)區(qū)就位完畢后，將灘涂管的一端與水陸管架頭相連接，灘涂管另一端的自浮橡膠管與施工所需的浮管及浮管與施工船舶進(jìn)行對接并確認(rèn)密封后，卸下灘涂管上所有拋設(shè)的領(lǐng)水錨鋼纜，令施工船舶試車打清水至排泥管出口清水為止。

b.為防止?jié)q落潮和風(fēng)浪對灘涂管的影響，灘涂管上每隔一定距離拋錨加以固定，漲、落水錨間隔布設(shè)。

4)岸管布設(shè)。

a.在海堤外側(cè)布設(shè)水陸管架頭，管架頭設(shè)置牢固，管架與灘涂管用橡膠軟管連接，灘涂管用八字鋼絲繩固定在岸上，防止因漂動將接頭拉脫。

b.管線過堤頂路面時(shí)，預(yù)先將管線采用無紡布包裹3層～5層，在管線上覆蓋泥結(jié)石，坡度緩于1∶10，保證車輛順利通行。

5)出泥口噴頭。

根據(jù)支管線的間距，在吹填過程中可不斷的調(diào)整噴頭的方向，使吹填泥土能流到岸管兩側(cè)最遠(yuǎn)的距離，以減少管線布設(shè)次數(shù)，縮短工期。

6)管線的延伸與保養(yǎng)。

當(dāng)出泥口四周標(biāo)高達(dá)到要求后，管線向前延伸，管線延伸時(shí)要保證管線順直，不得形成死彎。

6 吹填疏浚施工

1)絞吸船施工原理。

絞吸式挖泥船裝有泥泵和吸泥裝置，挖泥時(shí)依靠電機(jī)直接驅(qū)動絞刀進(jìn)行水下破土，絞刀連續(xù)不斷的旋轉(zhuǎn)切削，使土層分離并和挖槽內(nèi)的水混合形成泥漿，再用泥泵將泥漿從吸泥管吸入，經(jīng)過排泥管送到岸上。

2)吹填高程控制。

吹填工程施工前，由測量人員在吹填區(qū)預(yù)先布設(shè)好高程測量標(biāo)桿，將吹填高程測設(shè)至標(biāo)桿上，并用油漆做醒目的標(biāo)記，便于吹填標(biāo)高控制。

7 施工排水

1)排水工藝。

根據(jù)工程規(guī)模、現(xiàn)場條件等因素，本工程采用鋼制閘箱式排水方式。

鋼水箱采用專用裝配式箱形鋼結(jié)構(gòu)，排水管采用直徑850 mm鋼管，水門在圍堤施工時(shí)預(yù)埋。

2)排水路徑及排水強(qiáng)度。

在水門布設(shè)時(shí)應(yīng)留有一定富余高度，防止因堤身沉降折斷排水管，水門的排水管長根據(jù)圍堤寬度確定。防止吹泥時(shí)使吹填區(qū)養(yǎng)水、減少流失量,施工開始時(shí)，在水門門槽上裝20 cm左右高的閘板，施工期間隨吹泥進(jìn)度及吹填區(qū)內(nèi)的水位情況逐步加高，一直比吹填標(biāo)高高20 cm～30 cm，直至吹泥結(jié)束。

[1] JTS 207—2012，疏浚與吹填工程施工規(guī)范[S].

[2] JTS 131—2012，水運(yùn)工程測量規(guī)范[S].

Construction technology of suction dredger

Kong Xiangjun

(YingshangCountyWaterConservancyConstruction&ErectionEngineeringCompany,Fuyang236200,China)

The paper summarizes suction dredger construction technologies. Combining with specific engineering conditions, starting from aspects of lift check, pipeline setting, elevation control of reclamation area, reclamation dredging and drainage, it describes construction technologies of suction dredger, which has certain guiding meaning for similar engineering construction in future.

suction dredger, pipeline, drainage, setting

1009-6825(2015)32-0096-02

2015-09-05

孔祥俊(1980- )，男，助理工程師

TV512

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