重力式沉箱碼頭基床薄層回淤清除施工技術(shù)

王國良

摘 要：重力式沉箱碼頭的穩(wěn)定性是碼頭建設(shè)的關(guān)鍵因素。在施工過程中除在挖泥、拋石、打夯、整平等工序上嚴(yán)格質(zhì)量控制外，還有許多不可忽視的環(huán)節(jié)。本文就三亞市南山滾裝碼頭工程基床（薄層）清淤施工工藝的探索與實(shí)施展開闡述，對(duì)類似項(xiàng)目提供一定借鑒作用。

關(guān)鍵詞：基床 回淤 薄層 清淤

1.工程概況

本工程位于三亞西部的南山港區(qū)，新建3000噸級(jí)滾裝碼頭1個(gè)，水工結(jié)構(gòu)按1萬噸級(jí)設(shè)計(jì)。泊位岸線長(zhǎng)150m，接岸設(shè)施長(zhǎng)70m，護(hù)岸總長(zhǎng)約270m。碼頭水工結(jié)構(gòu)為重力式沉箱結(jié)構(gòu)，護(hù)岸為斜坡式結(jié)構(gòu)。碼頭設(shè)計(jì)底高程-13.83m，頂高程-10.60m，基床拋石厚度3.23m。

2.基床回淤原因分析

一方面受西南季風(fēng)的影響，在基床區(qū)域內(nèi)極易形成回淤現(xiàn)象，且平時(shí)受風(fēng)浪侵襲南山港，滾裝碼頭由此而大范圍回淤，經(jīng)過潛水員探摸回淤深度約0.6m～2.0m。另一方面滾裝碼頭與雜貨碼頭交界處約1200 m2的區(qū)域因原地勘資料與實(shí)際地質(zhì)有很大區(qū)別，存在孤石群，變更后需進(jìn)行爆破處理，因碼頭周邊均為風(fēng)景旅游區(qū)，爆破手續(xù)辦理十分繁瑣，經(jīng)多方共同努力最終經(jīng)歷了四個(gè)多月才完善手續(xù)開始爆破。租用起重船集中安裝沉箱，基床面長(zhǎng)時(shí)間擱置導(dǎo)致回淤厚度增大。

3.方案比選

3.1挖泥船清淤

優(yōu)點(diǎn)：挖泥船施工可有效節(jié)省人力物力的投入，在其作業(yè)全程GPS定位，絞錨移位誤差較小，保證了施工范圍的精準(zhǔn)性，而且對(duì)于泥沙粒徑、淤積厚度較大的區(qū)域抓斗作業(yè)效率較高，可有效節(jié)省施工作業(yè)時(shí)間。

缺點(diǎn)：抓斗式挖泥船為斗齒型抓斗，因工程大部分基床回淤的泥層較薄，抓斗實(shí)際作業(yè)施工效率過低，極易對(duì)已完成的拋石基床造成破壞。

3.2抽砂船抽泥

作業(yè)原理：抽砂船移入指定的清淤區(qū)域，經(jīng)測(cè)量組測(cè)定后，操作人員通過卷揚(yáng)機(jī)將絞刀頭放入即將施工位置，開啟絞刀，將泥沙塊體粉碎，同時(shí)開啟清淤泵，將泥沙混合物通過吸沙管及輸出管道排放于駁船或自身的砂駁中。

優(yōu)點(diǎn)：利用抽砂船抽泥，因?yàn)樽陨磔^大的功率作用，清淤速度較快，而且施工過的區(qū)域內(nèi)清淤效果立竿見影，另外因其自身具備自航能力，施工作業(yè)比較靈活。

缺點(diǎn)：由于抽砂船功率太大，水下吸泥管晃動(dòng)幅度較大，清淤有效面積率（清淤斷面面積與基床斷面面積百分比）過低。該方法適合淤泥厚度較深的區(qū)域，對(duì)薄層淤泥清除不夠徹底，且易對(duì)已拋基床邊坡造成破壞。

3.3空壓機(jī)抽泥

作業(yè)原理：將空壓機(jī)的輸氣管線終端固定在排泥管一端且伸進(jìn)管內(nèi)5cm左右，排泥管終端有空間正四棱體型剛性支座用以達(dá)到防浮及管在水中不會(huì)卡在石縫、泥快間的目的，潛水組下水抱管端部利用空氣壓縮機(jī)對(duì)管周圍泥漿加壓，在空氣壓強(qiáng)作用下將管附近的淤泥壓入管內(nèi)，通過排泥管道排進(jìn)泥駁中。

優(yōu)點(diǎn)：成本投入非常低，此工藝屬自制抽泥泵，且對(duì)浮泥漿的清理十分到位，有潛水員水下輔助施工，既能保證施工范圍無漏點(diǎn)，也能保證清淤的質(zhì)量，較為適合更薄層的基床清淤施工。

缺點(diǎn)：由于空壓機(jī)自身功率有限，不足以提供排泥動(dòng)力，導(dǎo)致排泥基本無揚(yáng)程，隨清淤深度增加泥漿厚度及粒徑變大，抽泥工作效率逐漸變低，甚至因周期時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)造成二次回淤。

3.4組合型抽泥船抽泥

采用5 m×5 m的泡沫板作為船體與抽砂泵組裝成一體，采用水下潛水員抱著砂泵管頭按照每2米一個(gè)斷面進(jìn)行施工。

該方法既不會(huì)對(duì)已形成基床產(chǎn)生破壞，行進(jìn)路線規(guī)范化，不會(huì)出現(xiàn)遺漏斷面現(xiàn)象，可以有效地提高施工速度同時(shí)也保證清淤的質(zhì)量。

4.施工工藝流程及施工方法

4.1施工工藝流程，如圖2。

4.2施工方法

（1）施工準(zhǔn)備

施工前測(cè)量班組對(duì)基床清淤部位設(shè)立好岸標(biāo)，便于定位船進(jìn)行精確定位。在定位船邊用噴漆每2m標(biāo)記刻度便于抽泥船行進(jìn)，對(duì)斷面進(jìn)行水深測(cè)量并做好記錄；對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)及安全交底，確保施工的規(guī)范性及安全性。

（2）抽泥船定位、布管

精確設(shè)立岸標(biāo)后，定位船延基床順延方向每2m一個(gè)斷面行進(jìn)，組合抽泥船緊靠在定位船旁，延基床垂直方向往返行進(jìn)，每次位移均為先根據(jù)岸標(biāo)進(jìn)行初步定位之后，測(cè)量組進(jìn)行位置復(fù)測(cè)，確保實(shí)際施工位置滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。在管道布置時(shí)要充分考慮對(duì)其他工序的影響，管道銜處接嚴(yán)格密封，管頭位置要盡量遠(yuǎn)離基床，避免二次回淤。

（3）潛水員水下清淤作業(yè)

潛水員下水后，定位船操作人員順著船邊放置6m長(zhǎng)槽鋼作為抽泥的斷面進(jìn)尺的依據(jù)，開啟抽泥泵，潛水員抱抽泥管頭水下抽泥，水下抽泥管自由長(zhǎng)度為3m，規(guī)范性完成作業(yè)半徑為3m一個(gè)清淤面積區(qū)域以保證清淤過程無施工漏點(diǎn)。

（4）排放淤泥

排泥管道安放于300m長(zhǎng)水上浮管，可將吸出的淤泥直接排放陸上儲(chǔ)泥池。

（5）檢驗(yàn)

完成一個(gè)斷面后，即刻安排測(cè)量組進(jìn)行標(biāo)高復(fù)測(cè)及潛水探模，要求測(cè)量標(biāo)高滿足不高于基床頂標(biāo)高的同時(shí)，潛水員水下探摸或者取樣檢測(cè)，回淤沉積物厚度不應(yīng)大于300mm，滿足規(guī)范要求后方可移位至下一斷面，對(duì)于不滿足規(guī)范要求的位置，需重新安排進(jìn)行清淤處理。

5.實(shí)施效果

5.1投入成本低

相比之下，這種泡沫船用一個(gè)人工負(fù)責(zé)機(jī)械設(shè)備維護(hù)即可，另外只需要配備一組潛水進(jìn)行水下施工，無論是人力投入還是設(shè)備租賃上來看，成本投入均比較低。

5.2施工效率較高

運(yùn)用此種工藝為網(wǎng)格式向前推進(jìn)，短短幾天內(nèi)，整個(gè)基床清淤施工一次性清掃完成，干凈利落。清淤之后幾天內(nèi)也未見有二次回淤，從而避免返工作業(yè)，施工效率高。

5.3實(shí)施效果好

定位船按照岸標(biāo)進(jìn)行初步定位，定位船及組合抽泥船分別進(jìn)行縱向及橫向定位，水下潛水員依據(jù)槽鋼進(jìn)行作業(yè)，保證水上、水下定位操作均有參照，測(cè)量組對(duì)清淤標(biāo)高進(jìn)行全程跟蹤測(cè)量，確保了清淤的質(zhì)量。

6.結(jié)語

在施工過程中，我們根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，實(shí)踐了四種不同的清淤方法。雖然前三種方法在本工程基床薄層清淤施工中運(yùn)用遭遇了瓶頸，但仍不失為基床清淤有效的施工方法。本工程最終是采取了組合抽砂船加潛水組的方法對(duì)該基床的薄層淤泥進(jìn)行了徹底的清除。該方案既不會(huì)對(duì)已形成基床產(chǎn)生破壞，也不會(huì)出現(xiàn)遺漏斷面現(xiàn)象，提高了施工速度，保證沉箱基床的清淤效果。對(duì)類似工程提供一定借鑒經(jīng)驗(yàn)。

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