某吹填工程排泥管線及分流箱施工能耗和施工效果分析

楊杰

摘 要：采用分流箱進(jìn)行絞吸吹填，新海鷺輪水下泵單泵施工時(shí)清水最高水頭和施工中總消耗的水頭是匹配的，施工過程中，能耗少，效率高，質(zhì)量好，該種工藝在今后類似工程中可以推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：排泥管線 分流箱 施工能耗 施工效果

1.工程概況

本工程施工范圍上起海門市星島養(yǎng)豬有限公司，下迄啟東市富隆村。施工范圍為Q9標(biāo)延伸段外側(cè)取土區(qū)。吹填區(qū)在江邊圍海大堤內(nèi)（Q9標(biāo)段），平面尺度為長(zhǎng)1100m、寬650m，原始標(biāo)高-4.0m左右，要求吹填標(biāo)高2.7m，吹填區(qū)面積61萬m3，吹填工程量約245萬m3。主要施工內(nèi)容是與本標(biāo)段的疏浚挖泥區(qū)內(nèi)疏浚，將疏浚土吹填至指定的Q9標(biāo)延伸段回填區(qū)內(nèi)。

該區(qū)域水深為-4.0～-5.0m不等，原始水深較淺，水道內(nèi)多淺灘。施工區(qū)底質(zhì)以細(xì)粉砂為主。根據(jù)施工情況發(fā)現(xiàn)，-6m以上為泥夾砂，-6～-12m主要為細(xì)粉砂。

管線長(zhǎng)度：施工前期浮管500m，沉管700m，岸管60m，船上管60m，總長(zhǎng)1320m；排泥管直徑850mm；噴口采用直徑為350mm的支管4根，在大堤上岸處有分流箱一個(gè)。后期取消支管，采用直徑650mm縮口。整個(gè)施工期間，管線長(zhǎng)度在1144-1682m之間。

2.新海鷺輪施工能力測(cè)算

長(zhǎng)江口北支新村沙水域河道整治工程圍區(qū)吹填工程施工排距較短，整個(gè)施工期間，管線長(zhǎng)度在1144～1682m之間。土質(zhì)主要以細(xì)粉沙為主，上層有少量淤泥，便于疏浚作業(yè)。在排泥管線較短，土質(zhì)易于挖掘的情況下，如果采用水下泵加艙內(nèi)泵串聯(lián)施工，就需在排泥管線出口加縮口，此舉將浪費(fèi)大量能耗。因此，從施工條件及經(jīng)濟(jì)利益最大化原則出發(fā)，本次工程絞吸船選擇水下泵單泵施工。

新海鷺輪水下泵功率為1730kw（揚(yáng)程35m），根據(jù)泥泵功率公式

式中：Ne—泥泵有效功率，1730kw

Q—體積流量，，海昌號(hào)打清水最高在10000方/小時(shí)左右（流速達(dá)到4.25m/s））。

4.分流箱的應(yīng)用及施工效果分析

（1）分流箱的應(yīng)用

在崇啟工程吹填施工過程中，發(fā)現(xiàn)吹填管線出口由于受到吹填土自身比重、出口壓頭等影響，吹填土往往容易在出口產(chǎn)生堆積現(xiàn)象，另外在一些土質(zhì)軟的區(qū)域大口徑主管往往很難進(jìn)入，即使進(jìn)入后且不易根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況輕易移動(dòng)。

為了解決上述技術(shù)難題，一種可以適應(yīng)軟地基，提高吹填質(zhì)量的絞吸挖泥船吹填管線分流箱。該種分流箱方便易做，經(jīng)濟(jì)適用，直接取材于吹填管線主管。分流箱兩側(cè)相通，兩側(cè)封蓋用法蘭封閉，這樣便于進(jìn)行吹填過程中及時(shí)清除雜物。分流箱采用圓柱體結(jié)構(gòu)，主管在中心位置與其相通，使在吹填過程中箱體內(nèi)應(yīng)力平衡，不會(huì)產(chǎn)生過大振動(dòng)，有利于箱體穩(wěn)定，便于吹填施工平穩(wěn)進(jìn)行。通過經(jīng)分流箱的各支管吹填，有效避免了吹填土原地堆積的現(xiàn)象，提高了工程質(zhì)量。具體方案如下：

一種可以適應(yīng)軟地基，提高吹填質(zhì)量的絞吸挖泥船吹填管線分流箱，包括主管、分流箱和支管組成。主管直徑φ850mm，厚度16～20mm；分流箱直徑φ850mm，長(zhǎng)200mm左右，厚度16～20mm；支管直徑φ350mm，厚度14～18mm，數(shù)量4～6個(gè)。

各支管平行分布，平均間隔15cm，各個(gè)支管通過疏浚吹填管線分流箱與主管相連通。

分流箱兩側(cè)相通，用法蘭封閉兩側(cè)封蓋，此舉便于吹填過程中及時(shí)清除雜物。

各支管通過法蘭與各小口徑岸管相連接。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)吹填區(qū)域土質(zhì)軟，大口徑主管無法進(jìn)入時(shí)，小口徑支管便于安裝和移動(dòng)；分流箱便于制作，直接取材于主管材料；各個(gè)支管使吹填土從不同方向流出，減輕了大口徑主管出口處吹填土原地堆積的現(xiàn)象；支管吹填作業(yè)時(shí)可同時(shí)進(jìn)行袋裝砂圍堤作業(yè)。

（2）分流箱施工效果分析

通過經(jīng)分流箱的各支管吹填，有效避免了吹填土原地堆積的現(xiàn)象，提高了工程質(zhì)量，質(zhì)量好，效率高，具有施工的可行性，施工效果良好。

5.總結(jié)與結(jié)論

通過計(jì)算結(jié)果分析，采用分流箱進(jìn)行絞吸吹填，新海鷺輪水下泵單泵施工時(shí)清水最高水頭和施工中總消耗的水頭是匹配的，施工過程中，能耗少，效率高，質(zhì)量好，該種工藝在今后類似工程中可以推廣應(yīng)用。

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