抓斗挖泥船施工質(zhì)量控制探討

楊錫賢 易磊

摘 要：本文結(jié)合新海蚌輪在阿根廷布市地區(qū)工程中的施工情況，對抓斗挖泥船施工質(zhì)量控制進行探討，從實踐中得出了一些切實可行的改進措施，為以后類似的工程施工提供參考。

關(guān)鍵詞：抓斗挖泥船，質(zhì)量控制，主動耙平器

中圖分類號：U674.31? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2019）08-0075-02

1 抓斗挖泥船質(zhì)量控制特點

鋼樁式抓斗挖泥船的優(yōu)點在于使用范圍廣，基本不受水深限制，占用水域面積小，適用于狹窄、水淺和交通繁忙的施工區(qū)段，而大型抓斗挖泥船可以挖掘十分堅硬的泥質(zhì)，不受雜物垃圾石塊的影響。但施工連續(xù)性較差，沒有固定的挖掘痕跡，疏浚平整度差，精確深度控制較差，容易造成淺點和超深現(xiàn)象，質(zhì)量控制比較難。

2 抓斗挖泥船挖深控制措施

2.1 防止出現(xiàn)淺點的措施

施工出現(xiàn)淺點屬常見的工程質(zhì)量問題，施工區(qū)存在淺點就無法通過竣工驗收，需進行掃淺施工，掃淺施工相當(dāng)于對淺區(qū)重復(fù)施工，移船頻繁，耗時耗資，因此在施工中必須采取有效措施，防止淺點出現(xiàn)，確保一次施工合格。

抓斗挖泥船疏浚施工造成出現(xiàn)淺點的原因較多，主要有：抓斗挖泥船定位不準(zhǔn)確或者排斗不合理造成漏挖出現(xiàn)淺點、抓斗下放深度不到位造成欠挖、邊坡不穩(wěn)定塌方等。

針對上述原因采取以下措施：

（1）定期對抓斗挖泥船的定位系統(tǒng)進行比對，定期對抓斗零位進行復(fù)核，確保抓斗挖泥船的定位誤差和深度誤差滿足要求。

（2）抓斗閉合的過程中兩側(cè)可能漏泥，船體在施工中也會有微小的晃動，所以在排斗時要有一定的重疊量。在阿根廷布市工程中新海蚌輪通過試挖比對，確定排斗重疊量為0.4m較為合適。

（3）進距前后排斗也要有相應(yīng)的重疊量，對泥斗充泥率較高的區(qū)域，進關(guān)量適當(dāng)減少，從工程試挖結(jié)果得出，前后排的重疊量為1m效果較好。

（4）由于抓斗挖掘軌跡很不平整，還需確定合理的超深量來防止淺點出現(xiàn)。

2.2 超深控制措施

由于抓斗幾何形狀的限制和各種儀器或操作產(chǎn)生的誤差，抓斗挖泥船施工必須要有一定的超深量來確保整個施工區(qū)能全部達到設(shè)計水深。在抓斗挖泥船疏浚施工中，超深控制始終是難題之一，超深量過小，容易產(chǎn)生淺點，達不到設(shè)計水深;超深量過大會增加廢方量，降低施工效率，增加施工成本。

為保證施工效率，超深的控制主要是在清底層開挖時進行嚴(yán)格測量和控制。

（1）清底層施工時水位改正要確保精度，勤對潮位，及時記錄和潮汐表上的預(yù)測潮位比對，如果發(fā)現(xiàn)誤差過大，應(yīng)馬上對潮位站進行校核;

（2）吊機操作要求平穩(wěn)，盡量控制抓斗和上方GPS天線位置上下垂直，確保抓斗準(zhǔn)確定位，抓斗接近設(shè)計標(biāo)高時要放慢下斗速度，控制標(biāo)高，嚴(yán)格按標(biāo)高下斗，并保證抓斗排列均勻;

（3）根據(jù)施工進度及時測量，及時根據(jù)測量結(jié)果做好調(diào)整，以保證施工質(zhì)量和減少超深量。

2.3 根據(jù)土質(zhì)和厚度合理分層控制挖深

不同工程的土質(zhì)和挖泥厚度不同，挖泥分層也是不一樣的，對于松軟土質(zhì)，27方抓斗挖泥船施工分層厚度一般是4-5m，清底層一般預(yù)留泥層厚度為1.0～1.2m。比如在阿根廷YPF天然氣碼頭疏浚工程中，部分施工區(qū)域泥層厚度為5-6m，因此施工時分2層施工，第1層厚度4～5m，第2層厚度1m。第1層厚度大是為了提高施工效率，對疏浚質(zhì)量不做嚴(yán)格要求，每關(guān)需要施工3遍，施工過程中盡量確保剩余泥層厚度均勻，有利于清底層施工質(zhì)量。第2層要求按照設(shè)計水深施工，預(yù)留泥層厚度為1m左右，預(yù)留厚度太大容易出現(xiàn)淺點，掃淺更容易加大超深量，厚度太薄，稍微控制不好就出現(xiàn)較大的超深。

3 邊坡質(zhì)量控制和易塌方區(qū)域質(zhì)量控制

邊坡控制的總體原則是按設(shè)計坡度要求進行分臺階施工，按照“下超上欠，超欠平衡”的原則進行開挖，以達到邊坡要求。

3.1 邊坡質(zhì)量控制措施

（1）主要根據(jù)土質(zhì)確定臺階高度，土質(zhì)較硬的臺階高度小一些，土質(zhì)較軟的臺階高度可以大一些，阿根廷布市工程的土質(zhì)主要為回淤軟土，新海蚌輪施工邊坡時臺階高度一般為2m。

（2）在施工邊坡時，坡上會有少量泥土滾落到坡腳，造成槽內(nèi)邊線附近的水深達不到設(shè)計要求，所以在布市工程施工過程中，靠近邊線槽內(nèi)的兩斗（4m）加深0.2m，避免坡腳出現(xiàn)淺點。

（3）由于邊坡區(qū)域泥層厚度分布不均勻，施工時要注意每個臺階的泥層厚度，合理分遍分層開挖。

3.2 易塌方區(qū)域質(zhì)量控制措施

在阿根廷布市南港區(qū)的碼頭大部分是高樁碼頭，碼頭下面是架空的，常年回淤，碼頭下的區(qū)域一般疏浚設(shè)備無法進行疏浚，所以當(dāng)抓斗挖泥船疏浚到碼頭邊時原有土層失去了穩(wěn)定，經(jīng)常會發(fā)生塌方，會造成碼頭邊出現(xiàn)淺點。為了提高施工質(zhì)量，針對易塌方區(qū)域采取以下措施：

（1）根據(jù)塌方情況，靠近碼頭邊的4～6m適當(dāng)加深。

（2）采取回斗挖法即時將塌方土清除，當(dāng)施工完一關(guān)后，立即對靠近碼頭邊進行再次回斗疏浚，回斗次數(shù)視塌方情況而定。

（3）在靠近碼頭一側(cè)的船邊對已施工區(qū)段進行水深自檢（打水陀），根據(jù)自檢結(jié)果判斷是否還有后續(xù)塌方，及時調(diào)整挖深留足備淤深度。

4 確保施工質(zhì)量的前提下提高施工效率

工程質(zhì)量控制過程直接關(guān)系到一個工程是否合格，同時也是控制工程成本的核心要素。質(zhì)量控制直接影響到了工程施工的進度和經(jīng)濟效益。如何在確保施工質(zhì)量的前提下提高施工效率是我們需要認(rèn)真思考的重要問題。在阿根廷實施的項目中，我們采用了一些切實有效的施工方法。

4.1 針對泥層薄，流動性較好的土質(zhì)，采用“梅花”挖法

“梅花”挖法操作要點：挖泥時不連續(xù)下斗，而是斗與斗之間留有一定的間隔，前移之后，挖第二排斗時，在原第一排斗兩斗之間處下斗，這樣依次前進，使所挖的泥面呈梅花形的土坑。采用“梅花”挖法可以減少挖斗數(shù)量，提高施工效率，但需要注意在施工時要適當(dāng)加深，讓漏挖的部分坍塌入土坑內(nèi)，使全斷面達到設(shè)計水深要求。排斗的間距要根據(jù)實際測量結(jié)果來確定。

4.2 根據(jù)不同的泥層厚度，合理排斗，合理分遍開挖

土質(zhì)松軟，泥層薄，排斗間距應(yīng)大一些;土質(zhì)較硬，泥層厚，排斗間距應(yīng)小一些。新海蚌輪挖寬24m，泥層厚度≤1.2m時，一般排12斗;泥層厚度達到1.5m時，可排14斗;泥層厚度超過1.5m一般要分遍開挖。對于泥層厚度大于1.5m的區(qū)域可以采取土方平衡的方法確定排斗數(shù)，比如泥層厚度為2m，第一遍可排7-8斗（必須均勻分布），第二遍排12斗。這樣比起挖兩整遍（24斗）就可以減少斗數(shù)，增加泥斗充泥率，提高施工效率。

5 主動耙平器在抓斗挖泥船施工中的應(yīng)用

針對抓斗挖泥船施工平整度差的特性，利用新海蚌輪的船舶性能特點，項目部研制了新型刮板式主動耙平器用于疏浚施工，起到了削峰填谷的作用，淺點清除效果明顯，又減少了超深量，從而提高了工程質(zhì)量。對于泥層薄的區(qū)域，配合采用“梅花”挖法施工，施工效率可以較大幅度提高。由于刮板式耙平器強度不高，只適用于軟土質(zhì)。

新型刮板式主動耙平器工作原理：制作一塊24m長的鋼板，將船艏的兩個錨拆除，利用船艏的兩個錨機吊著鋼板，同時在甲板上畫好刻度尺，通過錨機控制和調(diào)整下放深度，在抓斗挖泥船進關(guān)前移的過程中拖著耙平器將已開挖的河床刮平。另外為了控制好耙平器下放深度，在耙平器兩端各系一根水砣繩，用于校核下放深度。

6 結(jié)束語

抓斗挖泥船施工需要根據(jù)具體工程的氣象、水文、土質(zhì)、泥層厚度、施工環(huán)境等工況條件，結(jié)合抓斗挖泥船自身特點制訂合適的施工方法并通過試挖和總結(jié)，確定合理的排斗重疊量和泥斗下放最佳深度，才能使施工質(zhì)量和施工效率都能取得較好的效果。