李子珍
(中國鐵建港航局集團有限公司 廣東省 廣州市 510000)
論疏浚工程施工要點及質量控制
李子珍
(中國鐵建港航局集團有限公司 廣東省 廣州市 510000)
疏浚工程項目具有投資額大、工期長、工況條件變化大、技術工藝復雜等特點,影響施工質量的因素較多,施工難度較大。文章主要分析了疏浚工程施工要點及質量控制措施,以提高疏浚施工質量水平。
疏浚工程;施工;質量
疏浚工程具體是指利用挖泥船或是其他機械設備并輔以人工,對水下的土石方進行挖掘。通過疏浚能夠使航道的通航條件獲得極大程度地改善,整個施工過程不需要配備大量的工程材料和勞動力,基本不會造成不良的影響及后果。為保證航道疏浚工程的順利進行,并進一步提高疏浚質量,應當在具體施工中,要加強施工要點及質量控制。
1.1 挖泥船選擇
(1)耙吸式挖泥船。耙吸船在施工過程中,受到自身特殊性能、外界自然環境、航道通航密度、疏浚土質的復雜變化、潮汐潮位流向的演化規律以及諸多不可確定因素和情況的發生,都會直接影響生產效率的發揮。
(2)鏈斗式挖泥船。疏浚挖槽平整,適合較大范圍的疏浚工程;施工不受排泥距離限制;易挖淤泥、沙、粘土乃至碎石;挖泥船施工時,錨纜礙航,且需配備輔助船舶,調遣工作較麻煩;挖掘流態淤泥、極細的低粘土質時,挖效差,易流失;挖掘堅硬粘土困難,挖掘大塊石和密實碎石難度更大。
(3)抓斗式挖泥船。浚挖水深大,最大挖深可達30~50m或更深;可兼做起重船清除水下障礙物;可浚挖各種土質(流態淤泥除外);用作碼頭撈邊、港池轉角或狹窄部位清淤加深均能發揮其獨有的良好功能;抓斗式挖泥船施工的挖槽平整度稍差,生產效率較前述挖泥船低。斗式挖泥船是裝有全旋轉鏟斗挖掘機,利用吊桿及斗柄將鏟斗伸至水底挖掘硬土、碎石和卵石的挖泥船。挖泥時,利用吊臂上伸出的長柄鏟斗鏟入水底挖掘泥石,然后用絞機提升鏟斗,將土石方卸于泥駁。
1.2 開挖施工控制
開工前結合地質資料確定選用合適的施工船舶,并將施工方案、船舶證書、人員證書等資料報監理工程師進行審批。開挖前應對原泥面進行水深測量,測量結果與業主提供水深圖進行比較并報監理工程師進行審核確認,作為施工原始憑證,按業主提供的坐標點建立平面控制網并設立施工用的控制標,控制標分縱向與橫向控制標兩種,另外在原有碼頭端頭測設水尺一塊,用以控制開挖深度滿足設計要求。泥船以GPS實時定位系統控制船位為主,對標控制為輔。根據挖泥船性能在基槽平面位置上劃出縱橫向控制線,形成大網格,并在大網格內按抓斗開挖面積劃分小網格控制抓斗位置,導入GPS控制系統中生成電子海圖,挖泥時操作手根據電子顯示屏指示位置進行挖泥控制。挖泥船定位通常均采用前、后八字錨的布錨方式進行作業。
1.3 拋泥方法選擇
通常疏浚工程量大,運距遠,拋泥船的非生產時間比重大,要設法提高挖泥船的挖泥效率。常用的拋泥方法:(1)水下拋泥法。將挖出的泥土用泥駁或自航船送至拋泥點,開倉卸于水中。在河口區域,拋泥區的選擇應注意潮汐的影響。在落潮流占優勢的地區,拋泥區應選擇在挖槽的下游;當直接拋泥與挖槽兩側的淺灘時,漲潮時不宜拋在挖槽下游側,落潮時不宜拋在挖槽上游,以免泥沙回淤。(2)邊拋法。邊拋是采用隨挖隨拋的方法,有條件時可采用此方法,以利提高挖泥效率。采用邊拋法的條件是:當地水流有足夠的流速,可將拋下的泥沙攜帶至挖槽外。施工區水深較淺,不能滿足挖泥船裝載時吃水要求時,可先用邊拋施工,待挖到挖泥船滿足裝載吃水要求時再改用裝載施工。在緊急情況下,需要突擊疏浚航道淺段,迅速增加航道水深時。環保部門許可,對附近水域沒有明顯影響時。(3)向岸邊吹填。筑圍堰,用排泥管將疏浚泥土輸送至圍堰內淤積,這不僅增加了港口陸域面積,而且避免了疏浚泥土回淤航道的可能性,是一種較優的方案。
2.1 抓斗挖泥船施工
按“挖→運→棄置”連續作業的常規施工方法進行開挖施工。抓斗挖泥船水下挖泥,棄土裝艙入泥駁,泥駁運泥至棄土區棄置。開挖分段進行,每一施工段按100m控制,為防止抓泥時抓斗不飽和率和挖后泥面坍塌,根據泥層厚度進行分層開挖,分層厚度一般取2.0m左右,在每個區段內由上至下分層控制挖泥,上一區段頂層完成后應向下一區段繼續開挖,相鄰區段形成階梯形式依次向后展開,如此循環直到清底完成。開挖時應結合當時潮位值控制開挖邊坡及開挖深度,每半小時進行一次潮位觀測,及時調整開挖深度。根據拋泥點位置泥效率來考慮泥駁數量,泥駁裝滿倉后即解纜離開挖泥船,并由下一艘泥駁傍靠挖泥船繼續進行裝載作業。泥駁運載泥料到指定拋泥點進行卸料,嚴禁私自隨意傾倒,造成海洋環境的污染。施工完成后先進行自檢,自檢完成后及時報請監理工程師進行驗收,驗收會同監理和業主一起進行,采取雙控,即檢測斷面尺寸、核定土質,確認是否挖至設計要求的持力層,驗收按規范要求采用測深水砣及測深儀掃海相結合方式進行檢測。
2.2 耙吸式挖泥船施工
耙頭切削疏浚物并使其液化,通過艙內的泥泵或耙臂泵(水下泵)吸取液化疏浚物,并排入耙吸船自帶的泥艙中。當船舶達到滿載或經濟裝載量時,停止挖泥,并航行至指定地點進行卸泥。卸泥操作方式分為拋泥,吹填,艏噴和回填。吹填作業已經逐步成為耙吸船施工的主要方式。艏噴是一種特殊的吹填手段,在未干出的灘涂增高便于后續建設、沙灘改造或改善環境狀態等項目,經常采用艏噴鋪砂來解決。耙吸船艏噴作業注意事項包括以下幾點:定位艏噴作業,選擇水深適航、潮流平緩水域作為就位點;移動艏噴作業,移動占用水域的選擇條件同上;考慮到艏噴計劃落點在有效噴射距離之內才可作業;風力風向對艏噴落點影響很大,落點方向頂風>10m/s不宜艏噴作業;由于艏噴作業流失量很大,有條件時盡量取粗沙和粒徑大、天然容重大的砂,選擇在潮流平緩時段實施艏噴作業;在國內外疏浚航道的同時,疏浚物艏吹造地,比較普遍應用,為了保護本國資源、保護沿岸生態環境,采取遠海取砂近岸造地、填海筑島的工程項目也在迅速發展。
2.3 絞吸式挖泥船施工
絞吸式挖泥船主要是借助船身上的鉸刀對水下土壤進行攪動,然后通過離心泵將泥漿吸入到泵體當中,再通過排泥管將泥漿排放至指定的吹填區。由于絞吸式挖泥船實現了挖泥、輸泥、卸泥環節的一體化施工,從而使得作業效率獲得了顯著提升。絞吸式挖泥船開始施工時,可先將機船拖至挖槽起點,在接近挖槽起點時,拖輪的速度應適當減緩,盡可能與挖槽起點靠近,并在航行慣性消除后,下放一個定位樁;隨后將左右邊錨拋出,在船頂懸掛施工信號標志,并在上下游設置施工標志,這樣便可正式開工。排泥管的接頭應當緊固嚴密,不得存在漏泥和漏水的情況,若是發現泄漏,應及時采取措施進行修補或更換。在布設管線時,應當對水頭損失予以考慮,并使總的水頭損失小于泵的揚程。當挖泥船展布后,為獲取最佳的生產作業效率,可先進行試挖,以此來確定出最優的操作參數。
綜上所述,航道疏浚是一項較為復雜且系統的工程,施工質量控制難度大,要想提高疏浚施工質量整體水平,需要采用合適的挖泥船,制定疏浚方案,并且嚴格按照工藝流程進行操作,進而確保疏浚項目按質、按量、按時完成。
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1007-6344(2017)01-0191-01