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：采用分流箱進行絞吸吹填，新海鷺輪水下泵單泵施工時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。

管線長度：施工前期浮管500m，沉管700m，岸管60m，船上管60m，總長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。后期取消支管，采用直徑650mm縮口。整個施工期間，管線長度在1144-1682m之間。

2.新海鷺輪施工能力測算

長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，整個施工期間，管線長度在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，此舉將浪費大量能耗。因此，從施工條件及經(jīng)濟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，，海昌號打清水最高在10000方/小時左右（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入，即使進入后且不易根據(jù)施工現(xiàn)場情況輕易移動。

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，這樣便于進行吹填過程中及時清除雜物。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，不會產(chǎn)生過大振動，有利于箱體穩(wěn)定，便于吹填施工平穩(wěn)進行。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200mm左右，厚度16～20mm；支管直徑φ350mm，厚度14～18mm，數(shù)量4～6個。

各支管平行分布，平均間隔15cm，各個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清除雜物。

各支管通過法蘭與各小口徑岸管相連接。

本實用新型的優(yōu)點是：當(dāng)吹填區(qū)域土質(zhì)軟，大口徑主管無法進入時，小口徑支管便于安裝和移動；分流箱便于制作，直接取材于主管材料；各個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)時可同時進行袋裝砂圍堤作業(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

通過計算結(jié)果分析，采用分流箱進行絞吸吹填，新海鷺輪水下泵單泵施工時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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