絞吸式疏浚船施工組織及管理措施

亢順利

上海和翔建設工程有限公司 上海 201301

1 絞吸船工作原理及施工方法簡介

1.1 工作原理

絞吸式疏浚船是通過安裝在船首橋架前端絞刀的旋轉、切削、泥水混合，同時泥漿泵通過安裝在絞刀尾部的吸口將泥漿吸入、加壓提升、經水陸管線輸于指定區域（吹填區、泥漿池等）。施工過程分為挖掘、吸漿和輸排，施工方法常為鋼樁定位橫挖法，即以一根落在挖槽中心線上的主定位鋼樁為旋轉中心，依靠橫移作用，使絞刀隨著船只在挖槽內作左右往返擺動，切削開挖；前移時象兩腿走路，通過雙樁交替前移（雙樁法）；或通過主、輔鋼樁交替，使主樁前移到下一個樁位（主輔樁法）。整個施工過程呈扇形擺動前進，主要工序為定位、擺挖、前移、移錨等[1]。

1.2 施工方法

絞吸船疏浚方法與其工作原理密切相關，施工時根據施工條件（土質、水深、排距等）及要求（挖深、挖寬、邊坡等），選擇不同的方法進行疏浚，常用的主要方法如下。

（1）分條開挖：根據絞吸船橫向擺幅（挖寬）和疏浚河槽寬度（河底寬及邊坡），順河槽分成若干條帶進行開挖。若挖槽寬度小于挖泥船一次最大挖寬時，按單條開挖。分條開挖時相鄰條帶必須重疊1.5m-2.0m，避免漏挖或出現縱向埂脊、連續淺點等。

（3）分段開挖：對于不同的疏浚斷面、轉彎河段需分成若干直線段、浮管有效延展長度有限制時，以利于提高船機功效和保證疏浚質量，沿河道流向人為劃分疏浚段，分段開挖。分段開挖時段與段之間必須重疊一定長度，避免漏挖、出現橫向淺埂或連續淺點等。

（3）分層開挖：根據絞吸船一次開挖厚度、疏浚厚度、土質情況、邊坡階梯式開挖布置、水位變化及船只吃水深度等，進行分層開挖。分層開挖時上層宜厚、下層宜薄，具體每層開挖厚度最好通過試挖確定。

（4）趕潮開挖：對于感潮河道、港池、錨地等疏浚作業，施工時要根據潮位變化情況和絞吸船吃水深度開展作業。高潮時開挖上層、平潮或低潮時開挖下層或底層，同時在施工時根據潮位變化情況及時調整絞刀下放深度，確保開挖深度（底高）滿足施工要求。

（5）特殊條件下施工措施：疏浚土質較硬時（硬質粘土），要適當降低絞刀轉速、橫移速度和減小前移距；疏浚土質為沙土、顆粒較大時，為避免堵塞吸口及排泥管道，開挖厚度宜小不宜大；疏浚土質為塑性粘土，或水下漁網、漁具較多時，要定時將絞刀升出水面，進行沖洗、清理。

2 工前準備

根據絞吸船疏浚原理及施工方法、現場施工條件及施工要求，在施工前做好施工準備工作，既有利于疏浚工效提高，又可以保證施工質量。

2.1 制定施工方案

絞吸船疏浚方案的重點是根據船只的最大挖深、挖寬、前移距等，結合工程施工條件及要求，合理確定“分段、分條、分層”和排泥管線的布置，必須明確分段開挖的起止樁號（位置）、分條開挖數量及每條開挖范圍、分層開挖布置及每層厚度等；繪制平面圖和剖面圖，附相關分段、分條和分層開挖的數據資料，并將這些資料輸入絞吸船操作控制系統中，由此指導船機疏浚作業[2]。

在劃分疏浚段、條、層的同時，確定排泥管線布置，包括水上浮管、水下沉管、陸地管線及出沙口等，確保管路布置滿足疏浚作業要求。

2.2 調試設備

施工前必須對絞吸疏浚船進行調試和試驗，確保設備正常運轉、按方案實施，也是保證疏浚質量的重要基礎。

（1）試機：施工前對絞吸船的絞、吸、輸開展聯合試運轉，檢測船機各部件運轉情況及主機負荷情況，測試和確定最佳絞刀轉速、橫移速度、泵機功率及壓力等，使絞吸船機滿足施工要求。

（2）檢驗施工參數：針對現場的水深、土質、排距等施工條件，測試絞吸船機的最大挖深、左右擺幅（挖寬）、前移距及定位鋼樁入土最佳深度等。若參數有變化，對方案進行適當的調整和完善。

（3）比對定位精度：施工前必須對船機的導航定位精度進行比對校驗，方法是用手持式GPS定位儀對船機定位進行比對。若經比對，偏差超出5cm，則需要對船機定位進行糾偏處理，確保疏浚船定位精度滿足施工要求。

2.3 試挖及其它準備工作

為了使絞吸疏浚順利實施，在正式施工之前，必須開展以下工作：

（1）掃床及清障：在施工前必須對疏浚河槽、湖泊、港池等進行掃床和清障，清除水下漁網漁具、線纜木樁、堆石等，確保疏浚安全順利實施。

（2）浚前地形測量：在施工前進行水下地形圖測量，詳細掌握水下地形情況，既利于指導疏浚作業，又便于浚前浚后地形對比及工程計量。

（3）開展試驗性疏浚：為了對施工方案的可行性和疏浚效果進行檢驗，施工前要開展試驗性疏浚作業，長度要視現場情況而定。疏浚試驗后，對試驗段的疏浚效果進行測量檢驗，包括挖深、挖寬、槽底平整度等。若滿足要求，再全線推廣；若存在不足，在工藝和方法上進行調整和改進，確保疏浚質量滿足要求。

3 絞吸船疏浚

3.1 準確定位

絞吸船定位的依據是施工方案確定的條帶及其中心線，操作人員依據控制系統顯示屏的條帶影像和船只導航定位系統進行船只定位。定位前先拋設船首兩只邊錨，通過收、放邊錨纜繩，將船首調入開挖條內；下放橋架觸底固定船首，然后由錨艇、拖輪等慢慢頂推船尾，使絞吸船漸漸接近條帶中心線，就位后馬上下放定位鋼樁，固定船只[3]。

為了確保定位的準確性和疏浚質量，及時用手持GPS接收儀檢測定位鋼樁的偏差。若經檢測偏離定位軸線超過0.5m限差時，要提升鋼樁，重新定位下樁，直至滿足要求。若偏差在允許之內，在下次船只前移定位時，進行調整。

3.2 橫移擺挖及船只前移操控

絞吸船圍繞定位鋼樁擺挖，必須將絞刀頭置于開挖條帶最左側，然后啟動絞刀順時針旋轉，從左側橫移擺挖到最右側，此時反向反轉擺回左側，以減少殘留。在擺挖時，兩側必須到位，并適當超挖，避免漏挖。

絞吸船完成1個擺挖循環后，進行前移，前移時必須控制好前移距和定位軸線，前移距要小于擺挖徑向長度（絞刀長），而且要固定，以保證前后擺挖扇形面有一定重疊（以0.5m為宜）。

移錨要在完成幾個擺挖循環后，先下定位鋼樁固定船位，后向前移錨。

3.3 疏浚質量管理

絞吸疏浚質量管理的重點是挖深（底高）、挖寬及邊坡超欠面積比，以及局部欠挖或淺埂等。

（1）挖深、挖寬控制：挖深是根據水深和設計開挖厚度進行控制的，施工時要嚴格按照水位（潮位）遙感儀傳回的實時水位和船上定位信息，控制和調整絞刀頭的水下深度，從而控制每層開挖厚度及河槽底高程；對于回淤嚴重的河槽、湖泊等疏浚時，要有一定超深，超深控制在0.4m-0.5m之間，確保驗收時平均底高程滿足設計要求。挖寬主要是通過橫移擺挖和分條開挖的條帶寬度控制的，施工時定位準確，嚴格執行分條開挖、逐條實施的原則；在河槽兩側要有適當超寬，每側超寬控制在0.5m-1.5m之間，確保邊坡坍塌后河槽底寬符合要求、坡體和護岸結構安全穩定。

（2）邊坡階梯開挖控制：邊坡疏浚要堅持岸坡穩定、上欠下超和總體平衡的原則，超欠面積比控制在規范允許之內（1-1.5）。施工時根據分層階梯的厚度和寬度、水位等進行開挖，或從上到下、或從下到上逐階開挖；若邊坡開挖總厚度小于絞吸船最大挖深時，通過調節絞刀入水深度，一次性按階開挖完成。底分層超挖值要根據絞刀直徑、邊坡易塌性等綜合確定。

（3）局部欠挖及淺點控制：槽底局部欠挖面積不大于5m2、欠深不大于0.3m、連續淺埂不大于2-2.5m。施工時要嚴格控制，措施主要有：定位要準確；分條開挖相鄰條帶必須有重疊；船只前移距必須小于擺挖徑向長度；擺挖時必須回刀收底；對于回淤嚴重的河槽要有一定的超深；疏浚完成一段測量跟進一段，發現欠挖及時退船補挖等。

4 疏浚質量檢驗

4.1 驗收測量

絞吸疏浚完成后，及時組織驗收測量。測量方法是GPS聯合測深儀測量水下地形圖，測圖比例為浚前測圖比例，若浚前無地形圖，則按工程（河道、港池、錨地等）類別采用不同的測圖比例（1:500-1:2000），比例不同，測圖基線間距與測點間距不同，一般基線間距為圖上距離的10mm，測點間距為圖上距離的5mm。外業測量時船只沿著測圖基線航行，GPS和測深儀在電腦控制下按間距選點、測量、記錄，內業自動成圖。對于測量船無法到達的局部，采用全站儀或GPS直接選點測量[4]。

4.2 質量檢驗

根據浚前浚后水下地形圖，繪制疏浚剖面圖，每個檢驗批次或單元至少繪制1張剖面圖，豎向比例為1∶200。根據浚后地形圖和疏浚剖面圖，對疏浚工程質量進行檢驗。檢驗的主要內容是平均底高、底寬、局部欠挖厚度及范圍、淺點數量及淺埂長度、邊坡超欠面積比等。經檢驗局部質量不滿足設計及規范要求時進船補挖，然后再測量檢驗，直至符合質量標準。

5 結語

在充分掌握絞吸疏浚船只工作原理、施工方法及工藝的基礎上，通過制定合理的施工方案和加強施工全過程管理，絞吸疏浚不但功效高、適應性強，而且工程質量有保證。