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摘要:本文对绞吸式挖泥船在新孟河延伸拓浚工程施工中的应用展开了分析,简要介绍了工程施工的总体方案,并对绞吸式挖泥船实际施工过程中的控制措施进行了研究,旨在进一步提升绞吸式挖泥船的施工质量。
关键词:绞吸式挖泥船;施工;质量控制
一、工程概况
新孟河延伸拓浚工程河道总长116.47km(含枢纽区域河道长度),其中拓浚老河道79.84km,新开河道36.63km。北干河金坛区段河道工程西起长荡湖(洮湖BGCS0-460),北岸东至与武进交界处(BGCS6+066),南岸东至与宜兴交界处(BGCS5+010),河道长度6.5km左右。其中:桩号BGCS3+400~3+650,长250m,为北干河桥(S239)标段,由建设处另行招标设施,不在本次招标范围内。河道最东段为市县分界河段,按照苏太建[2017]24号文《关于印发新孟河工程京杭运河以南边界工程实施协调会纪要的通知》,共线段由各建管处独自负责个字区域的护岸工程,高程2.0m(吴淞高程系,下同)以下为水下疏浚,按工程量相当原则,确定桩号5+200~5+650之间由金坛建管处组织实施。
二、总体施工方案设计
北干河疏浚桩号为0+460至6+066,全长5596千米。疏浚工程量约为96万m3,合同要求工期为12个月。根据工程量及工期,拟投入120m?/小时绞吸挖泥船3条。
绞吸船施工工艺流程:施工准备→清淤前测量→河道内绞吸范围内采用水上挖机清理河道内杂物(渔网、编织物等)→管线布置→挖泥船进场定位→挖泥船吹填至排泥场→断面测量、验收。
本工程顺河道方向并在河道南岸共设弃土区(排泥场)共6个,弃土高度不超过3m。本工程排泥场围堰迎水坡设计边坡为1:3.0,背水坡设计边坡为1:3.0,围堰顶宽不小于1m,高度不小于2m,排泥场围堰周围设排水沟,深度不小于0.8m,底宽不小于0.5m,边坡1:2,利用弃土(粘土)或就地挖土填筑。
排泥场围堰施工顺序。根据招标文件规定施工设计图纸及踏勘现场的内容,本工程围堰的施工顺序是:临时用地土方结堰体内土方挖运→内围堰填筑碾压→多余土方平衡调配→弃土区内取土→外围堰填筑碾压→排水口开挖→防冲设施。
三、绞吸式挖泥船施工质量控制措施
(一)绞吸挖泥船配备双桩,采用主桩定位,横移锚提供摆动拉力,进行摆动施工。该工程中所使用的绞吸式挖泥船未配备辅助钢桩,在定位主桩一侧配备三缆定位系统,在施工中主要还是依靠钢桩作为主定位系统进行施工,三缆系统左右边缆均固定在同侧横移锚上,当一次台车行程施工结束后进行倒桩作业时,需先将两侧边缆收紧,铰刀停转下放到泥层之内固定船头方向,左右两根边缆收紧之后起桩收回台车,收回台车后要根据实际船位变化情况通过收放边缆调整船尾位置,再下桩提起铰刀,放松两侧边缆后再进行施工。通过统计平均一次倒台车的时间基本在6-7 分钟之间,在单层施工时倒桩作业频繁,耗时较长,较浅区域施工由于需要分上下层进行大范围施工防止坍塌回於,使用钢桩定位时由于进步退步距离较远,亦会消耗较多时间,影响船舶时利率及生产率。
(二)为提高在特殊情况施工下的生产率、时利率,增加船舶的产值产能,结合该船在以往进行的三锚五缆施工情况,在施工中出现的问题及解决的方法,通过本次探究,到达提高产量的施工目的。施工开始前,本船先用钢桩及铰刀固定本船大致方向位置,在左右边线布设横移锚,三缆设备中的左右边缆分别于同侧横移缆绳固定在同一个摆动锚上。三个施工锚布设到位并确定抓地以后,将三缆定位用缆绳收紧至50-60bar压力,提起钢桩离底,注意船位变化,由于施工时摆动中心由钢桩位置转到三缆设备一侧,为保证施工时施工轨迹不发生偏移,调整船尾位置使三缆一侧在施工中线处,开始合泵进入施工。
(三)三缆施工相对钢桩施工有其优势所在,但同样的施工中也会出现一些问题。由于该船建造时三缆定位装置安装在左舷一侧,与本船中线距离较远,施工时当把三缆位置固定在施工中线时,当施工摆动时,到达左边线与右边线时两根边缆缆绳与本船首向夹角大小不一致,致使产生受力不均的情况,会使船尾位置发生移动,并且当摆宽过大时,同侧边线的缆绳在到达边线时受力也会增加,产生断缆或活锚的情况,影响施工进度。应对该问题,本船集中进行讨论,最终决定减小摆宽,同时施工时为保证船尾位置不发生偏移,调整施工中线向左侧偏移10m,减少在左边线时左边缆的夹角,增大到右边线时右边缆的夹角,平均两侧边缆的受力情况,保证施工轨迹不发生偏移。有些情况依然无法解决,例如施工时由于左右边缆固定在摆动锚上,施工中随倒锚作业同侧边缆会失去其相应的固定作用,只用本船铰刀进行固定船位无法保证船尾位置固定,此时需要钢桩定位介入,将钢桩下放来辅助固定船位,倒錨作业进行完毕之后再将钢桩提起施工,三锚五缆施工随摆脱了台车对施工行程的限制,但定位能力相对受限。
(四)开挖施工
绞吸式挖泥船在河道疏浚工程施工中,一般都适合使用扇形横挖作业法,在开挖作业中,绞吸式挖泥船将定位桩打设在河底泥层中,完成对船体的定位,之后通过定位桩台车的液压轴臂的伸缩,实现定位桩台车在船尾滑道内相对船体的位移,使船体在反作用力下短线推进,每次推进距离1.0~1.5m,最大推进距离3.5m,与此同时凭借绞吸式挖泥船前端左右绞车实现对锚缆的收放。在此过程中,整个船身以船尾的定位桩作为基点,以船体的长度为作业半径,随着船体的移动,斗轮按照扇形轨迹进行开挖作业。
(五)输送淤泥
淤泥输送是绞吸式挖泥船实际使用过程中非常重要的一项工序。输泥管道设置过程中,应该尽可能的缩短输送距离,降低对周边环境的影响。在淤泥实际输送过程中,要保持管道畅通,避免由于管道堵塞引起的管道爆裂以及接口漏水状况,同时还要避免对周边农田和农作物造成损损伤。为了保障淤泥输送工序的顺畅进行,工作人员要对淤泥输送管材质量进行严格的监督和管控,如果在施工过程中发现输送管道出现损坏或者发生故障,那么就要及时采取合适的措施对其进行修理,确保施工过程中整个管线处于封闭状态。在淤泥输送结束之前,要吸清水对管道进行冲洗,冲洗时间保持在十分钟以上,避免淤泥在管道中出现堵塞。另外,在该工程实际施工过程中,考虑到该河道部分断面杂质较多,施工方将配备一条定位桩抓斗船、100m?泥驳船、8吨吊机船将杂物清理到项目部指定的地点,便于绞吸船施工。
四、结束语
综上所述,本工程中绞吸式挖泥船的施工为之后同类工程的开展积累了一定的经验,有助于提升绞吸式挖泥船的施工质量。在绞吸式挖泥船实际施工过程中,工作人员需要结合工程实际情况,对施工方式进行合理的优化,这样有助于缩短工程,增加船舶效益。
参考文献
[1]郑晓坤,杨斌.耙吸式挖泥船-长航道扫浅施工质量控制[J].绿色科技,2020:200-201.
[2]黄双飞.绞吸挖泥船跨航道施工排泥沉管的敷设与控制浅析[J].中国水运(下半月),2015,15(06):286-287.
[3]蔡娟,蒋学群.绞吸式挖泥船在车轴河中段治理工程中的施工质量控制要点[J].江苏水利,2014(S2):18+20.
南京明辉建设有限公司 江苏省 南京市 210000
关键词:绞吸式挖泥船;施工;质量控制
一、工程概况
新孟河延伸拓浚工程河道总长116.47km(含枢纽区域河道长度),其中拓浚老河道79.84km,新开河道36.63km。北干河金坛区段河道工程西起长荡湖(洮湖BGCS0-460),北岸东至与武进交界处(BGCS6+066),南岸东至与宜兴交界处(BGCS5+010),河道长度6.5km左右。其中:桩号BGCS3+400~3+650,长250m,为北干河桥(S239)标段,由建设处另行招标设施,不在本次招标范围内。河道最东段为市县分界河段,按照苏太建[2017]24号文《关于印发新孟河工程京杭运河以南边界工程实施协调会纪要的通知》,共线段由各建管处独自负责个字区域的护岸工程,高程2.0m(吴淞高程系,下同)以下为水下疏浚,按工程量相当原则,确定桩号5+200~5+650之间由金坛建管处组织实施。
二、总体施工方案设计
北干河疏浚桩号为0+460至6+066,全长5596千米。疏浚工程量约为96万m3,合同要求工期为12个月。根据工程量及工期,拟投入120m?/小时绞吸挖泥船3条。
绞吸船施工工艺流程:施工准备→清淤前测量→河道内绞吸范围内采用水上挖机清理河道内杂物(渔网、编织物等)→管线布置→挖泥船进场定位→挖泥船吹填至排泥场→断面测量、验收。
本工程顺河道方向并在河道南岸共设弃土区(排泥场)共6个,弃土高度不超过3m。本工程排泥场围堰迎水坡设计边坡为1:3.0,背水坡设计边坡为1:3.0,围堰顶宽不小于1m,高度不小于2m,排泥场围堰周围设排水沟,深度不小于0.8m,底宽不小于0.5m,边坡1:2,利用弃土(粘土)或就地挖土填筑。
排泥场围堰施工顺序。根据招标文件规定施工设计图纸及踏勘现场的内容,本工程围堰的施工顺序是:临时用地土方结堰体内土方挖运→内围堰填筑碾压→多余土方平衡调配→弃土区内取土→外围堰填筑碾压→排水口开挖→防冲设施。
三、绞吸式挖泥船施工质量控制措施
(一)绞吸挖泥船配备双桩,采用主桩定位,横移锚提供摆动拉力,进行摆动施工。该工程中所使用的绞吸式挖泥船未配备辅助钢桩,在定位主桩一侧配备三缆定位系统,在施工中主要还是依靠钢桩作为主定位系统进行施工,三缆系统左右边缆均固定在同侧横移锚上,当一次台车行程施工结束后进行倒桩作业时,需先将两侧边缆收紧,铰刀停转下放到泥层之内固定船头方向,左右两根边缆收紧之后起桩收回台车,收回台车后要根据实际船位变化情况通过收放边缆调整船尾位置,再下桩提起铰刀,放松两侧边缆后再进行施工。通过统计平均一次倒台车的时间基本在6-7 分钟之间,在单层施工时倒桩作业频繁,耗时较长,较浅区域施工由于需要分上下层进行大范围施工防止坍塌回於,使用钢桩定位时由于进步退步距离较远,亦会消耗较多时间,影响船舶时利率及生产率。
(二)为提高在特殊情况施工下的生产率、时利率,增加船舶的产值产能,结合该船在以往进行的三锚五缆施工情况,在施工中出现的问题及解决的方法,通过本次探究,到达提高产量的施工目的。施工开始前,本船先用钢桩及铰刀固定本船大致方向位置,在左右边线布设横移锚,三缆设备中的左右边缆分别于同侧横移缆绳固定在同一个摆动锚上。三个施工锚布设到位并确定抓地以后,将三缆定位用缆绳收紧至50-60bar压力,提起钢桩离底,注意船位变化,由于施工时摆动中心由钢桩位置转到三缆设备一侧,为保证施工时施工轨迹不发生偏移,调整船尾位置使三缆一侧在施工中线处,开始合泵进入施工。
(三)三缆施工相对钢桩施工有其优势所在,但同样的施工中也会出现一些问题。由于该船建造时三缆定位装置安装在左舷一侧,与本船中线距离较远,施工时当把三缆位置固定在施工中线时,当施工摆动时,到达左边线与右边线时两根边缆缆绳与本船首向夹角大小不一致,致使产生受力不均的情况,会使船尾位置发生移动,并且当摆宽过大时,同侧边线的缆绳在到达边线时受力也会增加,产生断缆或活锚的情况,影响施工进度。应对该问题,本船集中进行讨论,最终决定减小摆宽,同时施工时为保证船尾位置不发生偏移,调整施工中线向左侧偏移10m,减少在左边线时左边缆的夹角,增大到右边线时右边缆的夹角,平均两侧边缆的受力情况,保证施工轨迹不发生偏移。有些情况依然无法解决,例如施工时由于左右边缆固定在摆动锚上,施工中随倒锚作业同侧边缆会失去其相应的固定作用,只用本船铰刀进行固定船位无法保证船尾位置固定,此时需要钢桩定位介入,将钢桩下放来辅助固定船位,倒錨作业进行完毕之后再将钢桩提起施工,三锚五缆施工随摆脱了台车对施工行程的限制,但定位能力相对受限。
(四)开挖施工
绞吸式挖泥船在河道疏浚工程施工中,一般都适合使用扇形横挖作业法,在开挖作业中,绞吸式挖泥船将定位桩打设在河底泥层中,完成对船体的定位,之后通过定位桩台车的液压轴臂的伸缩,实现定位桩台车在船尾滑道内相对船体的位移,使船体在反作用力下短线推进,每次推进距离1.0~1.5m,最大推进距离3.5m,与此同时凭借绞吸式挖泥船前端左右绞车实现对锚缆的收放。在此过程中,整个船身以船尾的定位桩作为基点,以船体的长度为作业半径,随着船体的移动,斗轮按照扇形轨迹进行开挖作业。
(五)输送淤泥
淤泥输送是绞吸式挖泥船实际使用过程中非常重要的一项工序。输泥管道设置过程中,应该尽可能的缩短输送距离,降低对周边环境的影响。在淤泥实际输送过程中,要保持管道畅通,避免由于管道堵塞引起的管道爆裂以及接口漏水状况,同时还要避免对周边农田和农作物造成损损伤。为了保障淤泥输送工序的顺畅进行,工作人员要对淤泥输送管材质量进行严格的监督和管控,如果在施工过程中发现输送管道出现损坏或者发生故障,那么就要及时采取合适的措施对其进行修理,确保施工过程中整个管线处于封闭状态。在淤泥输送结束之前,要吸清水对管道进行冲洗,冲洗时间保持在十分钟以上,避免淤泥在管道中出现堵塞。另外,在该工程实际施工过程中,考虑到该河道部分断面杂质较多,施工方将配备一条定位桩抓斗船、100m?泥驳船、8吨吊机船将杂物清理到项目部指定的地点,便于绞吸船施工。
四、结束语
综上所述,本工程中绞吸式挖泥船的施工为之后同类工程的开展积累了一定的经验,有助于提升绞吸式挖泥船的施工质量。在绞吸式挖泥船实际施工过程中,工作人员需要结合工程实际情况,对施工方式进行合理的优化,这样有助于缩短工程,增加船舶效益。
参考文献
[1]郑晓坤,杨斌.耙吸式挖泥船-长航道扫浅施工质量控制[J].绿色科技,2020:200-201.
[2]黄双飞.绞吸挖泥船跨航道施工排泥沉管的敷设与控制浅析[J].中国水运(下半月),2015,15(06):286-287.
[3]蔡娟,蒋学群.绞吸式挖泥船在车轴河中段治理工程中的施工质量控制要点[J].江苏水利,2014(S2):18+20.
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