絞吸船疏浚施工工藝
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【摘要】主要對(duì)某河道拓寬土方疏浚施工工藝進(jìn)行闡述，介紹絞吸式挖泥船的基本工作原理及施工工藝，并且探討不同土質(zhì)的施工操作方法，希望能為今后河道疏浚土方工程提供參考。
【關(guān)鍵詞】絞吸船疏浚；施工工藝；管道鋪設(shè)；操作方法
1引言
絞吸船是現(xiàn)代疏浚工程中最常用的疏浚工具之一。絞吸船主要采用安裝在橋架端部的絞刀頭進(jìn)行底泥挖掘，通過(guò)大型泥泵進(jìn)行吸泥和泥漿排送。施工時(shí)以鋼樁、三纜定位裝置、定位樁等為圓心進(jìn)行定位，利用船體兩側(cè)橫移錨進(jìn)行擺動(dòng)挖泥作業(yè)，其特點(diǎn)是單船獨(dú)立施工，管道泥漿輸送，挖泥、運(yùn)泥一次同時(shí)完成，可疏?？纱堤?，對(duì)土質(zhì)適應(yīng)性較好，定位控制較高，具有較高的工作效率和廣泛的適應(yīng)性，因而在河道拓疏工程中廣泛的使用[1]。
2工程概況
臺(tái)州市椒江區(qū)洪家場(chǎng)浦排澇調(diào)蓄工程，整治河道總長(zhǎng)18.2km，河寬100～182m，河底高程-1.0～-2.0m，工程等級(jí)Ⅲ等，防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇。土質(zhì)主要為黏土及淤泥夾粉土，土質(zhì)為1～4類土，土方開挖總量約1.47×106m3，疏浚至約10km距離的棄料場(chǎng)。受工程地理位置的限制，結(jié)合本工程施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，河道土方主要采取3508型斗輪式絞吸船（排距3000m、流量600m3/h、功率420kW）進(jìn)行土方疏浚開挖，配備2臺(tái)增壓泵船（泥泵流量600m3/h、功率315kW）接力輸送。
3絞吸船基本工作原理
斗輪式絞吸船是水力式挖泥船中較普遍的一種，其基本工作原理是通過(guò)用安裝于架橋端部的可旋轉(zhuǎn)的圓形斗輪組刀頭進(jìn)行挖掘破泥土作業(yè)，旋轉(zhuǎn)的斗輪將泥（沙、石等）連續(xù)不斷地絞松，并進(jìn)行泥水混合，由離心式泥泵產(chǎn)生的真空壓力把挖掘所得的泥漿吸入、提升，通過(guò)排泥管線、接力泵接力輸送到棄料場(chǎng)[2]。
4管網(wǎng)布置
4.1管線設(shè)計(jì)
由于本工程輸泥管線連接距離較長(zhǎng)，為了保證輸送效率，輸泥管道的布置盡可能縮短管道的長(zhǎng)度。根據(jù)船體操作擺動(dòng)的需要，采用浮管與船體尾管連接，且管道布置河道需保持河道通航要求，故需在浮管后全線河道內(nèi)均布置以潛管為主，潛管后需上岸跨堤至堆土場(chǎng)段，安裝岸管連接。整個(gè)疏浚排泥管道按泥漿泵的功率與輸送距離，在中間加設(shè)了2臺(tái)接力泵。
4.2管道敷設(shè)方法
4.2.1浮管敷設(shè)
在絞吸船輸送泵尾管后敷設(shè)一定長(zhǎng)度的浮管。浮管采用塑料浮筒套設(shè)鋼管的形式，鋼管間用1.5m長(zhǎng)的橡膠管柔性連接。使得挖泥船泥漿泵體輸出管和潛管有良好的活動(dòng)余地，浮管與潛管間的連接應(yīng)保證管線整體彎曲平順。因浮管受水流、風(fēng)浪及吹填施工時(shí)的沖擊力等影響，浮管應(yīng)有固定裝置，控制好浮管擺幅和線路順暢。
4.2.2潛管敷設(shè)
施工前將預(yù)先選擇在較寬敞的岸邊連接輸泥管線，水下潛管的組裝采用“3+1”的結(jié)構(gòu)，采用鋼管和軟管交叉連接的方式。目的是使管道在排泥的過(guò)程中，即保證了管道的剛性，也增加了柔韌性，且保證了河道通航的需求。鋼管連接處采用橡膠墊圈封閉，必須保持管道的封閉性。連接成型后的潛管采用拖船，拖帶進(jìn)入水域，牽引前行至計(jì)劃沉放位置，采用專用接管船進(jìn)行連接密封，對(duì)潛管進(jìn)行加壓檢測(cè)，無(wú)漏氣、漏水情況后，敷設(shè)沉入水底。潛管沉放完畢后，在潛管沿線設(shè)置明顯的防護(hù)樁及標(biāo)志，避免過(guò)往船舶在潛管作業(yè)區(qū)內(nèi)拋錨、撞擊管道等。
4.2.3岸管敷設(shè)
岸管由鋼管和彎管、橡膠管組成，并采用橡膠墊圈、螺栓連接，鋪設(shè)時(shí)采用人工挑抬，鋪設(shè)盡量平坦順直，避免死彎。
4.3管道施工要求
排泥管道在整個(gè)輸泥施工中，應(yīng)時(shí)常進(jìn)行管道的檢查，盡量避免輸泥管爆裂、接頭和滲漏等情況。施工過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)磨損嚴(yán)重管道，立即更換。在絞吸船開始疏浚作業(yè)前，必須進(jìn)行管道的試運(yùn)行，吸入清水加壓，整條排泥管道經(jīng)清水輸送，保證全線密封無(wú)滲漏情況后，方才正式開始施工排泥作業(yè)。
5施工工藝方法
絞吸船的基本施工方法是橫挖法。本工程采用鋼樁定位橫挖法，即利用2根鋼樁輪流交替插入河底，作為擺動(dòng)中心，并利用絞刀橋前部的左、右擺動(dòng)纜的交替收放，使船體來(lái)回?cái)[動(dòng)進(jìn)行挖泥。當(dāng)絞刀擺至挖槽右（左）邊緣時(shí)，放下左（右）鋼樁升起右（左）鋼樁，同時(shí)放松右（左）邊纜收緊左（右）邊纜，使絞刀往左（右）擺回，這時(shí)船體向前移動(dòng)一定距離。采用這種定位方法，由于絞刀挖泥時(shí)船體有2個(gè)擺動(dòng)中心，使絞刀的挖泥軌跡重疊和遺漏。故應(yīng)采用主副樁法，即以一根鋼樁為主樁，始終對(duì)準(zhǔn)挖槽中心線，作為橫挖的擺動(dòng)中心，而以另一根鋼樁作為副樁為前移換樁之用。因?yàn)橹挥?個(gè)挖泥擺動(dòng)中心，所以絞刀挖泥軌跡互相平行，只要鋼樁的前移距保持適當(dāng)，就可避免超挖和漏挖。為了準(zhǔn)確地控制換樁位置，須在挖槽中心線左右兩側(cè)各增設(shè)1對(duì)視線標(biāo)。對(duì)于整個(gè)河道工程的土方疏浚，按分區(qū)段、分條、分層方式實(shí)施開挖。1）分區(qū)段：河道疏浚長(zhǎng)度較長(zhǎng)，根據(jù)船尾水上活動(dòng)管線的長(zhǎng)度、河道設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)情況、工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況等因素確定分區(qū)、分段進(jìn)行施工。2）分條：橫挖法的挖寬按船長(zhǎng)來(lái)確定，挖槽的最大寬度一般控制在船長(zhǎng)的1.2～1.4倍。故疏浚河道較寬時(shí)，則需分條疏浚。本工程河道較寬，寬100～182m，故挖泥船應(yīng)采用多條開挖施工方式。3）分層：當(dāng)挖泥層厚度較厚時(shí)，需分層作業(yè)。分層的厚度應(yīng)根據(jù)土質(zhì)和泥層厚度確定，對(duì)堅(jiān)硬土分層厚度應(yīng)減小，對(duì)松軟土應(yīng)大挖深小進(jìn)尺分層。分層采用“上層取平，中層取量，下層保質(zhì)”的方法。
6對(duì)不同土質(zhì)的操作方法
對(duì)不同土質(zhì)采取不同的操作方法：1）開挖硬質(zhì)黏土：硬黏土含水量低，黏度和硬度都很大，不容易塌方和挖掘破碎，斗輪頭絞刀掘進(jìn)困難，需加大動(dòng)力，降低斗輪頭轉(zhuǎn)速、擺動(dòng)速度、縮短前移距、薄層施工。必需時(shí)可沖水，增加黏土含水量，減少掘進(jìn)難度。2）開挖松散沙質(zhì)土：松散沙土粒徑較小，均勻，呈松散狀態(tài)，易塌落。開挖厚度可較大，以提高疏浚效率。但砂土對(duì)斗輪頭絞刀、管道及機(jī)械的磨損較嚴(yán)重，為減少機(jī)械的損耗，可時(shí)常加大吸水量來(lái)減少磨損度，斗輪絞刀可采用低速，根據(jù)吸泥口吸距和沙層厚度采用定點(diǎn)、定吸操作方法。3）開挖硬塑性或可塑性黏土：該土質(zhì)容易坍塌和回淤，施工分層厚度可取較大值，挖掘土易黏住斗輪口，減少口輪納入量，使斗輪絞刀轉(zhuǎn)速下降，逐步喪失斗輪絞切功能，故需時(shí)常清理堵塞物，也可在斗輪絞刀頭安裝高壓沖水設(shè)備沖洗。
7結(jié)語(yǔ)
通過(guò)本文的探討，絞吸船疏浚施工工藝、方法得到了進(jìn)一步的鞏固與加深，為今后在類似疏浚工程施工中提供借鑒作用。在絞吸船的疏浚施工中，不僅操作方法、施工工藝等對(duì)工程的效率、進(jìn)度、質(zhì)量起著關(guān)鍵性作用，而且管道的鋪設(shè)布置、維護(hù)與管理，對(duì)工程施工的各類效益也起著至關(guān)重要的作用。
【參考文獻(xiàn)】
【1】王春成.大型絞吸船大排距施工工藝[J].中國(guó)水運(yùn),2013(3):11-12.
【2】高偉,韋東.絞吸船施工要點(diǎn)及措施[J].中國(guó)港灣建設(shè),2011(2):90-91.
作者：金鐘銘 單位：浙江省水電建筑安裝有限公司