時間:2019年07月16日 分類:科學技術論文 次數:
摘要:掃淺施工是航道疏浚工程的收尾工作,對提高工程質量、保證工期進度、降低施工成本等各方面,都有著至關重要的影響和意義。文章以廈門港主航道擴建四期工程I標段為例,闡述了航道掃淺施工方法及重難點應對措施,以期為類似工程的掃淺施工提供一些參考。
關鍵詞:航道疏浚;掃淺;施工方法;重難點
廈門港主航道擴建四期工程是福建省和廈門市重點建設項目,建設規模為20萬噸級航道。該工程分為兩個標段,其中I標段長約17.7km,航道軸線不變,通航寬度由450m擴寬至560m~645m漸變,設計底高程由-16.0m增深至-17.1m。本工程掃淺施工時間共計36日歷天,工程量約14萬立方米。
1施工方法
本工程施工區有9座航標,其中掃淺區域有5座,淺點主要分布在5#、6#、7#、8#、201#航標影響區、5+500~6+500黏土段共6塊區域,其他區域相對較分散。為提高掃淺效率和減少耙吸船的掃淺成本,前期安排拖輪拖帶整平器針對孤立的淺點進行覆蓋施工,盡量掃除航道中部淺點;后期安排萬方耙針對上述6塊區域的淺點進行集中掃除。
淺點主要有以下形式:孤立淺點、成片連續淺點和分布散亂且周圍水深富裕的淺點。針對不同淺點,通常采用不同的掃淺方法如下。
(1)“S”型曲線掃淺法
主航道的淺點特點在于范圍廣、間距大、分布不集中,針對該特點,首先對淺點進行劃分,連續淺點劃成區,孤立淺點組合串線,采用“S”型曲線掃淺法。具體操作是:對淺點排序編號,設計上線方位角,然后用“S”型路線串聯相鄰淺點,在耙吸船行進中逐一掃除。在此過程中耙吸船耙頭與淺點的接觸角度不停改變,可以防止耙頭反復同向施工而挖出壟溝。另一方面,“S”型施工法還可以有效延長耙吸船裝艙溢流時間,減少調頭頻次,提高生產效率。
(2)進倒車掃淺法
針對5+500~6+500航段的塑性黏土頑固淺點,采用垂直航道或與航道保持大開角方向的進倒車掃淺方式,加強對淺點的切割。其操作過程是:當船舶挖過淺點后,起耙將耙頭提升至泥面以上,然后倒車后退并越過淺點,待船舶對地航速降下來后,重新進車下耙挖泥,這樣反復在淺點上拉鋸式切割,最終消除淺點。
其次,耙頭啟動高壓沖水模式,齒尖的高壓沖水可提高耙齒的切削能力,格柵下方的高壓沖水可增大補水,加強土質的液化效果,使硬黏土含水量增大而膨脹疏松,進而提高挖掘效果。同時采用較低的波浪補償器壓力,以加大耙頭對地壓力,并利用主動耙頭上自帶的液壓系統,通過液壓油缸的伸縮,控制耙頭對地角度,以保證耙齒入土力。
此外,還可以對挖泥系統進行針對性改造,例如采用水下泵、電動耙齒、軟格柵等,進一步增強破土能力。耙吸船進倒車施工時,駕駛員和操耙手務必加強溝通,防止倒車時耙頭未及時提升而造成頂耙甚至斷耙事故。同時加強瞭望,與過往船舶做好安全避讓。
(3)海床整平器掃淺法
為提高掃淺效率,減少因掃淺開挖而增加的超挖方量,大大減少懸浮物釋放對周圍水體和水生生態的影響,投入拖輪拖帶海床整平器配合掃淺。整平器是由拖輪拖帶的鋼制桁架結構,具有掃淺寬度大、自重大、破土能力強的特點,但對硬土質淺點施工效果較差,在本工程主要用于掃除航道中部成片但分布零散的軟土質淺點。
整平器一次覆蓋寬度達16米左右,是耙吸船耙頭一次覆蓋寬度的幾倍,因此對這種淺點的清挖效率遠高于一般耙吸船。整平器的施工原理相對簡單,即拖輪在船尾利用鋼纜連接整平器,根據實時潮水和光電傳感器鋼纜收放長度控制整平器的深度,通過拖輪的前進產生拖曳力,由鋼纜將水平拖曳力傳遞到整平器上,整平器刮過泥面時依靠前端的耙齒將高點削除,并通過抹平功能將削除的泥土刮至周圍超深的區域內,削高補洼。
2重難點應對
整個掃淺施工安排中,主要攻克了以下幾個重難點:
2.1航標影響
主航道施工區有9座航標,其中掃淺區域有5座,航標隨漲、退潮流向漂移,耙吸船在施工時需避讓航標,受航標影響區域無法施工。為確保航標和施工安全,采用繞標挖泥法施工。具體實施方案為:耙吸船在航標周邊區域施工時,每個航標與航道平行方向預留50m、垂直方向預留100m為影響范圍暫不開挖。
在航標影響區域外的疏浚區基本完成掃淺施工后,臨時移開航標,使耙吸船進入原航標影響區域施工,待該區域清挖完后再將航標復位。本工程掃淺時臨時將航標沿航道方向向上游移動約800m,保障移標后通航水域寬度不變,且不影響航標的連續性,最大程度保證航道的通航安全。施工過程中加強與航標管理部門溝通,了解航標移設所需程序,若需要移標,提前申報并履行審批手續,保證航標移位施工如期進行。
2.2自然條件惡劣
主航道施工區在外海,風浪與橫流大,而且本次掃淺施工期間適逢大霧大風多發季節,不但嚴重影響船舶可作業時間和掃淺精度,還會影響船舶安全。在施工期間持續收聽天氣預報,及時掌握氣象預報資料,有效利用時間窗口加快施工。利用“耙吸船動力定位/動態跟蹤(DP/DT)系統”消除環境力對耙吸船的影響,使其盡可能保持在預定軌跡線上施工。
風浪、涌浪大時,要求駕駛員把握好航速和航向,設定合適的波浪補償器壓力,利用波浪補償器的緩沖作用維持耙頭對泥面的壓力基本不變,保證船舶設備安全和施工效率。同時根據自行研制的“疏浚工程電子圖形控制系統”上實時顯示的挖槽形狀、水深色塊變化、耙跡線和挖泥參數,分析挖泥效果,及時調整施工布線,并采用定深挖泥技術和超深警報系統相結合,嚴控超挖。橫流大時,注意觀察耙頭位置,防止耙頭轉入船底。加強船舶安全管理工作,落實各項安全應急預案,確保人員和設備安全。
2.3外部干擾大
第一,主航道及附近水域航線多、船舶交通量大,耙吸船與進出港船舶的避讓頻繁,施工干擾大。第二,有當地漁民在主航道中部施工區域鋪設蝦籠、蟹籠,耙吸船無法靠近并施工,導致作業面減少,船舶掉頭頻繁。針對第一個問題,組建通航安全應急小組,制定并嚴格執行《船舶施工通航專項方案》,并申請海事部門發布航行通告。
在現場設立調度主管負責施工船舶的通訊與調度安排,要求值班駕駛員與港口調度保持密切聯系,互通施工、通航信息,提前了解大型進出港船舶的動態;施工船舶安裝AIS和雷達設備,在航行中加強瞭望,與來往船舶保持溝通,做到提前避讓、文明避讓。針對第二個問題,主動與漁船進行溝通勸離,必要時積極向海事執法支隊、海監、漁政等部門求助,遇到施工干擾及時協調處理,排除漁船干擾。
2.4地質條件復雜
施工區水域地質條件復雜,除淤泥外,含有部分硬黏土,可挖性差;還有大量漁網、垃圾等雜物,堵耙嚴重,施工難度較大。針對硬黏土段的頑固淺點,除了采用進倒車掃淺方式,還可通過調整波浪補償器、高壓沖水、泥泵功率、挖泥航速、裝艙時間等施工參數,確定最優參數設置。針對航道內存在大量漁網垃圾,挖泥中注意觀察真空表、濃度表、流速表等數值,根據實時顯示數值判斷是否存在堵耙現象,及時起耙清理垃圾,并對耙頭、耙齒的磨損情況進行檢查,確保挖泥設備的安全。
2.5施工測量
測量是檢驗施工效果最有效的手段,在掃淺期間加密施工檢測,比對前后兩次測圖,分析欠挖斷面及淺點分布情況的變化,及時劃定需補挖區域,指導施工船有針對性地對欠挖區域加強掃淺。在掃淺施工進行到接近自檢階段時,提前邀請第三方測量單位進行多波束掃海測量,并與自測結果進行比對,以驗證自測質量,消除兩者差異,有助于順利驗收。由于對航道進行了工作面劃分,測量、施工互不干擾,保證兩道工序流水作業,避免船舶窩工或缺乏指導性而盲目施工,節約掃淺成本。加上有驗收測量單位直接支持,掃淺做到有的放矢,不多挖,也不漏挖,極大地保證了施工效率。
3結束語
航道掃淺施工安排是否合理,不僅密切影響工程質量、安全和工期,對節約施工成本也有著非常大的現實意義。本文以廈門港主航道擴建四期工程為例,簡要介紹了航道掃淺施工方法和重難點應對措施,促進掃淺施工向高效率、低成本方向發展,也為類似疏浚工程提供一些經驗借鑒。
參考文獻:
[1]劉潤生,李金峰.淺談耙吸船在疏浚工程中淺點掃淺施工方法[J].中國交通建設股份有限公司2013年現場技術交流會,2014:397-399.
[2]劉思.水下整平器施工關鍵技術初探[A].中國交通建設股份有限公司2011年現場技術交流會論文集[C].2012:370-376.
航道方向論文范文:提高航道治理施工階段質量的措施
摘 要:本文分析了在航道治理工程質量監督過程中存在的一些實際問題;提出了解決的辦法,供大家參考借鑒。
關鍵詞:提高;航道治理;施工階段;質量;措施