耙吸船在航道维护性疏浚工程中的施工技术分析

耙吸船在航道维护性疏浚工程中的施工技术分析

长江南京航道工程局江苏省南京市210011

摘要:水路运输与其他运输方式相比具有一定的优越性,其主要原因在于水路运输具有货运量大、运费低、节约资源、投资节省等优点。对于水路运输来说,航道建设是提高我国水路运输经济效益和社会效益的基础,通过加强航道现代化建设,有助于实现我国水路运输事业的进一步发展。要实现这一目标,航道疏浚工程管理及航道疏浚工程治理是不可或缺的。

关键词:耙吸船;疏浚;扫浅施工

引言

在航道运营过程中,航道维护性疏浚工程是港口和航道建设中不可缺少的一项措施。由于维护性航道项目存在着泥层薄、回淤快、不能影响航道正常运营等特点,耙吸船的施工效率、质量控制要求非常高,需要选择合理的疏浚船型及施工技术手段进行施工。本文以实际工程为例,对航道维护性疏浚工程实施过程中的施工技术、质量控制方法进行了研究和探讨。

1航道维护疏浚工程与通航安全的影响因素

1.1施工区域空间狭小

受到施工区域水域限制,施工船舶的避让能力会受到影响,一般来说空间狭小的码头,施工过程中的船舶上的工作人员应该主动注意周围水域船舶状态,防止过往船舶的螺旋桨打到施工锚缆,才能保证疏浚工程的安全及效率。

1.2船舶自主航行能力差

大部分的疏浚船舶都不具备自主航行的能力,即使具备自主航行能力的船舶也会因为疏浚设备而无法发挥自主航行的能力,因此当船舶发生紧急情况下不能及时主动采用积极手段,也会增加风险系数。

1.3受潮汐、水深、障碍物影响

当施工船舶在某一区域停留时间过长,往往受潮汐影响越大,需要精确掌握最低潮水深,不然可能会造成船舶搁浅,日常要派船员注意观望障碍物、养殖区、礁石的准确位置,当遇到视线不良的问题,例如大雾天气,就应该及时报告船长,减速缓行,不然当危险来临时无法及时避让。

2.施工技术准备

2.1施工准备

本工程采用4500m3耙吸常规施工方法进行外抛施工。耙吸船在疏浚区边航行边施工,通过拖拽耙头切削疏浚土、通过泥泵将疏浚土吸入并装载在泥舱中,泥舱装满后航行至抛泥区上方,打开舱门,将疏浚土抛卸至抛泥区后返回施工区继续循环施工。

2.2工程测量

(1)平面定位。使用DGPS进行平面动态定位。为确保定位精度,外业测量开始前将GPS置于平面控制点上进行比对,采集半小时数据,求出其点位中误差,定位中误差符合规范要求后方可使用其测量。(2)高程控制。施工前通过水准联测,建立验潮站改正水位。潮位遥报系统发射台安装在施工区附近水域,船台安装于各挖泥船上,潮位遥报系统每10分钟或潮位每变化10cm遥报水位一次,精度为1cm。潮位站和遥报系统定期校准。(3)水深测量实施。测量前须建立船体坐标系,准确量取GPS天线、测深仪探头、涌浪补偿仪中心,各传感器间的相对距离,计算其在船体坐标系内的坐标,并输入软件内。测量过程中采用HYPACKMAX测量软件实时同步采集RTK-DGPS定位数据、实时潮位数据,涌浪补偿数据及测深仪测深数据。数据采集时,实时查看差分接收锁定情况,确保数据采集的整个过程中水深测量平面定位精度和测深精度。

2.3施工工艺

耙吸挖泥船装备有耙头挖掘机具和水力吸泥装置,施工时将耙臂放入水下一定深度,使耙头与泥面接触,通过船上的推进装置,使挖泥船在航行中拖带耙头前移,对水下土层的泥沙进行耙松和挖掘。再通过泥泵的抽吸作用从耙头的吸口吸入挖掘的泥浆,经过泥泵的排出端和排泥管将泥浆装入挖泥船自身的泥舱中。耙吸船一般采用装舱溢流法进行施工。根据不同土质控制溢流时间,尽可能使泥舱的装载量达到最大,然后停泵起耙,把装载的泥砂运到指定的抛泥区抛卸。装舱满载驶离挖槽,到达抛泥区前减速航行,根据潮流方向确定抛泥航向,在抛泥区内稳住船位,随后打开舱底泥门抛卸泥砂,待舱内泥砂抛净后关闭泥门,驶离抛泥区。

3航道疏浚工程管理

3.1工程进度管理

具体来说,可采用的施工进度管理方法主要包括4个方面,具体如下:首先,航道疏浚工程承包人应制定完善的施工进度计划,并作出具体的日、月、旬作业计划;其次,承包人还应通过工程开挖的进尺、宽度,以及浚前泥面平均标高计算出每日挖掘的土方量、月完成土方量,可根据疏浚区已完成地段进行测算。第三,在施工期间应每月进行一次中间测量,并将其作为工程施工进度;第四,需统计挖泥船每日、月完成工程量,再利用挣值分析掌握工程的进度情况;最后,若工程实际进度与计划进度差距过大,除调整工程计划外,还应增加疏浚设备以及人力。

3.2工程成本管理

航道疏浚工程的成本管理涉及到整个工程项目的全过程。因此,对于航道疏浚工程的成本管理来说,需要协调多个部门的沟通合作。通常来说,航道疏浚工程成本管理可以分为两个部分:一是工程成本预算;二是工程成本控制。其中,工程成本预算是工程成本管理的基础。在工程预算成本制定中需按照相关标准进行,从而确保工程预算成本的准确性。在制定工程成本预算时需以总成本估算为前提,并根据设计方案将项目成本分摊到各个分项工作中,最后再通过汇总得出工程总预算;在工程成本控制方面,最重要的两个方面便是项目资金支出以及疏浚工程完成量。

4施工方法

4.1硬土质施工方法

(1)针对粘土。为有效提高施工粘土的施工浓度,使用新犁型耙齿,改变安装角度,在耙头前段加装耙刀,并加快挖泥航速,能够有效增加挖泥效果。(2)针对铁板砂。首先通过测试、试验等增加泵机转速,提高泵效;其次装配长度较短的耙齿使耙头更吻合地面,提高真空环境,增加内外压力差;调整高压冲水安装角度,使之垂直地面;不断测试调整挖砂最佳航速;通过装舱测试优化装舱时间;通过以上手段,能有效改善船舶挖砂施工效率。

4.2扫浅施工方法

(1)操作要点。严格按照施工图纸和施工方案施工,控制好船舶走线,确保上线成功率;控制施工航速,控制在3kn左右,“S”型航迹切向与航道中心线角度控制在8°~28°之间;耙吸船在清除浅点过程中要控制好波浪补偿器的位置。如没有达到浅点位置时,波浪补偿器就抬升,当耙头到达浅点位置时,耙头就会沿着前点的侧面滑过,达不到扫浅的目的。

(2)操作过程。针对少量、分布较分散、土质坚硬的顽固浅点,使用“拉锯式”扫浅方式是一种较好的处理方法。其操作过程是:浅点精确定位、耙头上线、重点刮泥,当船舶挖过浅点后,起耙并将耙头提升到泥面以上,然后倒车退回并越过浅点,待船舶对地航行速降为零,转而微微进车,再下耙着底挖泥,如此反复在浅点上拉锯式施工,最终消除浅点。在此过程中,泥面浅点的形状会不断发生改变,因此要不断调整“拉锯”的方向。在施工作业过程中,由于气候等原因测量不及时,无法及时更新水深文件,因此在确认一个浅点被消除后一定要做好标记,然后进行下一个浅点的清除工作,避免重复扫浅发生。

(3)扫浅施工,应注意以下几点:施工前需要对DGPS和自动潮位遥报仪进行精度校验;施工前需要对耙吸船耙头定深系统进行检查;在扫浅阶段应加密测量的频次及浅点分布区域的的测点间距,并及时将测深数据提供给船舶,以便船长根据最新测量水深文件,安排指导扫浅作业。

结束语

综上所述,航道疏浚工程管理能够有效地确保工程施工质量,而航道工程治理措施则是通过合理的方法改善航道通航条件或水流条件,进一步提高航道疏浚工程实效,有利于促进我国水路运输事业的发展。

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