长江南京航道工程局江苏省南京市210000
摘要：码头回旋水域的进出口船较频繁，一般由舱容较小，控制灵活的中小型耙吸船进行施工，此类船型为最佳；但海外工程往往无其他的船机选择，同时由于回旋水域一般工程量较少，若单独调遣一艘小型耙吸船，则成本高，利润小，不经济，此类情况下只得就近选择可使用的耙吸船。
关键词：码头；受限；大型耙吸船
引言
大型耙吸船施工码头受限水域虽然难度极大，但通过分析研究，优化工艺后，将施工任务分解，细化施工安排，化繁为简，充分利用船机性能，逐步完成每阶段任务，最终证实大型耙吸船能够在施工水域受限的条件下，良好的完成合同中规定的施工任务。
1先拖后挖法的处理应用
1.1施工工艺
先拖后挖法是指耙吸船不开启泥泵，先用耙头对航道底部垃圾进行覆盖式拖带并在过程中开启高压冲水，当施工布线对航槽浅区全覆盖一遍后，对缠绕堵塞在耙头表面的以编织物、塑料袋为主的垃圾进行清理，清理完毕后下耙并开启泥泵按照常规装舱溢流的施工方法进行挖运抛处理。如若堵耙现象仍然严重，则重复对航道底部垃圾进行二次拖带，其施工工艺流程如下：施工准备→覆盖式拖带→清理垃圾→施工上线→挖泥装舱→调整溢流档→确定装舱平衡点→重载航行→至淤泥区→抛泥→轻载航行→施工上线。
1.2施工方法
（1）施工准备。根据最新的多波束测量水深数据以及设计水深要求制作耙吸船的CAD图纸与施工断面，以此为耙吸船提供作业依据。此外，施工前对耙吸船平面精度和下耙深度的校核也是必不可少的准备工作。
（2）针对施工区水深情况以及耙头宽度对航道进行布线，确保船舶开挖轨迹布满航道施工浅区，根据本次维护要求，不开启泥泵将耙下至合适的深度，开启高压冲水泵，将压力调至13bra，调整耙头对地角度，确保耙齿受力均匀，接着在施工区段以2.5kn左右的速度进行覆盖式拖带施工。
（3）待拖耙轨迹全面覆盖航道浅区后，启动泥泵，下耙至合适的深度，启动高压冲水2台，压力13bar，查看挖泥情况，如有大幅度改善，就保持泥泵开启状态挖泥装舱；若效果仍不理想，则关闭泥泵，重复第一个步骤继续来回拖耙布线，根据现场实际施工情况再定时机启泵挖泥。
（4）当确定航道底部垃圾对挖泥基本不构成影响后，采用常规的装舱溢流法施工，耙吸船在浅区范围内下耙至开挖深度，使耙头与水下原泥面接触，通过耙吸船的推进装置使船舶在航行状态下拖动耙头前移，对水下土层的泥沙进行耙松和挖掘，利用泥泵的抽吸作用将耙头吸入口挖掘的泥浆吸入，最后经泥泵的排出端将泥浆装入挖泥船自身的泥舱中。当泥舱装满疏浚泥沙后，停止挖泥，起耙航行至指定的抛泥区抛卸，再轻载返航至原施工区，如此自挖、自航、自卸循环作业。
2管线施工工艺
2.1管线敷设总体布置
根据施工计划，本项目投入10000m3耙吸船3艘，船型为浚海系列船型。结合现场水深情况，于吹填区的西北角（B1点）和东北角（B2点）选定两艏吹停泊点。施工管线以一条船配置进行组织。
B1停泊位置管线系统从耙吸船（舱容为10000m3）吹填锚定位置到A区西海堤由长度约840m构成，然后通过与海堤承包商商议确定跨越海堤具体位置，再架设跨越海堤的管线栈桥或其他类似结构物，最后经由栈桥安装水上浮管或岸管直到吹填区A、C1a、C2a、C1b、B区域，各区支管线参照A区布设，间距视吹填过程的实际情况进行调整。B2停泊位置管线系统从耙吸船（舱容为10000m3）吹填锚定位置到E2区东海堤由长度约680m的浮管和沉管构成，然后通过与海堤承包商商议确定跨越海堤具体位置，再架设越海堤的管线栈桥或其他类似结构物，最后经由栈桥安装水上浮管或岸管直到吹填区E2、C2b、C2c区域，各区支管线参照A区布设，间距视吹填过程的实际情况进行调整。
2.2管线需求
因项目属于新开工项目，管线前期组装强度大，且现场无法提供存放场地，前期的管线需求以保证船舶可施工为前提，结合施工布置图，采取耙吸船直接裸吹方式，香港人工岛艏吹船管线需求情况如下：水上浮管1000m，陆地管1500m（含支线，支线控制在300m/条，共两条）。
2.3组装所需辅助船舶和陆域机械
管线组装需要PC300类型的挖掘机，装载机（布排管线和短途运输管线）和推土机（场地整平）各一台。从管线堆场运输管线至施工现场的横鸡趸及配套拖轮各一艘，主要使用时间为开工前期和完工后管线拆除。水上管线对接需要使660kW以上大马力锚艇一艘、624kW以上大马力拖轮一艘，吊力60t的横鸡趸一艘、规格D6以上的推土机一台、装载机一台和规格PC300的挖掘机一台。所有设备现场租赁。
3国内耙吸船施工工艺研究方向
3.1耙吸船施工工艺标准化目前国内虽然已经对部分土质的施工工艺进行了研究，取得了一些成果，但仍不能满足高效施工要求。主要限制有:破土问题;粉砂的装舱问题;落淤问题。在应对海外恶劣工况(如部分非洲在投项目，土质为标贯70击以上的粉砂、粉土，以及标贯100击左右的黏土等)，耙吸船对于密实土的施工工艺亟需进一步研究，提高船舶施工效率。国内疏浚企业有必要结合复杂工况与实验室挖掘机理分析，对耙吸船施工工艺标准化进行深入研究。针对不同土质对耙吸船施工工艺进行详细研究:内容包括应使用的专用机具(耙头、格栅、耙齿、叶轮类型)、专项施工方案、施工控制参数(泥泵转速、挖泥航速、波补压力范围、高压冲水等)、其他特殊注意事项及改造措施等，形成一系列系统的施工方法，指导船舶施工。
3.2耙吸船施工数据库与分析软件
当前耙吸船施工数据的收集分多条主线进行，船属单位利用自辖船舶优势对施工过程中参数(密度、流速、真空等)进行整理收集;工程单位则依托项目进行阶段性的产能收集;设备研发单位根据研究项目侧重点收集相关数据。各公司由于关注点不同，收集数据种类不同、渠道各异，没有很好的集成，无法发挥有效的指导作用。针对该情况，应加大对耙吸船数据采集与积累的重视程度，收集各船舶各工况下的土质信息、施工数据、测图信息等，形成集成数据库，通过智能化分析手段，实现单项或多项检索，参数定量化分析与总结，为后续从事类似工程提供指导依据。此外，还可利用CFD等专业软件对砂性土装舱数据建模的研究，对耙吸船挖掘各种土质的装舱能力进行测算并制作模型，得出不同工况下的装舱效率，再集合数据库中实际数据进行修正，得出不同工况下的修整系数。两方面相结合，可对耙吸船产量进行相对准确的预估，一方面可辅助投标，另一方面可对比船舶进场后的实际产量，优化施工工艺。
3.3溢流效果及落淤影响
溢流和落淤是伴随耙吸船施工的两大环节，有无溢流效果、是否产生落淤，直接影响船舶的产能效益。且两者受周围环境、水文气象、土质、工艺等多方面因素影响，凭人为经验较难判断，多是通过反复跟踪测量，根据得出的数据与船舶施工记录相印证来进行推断。采用模型试验与计算机模拟分析技术，根据工况条件(土质种类、周围遮掩物、水文情况)模拟出不同土质出舱泥浆的漂移方向、距离及落地后的膨胀系数，建立溢流模型，指导船舶选用适宜的方案施工，追求产量最佳。
结束语
海外工程与国内工程不可同日而语，在无法得到国内有效支持的情况下，只能依靠船舶充分发挥主观能动性，将船舶的所有性能发挥到极致，积极开拓创新，优化工法和工艺，才能实现经济效益的最大化！
参考文献
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