摘 要:近年来,随着沿海、沿江经济的发展,对海岸带的用地需求增加,受其影响,吹填造地发挥了重要的作用。“吹填法”因其施工设备简单、工作效率高、操作技术简单易于掌握同时造价低和社会经济效益高等优点在水利工程围堰施工中被广泛的使用,特别是在内河的围堰施工中“吹填法”有着很好的效果,它能帮助工程建设方减少料场的征地面积,对工程的投资要求也比较小,在工程质量上能够帮助建设方在确保工程质量的前提下解决其工程征地的困扰。本文结合某内河围堰施工建设的经验讨论了“吹填法”的施工相关问题。

摘要:优秀的项目施工管理能够提高码头疏浚工程管理效益,可以对施工过程进行高效、安全控制。本文以某散货码头水域疏浚工程的项目管理为例,详细研究和总结了项目管理在该工程的施工工艺优化、施工质量控制、施工成本、施工安全等方面的作用。本文的对于码头水域疏浚的工程管理具有指导意义。

我国沿海港口经过多年建设创新,已从有掩护水域走向开敞、深水、大型化,建设了一批专业化重力式码头及泊位,因此码头基槽开挖工程就当前沿海港口规划和进展来看市场前景广阔。本文主要内容为码头深基槽应用绞吸船开挖施工技术总结。

关键词:围堰工程;吹填;施工;应用

关键词:码头;水域疏浚;施工管理;项目管理 1引言 码头疏浚作业作为影响到我国航运经济发展的重要工程领域,对我国沿海、内河的港口航道建设与维护、临海工业区建设与沿海城市发展、水利防洪清淤、环境改善和海洋资源开发等具有非常重要的作用。目前,国内外码头疏浚工程正向着“设备大型化、吹填规模化、管理科学化”的趋势。而我国企业在这些方面与荷兰波斯卡利斯公司、凡诺德公司、比利时德米集团等世界先进的疏浚和水上基础设施领域的领导者仍有一定差距。随着各种先进工艺、设备的探索和引进,我国企业在硬件方面的差距正逐步缩小。因此,今后我们应该在项目管理等方面学习国外的先进理念和方法,从而为超越国外企业创造条件。 项目管理作为当今世界新兴的系统管理方法,正在被越来越多地应用于建筑、水利交通、化工、科教、高科技等领域。码头疏浚工程位于海洋、海岸、江河沿岸,工程所处的自然地理环境非常复杂。工程施工条件复杂、海洋气候多变,涉及的理论、材料、流体、结构等力学知识交叉复杂,地基处理难度大。因此,码头疏浚工程需要通过项目管理提升工程的可行性,从而提高建设项目的管理效益,在项目管理的框架内可以比较高效、安全的对项目的运行进行控制。项目的技术经济、组织协调、施工工艺、施工安全、建设周期等都是码头疏浚项目管理的基本内容和实施范围。 2码头疏浚工程概述 疏浚工程是指采用挖泥船或其他机具、人工进行水下挖掘。对于沙质和沙卵石河床,采用挖泥船挖除碍航的泥沙堆积物,增加航道水深的工程。在航道和港口工程中,疏浚工程的主要任务有:一是开挖新的航道、港池和运河;二是改善航道的航行条件,维护航道尺度,消除船舶有影响的流态;三为开挖码头、船坞、船闸及其他水上建筑物的基槽;四为与开挖相结合的吹填及疏浚物综合利用工程。 随着现代工业技术的跨步式发展,我国相应的河道疏浚施工工艺也有了长足的进步与革新,例如各种各样的大型机械设备逐渐涌现出来,在各个工程中发挥了重要作用。与此同时,我国疏浚行业的能力也在不断提高,所谓合理的疏浚方式,即为充分利用这些机械设备使之能够为国民发展的不同领域贡献力量,同时使相应的机械设备发挥最大的效力,因此要对相应的疏浚设备进行合理的选择。近年来,码头疏浚工程施工方法和施工工艺、施工设备等的发展迅速,主要包括绞吸式挖泥船施工、抓斗式挖泥船施工、链斗式挖泥船施工、铲斗式挖泥船施工、气动泵施工等。不同施工工艺和施工设备的应用条件有一定的区别,例如,淤泥土质时若选择绞吸式要注意铰刀选用低转速、流塑性淤泥可以不转;前移距离、横移速度以及一次开挖厚度可以加大。若采用抓斗式施工工艺时,适宜采用梅花形下斗挖泥法,注意块放斗、快合斗、慢提斗。而链斗式要斗速度可以适当加快,铲斗式采用梅花形下斗挖掘,快挖,慢起。在一些工程条件复杂的港口,往往需要多种施工设备和施工工艺相互结合和补充才能优质高效的完成工程建设。 同时,随着疏浚工程不断增多和工程规模的不断扩大,疏浚设备也有了不断的发展和创新。例如,国外已开发出先进的具备大深坑开挖功能的耙吸挖泥船,并成功应用于新加坡吹填工程、阿联酋迪拜棕榈岛等大型工程。IHC公司开发出高效泥泵,在同等安装功率情况下可获得比普通标准泥泵更高的产量。值得一提的是,自动化控制技术开始在疏浚设备上得到推广和应用,自动化技术的应用不仅可以提高挖泥船的效率,同时可以通过先进的测量和自动化系统、集成控制系统处理疏浚过程中的众多参数,确保疏浚设备能在近海或港区内的安全高效施工。 3散货码头疏浚工程施工项目管理研究 散货码头疏浚工程的工程一般位于地质、自然环境复杂的区域,受人为因素、台风、设备等的影响较大,因此项目管理具有如下的基本特点: 复杂性。疏浚工程项目管理是一项复杂的系统工程。在人员构成,工作内容,职责范围等各个方面都呈现出技术与管理、组织与协调综合交叉,需要通过技术规范、管理制度、计划控制、成本考核等来约束。 创造性。在设定的条件下,为了项目目标,可以发挥和依靠和综合多种学科的研究成果,对项目实施过程进行管理和创造,注重项目管理经验的总结和提炼,达到完成项目的同时,形成新的管理理论。 集权性。项目负责人在项目管理中发挥重要作用,统一组织,协调和监控项目运行,在项目管理的集权中处于中心位置。 时间周期性。项目本身具有预定的投资和时间目标,在项目酝酿、论证、决策、运作,直至完成的整个过程结束后,项目也因预定目标的实现而结束。 3.1工程概况与施工特点 某工程位于湛江港湾的西北,其南接湛江市霞山区工业园宝满区,北侧毗邻中油湛江燃料油库和湛江港石化码头有限责任公司新建油码头。工程主要内容:5万吨级码头水域疏浚30万吨级码头泊位及回旋区(区域三2期和区域四);吹填区域标高+7.0米,施工平面图如图1所示。 本工程地处工业开发区,复杂的社会环境和工业分布对施工过程有着非常明显的影响。当地渔民在施工区域内下网抓鱼,影响施工。别处工地泥驳侵入作业区域,并存在在本工程施工区域中抛泥现象,严重影响施工进度。当地村民阻扰施工人员施工,并多次对本工程水门进行破坏,肆意拆除水门板,更有甚者偷取水门板,对施工造成很大的影响。本工程施工区域临近湛江港主航道,营运船舶进出港造成的施工避让,也对正常施工造成影响。 工程所处的地质情况也非常复杂。本工程施工区域存在有大量的散落块石及钢筋混凝土块,经常造成吸口被堵,块石进入泵体等现象,经常需要开泵清理,影响效率,并且给船机设备造成损坏。在水深-11~-18m之间存在铁质胶结层。造成施工效率很低,给绞吸船施工带来了很大的难度。 另外,湛江海区属不正规半日潮,潮差较大。由于地形等方面的影响,从湾外到湾内,大小潮的高潮逐渐增高,低潮水位呈现周期性变化。潮差逐渐增大,潮时逐渐推迟。在涨落潮时水流速度相当快,涨潮最大流速为76cm/s,落潮最大流速为138cm/s。对施工质量及施工过程中船舶、管线安全有较大影响。吹填区围堰高程较低,吹填标高较高,水门排水难以控制,可能出现围堰过水、渗水,从而造成吹填土大量流失和回淤,如果出现溃堤更会给施工造成巨大的影响。 综上所述,本工程施工区内社会、地质和自然环境均非常复杂,造成施工困难。特别是存在的铁质胶层造成施工船舶机具损坏、效率较低、修理时间较多;吹填区围堰影响船舶施工,围堰的加高加固也一定会耽误施工进度;同时,湛江是受台风影响较大的区域,在施工过程中需要考虑施工人员和船舶设备的安全问题。这些因素都是我们在项目的施工管理过程中考虑的重点。 3.2 项目管理重点措施 为了使施工的各种不利因素的影响得到有效控制,制定了如下项目管理的重点措施: 加强沟通,排除施工干扰 施工过程中遇到各种施工干扰,施工进度受到严重影响。项目部加强了与业主、监理及其他相关部门的沟通,将现场情况及时上报业主、监理等相关部门领导,做到信息沟通零距离。在业主、监理等相关部门的大力支持、协调、指导下,施工干扰得以尽快排除,现场恢复正常施工秩序。 改进施工工艺,提高施工效率 针对土质条件复杂的问题,施工船舶及时调整施工工艺并对施工机具进行改进,施工效率得以有所提高。如对难挖区域实行纵横交错的布线方式,对该种区域进行纵横切割;根据土质情况对刀齿等机具进行相应改进;根据不同区段土质情况选择合理的泥泵转速并控制挖泥船横移速度等。 制定重锤、抓斗联合施工方案 利用重锤船进行凿岩、破碎胶结层,大型抓斗清除已经破碎的胶结层,待大型抓斗清除完上层破碎的胶结层后,再利用重锤船对胶结层进行破碎,再利用大型抓斗清除破碎的胶结层。如此往复,直到施工完成。重锤船→大型抓斗→重锤船→大型抓斗→….。采用此施工工艺,虽然效率很低,但每天能挖掘750方左右,攻克了绞吸船无法施工的难关。 采取合理措施,减小潮差大造成的影响 针对当地涨落潮时水流速度快,对施工质量及施工过程中船舶安全有较大影响的情况。船舶通过调整施工方向,顶顺流施工,保证船舶安全的同时,利用潮流快的冲刷特性,调整桥架下放深度。通过试挖后测量得出规律,靠近主航道的两丝,冲刷较多;变害为利减少了超深量,设计超深为0.5m,靠近主航道的两丝,实测平均超深为0.36m,节约了成本。潮流较快对浮管影响较大,针对这一情况要求管线部门在浮管上设3吨重浮管锚3个,固定管线。避免浮管弯折后影响流量,保证了浮管的长期施工。 加强现场巡视,及时排查安全隐患 本工程吹填区围堰对施工造成了很大的影响,安排人员每天对吹填区四周进行巡视,一旦发现问题及时上报,与业主、监理进行沟通解决。在日常施工过程中,对四周围堰进行临时维护。 选择施工工艺,统筹安排 根据现场的安排结合船舶自身特点及吹填区条件,第一阶段:首先将船舶安排在5万吨级区域施工,抓斗船进行区域内块石清理,绞吸船再进入施工,提高了效率。第二阶段:安排在30万吨级区域进行施工,减少与围堰施工方的干扰。 3.3施工作业方式优化 施工作业方式时影响施工进度、施工质量的重要环节,为了进一步对项目进行科学高效的控制,对施工船舶的配置实施动态管理,根据施工现场的外部条件、计划进度要求,对现场施工船舶进行合理配置。 抓斗船施工作业方式 施工抓斗挖泥船施工时,采取分丝、分块的施工方法。以抓斗船为例,每丝宽度为15m。施工时,严格按照定位仪显示的位置和数据,进行横向排斗和纵向前进进关,每斗斗距控制3m左右,每关排5~6斗,每关前移量控制为4m左右,避免出现漏挖情况。在施工时,锚缆要收紧,尽可能使抛设的锚缆长度、抛出角度最佳,以保证挖泥船可始终在定位仪显示的规定区域内施工,同时也将抛锚对码头营运的影响减少到最小。挖槽边坡要求为1:5或1:3。施工时,注意根据泥层厚度,按阶梯形断面开挖边坡,采用“上欠下超”法,使挖槽自然坍塌后,符合边坡要求。 当遇到泥层厚度小于一斗挖深或部分区域泥层很薄,而且泥层稀薄松软,为了防止超深过多,利用稀薄松软土质被水流冲刷的特点,可采用梅花式挖泥法。梅花式挖泥法即每关在横断面上间隔排斗,当前一关挖完后,挖泥船进入后一关时,排斗位置尽量在前一关两个挖泥坑之间,这样依次前进,所挖斗坑就形成梅花形分布图。 绞吸挖泥船施工作业方式 绞吸船在施工过程中,根据施工区域的宽度、泥层厚度,采用分条、分层开挖,每条挖宽100m左右(视风浪、流速情况定),每层挖深3~5m,包括边坡、超深、超宽,分2~4层开挖。施工时,注意根据分层厚度,按阶梯形断面开挖边坡,边坡为1:5或1:3,采用“上欠下超”法,使挖槽自然坍塌后,接近设计边坡。 为达到最佳的生产效率,挖泥作业应根据土质、泥层厚度和挖深,掌握好绞刀得前移距、切泥层厚度、横移速度及绞刀转速等主要参数,使绞刀能较好的挖掘泥土,并使绞刀挖掘的生产率与泥泵系统吸泥、排泥的生产率相配合,以达到最佳的生产率和确保施工质量。 本工程先后安排两种绞吸船进驻施工,一种是三缆定位式绞吸船,另一种是钢桩台车定位式绞吸船。三缆定位式绞吸船横挖作业时,是以三缆的交点作为摆动中心,使挖泥船前移和横移。三缆定位避让方便,挖泥时前移速度快,又可在任何一个位置作前移,遇到泥层塌方时退船进船方便,并且在风流浪影响较大时可以施工作业。钢桩台车定位式挖泥船作业时,挖泥船先将台车位置收到初始位置。进点时,将台车的钢桩对准挖槽中心线,一旦挖泥船到达起点位置,将台车钢桩缓速插入泥中,将副桩提起,挖泥船完成一次施工前移,将副桩落下,起台车钢桩,并将台车钢桩收到初始位置,开始第二运行行程。此方法使绞切的平面轨迹始终保持平行前移,避免出现重挖或漏挖现象。 3.4项目质量控制 工程建设质量控制管理的一个非常重要点就是施工过程中的质量控制管理,施工全过程高效质量管理是整个工程项目建设成败的根本。港口码头工程施工过程中,必须要结合工程的特点、技术难点、以及施工现场的实际情况,采取有针对性的技术措施确,从监理管理组织机构、管理人员、技术方法措施、原材料采购、施工机电设备运行状况、施工质量通病预防、以及应急补救措施等方面,建立完善的施工质量监理管理制度,对港口码头工程施工全过程做到精细化、精益化质量控制管理,确保工程高效、优质、快速的建设发展,就具有非常重要的意义。 港口码头工程通常在水深浪大的海湾或者水位变化较大的江河上进行施工建设,水上作业量非常多、作业难度非常大、施工质量要求非常高、工程建设周期短,尤其是一些海港工程其在施工建设过程中还受台风或其他风暴的影响,给工程高效优质快速施工建设提出了相当大的困难。工程项目建设质量控制管理,可以通过项目管理的框架优化、施工方案优选等提高工程施工整体水平,确保工程施工建设高效、安全稳定的施工建设。港口码头工程其建设投资费用较大,需要有强有力的系统组织作为施工质量保障基础,按照规范、科学的质量监督管理模式进行有序运作。有效的建设质量监督管理,可以提高工程投资的经济效益,使工程造价始终处于可控、能控、在控等良性循环中,确保工程具有较高的施工质量水平。因此,港口码头相关工程在施工过程中,应该从基槽挖泥的质量控制、基床的质量控制、码头轨道位移和沉降的质量控制等方面进行重点研究。在施工过程中,必须严格根据设计要求和基坑开挖的实际情况等,合理选用适合工程特点的挖泥船舶等机械设备。码头水域疏浚工程在施工质量控制方面同样需要遵循上述的要点。同时,由于工程性质的不同,码头水域疏浚工程在水域疏浚质量控制和吹填区质量控制方面,又有其特殊的要求。 水域疏浚质量控制 1.在工程开工前,认真研究当地的气象、水文及疏浚水域水深等方面的情况,结合自身施工船舶的特点制定详细的技术交底。 2.施工过程中,利用DGPS定位仪进行船舶定位,每月定期检查疏浚水域的水深变化情况,确保尽量不留浅点。 3.通过安装潮位遥报仪并定期进行检校,来调节绞刀桥架的下放深度,更精确的控制挖深。底层开挖时每天必须有至少3次船艏、船舯、船艉两侧水砣测深记录,严禁漏挖现象发生, 4.采取分条分层的施工工艺,条与条之间有3~5m的重叠区域,避免浅埂的存在。根据开挖时到竣工的时间长短不同,预留不同的备淤超深,以控制回淤,保证完工时符合设计要求。 5.施工时,注意根据分层厚度,按阶梯形断面开挖边坡,采用“上欠下超”法,使挖槽自然坍塌后,接近设计边坡。 6.如发现有遗留的浅点或浅埂等,分析形成原因采取在施工图上标示的方法;利用扫浅作业阶段进行清除。 吹填区质量控制 1.在吹填区布设高程控制的“竹竿”,在达到业主指定的吹填高程后及时进行吹填管线的延伸,确保吹填质量。 2.在施工中通过控制吹填区水位的变化,减少流失。 3.每天对吹填区围堰进行巡视,排查隐患,并做好临时性的维护。 总的看来,码头疏浚工程的质量管理,主要是应该做好施工质量监督管理,也就是对时间、资金、人力等资源进行有效协调,确保工程在施工进度的指导下,按照既定的施工质量控制和进度管理目标,将人力、物力、施工信息资源等有机结合起来,形成完善的质量监督管理运行机制,结合工程现象实际情况,做出更为合理的施工决策,确保港口码头工程高效、优质、快速的建设发展。 3.5 项目成本分析 国外工程项目成本控制的研究起步比较早,早在上世纪50年代初,美国就己经提出了网络计划技术,把项目成本控制视为一项系统工程。 目前国内外使用较多的工程项目成本费用控制方法主要包括ABC法、挣得值法、层次分析法、因素分析法等,这类方法主要都是针对过程中的成本控制而言,已各具特色,自成一体。ABC法主要针对间接费用的分配问题,着眼于费用、成本的来源,把间接费用分配到产生这些费用的成本动因上;层次分析法主要是决策者用于判断诸因索相对重要性,存在一定主观性;因素分析法强调的是各种因素对成本形成的影响程度,是静态的分析行为。而挣得值法注重的是在过程中实时分析成本流向,通过对相关参数的计算与评价,判断工程项目成本是否存在超支,工期是否按计划进行,能够及时采取纠偏措施,分析的过程和结果是动态的,对于成本控制更具及时性和前瞻性。目前,对于前期成本预测和竣工成本核算尚未形成系统的控制理论和方法,故上述方法仅用于本课题研究的事中成本控制模型中,事前成本预测和事后成本核算模型则按国家相关法规建立。 3.6 项目管理与环境保护 为了符合国家在环境保护方面的要求,码头疏浚工程应较多采用绞吸式挖泥船进行施工。与普通疏浚工艺相比,绞吸式疏浚工艺的特点有:能够有效清除河道湖泊的受污染底泥,同时能够为水生生物的恢复创造条件,在进行环保疏浚施工过程中要采用相应的环保船,对设备配置自动化,以及精确程度较高,而且开挖过程中有着较高的要求,会对相应的底泥进行不同程度的特殊处理,同时还要进行专项的分析,严格的控制。 另外,根据工程建设单位的要求,在项目管理的过程中需要委托第三方在工程施工期间对施工区周边海洋环境进行全程跟踪监测,以了解疏浚物在施工海域、吹填海域的漂移、扩散状况,在海底的堆积情况、物质交换过程和最终归宿,掌握吹填过程中海域环境质量的时空变化状态、生态环境及重要环境敏感目标受影响程度,以及保护该海域的海洋环境和海洋生态,为建设单位和海洋主管部门在管理时提供科学的决策依据。 4码头建设工程项目管理经验总结 在该工程施工过程中,船舶施工遇到最大的难点是:施工吹填区围堰高程较低,无法满足吹填条件,吹填施工受到很大的影响。 在疏浚与吹填下程中常会遇到水土二方开挖,存在抛锚、横移作业困难和高边坡坍塌安全问题,坍塌土过多不仅会掩埋机具,还会产生不利的冲击波,产生破坏力。施工中采取的主要技术措施有: 水上方超过4m时,应先采取措施降低其尚度,然后再开挖,以保证安全。常用的方法有:①陆上机诫开挖降低高度;②松动爆破项先塌方降低高度。 开挖分层的厚度要合理,在保证挖泥船吃水与最小挖深的情况下,尽量减少第层的开挖厚度。 挖泥船每次前移距离与开挖厚度要小于正常值,通过减少前移距离和开挖厚度的方式,以减小土体的坍塌量。 变通条开挖为短条开挖,以减少两侧土体坍塌对挖泥船造成的冲击;以减小横移拉力。 在受潮位影响的区域施工,要利用高潮位开挖上层,低潮位时再开挖下层;开挖要尽量安排在白天通视条件较好时进行。 应加强船头与岸坡的观察,掌握土体的坍塌规律,发现问题,及时采取避让措施。 5结论 科学、高效、完善的项目施工管理能够提高码头疏浚工程管理效益。本文以某散货码头水域疏浚工程的项目管理为例,详细分析和研究了项目管理在该工程的施工工艺优化、施工质量控制、施工成本、施工安全等方面的作用,并对码头疏浚工程项目管理的重点和难点进行阐述和总结。 参考文献: [1]水利部水建〔1995〕128 号通知发布.水利工程建设项目管理规定,1995,4 ,21. [2]刘慧敏. 浅谈港口疏浚及后方吹填――以某码头港池航道调头区为例[J]UEDBET西甲赫塔菲 ,. 科技创业家, 2012 . [3]陈嘉林. 关于航道疏浚工程施工管理浅析[J]. 城市建设理论研究, 2011 . [4]范智杰, 刘玲. 大铲湾集装箱码头疏浚施工技术综述[J]. 重庆交通学院学报, 2006, 25: 1.

码头;基槽;绞吸船开挖;技术 1 开挖工艺选择及设备选型 1.1 开挖工艺选择 基槽开挖施工在地基为岩基且不危及邻近建筑物的安全时,视岩石风化程度,可采用水下爆破,然后用抓斗式挖泥船清碴,或直接用抓斗式挖泥船挖除。地基为非岩基多采用挖泥船开挖。 1.2 船舶设备选型 基槽开挖施工选择相应挖泥船时,要对自然环境条件、工程规模、开挖精度和挖泥船技术性能等因素作综合分析,选择可作业的、能满足工程要求的、且挖泥效率高的挖泥船。 一般砂质及淤泥质土壤宜采用绞吸式船开挖。黏性士或松散岩石宜采用链斗式、抓扬式或铲斗式挖泥船。此外,在外海进行基槽开挖作业时,选择抗风浪能力强的挖泥船。在已有建筑物附近进行基槽开挖时,选择小型抓扬式挖泥船。 2 工艺原理 码头深基槽绞吸船开挖主要施工工艺是将基槽、码头前沿泊位区分成若干条幅,各自划定的疏浚区内配备相应满足设计挖深要求的绞吸式挖泥船,进行水下基床部分开挖的施工工艺。 3 施工要点 3.1 水下垃圾及障碍物清理 目前国内大部分重力式码头设计方案均紧邻后方陆域堆场,其选址一般在已形成封闭的港池内,周边围堤能够对码头形成良好的保护,并能够满足原材料运输需要。因此基床上部可能存在石块、土工布等施工垃圾,施工中经常性造成出砂喷头堵塞,停船排查,严重影响绞吸船施工效率,同时也对船机造成损坏,导致设备完好率降低。为保证工程的持续施工,石块、施工垃圾清除可配备一艘抓斗式挖泥船定点清除。 3.2 码头基槽开挖施工 码头基槽开挖选用钢桩定位绞吸式挖泥船,采用定位台车横挖法施工,分条、分段、分层挖泥。利用一根钢桩或主锚为摆动中心,左右边锚配合控制横移和前移挖泥。 3.2.1 分条施工 采用钢桩横挖法施工时,分条的宽度宜等于钢桩中心到绞刀头水平投影的长度; 分条的数量不宜太多,以免增加移锚、移船时间,降低挖泥船的工效;分条的最大宽度不得大于挖泥船一次开挖的最大宽度。绞吸挖泥船的最大挖宽一般不宜超过船长的1.1倍 由于绞吸船是利用一根钢桩为摆动中心,其开挖面为扇形,如下图所示,因此当开挖至基槽底边线处,图中扇形面两侧阴影区内的开挖土方不能挖除,如继续向前挖除,则不能满足基槽开挖底边线的平面位置要求。 施工中,采取如下施工方法很好的解决上述难点问题:在绞吸船最后一刀施工中,绞刀在挖至阴影区域部分时,采用向前进两步台车的方式,能够的将该部分施工完成,经检测,采用该种施工方法能够满足基槽开挖底边线的平面位置及开挖深度要求。 3.2.2 分层开挖及边坡施工 基槽开挖深度较大时宜分层开挖,每层开挖高度应根据土质条件和开挖方法确定,以保证断面尺寸的精度和边坡稳定。 每层厚度根据边坡精度要求、土质和挖泥船类型确定。可下列规定分层施工: 分层挖泥的厚度应根据土质和挖泥船绞刀的性能确定,宜取绞刀直径的0.5~2.5倍,对坚硬土取较低值,对松软土取较高值。根据对已承建工程施工经验总结,一般淤泥和流动性粉砂分层在4.0m左右,板结砂、粘性土一般分层在2~2.5m左右,如分层厚度较大将产生塌方,影响船舶稳定及施工安全; 最后一层应较薄,以保证工程质量; 边坡采用台阶型开挖,以3500m3绞吸船开挖边坡1:2为例,土质粉砂,台阶开挖高度取4.0m,每层开挖宽度取8m,边坡开挖时,横移架每挖完一层,横移宽度缩小8m,操作人员通过横移并同时提升绞刀架形成边坡。边坡施工中掌握下超上欠,超欠平衡的原则,阶梯处自然塌方,成一定坡比。 3.3 扫浅、自检与验收 码头基槽开挖施工一般合同规定验收标准为基槽开挖及前沿区域内要求不能存在浅点,须通过海测大队通航测量,符合有关通航验收及工程验收标准。 4 疏浚工程质量保证措施 4.1 开挖区域平面的定位 每条船配备DGPS进行平面定位,并专人负责。按分层施工要求,通过下放深度指示器控制绞刀的下放深度,开工前对深度指示器进行校核,以确定绞刀下放的合理深度。 4.2 施工测量质量控制 施工测量前,对所有投入的测量设备进行检查,确保其全部在使用有效期内,并准确可靠。如发现异常情况,则进行仔细检查,必要时重新检定。施工中,首先对提供的测量控制点进行复测,并建立满足测量要求的控制网络。对一些重要的控制项目,进行复测验证。对提供的各项测量数据和信息负责。 4.3 挖槽深度控制 各施工船只必须配备测深仪。 施工前必须正确理解疏浚区取深并严格按照GPS坐标式测深仪指示进行挖槽深度控制。当挖泥船上的荷载以及水位发生变化时,应及时计算出并调正绞刀头的下放深度,刀架横扫轨迹线密集。 对挖槽已挖部分要随即进行水深测量,发现欠挖超过允许值时,应及时退船处理。 每个星期由项目部专业测量人员组织测量已开挖海域,形成现有海底基面图,如发现漏挖,即形成海底塘梗现象的,马上责成责任船只回挖平齐。 绞吸挖泥船施工时随时关注潮水的变化,掌握水位变化情况,并实时调整施工挖深,确保施工质量。 6 结束语 应用大型绞吸船进行码头深基槽开挖施工中基槽开挖区位置及尺寸划分、基槽边坡开挖施工方案、基槽开挖与泊位区自检与扫浅施工、合理设置预留开挖超深,满足多波束测量无浅点的验收标准是保证工程符合有关通航验收及工程验收标准的关键,掌握该技术对码头建设、港池航道疏浚工程发展具有重要意义。

1 吹填法施工简介

1.1 吹填法定义

所谓吹填法就是通过通过挖泥船、水力挖泥机器采集到的泥沙经由水力至排泥管道运输到水利工程填筑施工作业的现场。本文介绍的案例工程在实践中使用绞吸式疏浚船抽取吸收泥沙然后运输至围堰施工现场。

1.2 吹填法原理简介

吹填筑堤的工作原理就是泥浆吹填固结密实的原理。它包括3个阶段,即“土料的湿化崩解、沉淀排水、固结密实”。

土料的湿化崩解。土料原本由土颗粒、空气和水组成的三相物质,当经挖泥船的吸头或高压水枪产生的高压水柱造成土料破坏,由三相变成两相的土料与水的泥浆,使土料呈现悬浮状态,为土粒重新结合密实创造条件。

沉淀排水。湿化崩解形成的泥浆经过泥浆泵抽取由输泥管道输送到吹填仓内时,流速递减并最后停止流动,悬浮的土粒在重力作用下逐渐向下沉淀。致使一部分水离析在泥层表面,由高处向低处流动,同时将积水排除。随着泥浆含水率的降低,逐渐成为软塑状态,土体也随之开始初具骨架。

固结密实。由于吹填筑堤是分层积累上升,当第一层经过沉淀排水后,又有上部第二层乃至其后的第三、第四等层加厚,在逐渐自重递增作用下,由下至上也随之固结加密。随着各层吹填土内水分的排除,堤身土的干密度也相应递增,其质量也越来越好。

2 吹填法的土料和设备

土料。水利工程施工现场的泥沙和岩石等材料均可以作为吹填材料,但在实践中吹填材料的采用受到设备的限制,目前我国水利工程设备的现状决定了在实践中常常采用易挖和方便运输的淤泥和风化岩石材料较多。

设备。吹填施工中的设备分为主体设别和辅助设备,一般来说当前我国的国情决定了主体设备为简易的吹填挖泥船只、冲沙船只和水泵等设备,而辅助设备主要有拖轮、泥驳船以及GPS定位系统等设备。

3 吹填法施工方法

水利工程中的吹填法分为传统方法和现代方法,2种方法无优劣之分,在实践中也往往根据实际的情况酌情使用或者是并用。

绞吸式挖泥船直接吹填施工。大部分采用单桩前移横挖法进行挖泥施工,即以一根钢桩为主桩,始终对准挖槽中心线,作为横挖的摆动中心,另一根桩为副桩,为前移换桩用。最大挖宽为船长的1.2~1.4倍,船体左右摆动角度为70°~80°;土层较厚时,取绞刀直径的1.2~1.5倍尺寸进行分层开挖并吹填。

斗式挖泥船挖泥装泥驳、吹泥船吹填施工施工方法有以下七种:①链斗式挖泥船锚缆斜向横挖法;②链斗式挖泥船锚缆扇形横挖法;③链斗式挖泥船锚缆十字形横挖法;④链斗式挖泥船锚缆平行横挖法;⑤抓斗式挖泥船锚缆纵挖法;⑥自航抓斗式挖泥船锚缆横挖法;⑦铲斗式挖泥船钢桩纵挖法。

4 围堰施工

4.1 施工工序

施工准备→绞吸式挖泥船定位、管道安装→吹填施工→粘土填筑→防渗、护坡施工。

4.2 施工准备

测量放样,确定围堰轴线,制定施工方案。

4.3 绞吸式挖泥船定位、安装输泥管

绞吸式挖泥船的二侧的定位极,施工时一侧插入河床即可固定挖泥船,二侧交替轮流拔起。输泥管使用浮筒架设,出泥口布置在已吹好的围堰上,完成该段吹填填筑后,驳接一条不长于5m短管。

4.4 吹填施工

该工程一期围堰施工时采取先开挖导流河道,填筑靠近导流明渠的纵向围堰,完成纵向围堰填筑后,2艘挖泥船分别从纵向围堰和河岸开始填筑上游围堰,最后填筑下游围堰。绞吸式挖泥船采用逆流开挖,施工时将一个定位极插入河床,通过移动绞刀位置调整开挖深度和宽度。挖泥船开挖厚度、绞刀转速、横移速度和前移距离根据疏浚土的类别进行调整,以达到最佳工效。在该工程施工中,由于结合建筑物基处开挖,开挖厚度控制在1m以内(预留1m的开挖保护层,防止基础超挖,一期围堰填筑量约8万m3,基坑面积12.6㎡;二期围堰由于不需要填筑纵向围堰,填筑量约4万m3,基坑面积8.7㎡)。开挖导流河道时,采用分条开挖,保持一个相对稳定的间距,以避免欠挖形成土埂。

4.5 围堰防渗和护坡

吹填围堰基本为均质沙围堰,非常适合采用高喷灌浆防渗,利用钻机高压射流,冲击切割和强烈扰动,破坏沙土体,使水泥浆液在射流作用范围内扩散、充填周围沙土层,并与沙土粒掺混搅合,硬化后形成凝结体。防渗效果非常理想。由于沙质围堰抗冲刷能力较差,冲刷大的纵向围堰及转角处须采用彩条布和抛石护坡护脚。

4.6 围堰沉降、位移观察

该围堰施工完成以后,在围堰上均匀布置了5个观察点,记录围堰的沉降和位移。围堰一个月的沉降值为8.1cm,围堰前两周的沉降量都较大,以后每周沉降量≤5mm,已基本稳定;位移在三天后基本稳定,总偏移量为3.6cm。

5 经验和不足分析

吹填法在用砂方面就地取材同时可以结合倒流明渠,在施工时间上节约了后期基础开挖的实践,这样就节省了施工的成不指出,提高了工程社会经济效益。

本工程围堰采取吹填法后施工进度明显加快,强度非常的高整个工程的施工实践不到一个月,对比常规的施工方法——进占法土质围堰施工,不仅仅节约了工期,同时也节约了大量的成本。

改工程吹填物料为中细沙砾,没有孤石杂物,同时采取了搞喷防渗墙来取得了很好的防渗效果。该工程的一起基坑只使用了3台5050m3/h离心式水泵进行排水,二期更只使用了2台进行排水,可见,其防渗效果极佳。

当然,该工程在施工中也有一些不足之处,比如一期的围堰工程,在结合地带没有很好的清除表层的一些植被导致有不少的渗水。在二期的施工中对此进行了改善,防渗效果明显好转了很多。