耙吸船溢流施工在航道扫浅阶段的应用
1、王强2、武阳
**湾建设工程有限公司
摘要：本文主要以实例介绍耙吸船溢流施工在扫浅过程中的应用，并根据实际工况进行的施工工艺改进，对施工项目产生的效益。
关键词：耙吸船；溢流施工;扫浅阶段；施工工艺；
21世际初,我国对外开放的不断深入,港口建设取得了不断的发展,为了更好的满足大型船只对进出港的要求,对我国港口航渡提出了更高的要求,航道的加宽加深成为了必然。对疏浚业施工船舶技术进行提升也成为了当前的热门话题,对航道提出了更高更快捷的要求,这就需要运量大、开挖深度深、速度更快的大型泥船。为了更好的适应市场的需求,自航耙吸挖泥船以其独特的优势占据上风。本文以实际工程为例介绍了自航耙吸挖泥船溢流施工在航道扫浅阶段的应用。
1.工程介绍
天津港大港港区10万吨级航道工程为南港工业区主航道开挖工程，航道总里程为46km。本工程实施的航道里程20+000~46+000范围，航道开挖长度为26km。10万吨级航道设计底标高为-15.0m，设计底宽300m，边坡坡比1:5,允许超宽3米，允许超深0.4米。
本文主要探讨通力轮在此项目中的扫浅施工工艺。施工段：26+000---33+000施工段共计7KM，底槽宽度300M，边坡比1:5，设计挖深-15M（水深基准面为天津港理论最低潮面），允许超宽3M，超深0.4M。根据26+000---33+000施工段最新水深测图，现有航道已经基本达到了工程质量的要求，但挖槽中仍有少数未达到设计深度的浅点及极小范围的浅区需要挖除。施工区外的水深较深（-7至-9米左右），施工区内的浅点、浅区零散的分布在施工区中线50米左右和两侧-15米底边线附近，通力轮采用上外排溢流施工工艺。
总长
111.4m
型宽
21m
型深
8.1m
满载吃水
7.15m
空载吃水
3.4m
舱容
5400m3
挖深
30m
吸管直径
900mm
排泥管直径
800mm
吹岸距离
1500m
泥泵柴油机功率
1400Kw×2
主机功率
3300Kw×2
航速
13.5Kn
建造年限
1994.7
建造厂
荷兰IHC
表1、通力轮船舶参数表
图1
施工段29+000---33+000
图2
施工段26+000---29+0002、施工工艺及典型施工的参数统计
2.1
施工工艺
驾驶员下达“备耙”指令，操耙手将吸泥管缓慢放入水中，待弯管与吸入口对接后，启动泥泵，并开启低浓度外排阀，使上层低浓度淤泥直接排出船两舷，并按驾驶员要求将吸泥管和耙头下放到一定深度。
挖泥船即将到达挖泥位置，驾驶员命令下耙时，将耙头下放到泥面，同时将泵机提高到正常转速，开始挖泥，当仪表指示浓度升高时，开启装舱阀，关闭低浓度外排阀开始装舱。
挖泥中注意观察真空表、压力表、浓度表、流速表数值，以便随时调整下耙深度保证挖泥效率。
挖泥船到达终点起耙或掉头时，应将耙头和耙中起到安全的高度，待泥浆浓度降低后开启外排阀关闭装舱阀，排除清水至船舷外，如终止挖泥施工可关掉泵机，起耙上架。
施工现场水位站设置“潮位自动遥报仪”：测量水位通过无线传输设备发送到接收机。“北斗发射装置”：由于航道较长，潮位仪信号传输距离有限，潮位仪信号通过北斗发射装置发送给卫星，再通过卫星发送给挖泥船北斗接收装置。“潮位修正装置”：因为航道距离较长，不同施工段潮位不同，需要经过潮位推算出所在施工段实时潮位。“北斗接收装置”：
接收卫星发射的潮位信息。挖泥船配备“潮位自动接收机”：北斗接收装置将潮位信号发送给挖泥船，使其在计算机中显示。安排项目人员对船舶及现场的潮位收发装置进行校正，保证潮位数据的正确性。根据潮位调整下放深度，保障施工质量。
26+000---33+000施工段根据水深浅点图分析，施工区外的水深较深（-7至-9米左右），施工区内的浅点、浅区零散的分布在施工区中线50米左右和两侧-15米底边线附近，通力轮采用上外排溢流施工，边线附近均匀布线，现有航道已经基本达到了工程质量的要求，但挖槽中仍有少数未达到设计深度的浅点及极小范围的浅区需要挖除，根据最新测图，在挖泥操作系统上标出浅区位置，绘制扫浅挖泥航线，准确上线定位挖泥，针对比较孤立的浅点通力轮采用“拉抽屉”的施工方法作业。
挖掘长度：26+000---33+000施工段挖掘长度为7千米。
图3
施工段26+000---30+000浅点分布图
图4
施工段30+000---33+000浅点分布图
齿型及排列：施工区由于部分地段地质变硬，采取前排尖齿，后排扁齿，增加破土性，效果较好。
2.2施工操作心得：
1、减小船舶艏尖舱压载水，目的是改变船舶艏艉部吃水从而增大水上外排的排出距离，进而增加有效溢流效果。
2、由于采用溢流施工方法，故此通力轮进行下流施工方法，以便外排出的淤泥流出施工区。在进行边坡作业时在保证施工安全的前提下，船舶风流压差小于10度时，通力轮仍采用下流施工法，如流压变大为避免泥耙钻进船体下面，从而导致挖泥设备的损坏。调至上流施工。
2.3施工参数
各设备使用参数：主机转速1000rpm，尾轴转速200rpm,挖泥时泥泵转速180rpm（清水转速170rpm)，双耙波浪补偿器压力32bar,耙头挖掘入泥角度为+10°，未采用高压冲水。
输送参数：施工时挖泥浓度1.2t/m3至1.4t/m3，清水流速6.2m/s，施工流速4.5m/s——5.6m/s，挖泥真空_0.6bar——
_0.75bar，最佳挖泥航度2节至2.5节。
施工周期：为了增加项目效益，通力轮采用外排溢流方法持续施工。
3.工艺改进情况
在26+000---28+000施工段施工时发现部分地质较硬，挖泥航速减缓而且挖泥参数均有不同程度的下降，经过取样分析通力轮将耙头的前排齿由原来的扁齿换为尖齿，增加耙头的有效破土，效果明显，施工参数较同期比有所上升。
除此之外，在该施工段边坡作业时耙头由浅区溜向深的区域导致耙头钻撇影响边坡作业质量，为解决此问题，通力轮在耙头下加装防溜耙的“立板”，经过改造溜耙现象明显减少。
4.测图分析、阶段性工程量的比较
根据几次测图可以分析出分布在中线附近的浅点基本已经被挖掘至设计深度，边线附近的浅点依稀存在，所以下一步通力轮的施工重点和难点都在边线附近的浅梗（点）。
5.施工中遇到的问题及解决方法
5.1生产率、时利率限制因素分析
1.施工段内大部分区域已经到达设计深度，浅点零散的分布在中线附近及-15米底边线附近，通力轮处于全面扫浅阶段，对通力轮的生产率产生一定的影响。
2.26+000---33+000施工区边坡线外水深较浅，且该泥质沉淀速度较快，溢流效果不是很明显，同样影响船舶的施工生产率。
5.2其他问题及解决措施
1.针对溜耙现象，通力轮在耙头下加装了立板，防止溜耙，效果明显。
2.针对施工区内存在地质较硬的区域，通力轮对耙齿进行了更换，增加耙头的破土性能。
6．技改、创新项目以及施工中的值得推广的经验等
1.施工过程中及时对施工区内的土质进行取样分析，发现地质变硬，土样中存在粒径较大的沙粒，通力轮及时更换耙头耙齿，并更换磨损较大的耙齿来保证耙头的破土性能。
2.在测量不能及时时，合理布线，充分利用挖泥软件的标注浅点功能，并及时调整施工方案，更有针对性且能保证整体的质量，为工程的进度争取宝贵的时间。
3.采用水上外排施工能增加溢流时间，掉头时采用双泥泵并联能减少船舶掉头时间，增加了船舶有效的施工时间。对比装仓施工，溢流施工增加了施工时间，减少了施工成本。通力轮施工26+000至33+000装舱施工平均每天2舱，舱容5400方，根据实测装仓数据，装仓率80%，得出如下成本能对比表。
通力轮
溢流施工
装舱施工
工程量（方）
335000
工期（天）
成本（万元）
724
897
表2、成本对比表
4.边坡作业时耙头由浅区溜向深的区域导致耙头钻撇影响边坡作业质量，为解决此问题，通力轮在耙头下加装防溜耙的“立板”，经过改造溜耙现象明显减少。
参考文献
1.天津港大港港区10万吨级航道工程施工组织设计
2.通力轮施工工艺
天津航道勘察设计研究院，2002.3
3.4.
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