沿海集裝箱碼頭下方及后方清淤技術(shù)探究

1、    沿海集裝箱碼頭下方及后方清淤技術(shù)探究    龔圣勇摘 要：國內(nèi)某集裝箱碼頭由于碼頭后方及下方淤積嚴(yán)重，淤積厚度最深已達(dá)9m，對(duì)樁基結(jié)構(gòu)安全造成隱患，急需對(duì)碼頭淤積的25萬方淤泥盡快清除，減少樁基壓力，國內(nèi)近年來采用的小型自制絞吸船由于功率較小，無法滿足要求，針對(duì)此情況，本文根據(jù)碼頭淤積情況采用了拼裝式絞吸船結(jié)合自吸泵工作船，通過設(shè)置減載溝快速減載，合理組織施工，及時(shí)完成清淤任務(wù)，確保碼頭結(jié)構(gòu)安全，為類似工程施工提供施工及技術(shù)參考。關(guān)鍵詞：集裝箱碼頭；碼頭清淤；減載溝；絞吸船、自吸泵：u655.4 ：a ：10067973（2017）04-0068

2、-021 工程概述國內(nèi)某碼頭總長度1500m，分4個(gè)泊位，共17個(gè)結(jié)構(gòu)分段，建設(shè)等級(jí)為3個(gè)10萬噸級(jí)集裝箱泊位、1個(gè)7萬噸級(jí)集裝箱泊位。碼頭頂面高程為5.20m，前沿設(shè)計(jì)底高程為-17.50m。碼頭通過6座引橋與后方陸域相接，引橋長度均為109.5m。碼頭下及后方淤積嚴(yán)重，碼頭后沿處最大淤積已達(dá)9m，嚴(yán)重影響碼頭安全。為保證碼頭安全，需要對(duì)碼頭下及后方淤泥進(jìn)行疏浚。清淤范圍包括碼頭360m1500m區(qū)域，即1#、2#、3#泊位區(qū)域（碼頭360m1170m）碼頭后沿至岸側(cè)40m范圍內(nèi)泥面標(biāo)高清淤至-5.5m，向岸側(cè)邊坡取1：5；碼頭下部區(qū)域由碼頭前沿-17.5m標(biāo)高處向岸側(cè)以1：3坡度削至現(xiàn)狀泥

3、面。2 清淤方案確定2.1 綜合考慮碼頭回淤情況對(duì)樁基的影響，同時(shí)考慮施工對(duì)碼頭裝卸作業(yè)的影響，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，初步確定分四步進(jìn)行施工第一步：碼頭后沿減載溝施工。第二步：碼頭后方區(qū)域清淤施工。第三步：碼頭下方清淤施工。第四步：碼頭前沿外掃淺施工。2.2 施工順序根據(jù)碼頭回淤嚴(yán)重情況，施工時(shí)采取分段施工，施工順序?yàn)椋汉０秱?cè)按照由陸側(cè)向海側(cè)的順序進(jìn)行，東西側(cè)按照2#泊位 3#泊位1#泊位（碼頭后方與下方同時(shí)作業(yè)施工），確保整體安全。2.3 施工總平面布置根據(jù)排出淤泥運(yùn)輸方式不同，本工程施工總平面布置暫定兩種施工方案：方案一：總體施工布置：碼頭下方采用1條特制80方/h自吸泵清淤施工；碼頭后方采用一條

4、150方/h大絞吸船施工；絞吸出來的泥漿直接通過吸泥管排放在碼頭1#泊位東側(cè)預(yù)先挖出來的儲(chǔ)泥坑內(nèi)，待坑內(nèi)泥漿沉淀后采用5方抓斗式挖泥船配合兩條500方泥駁將泥拋運(yùn)至卸泥點(diǎn)。方案二：總體施工布置：碼頭下方采用1條特制80方/h自吸泵清淤施工；碼頭后方采用一條150方/h大絞吸船施工；絞吸出來的泥漿直接通過吸泥管排放在碼頭1#泊位東側(cè)的泥駁上，然后通過泥駁將泥漿拋運(yùn)至卸泥點(diǎn)。經(jīng)過分析，方案一具有施工連續(xù)性好， 效率高的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是吸出的泥漿由于濃度較低，泥漿在儲(chǔ)泥坑沉淀前在水流作用下流動(dòng)，可能會(huì)重新在儲(chǔ)泥坑附近區(qū)域回淤。方案二具有吸出的泥漿不會(huì)對(duì)碼頭區(qū)域產(chǎn)生影響的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是：由于泥漿濃度低，

5、每方泥產(chǎn)生的泥漿有56方，外運(yùn)工程量較大；泥駁在換駁過程中吸泥全部要暫停；影響吸泥工作效率；泥駁每次進(jìn)點(diǎn)都要拋錨，靠駁工程量大，可能會(huì)影響前沿集裝箱船的正常作業(yè)；泥駁運(yùn)泥過程中，由于泥漿濃度低，會(huì)導(dǎo)致泥漿泄漏，引起水域污染。結(jié)論：由于本工程工期較緊，前期需要迅速減載，綜合考慮先暫選擇方案一進(jìn)行施工，針對(duì)方案一有可能引起附近港池回淤的問題，施工過程中加強(qiáng)對(duì)儲(chǔ)泥坑附近及港池的水深監(jiān)測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)回淤，則立即采用抓斗船進(jìn)行掃清，如回淤明顯影響碼頭正常施工作業(yè)，則采用方案二進(jìn)行施工。3 主要施工方法3.1 碼頭減載溝施工3.1.1 位置距碼頭后沿向岸側(cè) 5m 處先挖一條底寬 15m 溝槽（原設(shè)計(jì)為底寬6

6、m，后根據(jù)實(shí)際絞吸船施工參數(shù)，經(jīng)設(shè)計(jì)同意后修改為底寬15m），向海側(cè)邊坡不陡于 1：3.5，按 2#泊位、3#泊位、1#泊位的次序施工。3.1.2 主要施工方法（1）為保證海、岸測(cè)側(cè)土體的穩(wěn)定，施工時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行施工。（2）減載溝底標(biāo)高為-4.0。施工時(shí)不得超深，絞吸船鉸刀標(biāo)高控制為-3.5m。（3）為準(zhǔn)確控制挖泥標(biāo)高，挖泥控制標(biāo)高參照碼頭面層頂標(biāo)高（+5.2m），施工前在碼頭后沿每隔30m左右設(shè)置水尺并配有照明設(shè)備，絞吸船上施工員每隔30分鐘觀測(cè)一次水尺讀數(shù)后通知船長對(duì)絞吸船鉸刀的高度進(jìn)行修改。（4）斷面形成后次日，采用gps+測(cè)深儀對(duì)斷面進(jìn)行測(cè)量，并用水坨對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，測(cè)量成

7、果及時(shí)上報(bào)監(jiān)理業(yè)主。3.2 碼頭下方清淤施工碼頭下方施工受碼頭結(jié)構(gòu)空間的影響，正常的疏浚機(jī)具無法進(jìn)入，施工條件困難。本工程采用特制的自吸泵工作船，施工原理采用設(shè)置在前端的高壓水泵與吸泥泵配合施工，將沖散的泥通過排泥管排出。主要施工工藝：（1）自吸泵工作船由汽車運(yùn)至碼頭5#引橋，再由汽車吊吊入碼頭后方2#泊位水中，由于自吸泵工作船沒有動(dòng)力，施工中需交通船（小機(jī)動(dòng)船）配合。（2）施工定位方法：利用碼頭前沿系船柱與碼頭后沿對(duì)直同設(shè)點(diǎn)位點(diǎn)，兩點(diǎn)拉一條鋼絲繩，中間橫拉鋼絲繩，形成交叉十字錨，這樣使工作“小船”可以前后左右靈活移動(dòng)，能到達(dá)需施工的任何位置，同時(shí)工作船前端沖吸泥裝置可左右擺動(dòng)，確保碼頭排架下

8、方清泥效果。（3）船位調(diào)整到位后將設(shè)在船前的沖泥裝置下放到泥面開始工作。在高壓沖水的作用下將水下泥層粉碎，再利用泥泵的吸泥和排泥功能即在離心力作用下，通過排泥管將泥漿輸送至碼頭1#泊位東側(cè)預(yù)先挖好的儲(chǔ)泥坑內(nèi)，由于清淤地點(diǎn)距儲(chǔ)泥坑距離較遠(yuǎn)（最遠(yuǎn)近1300米），因此在排泥管上根據(jù)實(shí)際情況安裝增壓泵或在排泥管中部位置設(shè)置接力泵將泥漿排放至儲(chǔ)泥坑。 （4）施工中計(jì)劃由碼頭后沿分3米一個(gè)臺(tái)階向碼頭前沿施工，通過設(shè)在碼頭邊的水尺控制大頭的下方深度，上欠下超通過自然坍塌逐步達(dá)到1：3的坡比。3.3 碼頭后方清淤由于碼頭后方清淤方量較大，因此需選用大型清淤設(shè)備。本工程采用150方/小時(shí)絞吸船一艏，通過陸上運(yùn)輸

9、至施工現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)拼裝下水，施工時(shí)利用配置在船體前端的鉸刀將泥鉸松，然后通過排泥管將泥漿輸送至碼頭1#泊位東側(cè)預(yù)先挖好的儲(chǔ)泥坑內(nèi)。施工分區(qū)：碼頭碼頭后方以引橋中間區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)施工區(qū)域進(jìn)行施工，本工程共分為a、b、c、d四個(gè)區(qū)域進(jìn)行施工，一個(gè)區(qū)域施工完成后，進(jìn)入下一個(gè)區(qū)域進(jìn)行施工。施工分層分條：根據(jù)施工工藝及船舶性能，后方挖泥分4條進(jìn)行施工，分層厚度根據(jù)泥層厚度及鉸刀功率分為兩層施工，施工時(shí)嚴(yán)格按照分條分層進(jìn)行施工，上層全部完成后再進(jìn)行下層施工。3.4 儲(chǔ)泥坑設(shè)置為保證挖泥效果，排泥地點(diǎn)選定為1#泊位東側(cè)預(yù)先挖出直徑約50米，深度為3米（底標(biāo)高-6.0m）的深坑，為確保碼頭及圍堤安全，儲(chǔ)泥坑邊線距碼

10、頭1#泊位東側(cè)距離不小于50m，距離圍堤距離不小于70m。根據(jù)施工進(jìn)度情況定期對(duì)儲(chǔ)泥坑及周邊的泥面標(biāo)高進(jìn)行監(jiān)測(cè)（監(jiān)測(cè)采用測(cè)深儀結(jié)合水坨），如泥面標(biāo)高臨近設(shè)計(jì)給出的警戒值（以1#泊位最東側(cè)排架原泥面線為警戒標(biāo)高），立刻用挖斗式挖泥船進(jìn)行清淤并運(yùn)走傾倒。3.5 施工期沉降位移及水深監(jiān)測(cè)3.5.1 施工期沉降位移監(jiān)測(cè)在施工過程中，利用原碼頭后沿的沉降位移觀測(cè)點(diǎn)，并在后沿大堤上布置沉降位移觀測(cè)點(diǎn)（控制點(diǎn)平面布置見下圖）進(jìn)行每日觀測(cè)，觀測(cè)結(jié)果每日上報(bào)監(jiān)理、業(yè)主，確保碼頭及大堤的穩(wěn)定。3.5.2 挖泥水深監(jiān)測(cè)挖泥斷面形成后，采用gps+測(cè)深儀對(duì)斷面進(jìn)行測(cè)量，并用水坨對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，測(cè)量成果及時(shí)上報(bào)監(jiān)理業(yè)主。3.5.3 儲(chǔ)泥坑水深監(jiān)測(cè)儲(chǔ)泥坑及周邊的泥面標(biāo)高進(jìn)行監(jiān)測(cè)（監(jiān)測(cè)采用測(cè)深儀結(jié)合水坨），如泥面標(biāo)高臨近設(shè)計(jì)給出的警戒值（以1#泊位最東側(cè)排架原泥面線為警戒標(biāo)高），立刻用挖斗式挖泥船進(jìn)行清淤并運(yùn)走傾倒。4 結(jié)語本次清淤施工的有效工期共計(jì)150天，施工過程順利，各項(xiàng)措施安全、合理、有效，經(jīng)第三方水深測(cè)量單位測(cè)量，清淤水深及清淤效果滿足設(shè)計(jì)和使用要求。有關(guān)施工方案和技術(shù)資料可供類似工程參考借鑒。參考文獻(xiàn)：1 向文英，李曉紅，程光均，廖振方，陳德淑.淺談河道與水庫清淤的新工藝j；環(huán)境工程；2005年