絞吸式挖泥船水下疏挖河渠施工工法

絞吸式挖泥船水下疏挖河渠施工工法1.前言為促進(jìn)水利建設(shè)施工現(xiàn)代化，提高效率，縮短工期，保護(hù)生態(tài)環(huán)境及節(jié)能減排，并確保河渠開(kāi)挖邊坡的質(zhì)量和性能，引導(dǎo)水利行業(yè)更好的可持續(xù)發(fā)展，水利行業(yè)突出特點(diǎn)就是生態(tài)環(huán)保、引進(jìn)新工藝施工，而如何優(yōu)化施工工藝，加快施工進(jìn)度縮短工期等，將成為影響水利行業(yè)工程發(fā)展的主要因素。針對(duì)本標(biāo)段的河渠航道施工性質(zhì)，技術(shù)要求，環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，及借助以往的施工經(jīng)驗(yàn)并加以優(yōu)化和創(chuàng)新，采用新型的航道水上作業(yè)施工工藝，并編制出具有同施工領(lǐng)域中具有應(yīng)用價(jià)值和參考價(jià)值的的“絞吸式挖泥船水下疏挖河渠施工工法”，本工法在實(shí)際施工的過(guò)程中得到了充分的利用，發(fā)揮了新工藝在河渠施工中預(yù)期的效果。2.工法特點(diǎn)2.1絞吸式挖泥船最大的優(yōu)點(diǎn)是單船作業(yè)可疏浚和吹填，將挖泥和輸送等工序連續(xù)完成，因此具有廣泛的適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性。2.2與傳統(tǒng)的抓斗式挖泥船從機(jī)械設(shè)備性能上、工期以及在成本上具有先進(jìn)性。絞吸式挖泥船選用的D390變頻測(cè)深儀、全站儀等進(jìn)行控制設(shè)計(jì)高程，施工定位精確。2.3疏浚較為徹底，采用分條開(kāi)挖將清淤區(qū)按挖泥船的清淤寬度40m進(jìn)行分條，對(duì)于平行方向?qū)挾炔粔?0m的區(qū)域按照垂直方向進(jìn)行分條，以便施工，提高功效，依據(jù)水源條件采用一定的順序清淤，同時(shí)避免清淤影響清淤底高程，保證工程質(zhì)量。2.4滿足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，采用環(huán)保型絞吸式挖泥船，利用河道內(nèi)水流的速度確定鉸刀的轉(zhuǎn)速，能夠有效控制河道的渾濁度，降低施工污染。2.5施工效率高，河道斷面規(guī)則，為后續(xù)水下護(hù)坡施工提供基礎(chǔ)便利，實(shí)現(xiàn)短時(shí)間的工序銜接，具有較好的天氣和氣溫的適應(yīng)性，階段時(shí)間作業(yè)周期長(zhǎng)。3.適用范圍本工法主要適用于Ⅱ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)，疏浚土質(zhì)級(jí)別為Ⅱ-Ⅲ級(jí)的水下疏浚施工作業(yè)中。4.工藝原理絞吸式挖泥船由拖輪拖帶至施工區(qū)，利用DGPS精確定位在施工區(qū)挖槽起點(diǎn)，在完成與排泥管線的接卡等展布工作后，根據(jù)DGPS定位系統(tǒng)顯示設(shè)定的絞刀位置定深下放絞刀橋梁，進(jìn)行開(kāi)挖,被絞刀破碎的泥土通過(guò)挖泥船的大功率離心式泥泵將泥土通過(guò)排泥管線輸送至指定的納泥吹填區(qū)。5、施工工藝流程及操作特點(diǎn)5.1施工工藝流程圖5.1絞吸船施工工藝流程圖5.2操作要點(diǎn)5.2.1河渠水下疏挖施工1、拋錨定位施工前，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘資料、有關(guān)文件、施工圖紙等資料，仔細(xì)分析研究工程的土質(zhì)、水文、氣象、船舶動(dòng)態(tài)、排泥距離，吹填高度、土質(zhì)對(duì)挖泥機(jī)具可能磨損的情況，需考慮施工期間船只機(jī)具的更換、改造、修理及備配件的儲(chǔ)備安排計(jì)劃，對(duì)控制施工安全、質(zhì)量關(guān)鍵的定位儀器、儀表進(jìn)行校驗(yàn)、檢定、必要時(shí)進(jìn)行更新，補(bǔ)充油料、物料等。環(huán)保絞吸式挖泥船左右橫移是依靠卷?yè)P(yáng)機(jī)收放兩邊的鋼絲繩錨而得以實(shí)現(xiàn)的。因此，兩邊鋼絲繩的生設(shè)點(diǎn)必須牢固。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查，挖泥船錨位可在水下拋錨生設(shè)。在水下拋設(shè)錨位時(shí)，錨位點(diǎn)應(yīng)設(shè)置明顯的浮標(biāo)等水上標(biāo)志，以保證輔助船的航行安全。2、開(kāi)挖即開(kāi)始啟動(dòng)絞車液壓馬達(dá)，絞刀頭中速旋轉(zhuǎn)，切削挖掘水下土方。3、泥漿輸送及排棄環(huán)保絞吸式挖泥船通過(guò)船上離心泵的作用吸取絞刀切削挖掘的淤泥，并提升、加壓，泥漿通過(guò)排泥管線（浮管、灘地管）全封閉輸送，泥漿在進(jìn)泥口區(qū)域排棄乳圍堰內(nèi)。4、挖泥船扇形橫挖、直線前進(jìn)環(huán)保絞吸式挖泥船施工采用定位樁交替提升進(jìn)步、扇形橫挖法，即始終以一根樁為主樁，對(duì)準(zhǔn)挖槽中心線下插河床，作為橫移擺動(dòng)中心，利用左右攬交替收放，擺動(dòng)挖泥，通過(guò)主、副樁交替提升進(jìn)樁。主樁前移的軌跡始終保持在挖槽中心線上，使絞刀的平面軌跡始終保持平行前移，避免重挖和漏挖現(xiàn)象。5、挖泥船生產(chǎn)調(diào)度為減少排距，增加工效，清淤時(shí)挖泥船尾部敷設(shè)的浮管為逐漸加入，以便保證排距最短，提高功效，降低油耗。5.2.2排泥管線架設(shè)1、管線類型由水上管、陸地管組成圖5.2.2-1排泥管線示意圖水上管線采用自浮式鋼管和膠管相隔連接結(jié)構(gòu)。鋼管規(guī)格為6米×Φ800mm,膠管規(guī)格為1.5米×Φ800mm。水上管線總長(zhǎng)度為600米。一端與施工船排泥管連接,另一端加裝空氣釋放閥與水下管連接,中間每隔150米用錨水上固定,全部采用法蘭連接。水下管組裝是將組裝好的單元拼接后送入水中，入水端用浮筒架起,由錨艇控制其位置,在陸地吊車與水上錨艇的配合下,逐漸加長(zhǎng)到所需要的長(zhǎng)度。為了保證法蘭的接口密封不漏泥,對(duì)接時(shí)采用風(fēng)動(dòng)扳手,加固法蘭連接螺栓。圖5.2.2-2水下管各單元結(jié)構(gòu)圖圖5.2.2-3浮管連接示意圖5.2.3納泥吹填區(qū)本標(biāo)段采用JHGT-31#、JHGT-32#、JHGT-33#、JHGT-34#、JHGT-35#共5個(gè)排泥場(chǎng)，兼做土方填筑的取土場(chǎng)，先取土后沖填，取土前應(yīng)將排泥場(chǎng)表層耕植土剝離，堆放于指定的堆土區(qū)作為排泥場(chǎng)沖填后的表面復(fù)耕土源。為保證施工進(jìn)度，具備排泥的條件，排泥場(chǎng)進(jìn)行分區(qū)取土形成納泥吹填區(qū)，并做好圍堰填筑、退水設(shè)施等相關(guān)附屬設(shè)施。退水口是整個(gè)退水系統(tǒng)的核心部分，關(guān)系到整個(gè)排泥場(chǎng)退水系統(tǒng)能否正常安全運(yùn)行、回水泥漿濃度能否得到有效控制。根據(jù)本工程排泥場(chǎng)沖填區(qū)容量、回水流量、施工周期等特點(diǎn)采用創(chuàng)新型井型蜂窩式退水口。6.材料與設(shè)備6.1測(cè)量設(shè)備配置（見(jiàn)表6.1）表6.1測(cè)量設(shè)備統(tǒng)計(jì)表儀器設(shè)備型號(hào)精度指標(biāo)單位數(shù)量備注測(cè)地型GNSS接收機(jī)（i80）1047021靜態(tài)平面精度：±（2+0.5x10-6D）mm高程精度：±（5+0.5x10-6D）mmRTK平面精度：±（8+1x10-6D）mm高程精度：±（15+1x10-6D）mmCORSRTK平面精度：±（8+0.5x10-6D）mm高程精度：±（15+0.5x10-6D）mm臺(tái)1合格測(cè)地型GNSS接收機(jī)（i80）1043755臺(tái)1合格測(cè)地型GNSS接收機(jī)（i80）1047032臺(tái)1合格測(cè)地型GNSS接收機(jī)（i80）1038431臺(tái)1合格測(cè)地型GNSS接收機(jī)（i80）1047020臺(tái)1合格測(cè)地型GNSS接收機(jī)（i80）1038460臺(tái)1合格全站儀1”1mm+1ppm臺(tái)1合格D390變頻測(cè)深儀測(cè)深范圍0.3-600米精度±1cm+0.1%h（h為水深值）臺(tái)5合格華微5號(hào)測(cè)量船測(cè)深范圍0.3-300米精度1±cm+0.1%h（h為水深值）臺(tái)1合格6.2機(jī)械設(shè)備配置（見(jiàn)表6.2）表6.2機(jī)械設(shè)備配置計(jì)劃表序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)及規(guī)格單位數(shù)量備注1絞吸式挖機(jī)船500m3/h艘52生活船與挖泥船配套艘53供油船與挖泥船配套艘24交通船與挖泥船配套艘55清障挖泥船360艘36反鏟SY285C臺(tái)57推土機(jī)SD16TL臺(tái)58自卸車20t臺(tái)15與開(kāi)挖設(shè)備通用6.3勞動(dòng)力配備計(jì)劃（見(jiàn)表6.3）表6.3主要?jiǎng)趧?dòng)力配置計(jì)劃表序號(hào)工種人數(shù)備注1管理人員102船舶駕駛353水手84機(jī)械操作工155管道工107電焊工108電工109挖機(jī)駕駛員1510自卸汽車駕駛員1511推土機(jī)駕駛員107.質(zhì)量控制7.1根據(jù)挖土厚度和施工船只的機(jī)械能對(duì)開(kāi)挖區(qū)進(jìn)行分層、分條開(kāi)挖；7.2為了避免形成欠挖土埂，條與條之間一般不少于5m的重疊區(qū)；7.3開(kāi)挖深度的控制，施工期設(shè)固定水尺、臨時(shí)水尺各一把，在施工范圍內(nèi)設(shè)立固定水尺，隨時(shí)掌握水情變化，臨時(shí)水尺設(shè)在船舶前方不易被撞倒且容易讀數(shù)的地方，水位變化不大時(shí)，由駐船技術(shù)員早晚檢查水尺及讀數(shù)一次，駕駛員根據(jù)水位變化適時(shí)調(diào)整機(jī)械下放深度。7.4為確保水下開(kāi)挖平面控制符合設(shè)計(jì)要求，斷面左、右岸均需布設(shè)施工控制樁和方向樁，并相互校核。各斷面的施工控制樁與方向樁與河床中心的間距相同。7.5斷面設(shè)置應(yīng)與原設(shè)計(jì)同位置、同樁號(hào)。橫斷面的方向應(yīng)沿河道沿河道開(kāi)挖中心線垂直布設(shè)，河道曲線處應(yīng)布置成扇形。根據(jù)提供的開(kāi)挖中心線坐標(biāo)，可反算出開(kāi)挖邊口線的絕對(duì)坐標(biāo)，控制樁的坐標(biāo)通過(guò)采用GPS放樣出各控制邊線。7.6放樣時(shí)設(shè)立縱向、橫向與橫斷面3種標(biāo)志，標(biāo)志采用醒目、易于區(qū)分的標(biāo)桿、浮標(biāo)或燈標(biāo)，并能滿足夜間施工要求。縱向標(biāo)志設(shè)在設(shè)計(jì)開(kāi)口邊線上。橫向標(biāo)志設(shè)在施工分界線及彎道處。橫向標(biāo)志設(shè)5點(diǎn)標(biāo)志：中心線，兩岸上、下開(kāi)口邊線上。各種標(biāo)志統(tǒng)一間距為50m-100m，彎道處加密至20m-30m。8.安全措施8.1建立安全檢查制度由各職能部門、作業(yè)隊(duì)組管理人員參加組成檢查組，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)每月進(jìn)行一次聯(lián)合安全大檢查，安全員及作業(yè)隊(duì)組安全管理人員對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)每班進(jìn)行一次安全巡查，并填寫《安全檢查日志》，技術(shù)負(fù)責(zé)人及安全技術(shù)人員對(duì)設(shè)備工藝情況進(jìn)行不定期的專項(xiàng)檢查。施工員在下達(dá)生產(chǎn)任務(wù)時(shí)，必須向施工作業(yè)隊(duì)進(jìn)行書面安全交底。8.2加強(qiáng)安全教育項(xiàng)目經(jīng)理部全體人員在工程開(kāi)工前必須接受進(jìn)場(chǎng)安全教育。作業(yè)人員交換工種前進(jìn)行新工種的安全技術(shù)教育，并經(jīng)考試合格后方可上崗，嚴(yán)格執(zhí)行“三級(jí)安全教育”。堅(jiān)持全員安全教育制度，提高施工人員的自保與互保意識(shí)，將安全生產(chǎn)責(zé)任制落實(shí)到各職能部門，各作業(yè)班組責(zé)任到人。8.3完善安全保護(hù)設(shè)施合理布置施工場(chǎng)地，臨時(shí)房屋建筑集中布局，布置必須符合消防安全條例的規(guī)定及要求，施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置醒目、統(tǒng)一的安全標(biāo)志8.4嚴(yán)格控制方案審批程序和落實(shí)情況每一道工序開(kāi)工前，必須作出針對(duì)性強(qiáng)、內(nèi)容詳盡的施工方案和方案落實(shí)執(zhí)行措施，報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師審批后實(shí)施。方案審批后，及時(shí)下達(dá)施工技術(shù)、安全交底，實(shí)施過(guò)程中嚴(yán)格監(jiān)督檢查。8.5開(kāi)展預(yù)測(cè)、預(yù)防工作針對(duì)施工過(guò)程中可能發(fā)生的安全事故，開(kāi)展預(yù)測(cè)、預(yù)防工作，找出工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，并制定出相應(yīng)的對(duì)應(yīng)措施，防患于未。8.5.1專職安全員經(jīng)常對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行巡視檢查，糾正安全生產(chǎn)中的各種隱患，發(fā)現(xiàn)違反操作規(guī)程的人員要立即制止，停工整改。8.5.2多工種作業(yè)時(shí)，必須設(shè)專人負(fù)責(zé)，統(tǒng)一指揮，相互配合。所有進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)人員，必須按規(guī)定佩戴安全帽等個(gè)人勞動(dòng)保護(hù)用品，凡不符合安全規(guī)定者，嚴(yán)禁上崗。9.環(huán)保措施9.1大力宣傳環(huán)境保護(hù)意識(shí)，項(xiàng)目部定期對(duì)每位員工進(jìn)行環(huán)保教育，并且監(jiān)督其執(zhí)行情況，指定專門的環(huán)保監(jiān)督員，對(duì)工程的每一個(gè)工序進(jìn)行監(jiān)督檢查，出現(xiàn)問(wèn)題馬上會(huì)同項(xiàng)目部領(lǐng)導(dǎo)或當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門一起解決。9.2做好挖填土方的合理調(diào)配工作，及時(shí)做好擋護(hù)和防水臨時(shí)工程，避免在降雨期間挖填土方，以防止雨水沖刷造成的水土流失；9.3盡量減少施工期臨時(shí)占地，施工結(jié)束后將臨時(shí)場(chǎng)地恢復(fù)至平整狀態(tài)，并進(jìn)行相應(yīng)的綠化，使在施工期破壞的植被逐漸得以恢復(fù)。9.4要建立有效的檢測(cè)和應(yīng)急處理機(jī)制，對(duì)下游水質(zhì)質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，立即采取措施或者臨時(shí)停止作業(yè)。9.5對(duì)于河底泥沙和棄土棄渣應(yīng)合理利用，盡量用于本工程的建設(shè)，對(duì)于無(wú)法利用的泥沙和棄土棄渣應(yīng)運(yùn)至永久棄渣場(chǎng)處置，不允許隨意堆棄，不允許堆棄至河道中，盡量將其堆存在荒溝中，不得占用農(nóng)田、耕地、林地，同時(shí)做好攔渣壩與排水方案設(shè)計(jì)。對(duì)于施工人員生活垃圾，應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)配置一定數(shù)量的垃圾箱，定期清運(yùn)至指定的地點(diǎn)處理。10.效益分析絞吸式挖泥船水下疏挖河渠施工的成功應(yīng)用，極大地提高了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，節(jié)約了施工成本，提高了施工效率，特別對(duì)航道淤泥量大，水下渠道原始地形復(fù)雜，難以進(jìn)行河渠導(dǎo)流創(chuàng)造干地施工條件的施工任務(wù)中，有效替代了以往的航道干地施工的局限性，同時(shí)也為后序的水下護(hù)坡施工創(chuàng)造便利，從而加快工序的轉(zhuǎn)換。絞吸式挖泥船水下疏挖河渠施工極大地節(jié)省了在導(dǎo)流和排水的成本，同時(shí)基于疏浚船單船作業(yè)可疏浚和吹填的用途，將挖泥和輸送等工序連續(xù)完成，因此具有廣泛的適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)過(guò)我標(biāo)段對(duì)本工法的實(shí)際利用及綜上各種情況的分析，絞吸式挖泥船水下疏挖河渠施工工法在未來(lái)水利航道施工領(lǐng)域中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，在保證質(zhì)量與安全的同時(shí)極大地節(jié)約了施工總成本，加快了施工進(jìn)度。絞吸式挖泥船水下疏挖河渠施工中產(chǎn)生大量的疏浚土，與此同時(shí)吹填工程需要大量的吹填土，將二者有機(jī)結(jié)合不僅可以解決吹填土資源不足的問(wèn)題，也可實(shí)現(xiàn)疏浚土的綜合利用，為互利共贏之舉。另外，疏浚土吹填完成后可做為良田，土壤肥沃，適于耕種。結(jié)合引江濟(jì)淮工程（安徽段）江淮溝通段施工J010-2標(biāo)項(xiàng)目分析，工程量分兩部分：第一部分為挖掘機(jī)能直接挖裝的岸邊：挖掘機(jī)先挖甩至岸邊晾曬→挖掘機(jī)二次裝車→自卸車運(yùn)輸至排泥場(chǎng)。單價(jià)確定為15.35元/m3：挖2.4元/m3（1臺(tái)挖掘機(jī)挖裝2*1.2=2.4元/m3），推土機(jī)歸集3.76元/m3（推運(yùn)60米，1.57臺(tái)時(shí)*240），裝運(yùn)7.93元/m3{現(xiàn)場(chǎng)直接挖運(yùn)，挖1*1.2=2.4元/m3；運(yùn)輸5.53元/m3（運(yùn)輸2km內(nèi)55元/車，淤泥裝車高度為0.8米，裝車體積為2.3*5.4*0.8=9.936）}，再加上9%稅后確定。第二部分為河中心淤泥：水上挖掘機(jī)挖裝至駁泥船，駁泥船再拉運(yùn)至挖掘機(jī)能夠挖裝的岸邊，經(jīng)二次甩運(yùn)至岸上→裝車→運(yùn)輸至排泥場(chǎng)單價(jià)確定為19.65元/m3：挖3元/m3（1臺(tái)挖掘機(jī)挖裝2*1.5=3元/m3）；駁泥船運(yùn)輸1.3元m3；二次裝運(yùn)15.35元/m3。而絞吸式挖泥船施工單價(jià)為14.83元/m3，經(jīng)兩者比對(duì)采用絞吸式挖泥船可節(jié)約3587.33萬(wàn)元。11.應(yīng)用實(shí)例11.1引江濟(jì)淮工程（安徽段）江淮溝通段J010-2標(biāo)施工11.1.1工程概況引江濟(jì)淮工程（安徽段）江淮溝通段J010-2標(biāo)位于淮南市壽縣境內(nèi)，為江淮溝通段茶庵鎮(zhèn)至瓦埠湖段河渠工程，施工樁號(hào)為J77+070~97+505，標(biāo)段輸水渠道總長(zhǎng)20.435km。輸水渠道渠道底寬60m，底高程13.4m，江淮溝通段按Ⅱ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。水下疏浚工程量為768萬(wàn)m3。11.1.2實(shí)施情況引江濟(jì)淮工程（安徽段）江淮溝通段J010-2標(biāo)項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中已投入吸式挖泥船水下疏挖河渠施工工法，已完成對(duì)J77+070-87+070的水下疏浚任務(wù)，采用挖泥船疏?？偭窟_(dá)到756萬(wàn)m3，極大地加快了施工進(jìn)度，節(jié)約了施工程成本，保證了施工安全，提高了施工質(zhì)量。11.2引江濟(jì)淮工程（安徽段）江淮溝