在疏浚工程中,對于土質(zhì)較硬的黏土、砂等常采用抓斗挖泥船施工。由于抓斗挖泥船抓斗閉合時的運行軌跡為曲線,挖掘后的地面平整度差,容易形成淺點,需在疏浚施工后期進行清淺,以確保河底(海底)高程達到設(shè)計要求。在清淺階段,因淺點分散,開挖泥層薄等原因,采用抓斗逐點清挖,很難保證一次性清挖到位,需反復測量、反復定位和清挖,同時也易造成超深過多,增加額外土方外運量,從而使得清淺施工效率低,施工成本大幅度增加。這種情況是截至2009年抓斗挖泥船在清淺作業(yè)中難以克服的技術(shù)難題。

長江航道局根據(jù)疏浚工程中傳統(tǒng)的清淺方法在施工過程中反映出的問題,針對抓斗逐點清淺施工難、效率低的這些特點,對清淺施工工藝進行了改進,采用在抓斗挖泥船現(xiàn)成的抓斗上安裝掃淺裝置,將逐點清淺工藝改為側(cè)推掃淺,較好地解決了疏浚工程中清淺施工時間長、質(zhì)量難以控制和清淺成本高的問題,形成了抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工的新工藝。

抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法造價信息

市場價 信息價 詢價
材料名稱 規(guī)格/型號 市場價
(除稅)
工程建議價
(除稅)
行情 品牌 單位 稅率 供應商 報價日期
挖泥機組 NL150-15 查看價格 查看價格

9% 武漢昂揚水利設(shè)備有限公司
挖泥機組 NL100-15 查看價格 查看價格

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履帶式單斗挖掘機 3m3傳動方式:液壓;容量(m3):3; 查看價格 查看價格

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山推

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履帶式單斗挖掘機 0.6m3傳動方式:液壓;容量(m3):0.6; 查看價格 查看價格

三一

臺班 9% 深圳能科達機械工程有限公司
履帶式單斗挖掘機 品種:履帶式單斗挖掘機;容量(m3):1 查看價格 查看價格

金甲吉興

臺班 9% 北京金甲吉興機電設(shè)備有限公司
履帶式單斗挖掘機 0.6m3傳動方式:液壓;容量(m3):0.6; 查看價格 查看價格

三一

臺班 9% 廣州聚力建筑機械設(shè)備有限公司
履帶式單斗挖土機 品種:履帶式單斗挖土機;規(guī)格:1m3 查看價格 查看價格

山推

臺班 9% 四川山推工程機械有限公司
材料名稱 規(guī)格/型號 除稅
信息價
含稅
信息價
行情 品牌 單位 稅率 地區(qū)/時間
抓斗成槽機 導桿式液壓E50KRC2/45K2502 查看價格 查看價格

臺班 韶關(guān)市2010年8月信息價
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抓斗成槽機 履帶式液壓KH180-MHL-1200 查看價格 查看價格

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臺班 汕頭市2011年4季度信息價
繩索抓斗成槽機 履帶式 KH180-MHL-800 查看價格 查看價格

臺班 汕頭市2011年4季度信息價
材料名稱 規(guī)格/需求量 報價數(shù) 最新報價
(元)
供應商 報價地區(qū) 最新報價時間
砌體抹灰成品施工 1:2.5水泥砂漿抹面、內(nèi)墻:甩漿掛網(wǎng)、12厚1:3水泥砂漿找平,界面砂漿粘貼35厚發(fā)泡水泥保溫,錨栓錨固,5厚抗裂砂漿壓網(wǎng)格布,20厚1:2水泥砂漿抹面等工藝.|1個 1 查看價格 湖南漢坤實業(yè)有限公司 廣東   2022-12-01
側(cè)聲納儀 KLEIN 3000(美國)|1.0臺 1 查看價格 北京中翰儀器有限公司南京分公司    2016-09-02
400t平板租賃 400t|6臺·月 1 查看價格 - 廣東  中山市 2012-01-13
400t平板租賃 400t|750臺班 1 查看價格 - 廣東  中山市 2012-01-13
主體結(jié)構(gòu)(框架)成品施工 規(guī)格:2800×2200×1800,特征:雙鋼管固定、支撐模剪刀撐,混凝土施工縫鑿毛、刷防銹漆、雙螺母加固、砼成型展示、柱底清掃口、柱模加固、柱鋼筋綁扎、梁底清掃口、梁模加固、梁鋼筋展示、鋼筋綁扎、對拉螺桿加固.|1個 1 查看價格 湖南漢坤實業(yè)有限公司 廣東   2022-12-01
幕墻石材干掛成品施工 規(guī)格:2800×2200×1800,特征:石材干掛固定件,飾面石材塊,預埋件安裝、連墻支架、角碼焊接、橫豎向龍骨安裝、縫填塞泡沫棒,打注耐候密封膠|1個 1 查看價格 湖南漢坤實業(yè)有限公司 廣東   2022-12-01
獨立展臺d 詳見附件圖紙|1套 3 查看價格 廣州市臻業(yè)展柜裝飾設(shè)計有限公司 廣東   2022-06-01
獨立展臺a 詳見附件圖紙|1套 3 查看價格 廣州市臻業(yè)展柜裝飾設(shè)計有限公司 廣東   2022-06-01

《抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法》的工法特點是:

1.掃淺平板組裝簡單,利用2009年前已有的抓斗設(shè)備,用鋼板焊接成具有較強剛度的平板狀鋼結(jié)構(gòu),安裝在張開的抓斗斗齒之間即可。

2.抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺時,掃淺底標高能始終保持在一個預設(shè)的平面上,一次性掃淺面積大,施工效率高,比傳統(tǒng)的抓斗逐點清淺節(jié)約近三分之二的施工時間。

3.掃淺時嚴格控制掃淺平板下放到合適深度,利用挖泥船吊機的旋轉(zhuǎn),側(cè)推掃淺平板,掃淺后水下地形平整度好。施工全過程由GPS監(jiān)控平面位置,保證掃淺合理搭接,不漏掃,掃淺效果顯著。

4.掃淺工藝利用“去高填低”的原理,泥土不需要泥駁外運,節(jié)約了泥駁的使用費用。相對于用抓斗直接清挖,挖泥船油耗較低,清淺成本大幅度下降。

抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法適用范圍

《抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法》適用于疏浚工程中,淤泥、黏土、砂等土質(zhì)掃淺,尤其適用于采用抓斗挖泥船開挖后,地面不平整的大范圍水域掃淺施工。

適用的工況條件:水流流速不宜大于1米/秒,水深不宜大于25米。

抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法工藝原理

《抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法》的工藝原理敘述如下:

1.在抓斗完全張開的情況下,在抓斗兩斗瓣之間安裝一塊具有足夠強度的掃淺平板,形成一個掃淺裝置。依靠掃淺裝置自身足夠的重量、橫移抓斗產(chǎn)生的慣性以及吊臂旋轉(zhuǎn)拖帶掃淺平板產(chǎn)生的側(cè)推力,將淺點掃入深區(qū)。

2.抓斗挖泥船按設(shè)計標高開挖后,水下地形不平整,在設(shè)計標高上下較小范圍內(nèi)出現(xiàn)淺點和深坑,而達不到設(shè)計驗收要求。利用“去高填低”的原理,將淺區(qū)泥土側(cè)推至深坑,使施工區(qū)域有較高的平整度,達到設(shè)計標高,符合驗收要求。

3.抓斗挖泥船上安裝GPS測量控制系統(tǒng),控制挖泥船的平面位置和移動軌跡,確保掃淺平板準確地在預設(shè)的掃淺區(qū)域進行掃淺。抓斗操作室內(nèi)深度指示儀能夠準確地控制掃淺平板下放深度,能使掃淺平板下邊緣始終保持在一個合適預設(shè)深度,左右往復緩慢地移動掃淺裝置,直至完成整個區(qū)域掃淺施工。

抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法施工工藝

《抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法》的施工工藝流程及操作要點敘述如下:

  • 工藝流程

施工工藝流程如圖1所示。

  • 操作要點

一、制作、安裝掃淺平板

1.掃淺平板的制作

1)選用兩塊相同尺寸的高強度鋼板焊接成“鋼箱”形式,并在平板上焊接多組加強肋板,以增強其剛度。鋼板厚度宜采用δ25~δ30毫米。

2)掃淺平板總長度L按抓斗完全張開狀態(tài)下的寬度加上兩側(cè)富裕長度確定。每側(cè)富裕長度以抓斗最大開斗寬度的10%為宜,以保證操作過程中,平板能始終卡在斗齒之間,且能增大一次性掃淺幅寬。

3)掃淺平板要有合適的高度H,在側(cè)推過程中,H過小土體容易翻過平板形成新的淺點,過寬則增加材料成本。H—般以60~80厘米左右為宜。

2.掃淺平板的安裝

1)用吊機將掃淺平板直立放置在挖泥船甲板上,抓斗完全張開后,將掃淺平板置于抓斗的中間兩斗齒之間。

2)在抓斗和掃淺平板上牢固焊接吊環(huán)后,用鋼纜繩將掃淺平板與抓斗連接穩(wěn)妥,并保持松緊適當。

3)兩斗齒間距較掃淺平板厚度大,為保證掃淺過程中平板處于豎直狀態(tài),需在斗齒與平板之間安裝限位塊。

掃淺平板結(jié)構(gòu)及安裝示意如圖2所示。

二、技術(shù)工作準備

1.根據(jù)施工區(qū)域水下地形圖,標示出需要掃淺的區(qū)域,分析淺點及深坑分布特征,按照“挖泥船在掃淺過程中調(diào)頭及橫向移船次數(shù)最少”的原則,合理分區(qū)、分段,規(guī)劃掃淺順序。

2.將電子導航圖、規(guī)劃掃淺順序的各控制點坐標、抓斗幾何參數(shù)裝入定位操作控制室電腦供定位使用。對掃淺平板下邊緣進行零點校準,與抓斗操作室的深度指示儀零點保持一致,以便施工時控制平板下放深度。

3.確定掃淺分層厚度及分層底標高

掃淺分層厚度根據(jù)土質(zhì)軟硬特點、淺點與深坑分布情況確定。土質(zhì)較軟或深坑較多時,分層厚度可大一些;土質(zhì)較硬或淺點較多時,分層厚度宜小一些。經(jīng)工程實踐,掃淺分層厚度一般按0.2米左右控制比較合理。根據(jù)分層厚度,確定各分層底標高。

4.確定掃淺實施方向

根據(jù)施工區(qū)地形圖和淺點及深坑分布情況,按照由淺至深的原則確定掃淺實施方向。

三、挖泥船定位

抓斗挖泥船的定位和移船主要采用錨纜定位和鋼樁定位方式。截至2009年,大多數(shù)中、小型抓斗挖泥船采用錨纜定位,鋼樁定位則多應用于大、中型抓斗挖泥船。平板掃淺依靠抓斗吊臂旋轉(zhuǎn)帶動掃淺裝置在一定范圍內(nèi)橫向移動“去髙填低”,采用鋼樁定位,掃淺平板在側(cè)推過程中不受鋼纜的阻擋,能夠增加一次性掃淺面積;若采用錨纜定位則因受錨纜布置的影響,可能會影響掃淺幅面寬度,掃淺效率有所降低。

截至2009年,挖泥船定位已為常規(guī)技術(shù),一般在操作室配置有控制顯示器,通過GPS儀器、電子導航軟件,直觀準確,能實時掌握挖泥船平面位置。

四、掃淺平板控制

1.平面位置控制

在抓斗挖泥船上,抓斗操作室一般均隨船配置有抓斗旋轉(zhuǎn)位置監(jiān)控軟件,事先已將抓斗幾何參數(shù)在軟件中設(shè)置后,通過顯示器,能夠直觀地顯示抓斗帶動掃淺平板的實時橫移位置,若出現(xiàn)位置偏差,可通過調(diào)整吊臂進行糾正。

2.掃淺深度控制

1)掃淺實時水位的提供

抓斗挖泥船平板掃淺施工時,要嚴格掌握水位變化,以便及時調(diào)整掃淺平板下放深度。實時水位的提供可以在施工區(qū)附近岸邊設(shè)置水尺,也可采用自動潮位遙報儀。兩種方法均需對水位零點進行定期檢測校核,以確保水位觀測的準確性。

2)按照分層底標高和實時水位(均換算為絕對高程),計算掃淺平板下緣入水深度=實時水位一分層底標高。

3)實際掃淺過程中,掃淺分層厚度還應根據(jù)掃淺平板裝置自重、掃淺區(qū)域淺點分布情況進行適當調(diào)整,以避免泥層堆積越過掃淺平板,形成新的淺點;或者是側(cè)推阻力過大,損壞掃淺平板。

4)最底層掃淺底標高不能按設(shè)計標髙確定。疏浚工程中一般設(shè)計超深值為0.4米,如果按設(shè)計超深標高控制則增加了掃淺工作量,加大了掃淺成本;如果按設(shè)計標高控制,掃淺質(zhì)量不能得到有效保證。經(jīng)過工程實踐,最底層掃淺標高一般以低于設(shè)計標高0.2米為宜,既可滿足質(zhì)量要求,同時又加快了掃淺進度、降低施工成本。

5)掃淺平板下放深度監(jiān)控

調(diào)整抓斗操作室的深度指示儀零點與平板下邊緣零點保持一致,掃淺過程中還應對深度指示儀零點進行定期檢査。根據(jù)實時水位和分層底標高計算的掃淺平板的入水深度,通過抓斗操作室深度指示儀進行監(jiān)控。

五、掃淺清點(圖3)

1.根據(jù)挖泥船寬度確定每次掃淺分條寬度,為保證條與條之間的搭接,分條寬度一般要小于船寬度2米。根據(jù)掃淺平板長度確定每關(guān)進尺距離,為保證關(guān)與關(guān)的搭接,進關(guān)距離一般要小于掃淺平板長度2米。合理的分條寬度及進關(guān)距離,既不會漏掃淺點,又增大了每定位一次的掃淺面積,提高掃淺效率。

2.根據(jù)淺點和深坑分布情況,按由淺至深原則確定掃淺平板橫移側(cè)推的初始方向,到達分條邊線再回掃一遍,然后再進關(guān),即同一深度往返一次掃淺。

3.在掃淺過程中如果掃淺平板單端受阻力較大,而導致掃淺平板旋轉(zhuǎn)幅度較大時,應適當減小進關(guān)距離。

4.掃淺時應控制好掃淺平板的橫移速度,宜控制在0.5米/秒左右,并保持橫移速度均勻。掃淺平板的橫移速度不宜過快,以防止掃淺平板旋轉(zhuǎn)和側(cè)滑。

六、自檢測量

在完成全部淺點區(qū)域掃淺后,需通過測圖對掃淺效果進行檢測。檢測儀器為GPS和測深儀,平面定位采用GPS進行測量,水下地形宜采用多波束測深儀進行掃測。

外業(yè)作業(yè)時水位觀測與水深測量同步進行,完成全部外業(yè)工作后進行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理并成圖,通過測圖可以直觀地反映出掃淺效果。若還存在淺點,再按前述方法有針對性地進行掃淺施工。

七、關(guān)鍵環(huán)節(jié)的控制

1.掃淺平板的安裝。掃淺平板安裝時應采用“軟連接”方式,即掃淺平板不能直接焊接在抓斗斗唇上,需通過鋼纜懸掛于斗齒間橫向焊接的兩限位塊之間。這種安裝方式,一是掃淺平板可以在兩限位塊之間滑動,以減小掃淺過程中抓斗小幅度張、閉時對掃淺平板產(chǎn)生的軸向壓力;二是在淺點較多或土質(zhì)較硬的區(qū)域能有一個小幅度的緩沖高度,減少對掃淺平板的損壞。

2.確定合理的分條寬度、進關(guān)距離及掃淺平板的下放深度。實際掃淺過程中,結(jié)合挖泥船的性能特點、抓斗及掃淺平板自重、掃淺區(qū)域淺點分布情況及土質(zhì)軟硬特點等進行適當調(diào)整,以確保不漏掃,并一次性掃淺到分層標高。

3.掃淺方向和速度。掃淺方向應按由淺至深方向進行,同一分層標高往返一次掃淺。掃淺橫移速度均勻,不宜過快。

抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法形成原因常見問題

《抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法》所用的材料及設(shè)備明細如下:

一、所需材料主要為掃淺平板的制作安裝所需材料,主材選用δ25-δ30毫米的高強度鋼板,配套需用ф18毫米的U形扣、ф18毫米的鋼纜繩安裝。其他材料無需特別說明。

二、平板掃淺施工所需設(shè)備主要是抓斗挖泥船、測量儀器等,詳見表1。

表1 主要機具設(shè)備表

序號

設(shè)備名稱

設(shè)備型號

單位

數(shù)量

用途

1

抓斗挖泥船

8立方米及以上

1

掃淺施工

2

GPS姿態(tài)定位儀

Vector ensor

1

挖泥船定位

3

DGPS信標機接收

HD8600

1

測量

4

多波束測深儀

PDR-8000S

1

掃測水深

5

自動潮位遙報儀

Valeport 740

1

獲取水位

三、平板掃淺法是依靠抓斗挖泥船的抓斗及掃淺平板自身重量,通過橫向移動側(cè)推淺點至深坑,達到清淺目的。對抓斗挖泥船的要求主要有以下幾點:

1.挖泥船定位系統(tǒng)和抓斗深度控制系統(tǒng)工作狀態(tài)良好。

2.抓斗為重型抓斗,重容比一般大于3.0,以增加抓斗及平板掃淺裝置自身重量,增大側(cè)推力。

3.抓斗開、閉斗方向為縱向,即與船軸線平行,才能通過旋轉(zhuǎn)吊臂帶動抓斗及掃淺平板橫移側(cè)推進行掃淺。

4.盡可能采用鋼樁定位,掃淺平板在側(cè)推過程中不受錨纜的影響,能夠增加一次性掃淺面積。若采用錨纜定位則因受錨纜的影響,制約一次性掃淺面積,掃淺效率有所降低。

《抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法》的質(zhì)量控制要求如下:

  • 質(zhì)量控制標準

掃淺質(zhì)量控制標準嚴格按《水運工程質(zhì)量檢驗標準》JTS 257-2008第3篇“疏浚與吹填工程質(zhì)量檢驗”的規(guī)定執(zhí)行,通航水域疏浚工程質(zhì)量應符合下列規(guī)定:

1.設(shè)計通航水域內(nèi)的中部水域,無論屬于何種底質(zhì),均嚴禁出現(xiàn)淺點。

2.設(shè)計通航水域內(nèi)的邊緣水域,對硬底質(zhì),嚴禁出現(xiàn)淺點;對中等底質(zhì)、軟底質(zhì),遺留淺點的允許欠挖值應控制在表2規(guī)定之內(nèi);淺點不得在同一斷面或相鄰斷面連續(xù)出現(xiàn)。

表2 疏浚工程欠挖允許值表

工程位置

沿海

內(nèi)河

設(shè)計通航水深Do(米)

<8.0

8.0-10.0

>10.0

允許淺值

中等底質(zhì)

0.1

0.2

0.3

0.1

(米)

軟底質(zhì)

0.1

0.2

0.3

0.2

  • 質(zhì)量控制措施

1.材料、焊接質(zhì)量控制

1)主材選用高強度鋼板,保證鋼板具有足夠的強度,防止在施工過程中掃淺平板彎曲變形。

2)掃淺平板制作時焊接牢固可靠,確保焊接質(zhì)量,防止施工過程中掃淺平板焊口斷裂。

2.挖泥船采用GPS進行定位,控制好精度,保證掃淺位置與測圖反映淺點位置一致;保證相鄰掃淺平面之間的搭接寬度。

3.控制掃淺平板下放深度,避免掃淺厚度過大,泥層堆積越過掃淺平板,形成新的淺區(qū)。施工過程中隨時觀察水位變化,防止因水位不準造成掃淺平板下放深度不準確。

4.根據(jù)測圖淺點和深坑分布情況,嚴格按由淺至深控制掃淺方向,并控制好掃淺平板橫移側(cè)推的速度。

采用《抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法》施工時,除應執(zhí)行國家、地方的各項安全施工的規(guī)定外,尚應遵守注意下列事項:

1.該工藝系水上作業(yè),應嚴格遵守水上作業(yè)的相關(guān)規(guī)定。

2.在施工區(qū)域設(shè)置專用標志,警示過往船舶不得進入施工區(qū)域。

3.施工船舶如遇大風、霧天,超過船舶抗風等級或能見度不良時,應停止作業(yè)。

4.當班人員應加強責任心,對船機設(shè)備勤檢查,確保船機設(shè)備處于安全狀態(tài)。

5.經(jīng)工程實踐中的觀測,掃淺時吊機負荷遠小于抓斗挖泥時滿斗狀態(tài)下吊機旋轉(zhuǎn)時的負荷,因此設(shè)備的負荷安全可以得到保證。但掃淺過程中,橫移速度仍不宜過快,以保持設(shè)備受力均勻。

《抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法》的環(huán)保措施如下:

1.嚴格執(zhí)行《中華人民共和國水污染防治法》、《中華人民共和國海洋環(huán)境保護法》、《船舶污染物排放標準》等相關(guān)法律法規(guī),自覺接受海事、環(huán)保等部門的監(jiān)督和管理。

2.嚴禁向水中傾倒廢油、污水、生活垃圾、酸堿液及其他有毒廢液。施工船舶產(chǎn)生的廢油、垃圾等污染物,應當由專門的部門回收處理,減少施工對水體的污染。

3.施工船舶應當按照規(guī)范要求設(shè)置與生活污水產(chǎn)生量相適應的處理裝置或儲存容器。處理裝置和儲存容器做到標識清楚、醒目。

4.積極加強施工管理,盡量減少污染,力爭做到經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益的有機統(tǒng)一。

《抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法》的效益分析是:

1.在港口與航道疏浚工程中,由于抓斗式挖泥船自身設(shè)備的局限性,施工后期難免存在大量的淺點需重復施工,抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺法與傳統(tǒng)的逐點清挖法比較,不僅具有效果好、精度高的特點,而且彌補了抓斗船設(shè)備自身的缺點,提高了掃淺施工效率。

2.與傳統(tǒng)的抓斗挖泥船逐點清挖法比較,清淺施工時間可縮短60%以上,清淺施工成本可降低40%以上。

3.抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺法的掃淺平板制作簡單、方便,易于推廣。

4.抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺法在施工過程中充分利用了"去高填低"的原理,無需泥駁對疏浚土進行外運,節(jié)約了能源,降低了施工成本,同時減少了對拋泥區(qū)水環(huán)境的污染。

5.抓斗挖泥船在疏浚施工中是一種不可或缺的施工設(shè)備,疏浚后期的掃淺又是不得不面臨的技術(shù)難題,該工法在疏浚施工中的應用為港口與航道疏浚后期掃淺提供了技術(shù)支持,具有良好的社會效益。

6.采用該工法清淺,抓斗挖泥船在開挖時可按照梅花形挖泥法(如圖4所示),將淺點與超深控制一定在一定范圍內(nèi)(如0.5米以內(nèi)),施工后期再使用平板法進行掃淺,效果明顯,具有良好的經(jīng)濟效益。

《抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法》的應用實例如下:

  • 實例1:大連大窯灣港區(qū)航道建設(shè)工程北航段疏浚工程(標段一)

該工程位于大連市開發(fā)區(qū)大窯灣港內(nèi),受風浪影響小,平均潮差2.36米,最大漲潮流速0.57米/秒,最大落潮流速0.29米/秒。施工內(nèi)容主要為航道淤泥、黏十的開挖,總工程量359.4萬立方米,航道全長約2千米,設(shè)計航道底寬230米,轉(zhuǎn)彎段最寬達326米,浚后設(shè)計標高為-15.0米,施工總面積約50萬平方米(不含超寬及邊坡)。該工程建設(shè)單位為大連市港口公用基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)管理中心,施工單位為長江重慶航道工程局。該工程于2006年11月20日開工,2008年5月30日完工,其中施工后期掃淺時間20天。

施工前期主要采用絞吸式挖泥船開挖覆蓋層淤泥及少量黏土,后期由于土質(zhì)較硬,主要采用抓斗挖泥船開挖。由于工程量大,工期緊,下層施工主要采用的是2009年前中國最大的抓斗挖泥船"長鷹50",其抓斗重達120噸。在施工過程中按平均0.5米超深作為目標進行控制,達到設(shè)計水深的部分平均超深得到了較為有效的控制,但是仍出現(xiàn)了大量淺點。在該工程后期清淺階段,用"長鷹50"抓斗挖泥船按照該工法的施工工藝進行掃淺施工,取得了良好的效果。

根據(jù)"長鷹50"的抓斗特點制作安裝掃淺平板,施工準備工作中調(diào)試好GPS電子導航水深圖、深度指示儀、船機設(shè)備等。"長鷹50"采用鋼樁定位方式,掃淺分條寬度根據(jù)船寬27米確定為25米;進關(guān)距離根據(jù)掃淺平板的長度12米確定為10米,每關(guān)掃淺面積約為250平方米。為保證掃淺平板下放深度的準確性,在安裝完掃淺平板后重新對平板下邊緣零點進行校準,與抓斗操作室上的深度指示儀保持一致。一次掃淺分層厚度按20厘米控制,同時施工過程根據(jù)掃淺區(qū)域周邊水深及土質(zhì)情況進行調(diào)整,以避免泥層堆積越過掃淺平板。形成新的淺區(qū)。掃淺方向根據(jù)測圖淺占和深坑分布確定同一深度往返一次掃淺。掃淺時,控制橫移側(cè)推掃淺平板的速度在0.5米/秒內(nèi),并保持掃淺平板橫移側(cè)推速度均勻。

通過采用平板側(cè)推掃淺方法,僅用20天的時間完成了約50萬平方米的掃淺面積,工期大為提前。多波束測圖顯示掃淺區(qū)域無任何淺點,統(tǒng)計平均超深僅0.23米,完全符合規(guī)范要求。

如果按"長鷹50"傳統(tǒng)的逐點清淺方法施工,每正常進一關(guān)加上挖泥的平均用時約48分鐘,而采用平板側(cè)推掃淺法,每進一關(guān)和掃淺的平均時間只有16分鐘,節(jié)約了2/3的施工時間。采用清挖方式,通過測算,挖泥船每小時油耗比采用平板側(cè)推掃淺法多消耗100千克左右。采取清挖方式,還將產(chǎn)生大量的廢方,需要泥駁外運,平板側(cè)推掃淺法利用"去高填低"的原理,不需要外運泥土。

  • 實例2:大連大窯灣航道改擴建二期工程(中心航段與北航段連接段)疏浚工程

該工程位于大連市開發(fā)區(qū)大窯灣港內(nèi),施工區(qū)受風浪影響很小,平均潮差2.36米,最大漲潮流速0.57米/秒,最大落潮流速0.29米/秒。施工內(nèi)容主要為航道淤泥、黏土的開挖,總工程量216萬立方米,浚后設(shè)計標高為-15.0米。

該工程由長江重慶航道工程局施工,在2008年5月進入后期清淺階段,采用抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工藝進行施工。在抓斗挖泥船"長鷹50"的抓斗上安裝掃淺平板裝置,依靠抓斗及掃淺裝置自身足夠的重量、橫移抓斗產(chǎn)生的慣性以及吊臂旋轉(zhuǎn)拖帶掃淺平板產(chǎn)生的側(cè)推力,利用"去高填低"的原理,將淺區(qū)泥土側(cè)推至深坑,使施工區(qū)域有較高的平整度,達到設(shè)計標高,符合驗收要求。整個掃淺施工過程按施工工藝流程及操作要點有序進行,確保了掃淺施工質(zhì)量,工程質(zhì)量達到優(yōu)良標準。掃淺施工中,施工單位克服了掃淺面積大,淺點多的困難,改傳統(tǒng)的抓斗挖泥船逐點清挖方法為平板掃淺方法施工,降低了船機設(shè)備的使用成本,提高了清淺施工工效,全部掃淺共用時14天,比常規(guī)的清挖施工方法節(jié)約22余天。

  • 實例3:三峽庫區(qū)胡家灘航道維護疏浚工程

胡家灘位于長江三峽庫區(qū)內(nèi),該河段為寬淺型河段,在三峽水庫175米蓄水后,受水庫回水影響,流水減緩,發(fā)生泥砂大量落淤。該河段航道狹窄,若在低水位時施工,必須禁航,對航運影響大,且施工與通航的矛盾非常突出,為保證水庫消落期航道暢通,需在高水位時期提前進行航道維護疏浚施工。在三峽水庫壩前水位170米以上時,胡家灘受回水頂托,施工區(qū)流速平緩,疏浚物以淤砂夾少量卵石為主,在抓斗挖泥船施工后期清淺,適合采用平板掃淺法清淺。

2009年度胡家灘維護疏浚于12月11日開工,2010年元月16日完成,疏浚區(qū)面積3.3萬平方米,疏浚工程量26270立方米,屬淺薄層開挖。施工時,采用"長鷹2號"抓斗挖泥船,先根據(jù)河道地形圖,對航槽內(nèi)淺區(qū)通挖遍,然后進行測圖,對仍尚存的大面積淺區(qū)再次用抓斗開挖。由于抓斗開挖的不連續(xù)性,最后的測圖顯示,在航槽內(nèi)仍有深淺不的雜亂淺點。清淺施工采用平板掃淺,在抓斗完全張開狀態(tài)下.在斗齒間安裝掃淺平板,將平板下放至設(shè)計開挖河底高程處,旋轉(zhuǎn)吊臂,帶動掃淺平板。將淺點掃入深坑。由于開挖層本身較薄,未分層掃淺。通過一遍掃淺施工后,測圖顯示,疏浚區(qū)全部達到了設(shè)計底高程。采用側(cè)推掃淺方法清淺,較逐點清淺法提高了施工效率,施工成本降低。

2011年9月,中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質(zhì)[2011]154號,《抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。

抓斗挖泥船平板側(cè)推掃淺施工工法形成原因文獻

抓斗式挖泥船的施工技術(shù) 抓斗式挖泥船的施工技術(shù)

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抓斗式挖泥船進行超深超寬施工時,精度控制始終是難題之一。文章結(jié)合基槽開挖工程,多角度介紹了超深超寬施工工藝方法,技術(shù)措施,質(zhì)量精度控制等,最終施工結(jié)果表明:質(zhì)量精度超過規(guī)范標準,經(jīng)濟效益顯著。

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抓斗式挖泥船施工工藝 抓斗式挖泥船施工工藝

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抓斗式挖泥船可以配備各種不同類型的抓斗,以適應挖掘各種不同硬度的土層。其挖掘適應性較強,可以挖掘水下 N

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《大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法》的應用實例如下:

  • 實例1

2009年6月中旬到8月上旬,黃浦江關(guān)港航道淺段應急維護疏浚工程,應用《大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法》,施工中只占用不到1/3航道寬度,消除了對航道通航的影響,保障了施工工期。由于應用施工工法得當,施工中對通航干擾降低到最小程度,保障了航道上游港口的正常運轉(zhuǎn)。

  • 實例2

2009年9月,新海蚌在嵐橋一期泊位、滑道疏浚工程施工,施工區(qū)域為油碼頭前沿泊位,施工業(yè)主不允許船舶系帶鋼纜,"新海蚌輪"應用《大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法》,無須帶纜,在不影響施工的情況下,消除了安全隱患。

  • 實例3

2009年9月上旬到11月下旬,新海蚌輪承擔了山東日照嵐橋15萬噸級散貨泊位工程施工任務(wù),施工區(qū)域近鄰防波堤,無法拋錨施工,傳統(tǒng)拋錨定位施工困難,需在防波提上開挖地壟,用來拋錨。新海蛙輪應用《大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法》施工,解決了施工水域限制問題,減少了其他的施工準備事項,節(jié)省了人力物力,節(jié)約了施工成本,優(yōu)質(zhì)快速的完成了施工任務(wù)。

大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法適用范圍

《大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法》適用于鋼樁式抓斗挖泥船在水深條件滿足鋼樁定位深度的內(nèi)河、沿海地區(qū)的軟質(zhì)土、中粗砂、砂質(zhì)黏土、卵石、礫石和抗壓強度不大于50兆帕的強風化巖等疏浚土質(zhì)的航道港池、碼頭泊位、基槽、深坑或管溝等疏浚工程。

大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法工藝原理

《大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法》的工藝原理敘述如下:

1.鋼樁定位。利用船舶配備的3根鋼樁(船觸左右舷各一根,船腥中部一根)插入海底,構(gòu)成平面三角形固定船位,利用三角形的穩(wěn)定性,克服自然風、流和施工中荷載等外力影響,使船在水面上固定、安全施工作業(yè)。

2.鋼樁步進。通過擺動船膈可傾斜式定位樁實現(xiàn)步進。當鋼樁處于垂直位置時,液壓頂桿、鋼樁、基座系統(tǒng)形成一個直角三角形(圖2),液壓頂桿為斜邊,鋼樁為垂直直角邊,基座為水平直角邊,通過斜邊長短的變化,使垂直直角邊即鋼樁前后傾斜,鋼樁角度的變化使船舶發(fā)生前后位移,完成步進。具體步進步驟可參見圖5抓斗挖泥船鋼樁步進船體前移流程示意圖。

大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法施工工藝

《大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法》的施工工藝流程及操作要點敘述如下:

  • 工藝流程

大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工藝流程圖如圖3所示。

  • 操作要點

一、工前準備

1.工前施工、安全技術(shù)交底。工前組織挖泥船船長、自航泥駁船長、駕駛員及相關(guān)施工操作人員,根據(jù)作業(yè)任務(wù)書和施工圖,查看相關(guān)資料,研究風、流對施工的影響,收集港內(nèi)其他作業(yè)船舶進出港、靠離泊、施工區(qū)障礙物、施工區(qū)域內(nèi)水深狀況、底質(zhì)等信息資料。

2.制定科學合理的施工方案和安全應急預案。包括分條施工邊線、船位中線、起挖點位置等確定,并在船舶計算機疏浚管理系統(tǒng)中標注明確。

3.開工前必須對挖泥船疏浚、鋼樁定位等設(shè)備、自航泥駁航行、泥門開閉等設(shè)備進行檢查和必要的保養(yǎng)維修,確保處于良好可靠的適挖適航狀態(tài)。

二、進點駐位

1.挖泥船上線定位。由于大型鋼樁式抓斗挖泥船一般為非自航船舶,開工展布需拖輪配合。進點一般宜選擇在風力較小、流速較慢、通航密度較小的時段進行。由拖輪綁拖,根據(jù)計算機疏浚管理系統(tǒng)GPS平面監(jiān)控顯示的實時船位駕駛至設(shè)定的 ,起挖點,慢速或停車,做好下放抓斗或定位樁的準備工作。

2.調(diào)整船位,實現(xiàn)精確定位。待鋼樁下放到位,船位穩(wěn)定后,校對船位與起挖點實際偏差。如果偏差較大,利用拖輪或者錨艇配合移船至起挖點;如果偏差較小,利用風、流、鋼樁定位移船系統(tǒng)自行移船至起挖點。

三、挖泥施工方法

利用鋼樁定位和步進,采用縱挖法(分段、分層、分條)進行挖泥施工。施工中,依據(jù)每條的泥層厚度分層依次排斗開挖,挖完成一個斷面(關(guān))時,用水駝和水下地形探知聲納系統(tǒng)進行水深自檢,當達到設(shè)計深度后,前移挖下一斷面(關(guān)),依此類推,見圖4所示。

四、步進

當一個開挖斷面完成后需利用鋼樁系統(tǒng)前移步進。船醍可傾斜式定位樁樁后傾插入泥土一定深度后,起兩側(cè)固定式定位樁,放下抓斗臨時固定船位,用液壓動力推動可傾斜式定位樁傾斜來撥動挖泥船向前移動,再放下定位樁固定船位,提起抓斗,完成步進。具體可見圖5所示進行前移步進,后退步進流程類似,將鋼樁的后傾操作變?yōu)榍皟A操作即可。

五、移船

當一個施工區(qū)段完成后,如果下一施工區(qū)段相距較遠,可利用拖輪或錨艇轉(zhuǎn)移至下一施工區(qū)段。當下一施工區(qū)段相鄰,挖泥船可根據(jù)風、流及通航情況,利用自身抓斗及鋼樁允許轉(zhuǎn)動角度進行橫移。橫移的原理是利用一根定位樁插入海底做轉(zhuǎn)動軸,其他兩根樁提起至海底泥面以上,將抓斗拋入海底,旋轉(zhuǎn)吊機,使船體繞定位樁轉(zhuǎn)動,通過多次旋轉(zhuǎn)以及旋轉(zhuǎn)軸的變化實現(xiàn)船體橫移。如圖6所示,當船舶根據(jù)施工需要向右移至下一條施工區(qū)域施工時,可根據(jù)該示意流程圖進行移船。

1.將右、后定位樁提出泥面,左定位樁仍插入海底,將斗張開拋向挖槽左邊。

2.吊機向右旋轉(zhuǎn),待后定位樁到達下一條挖槽中心線時,吊機停止轉(zhuǎn)動,將后定位樁插入海底。

3.提起抓斗,拋向挖槽的右側(cè),然后提起左定位樁,吊機向左旋轉(zhuǎn),將船位調(diào)整至挖槽中心線上,將左右兩根定位樁插入海底,完成橫移過程。如果船舶橫移的距離較大,可通過多次上述操作,實現(xiàn)船舶橫移。

4.船舶在施工步進中,船可能受橫向風、流或其他因素影響,船頭偏離挖槽中心線,也可以通過上述中移船的操作方法,實現(xiàn)精確校準船位。

六、掃淺

由于受水深、土質(zhì)、風流、通航避讓以及操作人員操作水平等等各種因素影響,鋼樁式大型抓斗挖泥船在完成一個工程的開挖施工后,往往會不可避免的出現(xiàn)淺點,利用鋼樁定位較傳統(tǒng)拋設(shè)錨纜定位靈活、精準的優(yōu)勢配合疏浚管理系統(tǒng)和水下地形探知聲納系統(tǒng)可以實現(xiàn)高效便捷的掃淺施工,這也是該工法的一大優(yōu)勢。

七、收工集合

《大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法》的效益分析是:

與常規(guī)錨纜定位的抓斗施工方法相比,《大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法》具有如下優(yōu)點;一是通過鋼樁定位步進前移,極大地減少了施工占用水域,使原來許多工況不能施工變成了可能,提高了船舶的適應性和設(shè)備利用率;二是有效地降低了風、流以及靠離泊等荷載對船舶定位的影響,能實現(xiàn)高精度定位。有效減少了后期掃淺施工時間。隆低施工成本;三是定程度上隆低了對拖輪、錨艇的需求;四是定位靈活、迅速,省去了傳統(tǒng)繁瑣的拋錨作業(yè)時間,簡約了工作程序和生產(chǎn)成本,提高了船舶的施工效率和時間利用率。由此,產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

2009年6月至8月,上海港黃浦江關(guān)港航道淺段應急維護疏浚工程,由于疏浚土中存在大量建筑垃圾自航耙吸式挖泥船不適應該工程,傳統(tǒng)拋錨定位施工的抓斗挖泥船影響航道通航也不適應該工程,后經(jīng)多方論證,選擇了"新海蚌輪",通過應用《大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法》,成功解決了以上兩大施工難題。在該工程施工中,通過采用該工法,施工時間利用率提高了10%,每月增加工程量2.64萬立方米,月新增產(chǎn)值115.98萬元。

2009年9月,新海蚌在嵐橋一期泊位、滑道疏浚工程施工,施工區(qū)域為油碼頭前沿泊位,不允許船舶系帶鋼纜,新海蚌輪應用《大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法》,無須帶纜,在不影響施工的情況下,消除了安全隱患,"新海蚌輪"施工效率提高了10%,利用率提高了12%,每月增加工程量1.32萬立方米,月新增產(chǎn)值46.2萬元。

2009年9月上旬到11月下旬,"新海蚌輪"承擔了山東日照嵐橋15萬噸級散貨泊位工程施工任務(wù),施區(qū)域近令防方波提。無法拋錨施工。傳統(tǒng)拋錨定位施工困難,需在防波提上開挖地壟實現(xiàn)拋錨。"新海蛙輪"應用《大型鋼樁式抓斗挖泥船施工工法》施工,解決了施工水域限制問題,減少了其他的施工準備事項,節(jié)省了人力物力,節(jié)約了施工成本,優(yōu)質(zhì)快速的完成了施工任務(wù),取得了良好經(jīng)濟效益和社會效益。在該工程施工中,通過采用該工法,"新海蚌輪"施工效率提高了15%,時間利用率提高了12%,每月增加工程量1.87萬立方米,月新增產(chǎn)值65.45萬元。

注:施工費用以2009-2010年施工材料價格計算

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