港航实务疏浚与吹填技术

卢曹康1E412060疏浚与吹填工程技术2020/3/101卢曹康1E412060掌握疏浚与吹填工程技术疏浚工程：采用水力或机械的方法为拓宽、加深水域而进行的水下土石方开挖工程。疏浚工程分为基建性疏浚和维护性疏浚。基建性疏浚：……，具有新建、改建、扩建性质的疏浚。维护性疏浚：为维护或恢复某一指定水域…。吹填工程：挖泥船挖取的泥沙，通过排泥管线输送到指定地点进行填筑的作业。2020/3/102卢曹康挖泥船分类：挖泥船水力式机械式气动式耙吸式绞吸式吸扬式喷水式空气泵挖泥船空气提升挖泥船链斗式抓斗式铲斗式1E412060掌握疏浚与吹填工程技术2020/3/103卢曹康1E412061耙吸式挖泥船2020/3/104卢曹康2020/3/1051E412061耙吸式挖泥船耙头功能：挖、吸，装上耙齿可耙松泥土。卢曹康耙吸船施工过程示意图一、工作原理1E412061耙吸式挖泥船(见教材与视频)二、技术性能•耙吸挖泥船技术性能主要技术参数有舱容、挖深、航速、装机功率等。2020/3/106卢曹康1、优点：(1)具有良好的航海性能(2)具有自航、自挖、自载和自卸的能力(3)在挖泥作业中处于船舶航行状态、不占用大量水域或封锁航道特别适合于水域开阔的海港和河口港较长距离的航道施工。多用于挖掘淤泥和流沙，也能够挖掘水下黏土、密实的细沙。2、缺点：(1)船舶在航行和漂浮奖态下作业，挖掘后的平整差；(2)超挖土方较多。二、耙吸船的特点★2020/3/107卢曹康三、生产率计算1E412061耙吸式挖泥船213322111TTVLVLVLQW挖泥船循环运转小时生产率耙吸式挖泥船装舱施工的循环运转小时生产率与：空载航行时间、重载航行时间和抛泥航行时间有关。影响耙吸船生产率的主要因素是：土质、挖深、挖槽长度与运距。案例：1E412061WSWQGQ1G---一次挖槽长度挖泥满舱装载载重量γs---土质（天然）密度t/m3;γW---当地水的密度，t/m3;Q---舱容（m3）重载时间轻载时间挖泥时间挖泥船循环周期时间泥舱装载土方量2020/3/108卢曹康1E412061耙吸式挖泥船四、时间利用率计算▲1、影响挖泥船时间利用率的客观因素①强风及其风向情况，…；②风浪波高…；③浓雾；④水流；⑤冰凌；⑥潮汐；⑦施工干扰，……；2、时间利用率计算：%1003211TTTTS2020/3/109卢曹康五、耙吸式挖泥船主要疏浚仪器配置（一）压力表(含真空表)；（二）装载指示仪：耙吸挖泥船上通常装有装载指示仪1E412061耙吸式挖泥船（三）差分全球卫星定位系统（DGPS）2020/3/1010卢曹康六、耙吸式挖泥船施工工艺施工方法有：装舱(装舱溢流)施工法、旁通(边抛)施工法吹填施工法；挖泥采用分段、分层等工艺施工。（一）施工方法1、装舱法施工（1）适用条件：有足够的水深和航行、调头水域及适宜的抛泥区。（2）舱容计算：mWV耙吸船选用的舱容与泥舱内的泥浆平均密度成反比。对于有舱容可调节的耙吸船在疏浚：淤泥、粉细砂及粉土时宜采用大舱容。当计算的舱容在挖泥船两档舱容之间时，应取高一档的舱容。2020/3/1011卢曹康（一）施工方法1、装舱法施工---抛泥方式舱底抛泥六、耙吸式挖泥船施工工艺艏喷艏喷艏吹装舱溢流法装舱法施工的适用条件？装舱法施工有几种抛泥方式？如何调节舱容？装舱溢流的作用与要求？2020/3/1012卢曹康2、旁通或边抛施工耙吸式挖泥船设有专门的旁通口，泥泵吸上来的泥浆经旁通口直接排入水中。这种方法称为旁通法。适用条件（1）～（4）边抛法耙吸船配有边抛管，可以进行边抛式抛泥。（一）施工方法2020/3/1013卢曹康2、旁通或边抛施工(5)吹填施工①接岸管吹泥②系泊浮筒接水上管吹泥③喷射吹泥2020/3/1014（一）施工方法艏吹喷射卢曹康工艺流程：1、分段施工：什么情况下要分段？如何分段？按长度、水深、航行避让、合同要求。2、分层施工：什么情况下要分层？如何分层？按泥层厚度、水深、合同要求。3、施工顺序：由浅入深、由上游至下游、先两侧后中间（二）施工工艺要求施工上线挖泥装舱重载航行至抛泥区抛泥轻载航行2020/3/1015卢曹康六、耙吸式挖泥船施工工艺（二）施工工艺要求4、其他工艺要求根据开挖的土质选择航速，对淤泥、淤泥质土和松散的砂，对地航速宜采用2～3kn；对黏土和中密以上的砂土，对地航速宜采用3～4kn。应根据土质和耙深，调节波浪补偿器的压力，以保持耙头对地有合适的压力。对软土，耙头对地压力宜小一些；密实(较硬)土质时宜大一些。波浪补偿器压力的调节应先大后小。2020/3/1016卢曹康1、耙头的功能挖、吸泥土。2、耙头疏松水底泥砂主要方式三种方式：冲刷、高压冲水、机械切削。3、耙头的分类(1)冲刷型耙头(2)挖掘型耙头2020/3/1017（三）耙头的选用六、耙吸式挖泥船施工工艺(1)冲刷型耙头(2)挖掘型耙卢曹康（三）耙头的选用加里福尼亚耙头六、耙吸式挖泥船施工工艺2020/3/1018卢曹康（三）耙头的选用六、耙吸式挖泥船施工工艺IHC活动罩式耙头IHC威龙耙头耙头活动罩承担着把耙头的挖掘、水力冲刷、泥浆混合与输送的工作。2020/3/1019卢曹康3、耙吸挖泥船各类耙头适用的土质：表61-2应根据土质选用不耙头：挖淤泥、淤泥质土、软黏土宜选用“IHC”耙头（挖掘型）；挖松散和中等密实的砂选用“加利福尼亚”耙头（冲刷型）；挖密实的砂土应在耙头上加高压冲水；挖较硬黏性土或砂土，宜在耙头上加切削齿或采用与推进功率相匹配的切削型耙头。（三）耙头的选用2020/3/1020卢曹康1E412062绞吸式挖泥船一、基本原理2020/3/1021卢曹康一、基本原理绞吸式挖泥船是水力式挖泥船中较普遍的一种。1、工作过程是：根据土质安装绞刀→绞松泥沙→泥泵吸泥(泥)→排泥管输泥至卸泥区1E412062绞吸式挖泥船2020/3/1022卢曹康一、基本原理(1)优点能够将挖掘、输送、排出和处理泥浆等疏浚工序一次完成，能够在施工中连续作业。它是一种效率较高、成本较低、工程质量容易控制的挖泥船，能开挖的土质范围较广。(2)缺点抗风浪能力较差，不适宜在无屏障的开阔水域施工。排泥距离和排高大于挖泥船泥泵所产生的总水头时，如不采用接力泵就不能施工。水下障碍较多时工效极低。2020/3/10232、绞吸挖泥船特点卢曹康二、技术性能主要技术参数：标称生产率、总装机功率、泥泵功率、绞刀功率吸排泥管径、挖深、排距等。其中主要的挖泥设备是：绞刀、泥泵；增加挖泥深度，提高挖泥能力的技术措施是：将泥泵安装在船体尽可能低的位置；在绞刀架上安装潜水泵。绞吸式挖泥船的适用范围：适用工程：港口、河道、湖泊的疏浚工程，特别适合于吹填造地工程；适用土质：砂、砂质黏土、砂砾、黏性土等。2020/3/1024卢曹康三、生产率计算绞吸挖泥船生产率包括挖掘生产率和泥泵管路吸输生产率，以两者中取其较小者代表其生产率。挖掘生产率主要与挖掘的土质、绞刀功率、横移绞车功率(绞刀前移距)等因素有关。(一)挖掘生产率(二)泥泵管路吸输生产率QWVRQ2R：管路半径mV：管内泥浆平均流速m/h%100wswm2020/3/1025卢曹康四、绞吸式挖泥船主要疏浚仪器配置压力表(真空表)、浓度计、流量计、产量计、绞刀位置指示仪等。吸泥口堵塞时，仪表的读数变化情况是：浓度表读数小、压力表读数低。五、绞吸式挖泥船施工工艺主要工艺流程：开工展布是挖泥船挖泥开工前的准备工作，包括定船位、抛锚、架接水上、水下及岸上排泥管线等。绞吸船挖泥管线输送吹填区2020/3/1026卢曹康（一）施工方法主要施工方法：绞吸挖泥船采用横挖法施工，分条、分段、分层、顺流、逆流挖泥。1、装有钢桩的绞吸挖泥船在一般施工地区，应采用对称钢桩横挖法或钢桩台车横挖法进行施工；2、在风浪较大的地区，装有三缆定位设备的挖泥船，应采用三缆定位横挖法施工；3、……五、绞吸式挖泥船施工工艺2020/3/1027卢曹康置于桥梁前部的左右边锚和锚缆2020/3/1028卢曹康（二）工艺要求1、分条施工：(1)……，绞吸挖泥船的最大挖宽一般不宜超过船长的1.1~1.2倍，(2)采用三缆横挖法施工时，分条宽度由船的长度和摆动角宜选用70°~90°，最大(挖泥)宽度不宜大船长的4倍。五、绞吸式挖泥船施工工艺2020/3/1029卢曹康（二）工艺要求2020/3/1030卢曹康2、分段施工什么情况下应分段施工？挖槽长度大于挖泥船水上管线的有效伸展长度时，……。挖槽转向曲线段需分成若干直线段开挖时，……。挖槽规格不一或工期要求不同，应按合同的要求进行分段施工。受航行或其他因素干扰，可按需要分段施工。（二）工艺要求2020/3/1031卢曹康3、分层施工什么情况下应分层施工？•疏浚区泥层厚度很厚时应分层施工；•当工程对边坡的质量要求较高时；•当合同要求分期达到设计深度时；•当挖泥船的最大深度在高潮时达不到设计深度，或在低潮时疏浚区的水深小于挖泥船的吃水或最小挖深时。如何分层？•分层挖泥的厚度…，宜取绞刀直径的0.5~2.5倍，…，分层的上层宜较厚，…。最后一层应较薄，…。•依据土质情况和挖掘设备尺度确定分层厚度。•根据挖泥船吃水的最小挖深与潮水的涨落分层。2020/3/1032卢曹康4、顺流、逆流施工在内河施工采用钢桩定位时，宜采用顺流施工；采用锚缆横挖法时，宜采用逆流施工。当流速较大的情况下，可采用顺流施工，并以尾锚以策安全。5、定位与抛锚定位与抛锚应根据风与流条件，严禁挖泥船行进中放钢桩★（二）工艺要求2020/3/1033卢曹康•绞刀类型有：开式绞刀、闭式绞刀、齿式绞刀、冲水绞刀、斗轮式绞刀、立式绞刀等。2020/3/1034（三）绞刀选用适于挖掘硬质土、粘性土和密实沙。卢曹康齿形2020/3/1035卢曹康绞吸挖泥船各类绞刀适用土质：表2062绞刀选用注意事项：……。2020/3/1036（三）绞刀选用（三）绞刀选用五、绞吸式挖泥船施工工艺适于清除河湖（水库）底部污染淤泥。卢曹康工作原理：利用上下鼓轮转动带动链节板使泥斗连续转动而自河底挖掘泥土。1E412063链斗式挖泥船2020/3/1037卢曹康一、基本原理链斗式挖泥船是机械式挖泥船。工作原理：利用上下鼓轮转动带动链节板使泥斗连续转动而自河底挖掘泥土。主要挖泥部件有：斗桥、斗链、泥斗。二、技术性能链斗挖泥船均采用可变速装置，使之在挖泥作业中改变不同的斗速和切削力，以适应挖掘各种不同土质。衡量该船技术性能的主要参数有：标称生产率、斗容、挖深等。链斗挖泥船适于在风浪小、流速小、能见度好的开阔水域施工。2020/3/1038卢曹康三、生产率计算(案例)★链斗挖泥船的生产率简单算式四、辅助船舶的选配★（一）泥驳（二）拖船（三）其他辅助船舶五、链斗式挖泥船主要疏浚仪器的配置前移距指示仪泥斗转数指示仪下放深度指示仪GPS定位系统等1E412063链斗式挖泥船2020/3/1039卢曹康六、链斗式挖泥船施工工艺链斗船挖泥装驳泥驳航行至抛泥区抛泥泥驳返航至挖泥区链斗挖泥船进点定位：顺流就位？逆流就位？1E412063链斗式挖泥船2020/3/1040卢曹康六、链斗式挖泥船施工工艺（一）施工方法：斜向横挖法、扇形横挖法、十字形横挖法、平行横挖法；十字形横挖法★施工方法选择原则：斜向横挖：水域条件好扇形横挖：挖槽边缘水深小于挖泥船吃水十字横挖：挖槽宽度小于挖泥船长度平行横挖：水流流速较大2020/3/1041卢曹康（二）施工工艺要求1、…，对500m3/h链斗挖泥船挖宽宜为60~100m，对750m3/h链斗船宜为80~120m.…….2~3自阅4、……，分层厚度一般采用斗高的1~2倍，…….5、链斗挖泥船宜采用逆流施工。6、链斗船作业时，一般布设6个锚，锚的抛设应满足下列要求：主锚的抛设位置：在挖槽中心线上。…