小型绞吸式清淤船施工工艺总结

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1、中 铁一局集团有限公司竹屿湖景观整治项目经理部小型绞吸式清淤船小型绞吸式清淤船施工工艺总结施工工艺总结竹屿湖景观整治项目经理部工程部二 0 一四年一月十一日中 铁一局集团有限公司竹屿湖景观整治项目经理部小型绞吸式清淤船施工工艺总结小型绞吸式清淤船施工工艺总结摘摘 要要 本文针对内湖清淤施工经验，对复杂环境下采用绞吸式清淤船施工具有优越的先进性，进行了详细的介绍，对类似工程具有较强的借鉴意义。关键词关键词 绞吸式 清淤船 工艺 操作要点 效益1.前前 言言近年来绞吸式清淤船被广泛应用于港口、航道疏浚及吹填工程，使用绞吸 式清淤船的最大优势是能获得准确的挖掘轮廓。清淤船基本适合挖掘各种类型的土壤，

2、绞吸式清淤船类型和尺寸范围很广，绞刀头功率最小可为 20KW，最大可达约 4000KW，最大挖深为 30m，最小清淤深度通常取决于船体（平底船）的吃水深度。本文针对内湖清淤施工经验，总结形成本施工工艺。2.工艺特点工艺特点本工艺的特点是小型绞吸船可在江河湖泊中作业，可陆上组拼机械运输至 施工区域。工作效率高，泵距远，机械操作简单，易于控制；成本低廉，经济 性好。3.适用范围适用范围本工艺适用于大型清淤机械无法到达的港口、航道、湖泊等环境，地质为 松软流动的淤泥、略有缝隙就会漏掉的粉砂、附着力很强的粘土、坚硬的石质 土等清淤及吹填工程。4.工艺原理工艺原理绞吸式清淤船的工作原理利用装在绞刀架前端

3、的绞刀将水底泥石绞碎，形 成泥水混合物（泥浆）后，通过离心式泥泵将水底泥浆从绞刀架前端吸泥头处 吸入，经船内吸管、泥泵、排泥管（船内部分和船外部分）排至卸泥地点，从 而完成清淤（砂）作业。5.施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点5.1 合理选择清淤机械合理选择清淤机械中 铁一局集团有限公司竹屿湖景观整治项目经理部清淤区的范围、水深及其变化规律；河床及沉积物性质与土壤硬度；清淤 机械的的运输方式；弃方存放位置；电力、能源及后勤维修的保障；是否通航； 施工季节及气候条件等上述各种因素将直接影响机械设备的作业方式、设备选 用及各项配置，而绞吸式清淤船适应各种复杂情况。5.2 施工工艺流程施工

4、工艺流程清淤吹填施工工艺流程图5.2 设备主要系统设备主要系统5.2.1 吸排系统吸排系统从绞刀架前端吸泥头开始到船尾排出口和船外排泥系统一起称为绞吸式式 清淤船的吸排系统。吸排系统包括：吸泥头、绞刀架上吸泥管、挠性连接船内 吸泥管、泥泵、船内排泥管、水上排泥管及陆上排泥管等。 5.2.2 绞刀传动系统绞刀传动系统绞刀是绞吸式式清淤船的切削工具，刀呈螺旋片状，一般是 3 至 6 片，分为开式、闭式、齿式三种。小型清淤船一般仅装设有一把良好的闭式绞刀就可 以应付自如了。大型清淤船趋向于刀片与叶架分开，用各种形式的高合金钢刀 齿镶在刀片上，并采用可拆卸的形式，以适应不同土质的需要。 5.2.3 定

5、位横移系统定位横移系统绞刀每次切削厚度约为四分之一绞刀直径，每次切削宽度为三分之二绞刀直径。对于小型船舶而言，若绞刀直径为 800mm 左右，则每次切削厚度和宽度分别为 200mm 和 500mm 左右，可见绞吸式式清淤船的精确定位是很有必要的，只有精确定位才能保证切削轨迹，避免重挖或漏挖，这一方面通常用定中 铁一局集团有限公司竹屿湖景观整治项目经理部位桩并辅以龙须缆来得以实现。5.2.4 绞刀架绞刀架 绞刀架是绞吸式式清淤船的主要构架，它一般由型钢及钢板焊接成桁架结 构或箱型结构。它的后端支承在船体开槽的两侧壁上，有的中小型船则支承在 船首壁上。此外，绞刀架可绕此支承座上下转动。绞刀架的前端

6、通过拉杆、滑 轮、钢索悬吊在船首部的绞刀吊架上。5.3 操作要点操作要点5.3.15.3.1 施工准备施工准备 施工期间应设立吹砂管口、围堰、管线、施工船舶等方面的通讯联络网， 并派员巡堤值班，了解吹填区的安全情况。进点定位绞吸式清淤船采用 GPS 进点定位法，船上配备全球定位系统 GPS 接收机和 装有电子图形控制系统的计算机，并把各挖区的设计坐标点输入计算机后屏幕 图形内显示。施工定位方便快捷。开工展布开工展布是清淤吹砂开工前的准备工作，包括定船位、抛锚、架接水上、 水下及岸上吹砂管线等，分述如下：进点定位：绞吸式式清淤船，按定位方法进入清淤区，清淤船自行摆动校正船位，使 主桩位于清淤中线

7、位置，并使绞刀头位于起挖位置。边锚抛设边锚一般抛出挖槽边线外 90-150m，水域受限制，可以适当缩短些。 浮筒管线的抛设浮筒管线一般应在风浪小的水域进行卡接，然后将分段管线拖到预定位置， 按顺流、顺风方向逐段连接后再进位。管线的抛设，由于水域情况差异，抛设 程序方法有所不同。清淤吹填砂土特点颗粒粗，易沉积，为防止堵塞排泥管，开挖厚度及前移距都不宜 过大，操作时应依据真空数据，压力、管内流速、浓度情况保持适当限度。以 免出现堵管现象。停车或突然因故停车恢复开车时，必须先吹清水疏通管道。5.3.25.3.2 清淤吹填清淤吹填排泥管线的布设中 铁一局集团有限公司竹屿湖景观整治项目经理部排泥管线是清

8、淤船输送砂泥浆到吹填区内的管道线路，主要包括：陆上管 线（包括管架线） 、水上管线（即浮管）及水下管线三种。 陆上吹砂管线（岸管）的设置A、吹砂管线的平面布置根据清淤船的总扬程、围埝的面积、形状、吹砂距 离、吹填高程、潮位变化等方面的情况，加以综合考虑，来选定吹砂管线的位 置。B、管线布设尽量避免穿越障碍物，但要尽量避免管线形成过急弯曲。C、陆上布管线在进入吹填区内的布设。要考虑工程竣工后，应符合设计要 求的高程与平整度。管线的布设高程，除考虑吹填设计高程外，还应考虑沉降 量（包括围埝区内地基沉降时及吹填土本身的固结沉降量）及吹填超高量等因 素；为使吹填区获得较好的平整度，除干线管道外，还要布

9、设支线。管线的布 设，主要是考虑管线的间距，即管口的间距，而管口间距的大、小是与绞吸式 船的泥泵马力、吹填区地形及吹填土质等因素有关。 围埝与吹砂管口的距离随土质、围埝结构、高度不同而有差别，以不使水 流冲刷围埝为原则，通常多保持在 1520m 的范围。D、在可能情况下，尽量减少使用水上吹砂管线，但必须保证在施工进程中 的水上吹砂管线有自然弯曲的足够长度，水陆管线相接处设置平台，采用柔性 接头，使水陆管线平顺相接，平台的位置和标高要能适应潮差和水位升降的变 化。E、管线平台，在浮管与岸管的联接处架设管线平台，平台的平面尺寸通常 为 2m4m，高程一般与岸管一致。由于平台要承受船上三节管、伸缩管

10、、吹砂 管及吹砂时砂水重量的荷载，故平台桩一般都在 8 根以上，桩尖入土深度要求 6m 以上，桩顶安放钢质框架以达到均布受力的要求。F、吹砂管接头要严密、紧固，为防止砂水渗漏，要两节管段之间必须加密 封填料。填料可用牛油麻辫、胶皮垫圈等。为避免吹砂管接头损坏，管底砌块、 衬垫等必须牢固，不能有摇晃、歪斜等现象出现。G、吹砂管干线与支线之间可用 T 型或 Y 型三通管连结。在吹填过程中为管 壁受到均匀磨损。延长管子的使用寿命，施工时可以周期性地将管子绕轴旋转， 每次转动可按三分之一圆周角进行。 水上吹砂管线（浮管）的设置A、水上浮筒管线承受水流、风浪及吹填施工时的冲击力等影响，所以管段 间的卡接

11、必须十分牢固可靠，管线布置要呈近似流线型弯曲。不可形成死弯， 浮筒管线一定要留有足够的富余长度，保证绞吸式船在前移一定距离的过程中 不必拆换。水上浮管线要用管线锚加以固定。B、浮筒管线在重载情况下仍然露出水面以上，以便于维修和减少水流阻力。中 铁一局集团有限公司竹屿湖景观整治项目经理部C、管线锚的抛设应根据水流潮汐而定。受潮流影响水域则须抛涨落流向两 侧。D、水上浮筒管线与陆上吹砂管线的联接应根据地形和水位变幅来选择适当 的联结方式，不仅要联接牢固防止漏泥，并不因水位变动而出现管段严重蹩曲。a、直接联接：应用钢丝绳将陆上吹砂管线的首端加以固定，第一节浮管也 必须用八字钢丝绳固定在岸上，防止因浮

12、管漂动将接头拉脱。b、管架头联接：即陆上吹砂线通过滩地管架与浮管橡胶轮管连接，架头要 设置牢固，一般要架设平、斜撑管架头应用两档管架来支撑，其间距约 11.5m。吹砂管需用钢丝绳紧固在横木上。 水下潜管的敷设和拆除A、施工前应对水下潜管的预定位置（包括其前后各 50m 范围）进行测量， 摸清水下地形，测图比例宜采用 1：10001：2000，作出设计方案，并向有关 港航监督部门提出申请报告。B、水下潜管的连结方式分钢性和柔性两种。钢性连结使用带有法兰的吹 砂管直接连结而成。柔性管线一般为每隔 3-5 节（或 2-3 节）吹砂管（24- 30m）配A：立面图 B：平面图自浮式柔性水下潜管布置示意

13、图一橡胶软管接头连结而成。柔性连结对地形适应性强，沉放起浮方便，一般较 多采用。在地形变化比较大的地段，应增加 1-2 节胶管。潜管上升段和下段的 坡度不宜太陡，其两端点站，并在管路上配备充、排气阀和水闸阀等设备。C、潜管组装应选择在靠近沉放区、波浪和潮流较小水域进行，可在岸边、 码头边或在驳船上用吊机将吹砂管组装成所需的长度，管口两端用盲板密封， 使之直接浮在水上。组装好的管线应小心拖运。D、潜管下沉应选择在风浪较小、憩流时进行。水下管的沉放是通过端点站 的水泵向管内注水，使管线总重力大于所受浮力实现的。水下管的敷设方法有 牵引法、敷管船法、飘浮法等。施工时可根据具体情况分段或整体敷设，当管

14、 线较长时，应配备 2-3 条拖轮或锚艇进行拖带和协助管线定位。管线沉放宜采中 铁一局集团有限公司竹屿湖景观整治项目经理部用一端灌水另一端放气的方法。沉放完毕，应整体式分段进行加压检验，确保 水下管施工质量。在通航区域沉放时，应设立警戒船。E、沉放后，两端应下锚固定，并设警戒标志。F、水下潜管布置示意图（见下图） 。G、水下管的拆除是通过空压机对管内充气，使管线内产生浮力大于管线的 总重量来完成水下管起浮、拆除的。有时也可以采取抽水法起浮。起浮后一般 采取分段拆除。F、施工注意事项及其它a、除了在水下管端点设置排气阀外，在船站吹砂管和水陆管接头的最高部 位处，有时也要设置排气阀。清淤船开机前，

15、应打开端点排气阀放气，开机时 先以低速吹清水，然后才正式开始吹砂。b、水下潜管敷设示意图图图 水下潜管敷设示意图水下潜管敷设示意图c、吹填过程中，凡需停机时，都必须先吹清水，冲去水下管中的泥砂，直 到排砂口流出清水才停机，以防水下管堵塞。d、绞吸式清淤船施工中，要特别注意观察仪表，砂层不宜太厚，防止砂层 崩塌塞吸口，造成管内真空产生水锤，破坏水下管。6.材料与设备材料与设备序号设备 名称型号 规格单位数量1绞吸式式清淤船HLJX160艘依工程量配备2交通艇/艘123浮管300mm 6m/节m若干中 铁一局集团有限公司竹屿湖景观整治项目经理部4球形接头个若干5浮筒/个若干8水深砣/个19推土机L

16、G50辆依工程量配备7.质量控制质量控制7.17.1 吹填标高和平整度控制吹填标高和平整度控制清淤施工时，吹砂管管头加装消能花洒头装置减少冲刷力，以确保吹填的 标高达到设计标准，以及平整度的要求。在绞吸式船施工期间，除了在吹填出 砂口（管头）四周 100m 范围设立若干竹竿标尺，竹竿上喷涂油漆标设本层吹填 的控制标高，还配 1-2 台推土机，施工期间必须建立严格的施工值班观察制度， 确保吹填管头位置四周吹填砂高程达到设计要求，以此类推，逐步延伸，使最 后竣工验收的平整度符合交通部疏浚工程质量检验评定标准 （JTJ324-96） 的优良工程。7.27.2 质量保证措施质量保证措施工程的所有测量工作均执行交通部水运工程测量规范 （JTJ203-94） 标准。地形测量比例 1：1000，水深测量比例 1：2000。吹填区内每 100设立大于 1 米的测量竿，测量竿上用红漆表示砂垫层 厚度。区域内在施工吹砂管口距离已完成区域不少于 20 米，确保水流等不影响 相邻区的后续工序施工。吹砂尾水随吹砂顺序自然排放至泄水口。表