《吹填工程常用施工方法及船舶设备简述与应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《吹填工程常用施工方法及船舶设备简述与应用（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、吹填工程常用施工方法及船舶设备简述与应用【摘要】本文通过工程实践中吹填工程采用的施工方法及船舶配置，简述吹填工程常用 施工方法及船舶设备的选取和应用，供同行进行交流。【关键词】吹填工程；抓斗挖泥船；绞吸挖泥船；施工方法一、前言近年来随着全球气候变暖、世界人口总量不断增长、城市化进程加快，尤其是沿海地区 经济的快速发展和土地资源的供需矛盾，以及旅游开发需求等因素的驱动，吹填工程的市场 需求不断增长并且持续扩大，展现出良好的发展前景。同时随着社会需求的发展，吹填工程 的应用已经从最初的填塘固基、淤临淤背、堵口复堤、整治险工、加固堤防、农田改良、备 料、积肥等吹填造地逐步扩展到吹填造岛、海岸防护、吹
2、填造库，甚至国防建设等领域，成 为了疏浚行业中最具增长潜力的业务领域。二、吹填工程常用的船舶设备及施工方法吹填工程的施工主要是由疏浚设备即挖泥船舶设备和排泥管线等作业来完成的，常用的 施工船舶有抓斗式挖泥船、铲斗式挖泥船、耙吸式挖泥船、绞吸式挖泥船、链斗式挖泥船。 其中，绞吸挖泥船和抓斗挖泥船是用途较广的挖泥施工船舶。绞吸挖泥船是水力式挖泥船的一种，因其适应的施工范围较广，适于港口、河道、湖泊 的疏浚工程，特别适合于吹填造地工程，适用于挖掘砂、砂质粘土、砂砾、粘性土等不同的 挖泥工况，是目前世界上使用较广泛拥有数量最多的一种挖泥船。抓斗挖泥船形式多样，用途甚广。抓斗挖泥船属机械式挖泥船，大多数
3、为非自航式。不 仅能挖掘各种不同土质，还可以抓取水下石块及部分障碍物，如木桩、水泥桩等，适用于狭 小水域、港池、码头岸壁、码头基槽、过江管道、电缆深沟等特殊工程的挖泥施工。通常单一的挖泥船型施工不能满足吹填工程施工需要，必需采用多种挖泥船联合施工的 方式进行施工，具体施工方式根据工程要求、现场自然及施工条件和设备供应能力进行选取， 并通过经济技术论证进行方案比选，其常用的施工方法有：1、绞吸船直接吹填适用于内河或风浪较小的海区，生产效率高，成本低，对土的适应性强。抗风性能较差最大排距约5km。为了增加运距，可设接力泵，必要时也可以将两天绞吸船串联。2、斗式船泥驳吹泥船吹填适用于内河或风浪较小的
4、海区、砂质土、粘性土的吹填区工程。运距一般为5-15km。 抗风性能差。挖流动性淤泥效果差。非自航泥驳需与拖轮配套使用。3、耙吸船吹填适用于取土区风浪大，运距远的工程。施工过程中能改善砂性土的质量，成本较高。耙 吸船应具有吹填装置。4、耙吸船储砂池绞吸船吹填适用于取土区风浪大，运距远，吹填量大的工程。施工过程中能改善砂性土质量。储砂池的位置与大小应满足绞吸船的输送和施工强大的要求，并应选在回淤、冲刷小的 地方。池内外水深应满足所有施工船舶吹填、抛砂施工作业需要。5、斗式船泥驳储砂池绞吸船吹填适用于内河或风浪较小的海区和吹填量大的工程。设备配套复杂，时间利用率较低。储砂池的位置与大小应满足绞吸船
5、的输送和施工强大的要求，并应选在回淤、冲刷小的 地方。池内外水深应满足所有施工船舶吹填、抛砂施工作业需要。6、耙吸船泥驳吹泥船吹填适用于取土区于内河、风流小、运距远的工程，能改善砂土的质量。耙吸船应具有装驳 的设施。7、斗式船泥驳吹泥船泵站吹填适用于运距远、吹程高的长期性的疏浚土处理与吹填造地相结合的工程。施工环节复杂 故障多，时间利用率低。三、工程实例1、工程概述工程项目位于海南岛某海湾区域，通过取砂吹填建造人工岛。该标段施工区域编号为A 区、B区G区和H区。吹填区域已施工情况：A区、G区和H区围堤已完成，形成约63万m2的吹填面积，A 区吹填面积约为53万m2, G和H区吹填面积约为11万
6、m2, B区围堤长约1929m，形成约 102 万 m2 的吹填面积。吹填总工程量约为1824万m3, A区泥面标高平均约为0.9m，吹填高度为7.0m,吹填 量约为53万*7.9=418万m3, G和H区泥面标高平均约为-0.3m，吹填高度为7.0m，吹填量 约为11万*7.3=80万m3, B区泥面标高平均约为-6.0m,吹填高度为7.0m,吹填量约为102 万*13=1326 万 m3。取砂点为3#砂源3-3区，为业主指定海域取砂点，平均运距为10KM，最远运距为 14KM。该海域有众多参与该工程项目施工的采砂船、运砂船，以及大量的过往船舶，工况复 杂。（1）自然条件工程区年平均风速为3
7、.6m/s。常风向为ENE向，频率为22.3%，次常风向为NE,频率 为18.10%。每年10月至翌年4月盛行NE向风，68月盛行SWSSW向风，尤以7、8月 份为最盛。5月和9月为季风转换期。强风向为SW向，最大风速为32.3m/s，次强风向为 SSE，风速为 26.0m/s。工程区海域以风浪为主，大约占80%,年平均波高为0.34m，风涌混合浪占20%左右， 常浪向为SW向。本海区的潮流为正规全日潮性质，流速不大。工程区浅海滩变化较小，整个海域浅滩基本处于稳定状态。（2）工程地质 -1粉砂：灰黄色，饱和，松散稍密，砂粒成分主要为石英、长石，亚圆形，颗粒 均匀，颗粒级配一般，含少量珊瑚碎屑；
8、 -2 珊瑚碎屑：灰色,松散,饱和,主要由珊瑚碎屑、贝壳及钙质胶结而成； 淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，含少量粉砂。 海滩岩：灰白色、灰色，岩石主要成分为砾砂、砾石、砂粒、贝壳碎屑及微生物等， 由泥质钙质胶结而成，胶结程度较好，岩芯呈短柱、碎块夹砂团状； 粉质粘土：灰色，软可塑； 粉质粘土：灰黄、灰绿色，可塑，局部含粉砂； -1 粗砂：灰黄色，中密，砂粒成分主要为石英、长石、贝壳，亚圆形，颗粒均匀， 颗粒级配一般。含粘性土，仅一孔（2-A-22）中揭露； 粉质粘土：灰色，可硬塑，局部胶结成半成岩状、含较多粉土团块及砂。2、施工方法及施工船舶选取（ 1）施工方法和计划由于业主指定的砂源离吹填区位置
9、较远，平均吹距10Km，不能一次吹填到位，砂料的 土质较硬，多为低液限粘土，开采的功效较低，且该海域有众多参与该工程项目施工的采砂 船、运砂船，以及大量的过往船舶，工况复杂，采砂船舶需机动灵活，故考虑采用“采运 卸一吹的施工流程，即在吹填区外围挖设储砂池，抓斗船挖泥（砂）T泥驳船运泥（砂）T 储泥区存泥（砂）T绞吸船吹泥（砂）的施工工艺。因为绞吸船吹砂作业，布设在吹填区附近的储砂区的位置位于施工范围的中轴线上，这 样可以保证A区、G区、H区和B区吹填可以不移动绞吸船和浮管位置。各区域施工计划：储砂池施工完成后，首先在储泥区布置绞吸船吹填G区和H区，计 划工期20天，再对A区进行吹填，计划工期8
10、0天，在B区围堰施工完成前，吹填完成。B 区围堰施工合拢后，对B区进行吹填。根据施工进度要求，A区、G区和H区计划在100天内完成，每天吹填工作强度为： （418+80） /100=4.98万m3/d, B区需在计划的150天内完成，日工作强度为：1326万 m3/150=8.84 万 m3/d。储砂池设计：根据吹填最大日强度（约为8.84万m3/天），绞吸船数量（2艘）及作业 干扰范围，储砂池设计为200*200*8=32万m3,储砂池储砂量约为日吹填强度的4倍，满足 要求。吹填全部施工完成后，继续通过采砂区泥驳取料，把储砂区回填至原泥面高程。（ 2）船舶选择根据施工工期、砂源距离、取砂范围
11、和取砂处地质，以及取砂点工况复杂等情况综合考 虑，初步考虑在砂源位置采用 13m3 抓斗式挖泥船取砂，运砂采用 2000m3、 1500m3、 1000m3、 800m3、 700m3 的等多型号组合自航式泥驳进行运砂，运送砂料到吹填区附近的储 砂池，储砂池内的砂料拟通过3000m3/h、4000m3/h的绞吸船吹送到指定吹填位置。1）、机械投入功效分析：抓斗挖泥船投入数量的计算抓斗挖泥船的生产率按下式计算：1000m3 泥驳取 n=2，类似计算其他驳船：2000m3 泥驳取 n=11500m3 泥驳取 n=2800m3泥驳取n=3700m3 泥驳取 n=32）、则各施工区域船舶配置计划如下：
12、 、A区、G区和F区：根据A区、G区和F区吹填工程日工作强度,则需配13m3抓斗挖泥船为：4.98万m3 / （487.5*16） =6.4艘（工作时间按每天16小时考虑），考虑到暴雨台风等 不利因素影响，取 8 艘。则相应的1000m3泥驳数量为12艘，2000m3泥驳数量为2艘。拟配备2艘4000m3/h的绞吸船，那么每天吹泥量为：4000*16*0.8*2=10240049800，满足要求。 、 B 区：根据B区吹填工程日工作强度,则需配13m3抓斗挖泥船为：8.84万m3/d /（487.5*16）=11.3艘（工作时间按每天16小时考虑），考虑到暴雨台风 等不利因素影响，取14艘。则
13、相应的1000m3泥驳数量为12艘,2000m3泥驳数量为4艘，1500m3泥驳数量为4艘, 800m3 泥驳数量为 3 艘， 700m3 泥驳数量为 3 艘。拟配备 2 艘 4000m3/h、 1 艘 3000m3/h 的绞吸船，那么每天吹泥量为：（3000+4000*2） *16*0.8=140800 88400，满足要求。 、储砂池：储砂池计划用1艘4000m3/h的绞吸船直接吹泥至H区。320000/（4000*16*0.8）=6.3d （每天工作16小时，工作效率为0.8），则7天可开挖完 成。3）、综上，项目总体投入船舶为：根据各区域施工计划，A区、G区和F区吹填后，再完成B区吹填
14、，项目总体配备：13m3 抓斗挖泥船14 艘，1000m3 泥驳 12 艘，2000m3 泥驳 4 艘，1500m3 泥驳 4 艘，800m3 泥驳 3 艘，700m3 泥驳 3 艘，4000m3/h的绞吸船2艘，3000m3/h的绞吸船1艘，项目船舶配备见下表：4）、抓斗挖泥船及绞吸船施工方法简述： 抓斗挖泥船：本工程配备的13 m3抓斗式挖泥船，挖泥采用GPS定位法控制挖泥船位，同时作为挖泥 过程中的配合测量控制，拟增设挖泥范围导标，包括横向导标、纵向导标。纵向导标控制基 槽开挖宽度；横向导标控制各断面的变化位置，每20米设置一对。挖泥时，首先进行挖泥船定位，抛锚采用前后八字形布置，船舶移
15、位由船上卷扬机进行 控制。挖泥船的按照各自的挖泥范围排开，从一端向另一端进行，挖泥分层进行开挖，每层 2m,并通过自航开体泥驳运送到吹填区附近储泥区自卸。I、施工定位挖泥船进位采用拖轮拖带，首先测量人员放置的定位浮标，然后拖轮拖带挖泥船进入施 工区，锚艇配合抛下船首主锚和八字锚及尾部两只锚，然后根据DGPS系统进行精确定位， 抛后通过挖泥船自身的锚进行调整，使抓斗船位于开挖中线上，抓斗位于起始位置。口、开挖方法考虑到本工程地质情况，拟采用分区分条分层开挖的方式进行施工。每次移船距离（斗 距）按13米控制，底层开挖必须严格控制斗距，保证前后不少于3m的塔接，故每次前进距 离不超过 10m。 绞吸船吹砂：I、绞吸船固定绞吸挖泥船从海上调遣至施工现场，经技术交底后进指定区域（储砂池）进行开工展开 作业，开工展布绞吸船施工开工前的准备工作，包括定船位、抛锚、架接水上及岸上排泥管 线等。根据本工程施工安排，绞吸船开到储砂池作业区域后，固定牢固，在吹填过程中绞吸 船保持不动。具体开工展布作业程序为：A、竖钢桩由于绞吸挖泥船在调遣中需放钢桩，在调遣至施工现场安全区域后，需利用自有设备进 行竖钢桩作业。B、定位由拖轮将绞吸挖泥船拖至施工现场后，依据船载全球定位系统（GP
