長(zhǎng)江口三期工程施工技術(shù)難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施分析

摘要：文章結(jié)合自航耙吸船“航浚4012”輪在長(zhǎng)江口深水航道治理三期工程中的施工經(jīng)驗(yàn)，分析施工過(guò)程中遇到的各施工區(qū)段土質(zhì)差異較大、長(zhǎng)江口流速較大、細(xì)粉砂難以裝艙且易漏的問(wèn)題，并從技術(shù)設(shè)備、施工方案、項(xiàng)目管理三個(gè)層面提出解決措施。為日后長(zhǎng)江口深水航道治理及其他疏浚工程提供一些借鑒和經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：耙吸挖泥船；細(xì)粉沙；溢流；裝艙量，順?biāo)┕?/p>

中圖分類(lèi)號(hào)：U616 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2014）18-0017-02

長(zhǎng)江口深水航道治理三期工程是在二期航道10 m水深的基礎(chǔ)上，通過(guò)疏浚繼續(xù)將航道加深至12.5 m，隨著航道深度的增加，疏浚的難度也在加大，再加上長(zhǎng)江口自身的一些特點(diǎn)，如航道水深、泥沙顆粒、回淤?gòu)?qiáng)度等，對(duì)疏浚船舶的要求也會(huì)提高，這就使得三期工程對(duì)疏浚船舶設(shè)備的工藝革新、方案組織有很高的要求。

1工程特點(diǎn)

我司中標(biāo)長(zhǎng)江口深水航道治理三期工程某標(biāo)段，筆者作為項(xiàng)目管理人員隨自航耙吸船“航浚4012”輪進(jìn)駐長(zhǎng)江口展開(kāi)施工，在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)江口疏浚施工存在如下特點(diǎn)：

①工程量大且區(qū)段調(diào)換頻繁，各區(qū)段土質(zhì)差異較大，在前期施工過(guò)程中以細(xì)粉沙為主。

②通過(guò)一、二期工程建設(shè)，作為航道主要整治建筑物的雙導(dǎo)堤和丁壩群已全面建成。因?qū)У膛c丁壩作用的影響造成長(zhǎng)江口流速較大，大潮汛尤甚。

③該工程施工進(jìn)度考核只計(jì)裝艙方量，且拋泥方量計(jì)算以拋泥前監(jiān)理拍照為準(zhǔn)。

針對(duì)這些特點(diǎn)，我輪在施工工藝、組織方案等方面做出相應(yīng)調(diào)整，以提高施工效率，節(jié)約施工成本，增加產(chǎn)值效益。

2改進(jìn)措施

針對(duì)施工區(qū)段土質(zhì)多為密實(shí)細(xì)粉沙，難挖且不易裝艙這一特點(diǎn)，提出以下改進(jìn)措施。

2.1設(shè)備改進(jìn)

①耙齒的改裝。密實(shí)細(xì)粉沙破土較難，為了增加破土能力，我輪把原有平頭耙齒改裝為尖頭耙齒和平頭耙齒組合或尖頭耙齒和梨形耙齒組合的方式，增加耙齒破土能力。為了保證耙頭密封性，我們減少了小耙齒的長(zhǎng)度，由25 cm改為15 cm（小耙齒太長(zhǎng)很難全部入土），并且不斷更換小耙齒數(shù)量，組成不同的耙齒組合，觀察施工效果。

②邊板及耙唇的補(bǔ)/割。原耙頭邊板下面形狀為尖形，不能全部入土，耙頭真空不高，為此我們多次修改邊板形狀，最后把邊板下緣改為近似直線的圓弧狀，耙頭真空略有提高。因我輪左右兩耙頭齒箱安裝位置不同，我們根據(jù)兩耙頭不同特點(diǎn)，補(bǔ)/割兩耙頭耙唇高度，左耙頭耙唇高度定為34 cm，右耙頭耙唇高度定為32 cm，進(jìn)而提高耙頭真空，增加施工效率。

③溢流門(mén)的封堵及泥門(mén)限位的改進(jìn)。因細(xì)粉沙難挖且易漏，我輪漏泥現(xiàn)象明顯，特別是在拋泥距離較遠(yuǎn)的情況下則艙內(nèi)土方量明顯下降，當(dāng)去拋泥區(qū)航行時(shí)間>30 min時(shí)，4 500方艙容到達(dá)拋泥區(qū)只剩下4 000方左右，嚴(yán)重時(shí)下降到不足3 800方，吃水下降更為明顯，而監(jiān)理只簽認(rèn)拋入拋泥坑的土方，不計(jì)溢流及漏掉的土方，這就造成工程量的損失，對(duì)施工方極為不利。

針對(duì)這一現(xiàn)象，我方及時(shí)查找漏泥原因。首先溢流門(mén)對(duì)溢流門(mén)進(jìn)行排查，溢流門(mén)靠自重封堵，但由于船的搖擺和水壓力，密封性不夠，為此我們把溢流門(mén)用電焊封死，溢流只采用頂部溢流。后來(lái)發(fā)現(xiàn)泥門(mén)也有漏泥現(xiàn)象，原本泥門(mén)關(guān)限位由鋼絲連接，造成靈敏度不夠，泥門(mén)稍微落下一點(diǎn)，艙容下降很快，顯示土方有明顯減少，但是船舶自動(dòng)化管理系統(tǒng)泥門(mén)限位仍然顯示關(guān)到位，造成操作人員誤判。為此我們把泥門(mén)關(guān)限位調(diào)到了泥門(mén)上方，調(diào)整該限位到合適位置，泥門(mén)稍一落下船舶自動(dòng)化管理系統(tǒng)就會(huì)顯示泥門(mén)未關(guān)到位，我們就可以通過(guò)泥門(mén)鎖把泥門(mén)關(guān)好，有效改善了船舶漏泥現(xiàn)象。

2.2技術(shù)改進(jìn)

①合理調(diào)整裝艙閘閥，增加裝艙量。因?yàn)榧?xì)粉沙粒徑都很小，可以根據(jù)修正后的崗切洛夫公式對(duì)泥沙沉速進(jìn)行計(jì)算，崗切洛夫公式如下：

層流區(qū)（D<0.15 mm）

ω=g

過(guò)渡區(qū)（0.15 mm

ω=β（）2/3D

β=0.081lg[83（）1-0.037T]

紊流區(qū)（D>1.5 mm）

ω=1.068

由以上公式看出，泥沙沉速只與泥沙粒徑及泥、水容重、動(dòng)力粘滯系數(shù)有關(guān)，因此對(duì)于粒徑某一特定范圍內(nèi)的泥沙來(lái)說(shuō)，泥沙下沉深度與時(shí)間成正比關(guān)系，這就是說(shuō)只要保證一定時(shí)間內(nèi)泥沙不外溢，就可以促使泥沙沉積。我們要求操耙手在溢流前只開(kāi)舯裝艙，確保船體平衡，而溢流后只開(kāi)艉裝艙，可以使泥沙水平運(yùn)距增大，增加泥沙沉積時(shí)間，促使泥沙有效沉積。

②合理利用溢流桶，進(jìn)行二次裝艙。在船舶掉頭施工時(shí)，在泥漿沉積一段時(shí)間（即掉頭時(shí)間）后，再次挖泥上線前，將溢流桶高度從原來(lái)的2.5 m下降至1.5 m，這樣可以將上部濃度小的泥漿溢出，重新進(jìn)行再次裝艙，有效的增加了施工船舶的有效艙容，節(jié)約施工成本。

③充分利用計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)，結(jié)合實(shí)際觀察效果，調(diào)整船舶挖泥時(shí)各項(xiàng)參數(shù)。根據(jù)計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)分析，結(jié)合實(shí)際觀察效果，我們把挖細(xì)粉沙時(shí)船舶航速控制在3.5節(jié)左右，波浪補(bǔ)償器壓力調(diào)節(jié)至32 kPa，開(kāi)啟高壓沖水，轉(zhuǎn)速控制在1 050轉(zhuǎn)，根據(jù)水深不同，適當(dāng)控制耙中高度，泥泵機(jī)轉(zhuǎn)速控制在690轉(zhuǎn)左右，在此狀態(tài)下，施工效率得到優(yōu)化。

經(jīng)過(guò)以上改進(jìn)，施工狀況達(dá)到較好的效果，即增高耙頭真空度，提高挖泥濃度，確保有效艙容，避免漏泥現(xiàn)象。根據(jù)合理的設(shè)備改進(jìn)和技術(shù)控制，有效地增加了船舶的裝艙濃度及方量，也確保了單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)值最大化。

2.3長(zhǎng)江口工程施工，受水流影響嚴(yán)重，大潮汛尤甚

大潮汛落水流速的相對(duì)速度可達(dá)4~5節(jié)。最初我輪采用順逆水往返施工，逆水施工時(shí)因水流流速過(guò)大只能單耙施工，對(duì)地航速不到2節(jié)，且挖泥濃度不高，嚴(yán)重影響船舶施工效率。經(jīng)過(guò)分析和研究，我輪提出順?biāo)谀噙@一設(shè)想。我輪由逆水挖泥改為順?biāo)谀嗪?，為避免順?biāo)谀啻偬煊绊戇M(jìn)艙濃度，我們采用加裝小耙齒，調(diào)整大耙齒、調(diào)節(jié)波浪補(bǔ)償器壓力等多種手段。這使我輪挖泥裝艙效率得到了很大的提高，現(xiàn)將施工效果總結(jié)如下。

2.3.1保障了挖泥效率

由逆水挖泥轉(zhuǎn)變?yōu)轫標(biāo)谀嗪?，船速控制?~4.5節(jié)，順?biāo)谀鄷r(shí)未再出現(xiàn)船速低于2.5節(jié)的現(xiàn)象及和單耙施工的現(xiàn)象，保證了我輪的挖泥效率。

2.3.2節(jié)約油耗、降低成本

據(jù)3月7日至3月22日（逆水施工）統(tǒng)計(jì)，施工天為16 d，施工船次為170船，平均運(yùn)距為7.92 km/船。每天平均施工時(shí)間為9.23 h，航行時(shí)間為13.23 h，拋泥時(shí)間為1.14 h。輕油消耗5.31 t/d，重油消耗11.54 t/d。4月8日至18日（順?biāo)┕ぃ┙y(tǒng)計(jì)，施工天數(shù)為11 d，施工船次107船，平均運(yùn)距9.13 km/船。每天平均施工時(shí)間為9.25 h，每天平均航行時(shí)間為13.28 h，每天平均拋泥時(shí)間為1.07 h。輕油消耗4.43 t/d，重油消耗9.71 t/d。前后對(duì)比，輕油每天消耗減少0.88 t，重油每天消耗減少1.83 t。明顯降低了我輪的油耗，節(jié)約了成本。

2.3.3減輕了船體振動(dòng)

由逆水施工轉(zhuǎn)變?yōu)轫標(biāo)┕ず?，船體振動(dòng)明顯減輕，舉例：6月11日我輪于施工區(qū)段W30-6施工，由于流壓太大逆水施工1船，當(dāng)泥漿開(kāi)始溢流時(shí)船體明顯抖動(dòng)，導(dǎo)致被子落地，挖泥控制臺(tái)顯示器抖動(dòng)明顯，后起耙掉頭順?biāo)┕?，振?dòng)明顯減輕，挖泥控制臺(tái)顯示器已基本不抖動(dòng)。原本船上很多設(shè)備經(jīng)常因船體抖動(dòng)過(guò)而降低了設(shè)備使用壽命，現(xiàn)在這一問(wèn)題也因改為順?biāo)┕さ玫搅撕芎玫慕鉀Q。

2.4加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，提高操作人員技術(shù)水平，提升施工項(xiàng)

目管理水平

2.4.1與設(shè)備維護(hù)搶時(shí)間

長(zhǎng)江口施工項(xiàng)目對(duì)我輪的設(shè)備使用考驗(yàn)很大，原本我輪每20 d靠泊養(yǎng)護(hù)一次，但由于該工程工期緊、任務(wù)重，船舶養(yǎng)護(hù)周期延長(zhǎng)至3個(gè)月一次，這就要求船舶的周期性養(yǎng)護(hù)工作要在日常完成，所以我輪充分利用加油加水等補(bǔ)給時(shí)間對(duì)船舶機(jī)械設(shè)備進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并嚴(yán)格執(zhí)行日常檢查養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目，爭(zhēng)取設(shè)備養(yǎng)護(hù)不占用正常施工時(shí)間，這樣就保證了我輪的施工時(shí)間，施工進(jìn)度也就有了保障。

2.4.2對(duì)相關(guān)操作人員的要求

相關(guān)人員要認(rèn)真負(fù)責(zé)，擔(dān)負(fù)起各自的崗位職責(zé)。對(duì)相關(guān)人員要求如下：駕駛員要密切注意船速和船位的控制；拋泥時(shí)控制好船速、船位，符合項(xiàng)目部、監(jiān)理部相關(guān)規(guī)定的要求；還要時(shí)刻關(guān)注、叮囑操耙手；操耙手要時(shí)刻注意對(duì)耙深、閘閥、溢流桶及主動(dòng)耙頭的控制，并時(shí)刻關(guān)注泥泵真空、流速、濃度等各項(xiàng)參數(shù)。在剛下耙挖泥時(shí)船舶吃水變化較快，所以要經(jīng)常調(diào)整耙頭角度，保證耙頭密封性；施工員要經(jīng)常關(guān)注耙頭深度及相關(guān)人員操作，并對(duì)艙內(nèi)泥土每天取樣，關(guān)注土質(zhì)變化，協(xié)助船長(zhǎng)在土質(zhì)變化時(shí)做出關(guān)于設(shè)備、技術(shù)及參數(shù)調(diào)整等方面的工作。

3結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)自航耙吸船在長(zhǎng)江口深水航道治理三期工程施工過(guò)程的研究，我們可以看出，船機(jī)設(shè)備作為一種施工工具，要想在某項(xiàng)工程中得到高效的應(yīng)用，項(xiàng)目管理者必須先要了解該工程的技術(shù)特點(diǎn)、自然條件、限制因素，并在此基礎(chǔ)上對(duì)船機(jī)設(shè)備做出相應(yīng)的調(diào)整，才能使施工效率得到最大提升。

結(jié)合本標(biāo)段的施工情況，善于類(lèi)比多種不同的施工工藝、勇于對(duì)施工方案進(jìn)行創(chuàng)新，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備人員的管理是施工能夠按時(shí)高效完成的關(guān)鍵，也為今后長(zhǎng)江口深水航道治理及其他疏浚工程提供一些借鑒和經(jīng)驗(yàn)。

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