陳延雙
疏浚工程屬于水利工程的范疇,是為了達到一定的工程目的而進行的。疏浚工程施工要經過挖掘、提升、輸移、處理幾個過程,對于特別堅硬的底質,還要進行預處理。根據不同的施工條件,選擇什么類型的挖泥船,采取什么形式的施工組合,以達到預定的工程目的,是我們在疏浚工程中常常首先遇到的問題。
所謂疏浚工程的施工組合就是選用什么設備組合起來,完成疏浚工程的全部施工過程。這主要取決于工程目的和施工條件,一般常見的施工組合方式有以下幾種:
一、以開挖為目的施工組合
1、在通航河流上,船舶往來頻繁,或在河口港進港航道上風浪較大,如果施工區有足夠的水深,兩端有可供挖泥船轉頭和拋泥的水域(或者有向陸上吹填施工的條件),可選用自航耙吸式挖泥船。
自航耙吸式挖泥船可以自挖、自裝、自運、自卸,單船作業,機動靈活,它的抗風能力最強,在施工地段水深較小不能裝艙施工時,還可以先行邊拋,溢流施工。
自航耙吸式挖泥船具有本身單獨完成疏浚作業的特點,不需要輔助船舶設備。其基本施工方法是裝艙施工,即從河底挖起泥土裝入自備泥艙,然后航行至拋泥區,打開泥門卸泥,在特定條件下,也可以采取邊拋施工,挖起泥土不裝入泥艙,而直接排于挖泥船兩弦以外水中,利用水流作用將泥土帶走。自航耙吸式挖泥船 具有多種施工性能,在航道和港口建設中是一種不可缺少的重要船型,發揮著重要作用。
2、在施工區附近的陸地或水域,能夠選到拋泥區時,可選用絞吸式挖泥船或泥泵鏈斗式挖泥船,配以適當的水陸排泥設備,或高架長槽鏈斗式挖泥船。此類施工組合可以自挖、自運、自卸、把挖掘、提升、輸移、處理工作同時連續進行,工時利用率最高。泥泵、高架長槽鏈斗式挖泥船目前已很少使用,而絞吸式挖泥船以其巨大的優越性得到廣泛地應用,其經濟性也較其他任何施工組合都好。
絞吸式挖泥船本身只能完成疏浚作業的挖掘和提升兩個過程,一般情況下需要配備水上及陸上排泥管系以及陸上圍堰,才能完成包括泥土輸移和處理的疏浚作業全過程。絞吸式挖泥船,一般為非自航挖泥船,轉移施工或停泊地點時,需由拖輪拖帶,施工挖泥依靠鋼樁、錨纜前移或橫移。絞吸式挖泥船一般采用順流挖泥,這有利于減輕回淤,保持挖槽質量和施工安全。
3、施工區域附近沒有泥土處理條件,但在水深可供拖輪、泥駁通行的范圍內,可選到水下或陸上排泥時,根據工程條件和工程數量,可選用鏈斗式或單斗式挖泥船,為它們配備適當數量的拖輪泥駁(或自航泥駁)可以在適當的距離內(一般不宜超過十公里,太遠則成本太高)采取水下拋泥,或為它們配備吹泥船吹填于陸域或深水區,這種方式習慣稱為挖吹拖組合。
小型施工還可以采用抓斗(抓斗式挖泥船或改裝陸上挖掘機)、皮帶運輸機或人工把泥土從泥駁或平板駁上卸于陸地。(陸上還可以配合卡車、斗車做遠距離處理。
鏈斗式挖泥船開挖平整度較好,適于水下建筑物基槽或碼頭泊位等質量要求較高的工程。抓斗式挖泥船特別適于靠近建筑物、小型基槽、堤壩的開挖以及水下障礙物的處理。鏟斗式挖泥船則用于地質特別堅實,其他類型挖泥船難以挖掘或其他特定條件下的施工。
鏈斗式挖泥船對各種土壤適應性較好,最適于開挖壤土,對于粘土因泥斗不易倒凈而影響生產率,對于沙性土壤,適于挖粗砂,而難于挖細砂,一般挖硬質土宜采用小型泥斗,必要時,在斗刃上加齒,有的每隔三個泥斗換上一組挖掘的斗齒,斗鏈運轉速度與土質和泥層厚度有關,它直接影響生產率,一般斗速為每分鐘16—25斗,高的可達每分鐘35斗,挖硬粘土壤,斗速可降至每分鐘10斗左右。鏈斗式挖泥船采用橫挖法施工,一般采用逆流挖泥,這時,需以尾錨控制船體。鏈斗式挖泥船不適應惡劣天氣,適于在有屏障的港池,航道或內河河道施工。開挖質量較其他類型挖泥船要好,所以,質量要求較高的港池、航道。特別是水工建筑物基槽,適于選用鏈斗式挖泥船施工。
4、泥土處理方法常常是確定施工組合的重要前提,以開挖為目的的疏浚工程也應該從泥土的綜合利用出發,盡量采用吹填的方法,除絞吸式挖泥船施工組合外,其他施工組合采取吹填方法,往往費用較高,這就需要從長遠出發,綜合考慮比選,選用綜合效益最好的施工組合。
二、以填筑或取料為目的的施工組合:
根據所需填筑土料的要求,選擇取土區,取土區即上述的施工區。按照施工區的自然條件選用相應的類型挖泥船,挖取土料,并且按照下述情況選用泥土處理方法。
1、陸上填筑或取料。一般采用吹填方法,或以抓斗、皮帶運輸機、人工或再配合卡車、斗車將泥土處理至填筑區或取料場。
2、水下填筑。采用開底泥駁卸于指定區域,當水深不能滿足泥駁卸泥需要時,采用抓斗式挖泥船或人工將泥土從泥駁或平板駁卸至指定區域,填筑土料為粗顆粒時,或在填筑區可以修筑圍堰時,可采用吹填方法。
三、大型疏浚工程施工組合:
大型疏浚工程可以劃分為若干施工區段,其施工條件各異,而且既需要開挖又需要填筑,可根據上述各施工組合的特點,選用適宜的施工組合方式,例如:進港航道選用自航耙吸式挖泥船,碼頭基槽選用挖、吹、拖組合,港地選用絞吸式挖泥船吹填組合,清除障礙物選用抓斗式挖泥船陸上和深水處理組合等。對于整個工程來說,則是一個規模龐大,復雜交叉的施工組合。
四、特殊疏浚工程施工組合:
1、在某些施工區,從工程主體來看,適于某類型、規格的挖泥船承擔,但施工區的某些條件又不適于該挖泥船處理,例如,施工區不具備該挖泥船施工的初始水深或通向排泥場的局部地段水深不足,或某些施工地段受過河建筑物的限制,或水下障礙物需處理等。因此,就需要采用不同類型、規格的挖泥船的施工組合。例如:用小型挖泥船(甚至人力)為大型挖泥船創造施工水深,承擔受建筑物限制地段的施工,根據局部地段的施工條件選用適宜類型挖泥船處理,用單斗式挖泥船處理障礙物,擔負靠近建筑物的施工以及對堅硬底質的預處理等。
2、船舶調遷也是決定施工組合選用的條件。挖泥船向施工區調遣一般均沿水路進行,但在某些施工區或水路受水深及跨河建筑物凈空的限制,或者水路根本不通,挖泥船就必須采取部分或全部從陸上運輸的方法。陸上運輸一般只適于中、小型絞吸式挖泥船或小型斗式挖泥船。在當前陸上運輸設備不斷改進的條件下,小型或中型組合絞吸式挖泥船從陸上運輸已不再是十分困難的工作。
總之,通過疏浚工程施工組合方法的科學比選,力求效率高,成本低,多用途。實現疏浚作業的機械化,并向疏浚作業自動化努力。