楚 林
(河南省周口市鄭埠口樞紐服務站,河南 周口 466000)
基槽挖泥是港航工程施工中的重要環節,同時也是技術難度較高的工序。通過港口通航碼頭護岸基槽挖泥的處理,可以提高航運管理水平,使得流域范圍內航運碼頭的處理提供借鑒的作用,能夠在較大的范圍內推廣應用,進而為航運事業發展奠定堅實的基礎。
某港口通航碼頭工程項目,處于該地區的西北部的位置上,是該港區的北側的位置上,而東側就是該港口區域內的散貨碼頭,西北區域則是堆場的區域內。該項目總體建設有1個15萬噸的通用碼頭以及附屬的基礎設施,在進行該地區的疏浚作業之后,應該能夠滿足15萬噸級的船舶可以正常的運行。經過測量可以確定,該碼頭的長度尺寸為369m,高樁梁板是主體結構形式。該項目的護岸基槽開挖施工具體是如下幾個方面工作:
第一,根據技術標準設置深層水平位移監測點。
第二,將當前孔四角方塊全部清理干凈。
第三,對于當前的護岸塊石進行全面開挖施工。
第四,岸坡挖泥。
上述工作都是必要完成的,需要布置相應設備才能進行,以達到工程質量和技術標準。
本護岸基槽挖泥分項工程包括三部分內容,分別為:布設深層水平位移監測點、拆除現有空心四角方塊和岸坡挖泥。
拆除現有空心四角方塊擬采用陸上吊機和水上吊機相結合的方式,開挖現有護岸塊石和岸坡挖泥擬采用抓斗式挖泥船施工。拆除的空心四角方塊擬運回后方堆場暫時堆放,待護坡施工時再行利用。疏浚土全部外拋至國家海洋局批準的拋泥區,拋泥區位于硇洲島東北東1#拋泥區水下拋卸,拋距約50km。
護岸基槽開挖土類包括流泥~淤泥、中粗砂、粉細砂、淤泥質土、黏土~粉質黏土等。護岸基槽開挖前沿底標高為-18.8m,邊坡為1:2.5(現有拋石護岸開挖邊坡按1:2)。護岸基槽開挖應盡可能控制超深超寬,以免影響岸坡穩定。為保證岸坡的穩定,在岸坡開挖過程中,應加強岸坡穩定性的觀測。
抓斗式挖泥船為錨纜式挖泥船,其施工工藝包括施工展布、定位、下斗、挖泥、裝駁、卸泥等工序。
1)抓斗式挖泥船定位。抓斗式挖泥船定位采用錨纜和鋼樁定位方法實施。定位時主纜用兩根,前進纜一根,左右各一根邊纜,如果流速過大,則另布置兩根邊纜。根據施工需要進行定位,以便挖泥船可以前后左右移動。在施工中挖泥船靠船舶航線的一側,其錨纜必須增加過江沉鏈,以保證通過的船舶安全。
2)挖泥深度控制方法。第一,根據當前實時潮位和設計底高經換算后由電腦進行自動控制,并通過抓斗深度指示儀自動在電腦屏幕上顯示出來。第二,在提升鋼纜上做標記,結合當前潮位,用于粗略控制挖泥深度。第三,抓斗式挖泥船分層分條施工。
3)分條和分層施工。(1)分條施工。根據投入的抓斗式挖泥船的船寬確定分條寬度(一般約15.0~17.0m),每兩條之間保證有一定的重疊部分(一般為2.0m),斗與斗之間亦要重疊。此外,在開挖深水區域,抓斗受潮流流速的影響,會產生“漂斗”,開挖時應考慮抓斗的漂移,并通過測試確定下斗的位置。同時,分條施工必須考慮實時自然潮流、風向因素,以最大程度減少對施工船舶正常施工的影響。在施工過程中,按照分區施工要求,在各段內均必須逐條施工,只有在完成上一條的施工后方可進行下一條的施工,并且還必須保證條與條之間搭接寬度2m以上,避免發生漏挖現象,加大下層施工難度。(2)分層施工。根據施工水域的地質情況,按照2.5~3.0m挖深進行分層施工。港口通航碼頭護岸基槽抓斗式挖泥船船舶定位、移船、作業。
施工平面控制:采用船上配備的全球定位系統DGPS和裝有電子圖形控制系統的計算機進行控制。施工前由工程技術人員編制施工計劃文件,把施工計劃文件輸入計算機。施工過程中,利用電子圖形控制系統,施工人員按照計算機所顯示的施工挖泥圖形范圍進行操作,即可有效地控制開挖范圍并能有效地避免漏挖。
施工船舶定位、移船:依靠施工船舶上配備的DGPS衛星定位系統來確定施工船舶的位置。抓斗挖泥船設兩根主纜和兩根艉纜,都通過成“交叉八字”形拋錨進行定位。施工船舶通過活動主、艉纜和邊纜進行移船定位。
施工船舶作業程序:下斗深度確定→下斗開挖→提升旋轉→裝駁→挖深符合要求后→移到下一位置開挖。
4)抓斗式挖泥船挖深控制。測設高程控制點,建立施工水尺,采用自動遙報儀自動觀測潮位。根據業主提供的已知水準點資料在靠近施工區測設高程控制點,并設立一個固定的水位站,采用自動遙報儀自動觀測潮位,各施工船舶隨時用潮位接收儀接收潮位。
下斗深度控制:下斗深度標識,在施工船舶小排上用白色油漆以最小刻度10cm,從斗齒向上開始度量,從最小開挖水深以下1m開始標識,標識刻度值至少大于當時下斗深度1m以上。下斗深度控制:下斗深度=水位-每輪開挖標高。下斗深度控制由操車手負責。開挖后利用測深砣及施工船舶上配備的測深儀配合檢查挖深。
5)護岸基槽邊坡施工。邊坡施工是確保工程整體合格的重要組成部分。邊坡開挖時采用小型抓斗施工,勤測水深,預防欠挖,控制超挖。各挖泥船將嚴格按照設計要求挖放邊坡,保證邊坡坡度不小于設計坡比。邊坡開挖施工中,實際的情況很難滿足設計的邊坡要求,施工時將采取以下措施,確保邊坡的形成與穩定,保證工程質量:第一,超寬部分的水深滿足設計要求;第二,采用多階梯形開挖,每層開挖厚度根據各挖泥船的特點控制,宜小不宜大,以減少每層的塌落工程量;第三,施工期間根據工程進度適當加密對該區的水深測量,及時了解水下地形因施工發生的變化,可通過水下地形測量圖和統計剩余工程量的辦法,直接和間接分析岸坡是否處于穩定狀態。
6)港口通航碼頭護岸基槽挖泥清淺。使用抓斗式挖泥船進行清淺作業,護岸基槽開挖標高以底標高和土層進行雙控,即要求同時滿足。基槽底部控制土層為砂層、黏土層。
7)港口通航碼頭護岸基槽拋泥。自航泥駁在裝滿泥后,行駛至指定卸泥區進行卸泥,拋泥過程中AIS必須常開,以保證實時監控。
綜上所述,基槽挖泥質量直接關系到碼頭整體運行性能,充分彰顯出基槽挖泥技術的重要性。選定科學基槽挖泥方式,有助于為碼頭基礎作業提供支持,同時起到優化周邊生態的效果,彰顯出現代化港口工程的魅力。