高震標(biāo)

摘 要：廣州港出海航道北段屬于需常年維護(hù)的項(xiàng)目，具有季節(jié)性回淤明顯，年回淤量大的特點(diǎn)，有些航道段還由于人類活動頻繁、環(huán)保衛(wèi)生觀念不強(qiáng)，導(dǎo)致生活垃圾較多而影響清淤。文章以實(shí)際工程為例，根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行了方案比選，然后重點(diǎn)對耙吸船先拖后挖法的處理應(yīng)用進(jìn)行了分析討論，有效解決航道垃圾過多影響清淤的難題，大大提高了施工效率。

關(guān)鍵詞：航道淤淺 先拖后挖法 施工管理控制

1.工程概況

廣州港出海航道北段2 0 1 7年維護(hù)工程南起廣州港南沙港區(qū)南沙作業(yè)區(qū)（龍穴島）東側(cè)的G點(diǎn)（X=2503634.31，Y=468905.25），包括伶仃航道北段、川鼻航道、大虎航道、坭洲頭航道、蓮花山東航道、新沙航道、西基調(diào)頭區(qū)、赤沙航道、大濠洲航道、蓮花山西航道，全長73.15km，航道段維護(hù)底標(biāo)高分別有-9m和-13m，疏浚土質(zhì)基本為1級土，維護(hù)工程量132.69萬m3。疏浚土裝艙運(yùn)至龍穴島南部蓄泥坑拋卸后，再用絞吸式挖泥船二次吹填至龍穴島南部吹填區(qū)。

2.項(xiàng)目背景

2.1航道淤淺

本項(xiàng)目為常年性維護(hù)工程，是廣州港進(jìn)出港的主要航道，進(jìn)出口船舶和大型船舶較多，考慮到施工過程中不能影響正常通航且航道施工及周邊水域水深較淺不利于大型施工船舶施工和避讓工作。工程初期，結(jié)合小型耙吸船靈活機(jī)動、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，現(xiàn)場安排兩艘小型耙吸船和一艘抓斗船進(jìn)行航道維護(hù)施工，但由于進(jìn)場時(shí)間晚、船舶施工效率不高、航道季節(jié)性回淤明顯，以及附近區(qū)域存在其他項(xiàng)目交叉施工導(dǎo)致航道內(nèi)回淤強(qiáng)度增大等原因，蓮花山東航道（維護(hù)底標(biāo)高為-13m）出現(xiàn)大面積淤淺情況。根據(jù)2017年7月11日的航道測量水深圖，結(jié)果顯示蓮花山東航道淤淺范圍主要集中在7#～13#浮鼓之間的航槽，淤淺的航段長度約3km，淤淺面積約20萬m2，淤淺航槽平均水深約-12.60m，最淺水深為-11.0m，位置靠近西側(cè)航槽底邊線?；赜俜搅看蠹s為8萬m3。在9#浮鼓上下約500m范圍，存在全航槽淺淤的情況，對通航安全影響較大。

2.2航道疏浚遇到生活垃圾，施工效率低下

鑒于應(yīng)急搶險(xiǎn)時(shí)間緊迫，距離業(yè)主要求的節(jié)點(diǎn)僅剩6d時(shí)間，項(xiàng)目部迅速調(diào)遣大型耙吸船進(jìn)場，前期施工過程中，耙吸船直接采用常規(guī)的挖運(yùn)拋施工工藝，但下耙后發(fā)現(xiàn)耙頭很快出現(xiàn)嚴(yán)重堵耙現(xiàn)象，即管內(nèi)泥漿流速接近于0，泥泵真空度異常升高，>-0.9bra，水下基本處于不可挖狀態(tài)，不能滿足施工要求，通過對高壓沖水壓力、波浪補(bǔ)償器壓力、水深測量數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場工況等方面進(jìn)行原因分析，得出結(jié)論為大型耙吸船泥泵功率較大，對泥漿的抽吸作用較強(qiáng)，施工過程中會吸附大量的生活垃圾導(dǎo)致耙頭堵塞，而堵塞的主要物質(zhì)為航道內(nèi)淤泥表層堆積的特殊生活垃圾。蓮花山東航道表層垃圾基本以編織物和塑料袋為主，由于水下生活垃圾在耙頭耙松挖掘的過程中以及泥泵的抽吸作用經(jīng)吸泥管道進(jìn)入泥泵，導(dǎo)致此類生活垃圾極易堵塞住耙頭和吸泥管，使船舶無法有效施工，需經(jīng)常起耙清理耙頭然而且清理耙頭垃圾時(shí)間較長，嚴(yán)重影響施工效率和施工進(jìn)度。

3.方案比選

根據(jù)以往在廣州港出海航道的施工經(jīng)驗(yàn)，一般先采用抓斗船清理表層垃圾，然后再用耙吸船開挖底層淤泥，但由于抓斗船施工程序?yàn)榉沁B續(xù)性挖泥，速度慢效率低，且在進(jìn)出港主航道內(nèi)拋錨勢必影響通航安全，因此此種方法僅適用在航槽底邊線附近施工；另一種方法則是采用小型耙吸船直接開挖，但同樣面臨需經(jīng)常清理耙頭垃圾導(dǎo)致時(shí)間耗費(fèi)多的問題?？紤]到應(yīng)急搶險(xiǎn)的現(xiàn)場實(shí)際，項(xiàng)目部迅速從附近工地調(diào)遣大型耙吸式挖泥船進(jìn)場，并在施工實(shí)踐中摸索出先拖后挖的施工工藝對航道進(jìn)行疏浚清淤。

4.先拖后挖法的處理應(yīng)用

4.1施工工藝

先拖后挖法是指耙吸船不開啟泥泵，先用耙頭對航道底部垃圾進(jìn)行覆蓋式拖帶并在過程中開啟高壓沖水，當(dāng)施工布線對航槽淺區(qū)全覆蓋一遍后，對纏繞堵塞在耙頭表面的以編織物、塑料袋為主的垃圾進(jìn)行清理，清理完畢后下耙并開啟泥泵按照常規(guī)裝艙溢流的施工方法進(jìn)行挖運(yùn)拋處理。如若堵耙現(xiàn)象仍然嚴(yán)重，則重復(fù)對航道底部垃圾進(jìn)行二次拖帶，其施工工藝流程如下：施工準(zhǔn)備→覆蓋式拖帶→清理垃圾→施工上線→挖泥裝艙→調(diào)整溢流檔→確定裝艙平衡點(diǎn)→重載航行→至淤泥區(qū)→拋泥→輕載航行→施工上線。

4.2施工方法

（1）施工準(zhǔn)備。根據(jù)最新的多波束測量水深數(shù)據(jù)以及設(shè)計(jì)水深要求制作耙吸船的CAD背景文件和施工文件，施工文件由專門的軟件制作，分別有測量矩陣、理論矩陣、挖掘矩陣，以此為耙吸船提供作業(yè)依據(jù)。此外，施工前對耙吸船平面精度和下耙深度的校核也是必不可少的準(zhǔn)備工作。

（2）針對施工區(qū)水深情況以及耙頭寬度對航道進(jìn)行布線，確保船舶開挖軌跡布滿航道施工淺區(qū)，根據(jù)本次維護(hù)要求，不開啟泥泵將耙下至-13m水深，開啟高壓沖水泵，將壓力調(diào)至13bra，調(diào)整耙頭對地角度，確保耙齒受力均勻，接著在施工區(qū)段以2.5kn左右的速度進(jìn)行覆蓋式拖帶施工。

（3）待拖耙軌跡全面覆蓋航道淺區(qū)后，啟動泥泵，下耙至-13m，啟動高壓沖水2臺，壓力13bar，查看挖泥情況，如有大幅度改善，就保持泥泵開啟狀態(tài)挖泥裝艙；若效果仍不理想，則關(guān)閉泥泵，重復(fù)第一個(gè)步驟繼續(xù)來回拖耙布線，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際施工情況再定時(shí)機(jī)啟泵挖泥。

（4）當(dāng)確定航道底部垃圾對挖泥基本不構(gòu)成影響后，采用常規(guī)的裝艙溢流法施工，耙吸船在淺區(qū)范圍內(nèi)下耙至開挖深度，使耙頭與水下原泥面接觸，通過耙吸船的推進(jìn)裝置使船舶在航行狀態(tài)下拖動耙頭前移，對水下土層的泥沙進(jìn)行耙松和挖掘，利用泥泵的抽吸作用將耙頭吸入口挖掘的泥漿吸入，最后經(jīng)泥泵的排出端將泥漿裝入挖泥船自身的泥艙中。當(dāng)泥艙裝滿疏浚泥沙后，停止挖泥，起耙航行至指定的拋泥區(qū)拋卸，再輕載返航至原施工區(qū)，如此自挖、自航、自卸循環(huán)作業(yè)。

4.3施工管理控制要點(diǎn)

（1）在施挖過程中，挖泥長需仔細(xì)觀察泥泵真空度、泥漿濃度和流速等參數(shù)，一般當(dāng)泥泵真空度出現(xiàn)異常升高，>-0.9bra，流速降低<3m/s，在耙頭離開泥面抽清水仍未能改善的時(shí)候，即可判斷為堵耙（耙頭流道被堵）。

（2）由于本施工段土質(zhì)均為淤泥，其泥漿濃度不均勻且不易在泥艙內(nèi)沉淀，因此需要提高泥艙內(nèi)的泥漿濃度以達(dá)到增加裝艙量的目的。首先應(yīng)在挖泥裝艙之前抽干泥艙中的殘余水，并在開始和結(jié)束挖泥時(shí)將耙頭所挖吸的清水和較稀的泥漿排出泥艙外，其次應(yīng)采用長時(shí)間溢流滿艙滿載裝艙法進(jìn)行施工。

（3）在保證安全的前提下，應(yīng)做到施工與通航相協(xié)調(diào)，合理避讓，把后握好讓出航道的時(shí)機(jī)，當(dāng)大船過后，盡快恢復(fù)施工，并盡量利用讓出航道的時(shí)間清理耙頭垃圾。

5.實(shí)施效果

將采用先拖后挖法施工后的施工參數(shù)與之前的記錄做對比，發(fā)現(xiàn)進(jìn)艙管內(nèi)泥漿密度及流速明顯提高，泥泵真空度降低，達(dá)到預(yù)期效果，且堵耙現(xiàn)象明顯減少，施工效率大幅度提高。前后施工工藝參數(shù)對比見表1。

6.結(jié)束語

綜上所述，本次應(yīng)急搶險(xiǎn)施工區(qū)域位于來往船舶密集的進(jìn)出港主航道，監(jiān)理、業(yè)主及外部單位監(jiān)管力度大，項(xiàng)目部耙吸船摸索出先拖后挖的施工工藝，不僅避免了使用抓斗船開挖影響通航安全，同時(shí)也有效提高了挖泥效率，在后續(xù)施工節(jié)點(diǎn)中，項(xiàng)目部耙吸船對西基調(diào)頭區(qū)、新沙航道段的清淤疏浚都采用了此項(xiàng)工藝，均取得理想的效果，按時(shí)通過第三方驗(yàn)收測量。

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