粘性土航道免扫浅施工工法适用范围

《粘性土航道免扫浅施工工法》的适用范围为：土质为黏性土质的航道或港池基建性或维护性工程。

粘性土航道免扫浅施工工法工艺原理

《粘性土航道免扫浅施工工法》的工艺原理叙述如下：

1.在分层施工中操耙手以分层深度控制下耙深度，严格按照各分层水深要求进行开挖，定深控制浚挖，并通过驾驶员的精确上线保证耙头始终紧贴河床，泵吸始终处于饱和挖实状态，施工效率得到最大发挥。避免了常规浚挖过程中因河床深浅不一、高低起伏不平、耙头跳跃而形成“放空”造成施工的泵吸效率低下的问题。

2.在各分层施工过程中，改变传统的三班驾驶员各分一带的施工工艺，而以整个施工区的浅点、浅区为目标进行走线。驾驶员整体综合考虑浅区位置、通航干扰和风流影响等因素，利用疏浚监测平台提供的精确的耙头深度与位置指示，以及直观的横纵断面和三维地形功能，运用高超的操船工艺，主动控制两个耙头的走线，对局部范围的浅区和孤立浅点采取主动精确过耙。在其处于初始阶段且易于浚挖时，便即予以扫除，避免后期形成浅埋、垄沟，增加后期扫浅难度。这种对浅区的主动式浚挖贯穿施工全过程。

3.船舶配置大屏幕显示器，施工时驾驶员按需选择疏浚监测平台提供的各种功能窗口，尽可能放大屏幕仔细观察耙头走线，并利用耙迹记录和施工过程回放功能，控制对不同水深分布、不同土质区域的过耙频率，避免漏挖、超挖，实现均匀增深。

4.在耙吸挖泥船的耙头上分别加装不同形状的耙齿，“刀形”耙齿具有切割作用，“倒T形”耙齿具有切割和提升松土的作用，“铲形”耙齿或“平形，，耙齿具有提升松土的作用。施工时耙齿对地呈45°，通过耙头对地运动使耙齿插入泥土中切割并提升黏土。通过调整耙头格栅安装位置，适当的加大耙头格栅通道，使黏土可以顺利通过格栅，提高了挖泥效果。

5.将传统工程后期的“扫浅”化整为零，分摊至各分层开挖阶段中，改变了传统“前期大量开挖、后期低效扫浅”的施工方法，避免在工程后期因扫浅造成时间、设备等资源的浪费。

粘性土航道免扫浅施工工法施工工艺

• 工艺流程

《粘性土航道免扫浅施工工法》的施工工艺流程见图1。

• 操作要点

《粘性土航道免扫浅施工工法》的操作要点如下：

1.浚前测量及工前准备

1）运用单波束或者多波束测深仪，获得施工区域的水深情况，计算出比较精确的工程量，同时根据水深情况确定分层的计划。收集并分析施工区域土质资料、水文、气象资料、船舶通航密度、通航条件、小船渔船等影响航行的因素。

2）耙头加装耙齿；截至2009年，耙齿多安装在把头的活动罩上，新增的耙齿安装在耙头固定体的耐磨块上，通过改进耙头耐磨块的形状并重新排列，使耙齿能够快速拆装。根据土质资料选择耙齿数量和形状（"刀形"或"倒T形"），见图2。

3）改进格栅；根据泥泵叶轮孔径调整格栅，减少格栅材料的径向面积，使耙头格栅的通过面积尽量增大。以4500立方米自航耙吸挖泥船为例，将耙头格栅由原来的300毫米×330毫米增大到450毫米×330毫米，材料由原来的直径50毫米的圆钢改为厚度25毫米的钢板。

4）对船舶设备的参数进行率定或校正，主要包括耙臂垂直、水平传感器、吸口吃水传感器、潮位遥报仪、DGPS等。仪器仪表的精确程度，对施工质量起着决定性的作用。

5）根据工况条件决定船舶的布线；根据土质的密实情况，决定布线的间距。

6）根据浚前水深图制作MTX文件（包含x、y，z三维变量，即平面位置和深度），用于浚前二维横纵向断面和三维地形显示，并制作一个空的MTX文件用于保存耙头过耙信息，并自动生成已挖掘二维横纵向断面和三维地形显示，见图3。

7）对需要进点的船舶进行施工方案、施工要求、质量、安全、环保等事项的技术交底。

2.分层施工计划

综合工程需增深的深度及工程节点、参建施工船舶的破土性能，特别是黏性土土质制定分层方案，一般以0.3~1.0米为一层开挖层，贯人击数>15的土质不超过0.3米，贯入击数<4的土质不超过1米。

边坡区域则呈现由浅至深、均匀台阶型增深，确保边坡坡比质量，如图4。

3.现场施工方法

现场施工作业一般采用装舱溢流法，这是耙吸挖泥船最主要、最常规的施工方法。当挖泥船进入指定的开挖带内，启动泥泵，根据届时潮位将耙头下放至泥面，将耙管内的清水和低浓度泥浆直接排出舷外，待泥浆达到一定浓度后再打开进舱闸阀装舱。待泥舱满舱后继续泵吸泥浆进舱，使泥舱上层低浓度的浑水从泥舱溢流口溢岀，根据不同土质控制溢流时间，尽可能使泥舱的装载量最大、土方量最多。然后停泵起耙，把装载的泥砂运到指定的抛泥区抛卸。

4.实施与监测分析

1）在保证安全工况条件许可的情况下，对于重点难挖浅区，采用拖耙调头施工方法，增加对浅区的斜向或横向破土作用，可以避免垄沟的产生，提高挖掘效果。

2）为了让耙齿切入泥土，通过调低波浪补偿器压力提高耙头对地压力，同时挖泥航速要求适当的增加，一般控制在3~4节速度。

3）施工过程中，经常采集泥样，随时掌握土质的变化情况。

4）严格按照分层施工计划实行定深挖泥。

5）根据耙头的有效宽度和黏性土土质决定布线的间距，贯入击数>15的土质间距要小，贯入击数<4的土质间距要大，总体来说布线间距越小越好，但是走完一遍布线所需时间也越多。

6）驾驶员结合水深图进行施工，尽量选择每个分层中的浅点上线施工，同时操耙手要及时调整下耙深度。

5.辅助施工软件的运用

1）耙吸疏浚监测平台提供精确的耙头下放深度指示，操耙手可以实时控制下耙深度，以此来进行定深施工。

2）实现耙头在浚挖区域浚前水深图的横、纵断面和三维地形上的精确位置指示，驾驶员据此驾驶船舶，操耙手据此控制耙臂，对局部范围的浅区和孤立浅点采取主动精确过耙，实现对浅区的主动式精确挖掘，见图5。

3）结合施工船耙头轨迹深度显示功能和水深色块颜色变化，以及系统根据过耙深度自动生成的已挖掘断面显示功能，驾驶员可以直接对挖掘效果进行了解，避免因重复上线造成效率损失，或者对没有走到位的区域进行拾遗补缺，施工轨迹见图6。

4）通过历史施工过程回放可以回溯驾驶员和操耙手的工作过程，不仅可以对其工作质量进行监督，还能对存在的质量隐患成因进行直观的分析和判断，以便进行及时的纠正和指导。

《粘性土航道免扫浅施工工法》所用的材料及设备明细如下：

1.材料

燃、润油：船用柴油、润滑油等各种油料，其主要参数如表2。

2.设备

耙吸挖泥船：各类挖泥船主要性能参数如表3。

挖泥船的主要挖掘器具是耙头，耙头结构主要分为两类，即加利福尼亚型耙头和IHC耙头。两类型耙头在前面部分的结构基本相同，而耙唇处的结构有较大差异，其他类型的耙头也都是在耙唇位置存在结构设计上的不同，适用于不同的土质。

耙头构件有：吸入口、格栅、颚板、耙轴、压铁、进水口、耙齿、高压冲水、橡皮靠垫、天窗等。通过改进耙头构件能达到提高施工效率的目的。

参考资料：

《粘性土航道免扫浅施工工法》的工法特点是：

1.该工法充分利用疏浚监测平台的新技术，将传统的施工工艺注入新的理念和元素，能使浅点与垄沟在施工过程中即消灭于萌芽状态，且免除了工程后期常规扫浅施工阶段，真正实现了均匀增深，能更好地控制航道的平整度，减少超深、超宽造成的废方。

2.通过在自航耙吸挖泥船耙头上加装“刀形”或“倒T形”等不同形状的特殊耙齿，解决黏性土区域耙头破土难的问题；适当地调整耙头格栅安装位置，加大耙头格栅通道，解决耙头易被黏性土阻塞问题，确保输送管道通顺。

3.不仅大大缩短了耙吸船常规施工需要的扫浅时间，而且施工质量也有大幅提高，超挖控制明显优于常规施工方法，最终耙吸船的施工效率得到了提高。

4.该工法简单实用，但是需要疏浚监测平台新技术的支持，且对操作人员的业务能力、监测设备精度要求较高。

耙吸挖泥船在疏浚施工过程中，由于耙头着床宽度有限，且受到潮流、风和土质等自然影响以及航道中其他航行船舶的干扰，再加上原有施工工艺技术手段的落后，不可避免地存在超挖、漏挖现象，造成施工床面上出现高低不平的浅点和垄沟，耙吸船不得不在工程后期耗费大量的时间进行低效的扫浅施工，这一问题在黏性土航道疏浚工程施工中表现得尤为突出。根据《疏浚岩土分类标准》JTJT320-96，黏性土共分4类，其主要特性指标如表1所示。

由于黏性土不易坍塌的土质特性，施工过程中形成的浅点和垄沟一旦没有被及时清除，随着施工浚挖深度的增加，浅点和垄沟的高差往往将继续加大，耙吸船耙头接地施工时极易从高处滑落，增加了工程后期扫浅施工的难度；同时在开挖黏性土时，由于大块黏土极易堵塞耙头，造成泥泵吸入面积的大幅减少，不仅施工效率低下，而且极易造成泥泵气蚀。因此，有必要研究黏性土航道疏浚的针对性施工工法，大幅改善耙吸挖泥船对黏性土航道的施工效果。

公司在营口、连云港、洋山等航道疏浚工程中，积极开展了“黏性土航道免扫浅疏浚关键技术研究”，把疏浚监测平台的新技术运用到传统施工过程中，使耙吸挖泥船具备了主动控制精确上线、精确下耙施工的能力，使浅点与垄沟在施工过程中即消灭于萌芽状态；并通过简单的设备改装，解决黏性土区域耙头破土难和易阻塞的问题。公司在该关键技术的基础上形成了《粘性土航道免扫浅施工工法》。

《粘性土航道免扫浅施工工法》的质量控制要求如下：

• 执行相关国家及行业的现行技术标准

1.《疏浚工程技术规范》JTJ 319-99。

2.《疏浚与吹填质量检验标准》JTJ 324-2006。

• 质量控制措施

1.制定分层、定深施工方案。

2.施工过程中正确掌握通航干扰、风流影响，按照计算机电子海图屏幕的计划航线及疏浚监测平台显示的轨迹线，进行准确上线与布线。

3.分层施工过程中，采取定深浚挖，操耙手要注意真空、浓度的变化，及时调整耙头姿态。

4.基建工程分层施工中，挖足边坡，满足坡比要求，使航道、边坡同步增深。

5.通过各道工序（分层）的施工质量，确保整体的施工质量。

6.施工全过程采取定深浚挖，舵工高精度操舵，操耙手全神贯注操耙。

7.定期校验、校核仪器和仪表，保证仪器、仪表的精度。

8.加强分析监测力度，保证监测及时准确。

《粘性土航道免扫浅施工工法》的效益分析是：

根据由浅到深开挖、分层均匀增深原则，充分利用疏浚监测平台的平面和断面显示功能，纵向精确定深，平面精确定位，做到船舶到位、耙头到位，避免耙头空放，实施精细化施工，不仅免除了常规施工后期的扫浅施工，加快了施工进度，而且有利于提高施工质量，减少费方。同时解决了黏土质区域破土难、易堵塞耙头等难题，提高了施工效率。

在连云港2006年庙岭二期港池调头区拓宽增深工程、长江口深水航道治理三期工程、上海洋山深水港区一期工程外航道疏浚工程中应用该工法，通过减少超挖土方，给公司创造了1300余万元的效益。

注：施工费用以2009-2010年施工材料价格计算

采用《粘性土航道免扫浅施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：

1.认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针，根据有关规定，设立专职安全员，执行安全生产责任制，明确各级人员职责，抓好工程的安全实施。

2.建立完善施工安全保证体系，加强施工作业过程中的安全检查，确保作业标准化、规范化。

3.确保投入设备完好、有效，船舶要适航、员工要适任。

4.船舶驾驶员在注意上线的同时，也要注意附近的船舶动态，时刻注意安全。

《粘性土航道免扫浅施工工法》的应用实例如下：

• 实例1：上海洋山深水港区一期工程外航道疏浚工程

上海洋山深水港区一期工程外航道疏浚工程，位于小覆山l北侧黄泽洋海域的进港外航道部分区段水深条件相对较差，需采用疏浚的方式达到其设计水深的要求，称为人工疏浚段；人工疏浚航槽长度为10.34千米，纵向断面水深呈隆起的馒头状，施工土质为黏性土，工程难度较大、工期较紧、施工任务较重。

为了保证工期和施工质量，公司采用了黏性土航道免扫浅疏浚施工工法，通过疏浚监测平台提供的过耙航槽断面和直观的三维地形的不断实时更新显示，以及断面浏览、水深色块等功能，实现了较高的施工效率和良好的平整度控制。根据上海海测大队洋山航道人工疏浚段竣工测量数据分析∶航道中部水域（航道中心、组线两侧95米范用内）平均水深为16.92米。且无小于16.5米的浅点；航道边续水域（航道底边线向内各47.5米范围内）平均水深为16.89米，也不存在小于16.5米的浅点；两侧边坡平均坡比分别为1:18和1:17.9，都缓于设计边坡1:15的坡比。规范允许超宽9米、超深0.7米。该工程最终竣工超宽7米，超深0.4米。

• 实例2：连云港2006年庙岭二期港池调头区拓宽增深工程

连云港港地处江苏省北部黄海海州湾西南岸，是陇海、兰新铁路沿线广大地区最经济便捷的出海口，是中国沿海主枢纽港之一，是中国沿海中部能源外运和对外贸运输的重要口岸。连云港庙岭港区港池调头区扩建疏浚工程，是连云港15万吨级航道扩建工程的配套项目，包括庙一调头区、34号泊位区及29号、30号泊位港池及调头区3个部分，工程分别浚挖至-16.0米、-18.2米、-15.0米。

其中连云港庙岭二期港池调头区拓宽增深项目的后期扫浅阶段，于2006年6月底开工，工期仅有25天，总工程量达38万立方米，且施工土质主要为黏性土。根据公司在连云港的施工经验，由于黏性土不易坍塌，施工过程中形成的浅点和垄沟一旦没有被及时清除，随着施工浚挖深度的增加，浅点和垄沟的高差往往将继续加大，耙吸船耙头接地施工时极易从高处滑落，增加了工程后期扫浅施工的难度；同时在开挖黏性土时，由于大块黏土极易堵塞耙头，造成泥泵吸入面积的大幅减少，不仅施工效率低下，而且极易造成泥泵气蚀。

为了优质、高效完成该工程，公司安排已安装"耙吸疏浚监测平台"的4008轮进驻现场。"耙吸疏浚监测平台"作为公司当时的最新研发成果，它提供了精确的耙头下放深度和位置指示功能，并实现耙头在浚挖区域浚前水深图的横、纵断面和三维地形上的精确位置指示，使耙吸挖泥船具备了主动控制、精确上线、精确下耙施工的能力；同时结合耙吸船耙头轨迹深度显示和水深色块颜色变化。以及系统根据过耙深度自动生成的已挖掘断面显示功能，驾驶员可以直接对挖掘效果进行了解，避免因重复上线造成效率损失，或者对没有走到位的区域进行拾遗补缺；此外，还可以通过历史施工过程回放回溯驾驶员和操耙手的工作过程，不仅可以对其工作质量进行监督，还能对存在的质量隐患成因进行直观的分析和判断，以便进行及时的纠正和指导，避免了工程后期的扫浅施工，提高了施工效率。

连云港庙岭二期港池调头区拓宽增深工程后期扫浅阶段的施工分成南、北两个半槽实施，其中南半槽由安装了"耙吸疏浚监测平台"的航浚4008轮施工，该轮充分利用新技术，做到了纵向精确定深、平面精确定位，实现立体化、精细化施工，仅15天整个南半槽就基本成型，比预计工提前了10天；而扫浅工程量与南半槽相近的北半槽由尚未安装"耙吸疏浚监测平台"的其他船舶采用常规施工方法施工，相同扫浅时间则形成大片垄沟与浅点。南槽完工后，航浚4008轮支援北半槽施工，应用该工法仅用10天就完成了全部任务，满足了工期要求，工程质量符合设计要求。

• 实例3：长江口深水航道治理三期疏浚工程

长江口深水航道治理三期工程航槽全长92.27千米，航道设计底宽从350~400米，计算允许超宽3.0米，水深由-10米增深至-12.5米，计算允许超深0.3~0.5米，边坡1:20。其中施工区段上游内航道大约12千米的区域黏性土分布较集中，土质较硬。

公司采用《黏性土航道免扫浅疏浚施工工法》，根据施工条件和船舶性能制定了可行的施工方案。在施工过程中，参建船舶应用疏浚监测平台的横纵断面和三维地形显示功能，做到了对局部范围的浅区和孤立浅点采取主动精确过耙，在其处于初始阶段易于浚挖时即予以扫除，避免后期形成浅埂、垄沟；并利用帮迹记录和施工过程回放功能，控制对不同水深分布、不同土质区域的过耙频率，实现均匀增深，有效的控制超深、超宽，提高了施工区段的平整度。

《粘性土航道免扫浅施工工法》的环保措施如下：

1.环境因素识别、评价和控制的策划和危险源辨识、风险评价和控制的策划。

2.识别和辨识施工范围内的环境因素和危险源，并负责具体实施管理方案。

3.严格遵守《海洋保护法》，严格执行国家关于海洋环境保护的各项规定，在海洋局指定抛泥区进行泥土处理。

4.集中油污、污水并且妥善处理，严防油污、污水泄漏，做好溢油事故的应急处理预案。

5.按规定处理在施工、生活过程中产生的各类垃圾。

6.积极配合海洋环保部门，做好海洋环保部门要求的其他工作。

2011年9月，中华人民共和国住房和城乡建设部发布《关于公布2009-2010年度国家级工法的通知》建质[2011]154号，《粘性土航道免扫浅施工工法》被评定为2009-2010年度国家二级工法。 2100433B

《抓斗挖泥船平板侧推扫浅施工工法》的效益分析是：

1.在港口与航道疏浚工程中，由于抓斗式挖泥船自身设备的局限性，施工后期难免存在大量的浅点需重复施工，抓斗挖泥船平板侧推扫浅法与传统的逐点清挖法比较，不仅具有效果好、精度高的特点，而且弥补了抓斗船设备自身的缺点，提高了扫浅施工效率。

2.与传统的抓斗挖泥船逐点清挖法比较，清浅施工时间可缩短60%以上，清浅施工成本可降低40%以上。

3.抓斗挖泥船平板侧推扫浅法的扫浅平板制作简单、方便，易于推广。

4.抓斗挖泥船平板侧推扫浅法在施工过程中充分利用了"去高填低"的原理，无需泥驳对疏浚土进行外运，节约了能源，降低了施工成本，同时减少了对抛泥区水环境的污染。

5.抓斗挖泥船在疏浚施工中是一种不可或缺的施工设备，疏浚后期的扫浅又是不得不面临的技术难题，该工法在疏浚施工中的应用为港口与航道疏浚后期扫浅提供了技术支持，具有良好的社会效益。

6.采用该工法清浅，抓斗挖泥船在开挖时可按照梅花形挖泥法（如图4所示），将浅点与超深控制一定在一定范围内（如0.5米以内），施工后期再使用平板法进行扫浅，效果明显，具有良好的经济效益。

《抓斗挖泥船平板侧推扫浅施工工法》的应用实例如下：

• 实例1：大连大窑湾港区航道建设工程北航段疏浚工程（标段一）

该工程位于大连市开发区大窑湾港内，受风浪影响小，平均潮差2.36米，最大涨潮流速0.57米/秒，最大落潮流速0.29米/秒。施工内容主要为航道淤泥、黏十的开挖，总工程量359.4万立方米，航道全长约2千米，设计航道底宽230米，转弯段最宽达326米，浚后设计标高为-15.0米，施工总面积约50万平方米（不含超宽及边坡）。该工程建设单位为大连市港口公用基础设施建设管理中心，施工单位为长江重庆航道工程局。该工程于2006年11月20日开工，2008年5月30日完工，其中施工后期扫浅时间20天。

施工前期主要采用绞吸式挖泥船开挖覆盖层淤泥及少量黏土，后期由于土质较硬，主要采用抓斗挖泥船开挖。由于工程量大，工期紧，下层施工主要采用的是2009年前中国最大的抓斗挖泥船"长鹰50"，其抓斗重达120吨。在施工过程中按平均0.5米超深作为目标进行控制，达到设计水深的部分平均超深得到了较为有效的控制，但是仍出现了大量浅点。在该工程后期清浅阶段，用"长鹰50"抓斗挖泥船按照该工法的施工工艺进行扫浅施工，取得了良好的效果。

根据"长鹰50"的抓斗特点制作安装扫浅平板，施工准备工作中调试好GPS电子导航水深图、深度指示仪、船机设备等。"长鹰50"采用钢桩定位方式，扫浅分条宽度根据船宽27米确定为25米；进关距离根据扫浅平板的长度12米确定为10米，每关扫浅面积约为250平方米。为保证扫浅平板下放深度的准确性，在安装完扫浅平板后重新对平板下边缘零点进行校准，与抓斗操作室上的深度指示仪保持一致。一次扫浅分层厚度按20厘米控制，同时施工过程根据扫浅区域周边水深及土质情况进行调整，以避免泥层堆积越过扫浅平板。形成新的浅区。扫浅方向根据测图浅占和深坑分布确定同一深度往返一次扫浅。扫浅时，控制横移侧推扫浅平板的速度在0.5米/秒内，并保持扫浅平板横移侧推速度均匀。

通过采用平板侧推扫浅方法，仅用20天的时间完成了约50万平方米的扫浅面积，工期大为提前。多波束测图显示扫浅区域无任何浅点，统计平均超深仅0.23米，完全符合规范要求。

如果按"长鹰50"传统的逐点清浅方法施工，每正常进一关加上挖泥的平均用时约48分钟，而采用平板侧推扫浅法，每进一关和扫浅的平均时间只有16分钟，节约了2/3的施工时间。采用清挖方式，通过测算，挖泥船每小时油耗比采用平板侧推扫浅法多消耗100千克左右。采取清挖方式，还将产生大量的废方，需要泥驳外运，平板侧推扫浅法利用"去高填低"的原理，不需要外运泥土。

• 实例2：大连大窑湾航道改扩建二期工程（中心航段与北航段连接段）疏浚工程

该工程位于大连市开发区大窑湾港内，施工区受风浪影响很小，平均潮差2.36米，最大涨潮流速0.57米/秒，最大落潮流速0.29米/秒。施工内容主要为航道淤泥、黏土的开挖，总工程量216万立方米，浚后设计标高为-15.0米。

该工程由长江重庆航道工程局施工，在2008年5月进入后期清浅阶段，采用抓斗挖泥船平板侧推扫浅施工工艺进行施工。在抓斗挖泥船"长鹰50"的抓斗上安装扫浅平板装置，依靠抓斗及扫浅装置自身足够的重量、横移抓斗产生的惯性以及吊臂旋转拖带扫浅平板产生的侧推力，利用"去高填低"的原理，将浅区泥土侧推至深坑，使施工区域有较高的平整度，达到设计标高，符合验收要求。整个扫浅施工过程按施工工艺流程及操作要点有序进行，确保了扫浅施工质量，工程质量达到优良标准。扫浅施工中，施工单位克服了扫浅面积大，浅点多的困难，改传统的抓斗挖泥船逐点清挖方法为平板扫浅方法施工，降低了船机设备的使用成本，提高了清浅施工工效，全部扫浅共用时14天，比常规的清挖施工方法节约22余天。

• 实例3：三峡库区胡家滩航道维护疏浚工程

胡家滩位于长江三峡库区内，该河段为宽浅型河段，在三峡水库175米蓄水后，受水库回水影响，流水减缓，发生泥砂大量落淤。该河段航道狭窄，若在低水位时施工，必须禁航，对航运影响大，且施工与通航的矛盾非常突出，为保证水库消落期航道畅通，需在高水位时期提前进行航道维护疏浚施工。在三峡水库坝前水位170米以上时，胡家滩受回水顶托，施工区流速平缓，疏浚物以淤砂夹少量卵石为主，在抓斗挖泥船施工后期清浅，适合采用平板扫浅法清浅。

2009年度胡家滩维护疏浚于12月11日开工，2010年元月16日完成，疏浚区面积3.3万平方米，疏浚工程量26270立方米，属浅薄层开挖。施工时，采用"长鹰2号"抓斗挖泥船，先根据河道地形图，对航槽内浅区通挖遍，然后进行测图，对仍尚存的大面积浅区再次用抓斗开挖。由于抓斗开挖的不连续性，最后的测图显示，在航槽内仍有深浅不的杂乱浅点。清浅施工采用平板扫浅，在抓斗完全张开状态下.在斗齿间安装扫浅平板，将平板下放至设计开挖河底高程处，旋转吊臂，带动扫浅平板。将浅点扫入深坑。由于开挖层本身较薄，未分层扫浅。通过一遍扫浅施工后，测图显示，疏浚区全部达到了设计底高程。采用侧推扫浅方法清浅，较逐点清浅法提高了施工效率，施工成本降低。

抓斗挖泥船平板侧推扫浅施工工法适用范围

《抓斗挖泥船平板侧推扫浅施工工法》适用于疏浚工程中，淤泥、黏土、砂等土质扫浅，尤其适用于采用抓斗挖泥船开挖后，地面不平整的大范围水域扫浅施工。

适用的工况条件：水流流速不宜大于1米/秒，水深不宜大于25米。

抓斗挖泥船平板侧推扫浅施工工法工艺原理

《抓斗挖泥船平板侧推扫浅施工工法》的工艺原理叙述如下：

1.在抓斗完全张开的情况下，在抓斗两斗瓣之间安装一块具有足够强度的扫浅平板，形成一个扫浅装置。依靠扫浅装置自身足够的重量、横移抓斗产生的惯性以及吊臂旋转拖带扫浅平板产生的侧推力，将浅点扫入深区。

2.抓斗挖泥船按设计标高开挖后，水下地形不平整，在设计标高上下较小范围内出现浅点和深坑，而达不到设计验收要求。利用“去高填低”的原理，将浅区泥土侧推至深坑，使施工区域有较高的平整度，达到设计标高，符合验收要求。

3.抓斗挖泥船上安装GPS测量控制系统，控制挖泥船的平面位置和移动轨迹，确保扫浅平板准确地在预设的扫浅区域进行扫浅。抓斗操作室内深度指示仪能够准确地控制扫浅平板下放深度，能使扫浅平板下边缘始终保持在一个合适预设深度，左右往复缓慢地移动扫浅装置，直至完成整个区域扫浅施工。

抓斗挖泥船平板侧推扫浅施工工法施工工艺

《抓斗挖泥船平板侧推扫浅施工工法》的施工工艺流程及操作要点叙述如下：

• 工艺流程

施工工艺流程如图1所示。

• 操作要点

一、制作、安装扫浅平板

1.扫浅平板的制作

1）选用两块相同尺寸的高强度钢板焊接成“钢箱”形式，并在平板上焊接多组加强肋板，以增强其刚度。钢板厚度宜采用δ25~δ30毫米。

2）扫浅平板总长度L按抓斗完全张开状态下的宽度加上两侧富裕长度确定。每侧富裕长度以抓斗最大开斗宽度的10%为宜，以保证操作过程中，平板能始终卡在斗齿之间，且能增大一次性扫浅幅宽。

3）扫浅平板要有合适的高度H，在侧推过程中，H过小土体容易翻过平板形成新的浅点，过宽则增加材料成本。H—般以60~80厘米左右为宜。

2.扫浅平板的安装

1）用吊机将扫浅平板直立放置在挖泥船甲板上，抓斗完全张开后，将扫浅平板置于抓斗的中间两斗齿之间。

2）在抓斗和扫浅平板上牢固焊接吊环后，用钢缆绳将扫浅平板与抓斗连接稳妥，并保持松紧适当。

3）两斗齿间距较扫浅平板厚度大，为保证扫浅过程中平板处于竖直状态，需在斗齿与平板之间安装限位块。

扫浅平板结构及安装示意如图2所示。

二、技术工作准备

1.根据施工区域水下地形图，标示出需要扫浅的区域，分析浅点及深坑分布特征，按照“挖泥船在扫浅过程中调头及横向移船次数最少”的原则，合理分区、分段，规划扫浅顺序。

2.将电子导航图、规划扫浅顺序的各控制点坐标、抓斗几何参数装入定位操作控制室电脑供定位使用。对扫浅平板下边缘进行零点校准，与抓斗操作室的深度指示仪零点保持一致，以便施工时控制平板下放深度。

3.确定扫浅分层厚度及分层底标高

扫浅分层厚度根据土质软硬特点、浅点与深坑分布情况确定。土质较软或深坑较多时，分层厚度可大一些；土质较硬或浅点较多时，分层厚度宜小一些。经工程实践，扫浅分层厚度一般按0.2米左右控制比较合理。根据分层厚度，确定各分层底标高。

4.确定扫浅实施方向

根据施工区地形图和浅点及深坑分布情况，按照由浅至深的原则确定扫浅实施方向。

三、挖泥船定位

抓斗挖泥船的定位和移船主要采用锚缆定位和钢桩定位方式。截至2009年，大多数中、小型抓斗挖泥船采用锚缆定位，钢桩定位则多应用于大、中型抓斗挖泥船。平板扫浅依靠抓斗吊臂旋转带动扫浅装置在一定范围内横向移动“去髙填低”，采用钢桩定位，扫浅平板在侧推过程中不受钢缆的阻挡，能够增加一次性扫浅面积；若采用锚缆定位则因受锚缆布置的影响，可能会影响扫浅幅面宽度，扫浅效率有所降低。

截至2009年，挖泥船定位已为常规技术，一般在操作室配置有控制显示器，通过GPS仪器、电子导航软件，直观准确，能实时掌握挖泥船平面位置。

四、扫浅平板控制

1.平面位置控制

在抓斗挖泥船上，抓斗操作室一般均随船配置有抓斗旋转位置监控软件，事先已将抓斗几何参数在软件中设置后，通过显示器，能够直观地显示抓斗带动扫浅平板的实时横移位置，若出现位置偏差，可通过调整吊臂进行纠正。

2.扫浅深度控制

1）扫浅实时水位的提供

抓斗挖泥船平板扫浅施工时，要严格掌握水位变化，以便及时调整扫浅平板下放深度。实时水位的提供可以在施工区附近岸边设置水尺，也可采用自动潮位遥报仪。两种方法均需对水位零点进行定期检测校核，以确保水位观测的准确性。

2）按照分层底标高和实时水位（均换算为绝对高程），计算扫浅平板下缘入水深度=实时水位一分层底标高。

3）实际扫浅过程中，扫浅分层厚度还应根据扫浅平板装置自重、扫浅区域浅点分布情况进行适当调整，以避免泥层堆积越过扫浅平板，形成新的浅点；或者是侧推阻力过大，损坏扫浅平板。

4）最底层扫浅底标高不能按设计标髙确定。疏浚工程中一般设计超深值为0.4米，如果按设计超深标高控制则增加了扫浅工作量，加大了扫浅成本；如果按设计标高控制，扫浅质量不能得到有效保证。经过工程实践，最底层扫浅标高一般以低于设计标高0.2米为宜，既可满足质量要求，同时又加快了扫浅进度、降低施工成本。

5）扫浅平板下放深度监控

调整抓斗操作室的深度指示仪零点与平板下边缘零点保持一致，扫浅过程中还应对深度指示仪零点进行定期检査。根据实时水位和分层底标高计算的扫浅平板的入水深度，通过抓斗操作室深度指示仪进行监控。

五、扫浅清点（图3）

1.根据挖泥船宽度确定每次扫浅分条宽度，为保证条与条之间的搭接，分条宽度一般要小于船宽度2米。根据扫浅平板长度确定每关进尺距离，为保证关与关的搭接，进关距离一般要小于扫浅平板长度2米。合理的分条宽度及进关距离，既不会漏扫浅点，又增大了每定位一次的扫浅面积，提高扫浅效率。

2.根据浅点和深坑分布情况，按由浅至深原则确定扫浅平板横移侧推的初始方向，到达分条边线再回扫一遍，然后再进关，即同一深度往返一次扫浅。

3.在扫浅过程中如果扫浅平板单端受阻力较大，而导致扫浅平板旋转幅度较大时，应适当减小进关距离。

4.扫浅时应控制好扫浅平板的横移速度，宜控制在0.5米/秒左右，并保持横移速度均匀。扫浅平板的横移速度不宜过快，以防止扫浅平板旋转和侧滑。

六、自检测量

在完成全部浅点区域扫浅后，需通过测图对扫浅效果进行检测。检测仪器为GPS和测深仪，平面定位采用GPS进行测量，水下地形宜采用多波束测深仪进行扫测。

外业作业时水位观测与水深测量同步进行，完成全部外业工作后进行内业数据处理并成图，通过测图可以直观地反映出扫浅效果。若还存在浅点，再按前述方法有针对性地进行扫浅施工。

七、关键环节的控制

1.扫浅平板的安装。扫浅平板安装时应采用“软连接”方式，即扫浅平板不能直接焊接在抓斗斗唇上，需通过钢缆悬挂于斗齿间横向焊接的两限位块之间。这种安装方式，一是扫浅平板可以在两限位块之间滑动，以减小扫浅过程中抓斗小幅度张、闭时对扫浅平板产生的轴向压力；二是在浅点较多或土质较硬的区域能有一个小幅度的缓冲高度，减少对扫浅平板的损坏。

2.确定合理的分条宽度、进关距离及扫浅平板的下放深度。实际扫浅过程中，结合挖泥船的性能特点、抓斗及扫浅平板自重、扫浅区域浅点分布情况及土质软硬特点等进行适当调整，以确保不漏扫，并一次性扫浅到分层标高。

3.扫浅方向和速度。扫浅方向应按由浅至深方向进行，同一分层标高往返一次扫浅。扫浅横移速度均匀，不宜过快。