《大型钢桩式抓斗挖泥船施工工法》适用于钢桩式抓斗挖泥船在水深条件满足钢桩定位深度的内河、沿海地区的软质土、中粗砂、砂质黏土、卵石、砾石和抗压强度不大于50兆帕的强风化岩等疏浚土质的航道港池、码头泊位、基槽、深坑或管沟等疏浚工程。
《大型钢桩式抓斗挖泥船施工工法》的工艺原理叙述如下:
1.钢桩定位。利用船舶配备的3根钢桩(船触左右舷各一根,船腥中部一根)插入海底,构成平面三角形固定船位,利用三角形的稳定性,克服自然风、流和施工中荷载等外力影响,使船在水面上固定、安全施工作业。
2.钢桩步进。通过摆动船膈可倾斜式定位桩实现步进。当钢桩处于垂直位置时,液压顶杆、钢桩、基座系统形成一个直角三角形(图2),液压顶杆为斜边,钢桩为垂直直角边,基座为水平直角边,通过斜边长短的变化,使垂直直角边即钢桩前后倾斜,钢桩角度的变化使船舶发生前后位移,完成步进。具体步进步骤可参见图5抓斗挖泥船钢桩步进船体前移流程示意图。
《大型钢桩式抓斗挖泥船施工工法》的施工工艺流程及操作要点叙述如下:
工艺流程
大型钢桩式抓斗挖泥船施工工艺流程图如图3所示。
操作要点
一、工前准备
1.工前施工、安全技术交底。工前组织挖泥船船长、自航泥驳船长、驾驶员及相关施工操作人员,根据作业任务书和施工图,查看相关资料,研究风、流对施工的影响,收集港内其他作业船舶进出港、靠离泊、施工区障碍物、施工区域内水深状况、底质等信息资料。
2.制定科学合理的施工方案和安全应急预案。包括分条施工边线、船位中线、起挖点位置等确定,并在船舶计算机疏浚管理系统中标注明确。
3.开工前必须对挖泥船疏浚、钢桩定位等设备、自航泥驳航行、泥门开闭等设备进行检查和必要的保养维修,确保处于良好可靠的适挖适航状态。
二、进点驻位
1.挖泥船上线定位。由于大型钢桩式抓斗挖泥船一般为非自航船舶,开工展布需拖轮配合。进点一般宜选择在风力较小、流速较慢、通航密度较小的时段进行。由拖轮绑拖,根据计算机疏浚管理系统GPS平面监控显示的实时船位驾驶至设定的 ,起挖点,慢速或停车,做好下放抓斗或定位桩的准备工作。
2.调整船位,实现精确定位。待钢桩下放到位,船位稳定后,校对船位与起挖点实际偏差。如果偏差较大,利用拖轮或者锚艇配合移船至起挖点;如果偏差较小,利用风、流、钢桩定位移船系统自行移船至起挖点。
三、挖泥施工方法
利用钢桩定位和步进,采用纵挖法(分段、分层、分条)进行挖泥施工。施工中,依据每条的泥层厚度分层依次排斗开挖,挖完成一个断面(关)时,用水驼和水下地形探知声纳系统进行水深自检,当达到设计深度后,前移挖下一断面(关),依此类推,见图4所示。
四、步进
当一个开挖断面完成后需利用钢桩系统前移步进。船醍可倾斜式定位桩桩后倾插入泥土一定深度后,起两侧固定式定位桩,放下抓斗临时固定船位,用液压动力推动可倾斜式定位桩倾斜来拨动挖泥船向前移动,再放下定位桩固定船位,提起抓斗,完成步进。具体可见图5所示进行前移步进,后退步进流程类似,将钢桩的后倾操作变为前倾操作即可。
五、移船
当一个施工区段完成后,如果下一施工区段相距较远,可利用拖轮或锚艇转移至下一施工区段。当下一施工区段相邻,挖泥船可根据风、流及通航情况,利用自身抓斗及钢桩允许转动角度进行横移。横移的原理是利用一根定位桩插入海底做转动轴,其他两根桩提起至海底泥面以上,将抓斗抛入海底,旋转吊机,使船体绕定位桩转动,通过多次旋转以及旋转轴的变化实现船体横移。如图6所示,当船舶根据施工需要向右移至下一条施工区域施工时,可根据该示意流程图进行移船。
1.将右、后定位桩提出泥面,左定位桩仍插入海底,将斗张开抛向挖槽左边。
2.吊机向右旋转,待后定位桩到达下一条挖槽中心线时,吊机停止转动,将后定位桩插入海底。
3.提起抓斗,抛向挖槽的右侧,然后提起左定位桩,吊机向左旋转,将船位调整至挖槽中心线上,将左右两根定位桩插入海底,完成横移过程。如果船舶横移的距离较大,可通过多次上述操作,实现船舶横移。
4.船舶在施工步进中,船可能受横向风、流或其他因素影响,船头偏离挖槽中心线,也可以通过上述中移船的操作方法,实现精确校准船位。
六、扫浅
由于受水深、土质、风流、通航避让以及操作人员操作水平等等各种因素影响,钢桩式大型抓斗挖泥船在完成一个工程的开挖施工后,往往会不可避免的出现浅点,利用钢桩定位较传统抛设锚缆定位灵活、精准的优势配合疏浚管理系统和水下地形探知声纳系统可以实现高效便捷的扫浅施工,这也是该工法的一大优势。
七、收工集合