亢順利

上海和翔建設(shè)工程有限公司 上海 201301

1 絞吸船工作原理及施工方法簡介

1.1 工作原理

絞吸式疏浚船是通過安裝在船首橋架前端絞刀的旋轉(zhuǎn)、切削、泥水混合，同時泥漿泵通過安裝在絞刀尾部的吸口將泥漿吸入、加壓提升、經(jīng)水陸管線輸于指定區(qū)域（吹填區(qū)、泥漿池等）。施工過程分為挖掘、吸漿和輸排，施工方法常為鋼樁定位橫挖法，即以一根落在挖槽中心線上的主定位鋼樁為旋轉(zhuǎn)中心，依靠橫移作用，使絞刀隨著船只在挖槽內(nèi)作左右往返擺動，切削開挖；前移時象兩腿走路，通過雙樁交替前移（雙樁法）；或通過主、輔鋼樁交替，使主樁前移到下一個樁位（主輔樁法）。整個施工過程呈扇形擺動前進(jìn)，主要工序為定位、擺挖、前移、移錨等[1]。

1.2 施工方法

絞吸船疏浚方法與其工作原理密切相關(guān)，施工時根據(jù)施工條件（土質(zhì)、水深、排距等）及要求（挖深、挖寬、邊坡等），選擇不同的方法進(jìn)行疏浚，常用的主要方法如下。

（1）分條開挖：根據(jù)絞吸船橫向擺幅（挖寬）和疏浚河槽寬度（河底寬及邊坡），順河槽分成若干條帶進(jìn)行開挖。若挖槽寬度小于挖泥船一次最大挖寬時，按單條開挖。分條開挖時相鄰條帶必須重疊1.5m-2.0m，避免漏挖或出現(xiàn)縱向埂脊、連續(xù)淺點等。

（3）分段開挖：對于不同的疏浚斷面、轉(zhuǎn)彎河段需分成若干直線段、浮管有效延展長度有限制時，以利于提高船機功效和保證疏浚質(zhì)量，沿河道流向人為劃分疏浚段，分段開挖。分段開挖時段與段之間必須重疊一定長度，避免漏挖、出現(xiàn)橫向淺埂或連續(xù)淺點等。

（3）分層開挖：根據(jù)絞吸船一次開挖厚度、疏浚厚度、土質(zhì)情況、邊坡階梯式開挖布置、水位變化及船只吃水深度等，進(jìn)行分層開挖。分層開挖時上層宜厚、下層宜薄，具體每層開挖厚度最好通過試挖確定。

（4）趕潮開挖：對于感潮河道、港池、錨地等疏浚作業(yè)，施工時要根據(jù)潮位變化情況和絞吸船吃水深度開展作業(yè)。高潮時開挖上層、平潮或低潮時開挖下層或底層，同時在施工時根據(jù)潮位變化情況及時調(diào)整絞刀下放深度，確保開挖深度（底高）滿足施工要求。

（5）特殊條件下施工措施：疏浚土質(zhì)較硬時（硬質(zhì)粘土），要適當(dāng)降低絞刀轉(zhuǎn)速、橫移速度和減小前移距；疏浚土質(zhì)為沙土、顆粒較大時，為避免堵塞吸口及排泥管道，開挖厚度宜小不宜大；疏浚土質(zhì)為塑性粘土，或水下漁網(wǎng)、漁具較多時，要定時將絞刀升出水面，進(jìn)行沖洗、清理。

2 工前準(zhǔn)備

根據(jù)絞吸船疏浚原理及施工方法、現(xiàn)場施工條件及施工要求，在施工前做好施工準(zhǔn)備工作，既有利于疏浚工效提高，又可以保證施工質(zhì)量。

2.1 制定施工方案

絞吸船疏浚方案的重點是根據(jù)船只的最大挖深、挖寬、前移距等，結(jié)合工程施工條件及要求，合理確定“分段、分條、分層”和排泥管線的布置，必須明確分段開挖的起止樁號（位置）、分條開挖數(shù)量及每條開挖范圍、分層開挖布置及每層厚度等；繪制平面圖和剖面圖，附相關(guān)分段、分條和分層開挖的數(shù)據(jù)資料，并將這些資料輸入絞吸船操作控制系統(tǒng)中，由此指導(dǎo)船機疏浚作業(yè)[2]。

在劃分疏浚段、條、層的同時，確定排泥管線布置，包括水上浮管、水下沉管、陸地管線及出沙口等，確保管路布置滿足疏浚作業(yè)要求。

2.2 調(diào)試設(shè)備

施工前必須對絞吸疏浚船進(jìn)行調(diào)試和試驗，確保設(shè)備正常運轉(zhuǎn)、按方案實施，也是保證疏浚質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。

（1）試機：施工前對絞吸船的絞、吸、輸開展聯(lián)合試運轉(zhuǎn)，檢測船機各部件運轉(zhuǎn)情況及主機負(fù)荷情況，測試和確定最佳絞刀轉(zhuǎn)速、橫移速度、泵機功率及壓力等，使絞吸船機滿足施工要求。

（2）檢驗施工參數(shù)：針對現(xiàn)場的水深、土質(zhì)、排距等施工條件，測試絞吸船機的最大挖深、左右擺幅（挖寬）、前移距及定位鋼樁入土最佳深度等。若參數(shù)有變化，對方案進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和完善。

（3）比對定位精度：施工前必須對船機的導(dǎo)航定位精度進(jìn)行比對校驗，方法是用手持式GPS定位儀對船機定位進(jìn)行比對。若經(jīng)比對，偏差超出5cm，則需要對船機定位進(jìn)行糾偏處理，確保疏浚船定位精度滿足施工要求。

2.3 試挖及其它準(zhǔn)備工作

為了使絞吸疏浚順利實施，在正式施工之前，必須開展以下工作：

（1）掃床及清障：在施工前必須對疏浚河槽、湖泊、港池等進(jìn)行掃床和清障，清除水下漁網(wǎng)漁具、線纜木樁、堆石等，確保疏浚安全順利實施。

（2）浚前地形測量：在施工前進(jìn)行水下地形圖測量，詳細(xì)掌握水下地形情況，既利于指導(dǎo)疏浚作業(yè)，又便于浚前浚后地形對比及工程計量。

（3）開展試驗性疏浚：為了對施工方案的可行性和疏浚效果進(jìn)行檢驗，施工前要開展試驗性疏浚作業(yè)，長度要視現(xiàn)場情況而定。疏浚試驗后，對試驗段的疏浚效果進(jìn)行測量檢驗，包括挖深、挖寬、槽底平整度等。若滿足要求，再全線推廣；若存在不足，在工藝和方法上進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，確保疏浚質(zhì)量滿足要求。

3 絞吸船疏浚

3.1 準(zhǔn)確定位

絞吸船定位的依據(jù)是施工方案確定的條帶及其中心線，操作人員依據(jù)控制系統(tǒng)顯示屏的條帶影像和船只導(dǎo)航定位系統(tǒng)進(jìn)行船只定位。定位前先拋設(shè)船首兩只邊錨，通過收、放邊錨纜繩，將船首調(diào)入開挖條內(nèi)；下放橋架觸底固定船首，然后由錨艇、拖輪等慢慢頂推船尾，使絞吸船漸漸接近條帶中心線，就位后馬上下放定位鋼樁，固定船只[3]。

為了確保定位的準(zhǔn)確性和疏浚質(zhì)量，及時用手持GPS接收儀檢測定位鋼樁的偏差。若經(jīng)檢測偏離定位軸線超過0.5m限差時，要提升鋼樁，重新定位下樁，直至滿足要求。若偏差在允許之內(nèi)，在下次船只前移定位時，進(jìn)行調(diào)整。

3.2 橫移擺挖及船只前移操控

絞吸船圍繞定位鋼樁擺挖，必須將絞刀頭置于開挖條帶最左側(cè)，然后啟動絞刀順時針旋轉(zhuǎn)，從左側(cè)橫移擺挖到最右側(cè)，此時反向反轉(zhuǎn)擺回左側(cè)，以減少殘留。在擺挖時，兩側(cè)必須到位，并適當(dāng)超挖，避免漏挖。

絞吸船完成1個擺挖循環(huán)后，進(jìn)行前移，前移時必須控制好前移距和定位軸線，前移距要小于擺挖徑向長度（絞刀長），而且要固定，以保證前后擺挖扇形面有一定重疊（以0.5m為宜）。

移錨要在完成幾個擺挖循環(huán)后，先下定位鋼樁固定船位，后向前移錨。

3.3 疏浚質(zhì)量管理

絞吸疏浚質(zhì)量管理的重點是挖深（底高）、挖寬及邊坡超欠面積比，以及局部欠挖或淺埂等。

（1）挖深、挖寬控制：挖深是根據(jù)水深和設(shè)計開挖厚度進(jìn)行控制的，施工時要嚴(yán)格按照水位（潮位）遙感儀傳回的實時水位和船上定位信息，控制和調(diào)整絞刀頭的水下深度，從而控制每層開挖厚度及河槽底高程；對于回淤嚴(yán)重的河槽、湖泊等疏浚時，要有一定超深，超深控制在0.4m-0.5m之間，確保驗收時平均底高程滿足設(shè)計要求。挖寬主要是通過橫移擺挖和分條開挖的條帶寬度控制的，施工時定位準(zhǔn)確，嚴(yán)格執(zhí)行分條開挖、逐條實施的原則；在河槽兩側(cè)要有適當(dāng)超寬，每側(cè)超寬控制在0.5m-1.5m之間，確保邊坡坍塌后河槽底寬符合要求、坡體和護(hù)岸結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定。

（2）邊坡階梯開挖控制：邊坡疏浚要堅持岸坡穩(wěn)定、上欠下超和總體平衡的原則，超欠面積比控制在規(guī)范允許之內(nèi)（1-1.5）。施工時根據(jù)分層階梯的厚度和寬度、水位等進(jìn)行開挖，或從上到下、或從下到上逐階開挖；若邊坡開挖總厚度小于絞吸船最大挖深時，通過調(diào)節(jié)絞刀入水深度，一次性按階開挖完成。底分層超挖值要根據(jù)絞刀直徑、邊坡易塌性等綜合確定。

（3）局部欠挖及淺點控制：槽底局部欠挖面積不大于5m2、欠深不大于0.3m、連續(xù)淺埂不大于2-2.5m。施工時要嚴(yán)格控制，措施主要有：定位要準(zhǔn)確；分條開挖相鄰條帶必須有重疊；船只前移距必須小于擺挖徑向長度；擺挖時必須回刀收底；對于回淤嚴(yán)重的河槽要有一定的超深；疏浚完成一段測量跟進(jìn)一段，發(fā)現(xiàn)欠挖及時退船補挖等。

4 疏浚質(zhì)量檢驗

4.1 驗收測量

絞吸疏浚完成后，及時組織驗收測量。測量方法是GPS聯(lián)合測深儀測量水下地形圖，測圖比例為浚前測圖比例，若浚前無地形圖，則按工程（河道、港池、錨地等）類別采用不同的測圖比例（1:500-1:2000），比例不同，測圖基線間距與測點間距不同，一般基線間距為圖上距離的10mm，測點間距為圖上距離的5mm。外業(yè)測量時船只沿著測圖基線航行，GPS和測深儀在電腦控制下按間距選點、測量、記錄，內(nèi)業(yè)自動成圖。對于測量船無法到達(dá)的局部，采用全站儀或GPS直接選點測量[4]。

4.2 質(zhì)量檢驗

根據(jù)浚前浚后水下地形圖，繪制疏浚剖面圖，每個檢驗批次或單元至少繪制1張剖面圖，豎向比例為1∶200。根據(jù)浚后地形圖和疏浚剖面圖，對疏浚工程質(zhì)量進(jìn)行檢驗。檢驗的主要內(nèi)容是平均底高、底寬、局部欠挖厚度及范圍、淺點數(shù)量及淺埂長度、邊坡超欠面積比等。經(jīng)檢驗局部質(zhì)量不滿足設(shè)計及規(guī)范要求時進(jìn)船補挖，然后再測量檢驗，直至符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語

在充分掌握絞吸疏浚船只工作原理、施工方法及工藝的基礎(chǔ)上，通過制定合理的施工方案和加強施工全過程管理，絞吸疏浚不但功效高、適應(yīng)性強，而且工程質(zhì)量有保證。