黃東 許哲銘

摘要：針對海岸整治工程水深條件限制、疏浚土質(zhì)復(fù)雜等問題，文章采用絞吸式挖泥船與接力泵串聯(lián)吹填施工工藝，實(shí)現(xiàn)在有限的絞吸船功率情況下遠(yuǎn)距離、高效率地疏浚吹填作業(yè)，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：絞吸挖泥船;接力泵;海岸整治

中圖分類號：U615.35+2A481692

0 引言

接力泵施工工藝在疏浚工程中應(yīng)用較多，能有效地解決遠(yuǎn)距離排泥吹填問題。在正常條件下，挖泥船自身裝機(jī)功率能夠滿足常規(guī)排距要求，但當(dāng)工程設(shè)計要求輸送距離超過了挖泥船額定排距時，特別是在湖泊環(huán)保疏浚、海岸整治疏浚等工程建設(shè)中，通常會因水深條件限制要選用施工吃水較小的挖泥船，此類挖泥船額定排距相對較小。為了滿足遠(yuǎn)距離輸送要求，通常采用增加接力泵的方法來增大排距。本文以茅尾海綜合整治工程為例，就接力泵工藝在海岸整治工程中的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行介紹和分析。

1 工程概況

茅尾海綜合整治工程通過對海岸進(jìn)行整治疏浚增加茅尾海納潮量，加大茅尾海潮流動力強(qiáng)度，增強(qiáng)落潮流對泥沙的沖刷減淤作用，保障欽州港的可持續(xù)發(fā)展，改善茅尾海海產(chǎn)養(yǎng)殖條件，提高當(dāng)?shù)厝罕姷氖杖胨?。工程設(shè)計清淤面積18 km2，疏浚土方量1 600萬m3，疏浚區(qū)域水深條件差，低潮時大面積露灘，需要候潮進(jìn)行疏浚施工。

根據(jù)地質(zhì)勘探顯示，疏浚區(qū)表層為淤泥質(zhì)土，其下層為細(xì)砂到粗砂層，占疏?？偭康?0%，硬土質(zhì)層為黏土、粉質(zhì)黏土、強(qiáng)風(fēng)化泥巖，占約30%，按設(shè)計挖至-2.5 m，此深度硬土質(zhì)層不多，主要為中粗砂。另外，施工區(qū)域處于茅尾海欽江出口處，原來大部分為大蠔養(yǎng)殖區(qū)，因多年海養(yǎng)沉積的混凝土蠔樁、蠔餅及蠔殼等雜物大量存在于表層淤泥中，對疏浚效率有較大的影響。

2 工藝比選分析

根據(jù)本工程施工區(qū)域水深淺、需乘潮施工的特點(diǎn)，設(shè)計浚深-2.5 m，當(dāng)乘潮水位為+0.10 m時，能滿足原設(shè)計方案采用的980 m3/h絞吸挖泥船2.60 m吃水要求。但因納泥區(qū)調(diào)整，其中有600萬m3疏浚物要求排距>8.0 km，且對應(yīng)整治疏浚區(qū)面積大，使用980 m3/h絞吸挖泥船無法達(dá)到排距要求，如果用抓斗船倒運(yùn)淤泥至靠近納泥區(qū)再用絞吸船將淤泥吹填上岸，則需為泥駁開挖臨時運(yùn)輸航道，不但要增加投資，工期也很長，而采用具有遠(yuǎn)距離吹填能力的大型絞吸挖泥船又沒有足夠水深條件讓其進(jìn)場施工。

為解決工程水深淺、納泥區(qū)距離遠(yuǎn)、疏浚土雜物多等問題，同時減少對附近海產(chǎn)養(yǎng)殖以及漁船通航的影響，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，確定采用絞吸挖泥船與接力泵站串聯(lián)吹填的方案。

3 接力泵參數(shù)分析

工程投入1 600 m3/h絞吸挖泥船一艘，船上泥泵總揚(yáng)程為100 m，選用接力泵的泥泵揚(yáng)程為60 m。

3.1 水力參數(shù)計算

參照水力計算式并結(jié)合國內(nèi)其他工程經(jīng)驗(yàn)，接力泵的數(shù)量可以通過設(shè)備總揚(yáng)程與全過程輸送總水頭損失的匹配關(guān)系來推算。

3.1.1 管線沿程水頭損失

沿程水頭損失推算采用在長距離管道工程水力計算應(yīng)用中具有廣泛的適用性的魏斯巴赫-達(dá)西公式，見式（1）：

H挖——挖深水頭損失，取5 m;

Hd——動能引起的阻力損失，計為3 m，代入上式計算得L=3 663 m。

疏浚土主要為淤泥質(zhì)土及中粗砂，且含有大量固體雜物，在施工過程中泥漿濃度會有較大的變化。為保證接力泵站前泵余壓為正值，避免因泥漿濃度變化造成水錘等不良現(xiàn)象。同時考慮所設(shè)站點(diǎn)地理?xiàng)l件，選取地基較好的位置放置陸上接力泵站，故取比計算值略小值，距離絞吸船3 620 m位置作為站點(diǎn)。

4 實(shí)際生產(chǎn)控制

經(jīng)過理論計算，確定接力泵的數(shù)量與位置后，實(shí)施裝機(jī)鋪管作業(yè)。鋪管前詳細(xì)進(jìn)行現(xiàn)場踏勘，水上鋪管盡量順直并平行于漲落潮方向，避免管線過多彎折。實(shí)際鋪設(shè)長度為水上管670 m，水下管至接力泵站2 950 m，接力泵站至納泥區(qū)2 150 m，陸上管線680 m，管線總長6 450 m。

安裝好設(shè)備后進(jìn)行試挖，開機(jī)時先抽清水，待清水到達(dá)接力泵位置時，再開啟接力泵，然后開始抽泥漿，控制泥漿濃度為10%～13%，實(shí)測流速為4.2～4.3 m/s，實(shí)際平均生產(chǎn)效率950 m3/h。經(jīng)過調(diào)試，確定合理流速及濃度控制范圍，明確絞吸挖泥船泥泵轉(zhuǎn)速與接力泵的泥泵轉(zhuǎn)速協(xié)調(diào)關(guān)系。

疏浚時，控制好挖泥深度、橫移速度，針對疏浚土內(nèi)含雜物較多以及抓斗船卸泥厚度不均的情況，注意觀察泥漿濃度及壓力參數(shù)變化，避免出現(xiàn)局部壓力或負(fù)荷過大的情況。控制絞吸挖泥船的泥泵轉(zhuǎn)速與接力泵轉(zhuǎn)速相匹配，避免造成接力泵泵前壓力過小或出現(xiàn)負(fù)壓的情況，加強(qiáng)對出泥口的監(jiān)測，并與絞吸挖泥船及接力泵儀表參數(shù)作對比，同時避免因流速高或過低時，疏浚土中雜物含量發(fā)生變化對整體輸送效率的影響。

絞吸挖泥船要充分利用漲潮進(jìn)行施工，提高時間利用率，在候潮期間加緊檢修與維護(hù)，及時清除絞吸挖泥船絞刀、吸口、泥泵、管頭以及接力泵內(nèi)積存的雜物，減少有效施工時間內(nèi)的設(shè)備故障率。

5 結(jié)語

（1）接力泵工藝?yán)碚撚嬎憬Y(jié)果與應(yīng)用實(shí)測數(shù)據(jù)基本相符，可以通過水力計算來進(jìn)行工前的工藝分析及參數(shù)選擇。

（2）接力泵與挖泥船的功率匹配是關(guān)鍵內(nèi)容，需結(jié)合工程實(shí)際情況予以分析調(diào)整，并加強(qiáng)施工過程控制，最大程度融合設(shè)備能力。

（3）絞吸船與接力泵串聯(lián)施工較好地解決了海岸整治疏浚因水深淺無法使用大功率疏浚船舶的突出問題，達(dá)到了降低投資、提高效率的目的，可為類似工程開發(fā)建設(shè)提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]丁 濤，俞孟蕻，田俊峰.絞吸挖泥船輸送系統(tǒng)沿程壓降優(yōu)化計算方案[J].水運(yùn)工程，2008（2）：23-26.

[2]宋俊強(qiáng)，劉 文，楊正軍.絞吸挖泥船串聯(lián)接力泵船遠(yuǎn)距離輸送工藝[J].水運(yùn)工程，2017（5）：173-177.

[3]陳益鐘，張志芳.清淤疏浚中接力泵船位置確定及施工方法探討[J].人民長江，2015（8）：92-94.

[4]張兆順，崔桂香.流體力學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版，2015.

收稿日期：2020-04-17