楊洋 中交廣州航道局有限公司

1.項(xiàng)目背景

本項(xiàng)目位于長(zhǎng)江口北支河道中段，吹填區(qū)總面積合計(jì)超過(guò)20000畝，劃分12個(gè)標(biāo)段，其中B 標(biāo)段由絞吸式挖泥船A 輪負(fù)責(zé)吹填施工(以下簡(jiǎn)稱A輪)。該吹填區(qū)南北長(zhǎng)約590m，東西長(zhǎng)約1400n，吹填面積約82萬(wàn)m，吹填高程+2.5m（國(guó)家85高程，下同），吹填工程量約320萬(wàn)m。本工程所在區(qū)域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，四季分明，雨量豐沛，臺(tái)風(fēng)雨和梅雨氣候明顯。所處河段洪潮災(zāi)害較頻繁，受風(fēng)暴潮和臺(tái)風(fēng)浪的影響較大，且最高潮位往往是在天文大潮、強(qiáng)熱帶氣旋、臺(tái)風(fēng)和上游大洪水三者遭遇或其中兩者遭遇時(shí)發(fā)生。

2.塑料管線與鋼管對(duì)比分析

塑料管材與傳統(tǒng)金屬管道相比，具有自重輕、耐腐蝕、耐壓強(qiáng)度高、衛(wèi)生安全、水流阻力小、節(jié)約能源、節(jié)省金屬、改善生活環(huán)境、使用壽命長(zhǎng)、安裝方便等特點(diǎn)，受到了管道工程界的青睞并占據(jù)了相當(dāng)重要的位置，形成一種勢(shì)不可當(dāng)?shù)陌l(fā)展趨勢(shì)。

本工程所采用的聚乙烯管，特別適用于疏浚輸泥沙行業(yè)，具體性能如下：

（1）高耐磨性。耐磨程度是鋼管的4-8倍。抽沙用可用8-15年。重量輕，只有同規(guī)格鋼管的八分之一，安裝運(yùn)輸方便，節(jié)約工地搬運(yùn)開(kāi)工時(shí)間。

（2）浮力大，可配套塑料圓形浮體，長(zhǎng)期使用綜合造價(jià)低。

（3）強(qiáng)度高，柔韌性好，有彈性，在水中能彎曲，陸地凹凸面在30度以內(nèi)的區(qū)域，可以通過(guò)管材自身的柔韌性自行調(diào)節(jié)，不用修鋪路面，管與管之間可以直接連接，在水中不受風(fēng)浪影響。

（4）接管方便，管兩頭帶活動(dòng)法蘭，管口內(nèi)襯鋼圈，長(zhǎng)久使用管口不會(huì)變形；用螺栓直接連接管頭活動(dòng)法蘭即可。

（5）管道內(nèi)壁光滑，摩擦系數(shù)極小，輸送效率比鋼管高15-30%。

（6）抗紫外線，抗老化，使用壽命長(zhǎng)，根據(jù)含沙量的不同能使用8-12年。

3.管線鋪設(shè)方案

本工程施工前，通過(guò)一系列的考察評(píng)估，充分考慮了自然條件、潮汐和水流的影響，進(jìn)行周詳?shù)墓で皽y(cè)量、現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，組織各項(xiàng)材料，并積極地與業(yè)主單位溝通各個(gè)工程細(xì)節(jié)，最終管線鋪設(shè)施工方案如下：

根據(jù)工程工況條件及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定本工程吹填管線由浮管408m+沉江管476m+堤前水陸管架頭+翻過(guò)大堤處管線60m+吹填區(qū)主管線組成。

3.1 水上管線布設(shè)

沉江管外地先組裝成段，每段長(zhǎng)約200m，通過(guò)水路拖運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)拼接，高潮位時(shí)由錨艇頂灘拖至設(shè)計(jì)位置，待管線順直后打開(kāi)兩頭封門板灌水使沉江管沉至江底，同時(shí)在水陸管架處沿東西向兩側(cè)各拋設(shè)1只2T錨，以確保水陸管架不會(huì)因風(fēng)浪等因素移位或彎曲。

水上浮管也是外地先組裝成段，每段長(zhǎng)約200m，通過(guò)水路拖運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)拼接，再與沉江管端點(diǎn)站、絞吸式挖泥船相對(duì)接。

由于受水域漲、退潮流速影響，浮管可能會(huì)發(fā)生折彎，為防止?jié)q落潮和風(fēng)浪對(duì)浮管的影響，浮管上每隔100m拋設(shè)浮管錨一只加以固定，漲、落水錨間隔布設(shè)，浮管錨纜長(zhǎng)度為100～150m。

3.2 陸上管線布設(shè)

陸上管線沿堤內(nèi)邊線向西布設(shè)。吹填時(shí)，控制吹填管口至現(xiàn)有大堤的距離，防止沖刷內(nèi)坡砂袋，排水口留到最后吹填。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及業(yè)主的要求，由于大堤正在進(jìn)行護(hù)坡施工，無(wú)法采用鋼管直接翻過(guò)大堤，因此，在圍堤護(hù)坡施工完成前，吹填初期陸上吹填管線采用4組Φ320mm塑料管并行接進(jìn)吹填區(qū)，其中每組塑料管大堤外坡接3根（每根10m長(zhǎng)），過(guò)大堤堤頂鋪埋1根，大堤內(nèi)坡2根。由于塑料管線并不抗壓且為不影響道路通行，需將管線至少埋下一層沙袋，且過(guò)大堤堤頂鋪埋塑料管處鋪設(shè)2塊長(zhǎng)2.0m、寬1.5m、厚10mm的鋼板，以防過(guò)往車輛壓壞塑料管。吹填過(guò)程中，塑料管法蘭處易損壞。因此在管線連接時(shí)，每處法蘭均應(yīng)墊沙袋。必要時(shí)，塑料管懸空處也需加墊沙袋。水陸管架頭處利用護(hù)底塊石人工整理出上岸平臺(tái)，用以安放水陸管架和分流管。分流管共有五個(gè)排出口，實(shí)際施工過(guò)程中可根據(jù)A輪船機(jī)狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整排出口使用數(shù)量。由于現(xiàn)場(chǎng)施工人員成分復(fù)雜，為保障圍堤管線安全，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)排出口情況，需派人在現(xiàn)場(chǎng)24小時(shí)值守。塑料管穿越圍堤示意圖與塑料管穿越圍堤示意圖見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 塑料管穿越圍堤示意圖

圖2 分流管及塑料管平面布置示意圖

4.施工設(shè)備安排

4.1 A輪性能特點(diǎn)

由于施工水域范圍內(nèi)土質(zhì)以軟弱場(chǎng)地土為主，比較有利于A輪施工，可以充分發(fā)揮其施工效率，有效提高工程產(chǎn)量。A輪主要性能特點(diǎn)如下：

1）挖掘能力強(qiáng)，生產(chǎn)效率高，適宜港池、碼頭前沿泊位區(qū)域開(kāi)挖和吹填施工。

2）錨纜短，采用鋼樁定位，占用施工水域小，船位控制方便。

3）具有挖、吸、排泥連續(xù)作業(yè)性能，單船可完成疏浚及吹填施工。

4.2 施工調(diào)試

在管線鋪設(shè)完畢后A輪隨即進(jìn)場(chǎng)開(kāi)始試挖作業(yè)，以確定最佳施工效率。根據(jù)其5天的施工情況統(tǒng)計(jì)，結(jié)合其自身船機(jī)設(shè)備能力，確定A輪排泥管內(nèi)最佳流速為5m/s左右，最小流速3.8m/s，濃度控制在20%，排壓維持在3.3bar左右，最大排壓4.0bar，這樣施工效率可以保持在1200m/h以上。具體數(shù)據(jù)分析如下：

1）以水下泵640轉(zhuǎn)基準(zhǔn)，在分流管由四根改成三根管時(shí)水下泵電流從360降到320。流速?gòu)?.0米下降到4.5米。排壓從3.2上升到3.6bar。效率大幅下降的同時(shí)堵管風(fēng)險(xiǎn)亦非常大。

2）由于流速下降，產(chǎn)量降低，為提高施工效率將分流管重新改為四根施工。調(diào)整后水下泵機(jī)轉(zhuǎn)速640，排壓穩(wěn)定在3.3bar左右，流速5.0m/s。

3）A輪施工區(qū)域計(jì)劃挖深-10米，實(shí)測(cè)水深9.3到8.5米。土層厚度約為6.5-7.0米，每層挖泥每次進(jìn)關(guān)量0.6到0.8米，此時(shí)濃度比較容易保持在20%左右。按船報(bào)工程量和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間計(jì)算，A輪效率最高可達(dá)1350m/h。

4）試挖的最后兩天正值大潮汛，每天停兩個(gè)漲潮時(shí)間約9小時(shí)左右。小潮汛時(shí)預(yù)計(jì)工作時(shí)間會(huì)增加1-2個(gè)小時(shí)。流速較快時(shí)進(jìn)關(guān)量0.5米，流速趨緩時(shí)或平穩(wěn)時(shí)，進(jìn)關(guān)量可達(dá)1米。由于落潮頂流施工，橫移邊線回?cái)[壓力較高，橫移電流達(dá)到80-100安培。即在本項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，自然條件亦會(huì)對(duì)施工效率造成重大影響，對(duì)此本文不做重點(diǎn)闡述。

5.施工過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決方案

5.1 問(wèn)題分析

5.1.1 管徑驟減，泥沙易沉積

A輪海上管線管徑均為850mm，岸上塑料管線管徑則為320mm，由于管線在分流管出管徑驟然縮小，泥沙容易在水陸管架頭處沉積，造成堵管現(xiàn)象，另外體積較大的垃圾也容易在此堵管。

5.1.2 受潮汐影響，漲潮即停工

施工區(qū)域位于長(zhǎng)江出海口附近，受潮汐影響巨大。施工水域快漲快落，尤其在大潮汛漲潮時(shí)，嚴(yán)重影響船舶施工。

5.1.3 首次采用分流管施工，經(jīng)驗(yàn)不足導(dǎo)致效率降低

由于公司初到該水域施工，對(duì)本地區(qū)工況不是十分了解。又是首次采用單泵分流管作業(yè)，施工人員無(wú)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。此地自然情況、地質(zhì)條件情況復(fù)雜，具有一定的特殊性，增加了作業(yè)難度，導(dǎo)致施工進(jìn)度較慢，效率降低。

5.2 應(yīng)對(duì)方案

針對(duì)上面提到的主要問(wèn)題，項(xiàng)目部根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整施工方案，制定了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，提高了施工效率，保證了施工質(zhì)量和工期。

5.2.1 防泥沙沉積而造成堵管的應(yīng)對(duì)措施

由于海上管線到岸上管線管徑的驟減，容易導(dǎo)致泥沙和垃圾的堆積。因此挖泥船施工前要對(duì)開(kāi)挖區(qū)的地質(zhì)報(bào)告進(jìn)行分析,選擇適宜開(kāi)挖該土質(zhì)的絞刀頭。挖泥船在施工開(kāi)始前要進(jìn)行試生產(chǎn),對(duì)船舶的流速、泥泵真空、主機(jī)負(fù)荷、排壓等施工數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集整理,分析確定最小流速值和最大排壓值,當(dāng)排壓超過(guò)最大值時(shí)就應(yīng)立即提起絞刀開(kāi)始打清水,直到排壓正常后再進(jìn)行施工。

在實(shí)際工程中,管線鋪設(shè)應(yīng)當(dāng)盡量選擇水平的路線,使管線避免上下起伏,若施工現(xiàn)場(chǎng)條件無(wú)法滿足水平路線,在上下起伏大的地方應(yīng)改為膠管拼接,這樣即使出現(xiàn)了堵管現(xiàn)象,在膠管位置也容易拆開(kāi)處理管線。

絞吸式挖泥船在正常施工時(shí),若排泥管流動(dòng)的泥漿中有泥塊或垃圾的存在就容易發(fā)生堵管現(xiàn)象。因此可以在泥漿泵的葉輪上加焊一些鋼片,這樣泥泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)加焊的鋼片可以將泥泵中的泥塊打碎,使泥漿充分拌合。沒(méi)有了大顆粒固體,只要保證排泥管線的流速不小于挖泥船開(kāi)工時(shí)設(shè)定的最小值，發(fā)生堵管事件的概率會(huì)大幅降低。

岸上派遣專門人員24小時(shí)值守，隨時(shí)觀測(cè)管線變化情況。

5.2.2 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，收集資料為后續(xù)工作提供依據(jù)

為保證施工的持續(xù)健康進(jìn)行，提高對(duì)未知事件的遇見(jiàn)能力，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出應(yīng)對(duì)措施。工程投標(biāo)前，踏勘現(xiàn)場(chǎng)的工作很重要，工作要做到實(shí)處，要注意收集施工區(qū)域的氣象、水文、人文、地質(zhì)等資料。工程開(kāi)工后應(yīng)注意每日施工數(shù)據(jù)采集，包括船報(bào)方量、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間、船報(bào)效率，管內(nèi)流速、濃度、排壓，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速、橫移壓力、速度等，注意平時(shí)數(shù)據(jù)的變化，關(guān)注極端數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，定期對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的分析，反過(guò)來(lái)對(duì)施工情況進(jìn)行考核評(píng)估，形成良性的反饋，為后續(xù)船舶進(jìn)場(chǎng)提供可靠資料。

5.2.3 協(xié)調(diào)各個(gè)施工環(huán)節(jié)，提高生產(chǎn)效能

①機(jī)艙、甲板以及各工序之間，要相互配合銜接，以免耽誤時(shí)間和造成不必要的消耗。

②在施工中，要做好維護(hù)保養(yǎng)工作，充分利用間隙停工時(shí)間，做好檢查維修工作，以保證挖泥船常處于良好狀態(tài)。

③嚴(yán)格按施工工藝安排施工，當(dāng)按施工工藝與實(shí)際情況出入較大時(shí)，可予以調(diào)整，但一定要上報(bào)項(xiàng)目經(jīng)理部。

④挖泥操作時(shí)，要使挖泥船挖泥濃度較高，較平穩(wěn)，不要忽高忽低，并盡量減少吹清水時(shí)間。

6.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)項(xiàng)目部全體人員的不懈努力，從實(shí)際施工結(jié)果上看，A輪吹填施工岸上管線由鋼管改為分流管接塑料管組合形式并未對(duì)其效率造成明顯影響。而且采用分流管后，實(shí)際上有多條管線同時(shí)對(duì)泥塘進(jìn)行吹填，形成灘面速度跟以往的管線相比卻有明顯提高。另外，塑料管線較鋼管重量輕的多，4、5個(gè)人便可輕易抬起，這樣就可以根據(jù)泥塘得實(shí)際情況靈活變動(dòng)管線鋪設(shè)方向。在以后的實(shí)際施工過(guò)程中，還可以在塑料管出口處增加分流管，從而提高灘面平整度。同時(shí)，由于在接管時(shí)不需采用機(jī)械，管線布設(shè)可選范圍就更廣，還可有效降低生產(chǎn)成本。此外，這種施工形式還可應(yīng)用于圍堤施工中，由于采用分流管，管線出口壓力大幅下降，直接用以充填沙袋或堤心砂，可加快圍堤的施工進(jìn)度。