绞吸船配合类反铲式挖泥船解决岸坡开挖问题

刘小飞 胡桂香 杨召超

摘 要：航务工程中的码头岸坡开挖一直由抓斗船施工，已经形成了一套较为成熟的施工工艺，但传统施工工艺存在许多弊端，绞吸船配合类反铲式挖泥船共同施工岸坡工艺在该公司已接近技术成熟，其技术在效率、成本等诸多方面优于单独采用抓斗船施工，该文通过分析传统岸坡开挖工艺的缺点，大胆创新，利用绞吸船结合类反铲式挖泥船施工岸坡挖泥的方法来提高该类工程的施工质量、保证施工进度并降低施工成本。

关键词：岸坡施工 传统工艺 新工艺 小型绞吸船 类反铲式挖泥船 抓斗船

中图分类号：U615 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（a）-0038-01

随着天津市建设双港双城步伐的不断加快，天津港及南港港区码头建设相继开工，产生了大量的基槽岸坡挖泥工程。该文结合相关工程实例，通过小型绞吸船与类反铲式挖泥船组合运用在保证岸坡施工质量降低施工成本的前提下解决了高强度岸坡开挖的施工问题。

1 传统岸坡施工工艺弊端

长期以来，航务工程中的码头岸坡开挖一直由抓斗船施工，已经形成了一套较为成熟的施工工艺，但传统施工工艺存在以下一些弊端。

（1）因为是人为操作下斗深度及位置，精确度不够，对于基槽施工，开挖后的泥面高低不平，平整度与绞吸船相比较差。

（2）抓斗船施工需要泥驳配合，外出抛泥受气象航道通航影响较大，不能全天候24 h作业，不能充分发挥船舶施工能力，而且挖、运、卸设备间相互影响大，效率比较低，容易对工期造成不良影响。

（3）抓斗船挖泥综合单价约为绞吸船综合单价的3倍左右，成本控制不利。

（4）抓斗船通过4锚定位，本工程施工岸坡时2颗前锚抛设比较困难，需等候潮水作业，限制了船舶的施工效率。

2 新工艺所采用的船机特点介绍

2.1 船机原理

类反铲式挖泥船主要构造与反铲斗式挖泥船相同，为反铲式挖掘机，与它不同的是，类反铲斗式挖泥船采用的一根钢桩与2根后锚固定船位，在挖泥船的船头，安装有一台反铲式挖掘机。施工时将挖掘机臂伸入水下一定深度，铲斗嵌入泥沙中，挖取土方，再利用动力设备将铲斗提升至一定高度，回转至预定位置的上方，将泥沙直接卸入靠泊在挖泥船船舷旁泥驳。卸空后的铲斗再回转至挖泥点旁，进行下一次挖泥作业，如此周而复始地循环作业。小型绞吸船，标准产能为1000 m3/h，其基本工作原理是通过旋转的纹刀将海底泥（沙、石等）挖掘绞松，并进行泥水混合，同时，由船上离心式泥泵产生的真空把挖掘所得的泥浆吸入、提升再通过排泥管线排出输送到泥上处理场地。

2.2 船机特点介绍

2.2.1 类反铲式挖泥船

（1）铲斗尺寸小，成坡效果好。

（2）成坡时间短，由于挖掘机可通过挖掘机臂将作用力直接传导至铲斗上，在完成台阶挖泥施工后，可直接用铲斗将泥面顺着坡面线捋一遍，形成坡面，而不用经过长时间等待让泥面自然塌方成坡。

（3）适应性强，岸坡区域通常为浅滩，反铲式挖泥船通过船身中一根定位桩及船位的2颗后锚固定船位，布展时，先下放后锚，移动船身到达施工区域，再下放定位桩，待桩插入泥层后卡住，即固定住了船位，完成布展。

（4）移船方便。

2.2.2 小型绞吸船船机

小型绞吸船相比于抓斗船，其施工效率很高，此外该绞吸船铰刀头直径仅为1.2 m，每层挖深能够控制在1 m左右。该绞吸船还安装了GPS铰刀头精确定位系统，平面位置定位的精度我们在港池施工过程中经过多次比对，效果良好。

3 新岸坡施工工艺

3.1 四阶段岸坡开挖工法

（1）第一阶段由绞吸船开挖基槽的同时开挖部分岸坡，岸坡由经验丰富的驾驶员操纵绞吸船，通过横移并同时提升桥梁开挖直接形成边坡。

（2）第二阶段由类反铲式挖泥船施工坡顶部位，分层分台阶进行开挖。

（3）第三阶段投入绞吸船对基槽加深的同时，岸坡部分由绞吸船通过横移并同时提升桥梁开挖再次形成边坡。

（4）第四阶段由抓斗船对绞吸船及类反铲式挖泥船开挖的结合部位的岸坡进行扫浅。

在进行典型施工时，技术人员需上船对施工过程进行监督和拍照，熟悉操作手的挖泥工法并结合检测图分析施工的质量，以找出问题的原因制定改进措施。

3.2 岸坡分阶段施工注意事项

（1）施工前校核船机坐标。各疏浚船舶进场后，技术员需与测量员联合对船上GPS定位系统进行校核，掌握船舶定位系统的自身误差，确保该抓斗船采用当地的三参数，确保抓斗船在施工过程中不发生定位误差。

（2）施工前校核铰刀下放深度。在小型绞吸船选择几个点进行深度显示校验。在绞刀上沿接测量绳，用人工的方法分别测出这几个测点位置绞刀上沿与水平面的距离，推算出绞刀最低点与水面距离后与计算机输出深度进行比较，选取最大的偏差值，再考虑其它因素，制定總的下刀偏差值。

（3）岸坡挖泥工程大面积开挖前必须做好典型施工。典型施工前向挖泥船进行深入细致的技术交底工作，明确质量目标和控制措施，使全体施工人员清楚了解工程性质、内容、施工条件、施工计划、施工特殊要求和注意事项，使各项工作落实到人，把各项责任分解到人。

（4）在施工岸坡坡顶线位置时，把握好坡顶线处预留宽度，防止第一层岸坡施工完毕后，造成岸坡坡顶线位置的超宽。

（5）施工过程中，必须加强动态与过程管控在做好典型施工，确定工程工艺的基础上，还需要将严格管控贯穿于整个施工过程，在绞吸船施工岸坡的过程中，技术员住船上，时刻督促操作手严格按照技术交底下放铰刀深度。

（6）绞吸船在施工岸坡时，需要顺岸进行施工，可以保证开挖岸线的整齐性，避免留有死角，同时降低岸坡施工过程中的位移速率。

（7）在施工过程中，与位移监测单位勤沟通，随时掌握岸坡的变形及位移情况，坚持绞吸船在低潮时不施工岸坡的原则。

（8）施工过程中加强测量检测、做断面图及时分析、调整岸坡施工计划，很好的满足了设计的质量要求与岸坡的稳定要求。

（9）绞吸船施工岸坡，需要分阶段进行施工，一个阶段施工完毕后，稳定观测不少于1个星期，待岸坡趋于稳定后，再进行下个阶段的施工。

（10）对于靠近坡顶线处挖深较浅的岸坡，由于靠自然塌方形成坡面比较慢，为了兼顾岸坡质量要求和打桩要求，采用铲斗顺岸捋坡一遍，即可基本形成较稳定的坡面，达到质量要求。

（11）待整个区域开挖完毕后，组织水深检测，找出坡面线标高正偏差值较大的地区，制成计划线，组织船舶对照该计划线进行扫浅，完成工程施工。

4 结语

绞吸船配合类反铲式挖泥船共同施工岸坡工艺在我部已接近技术成熟，（我单位在建材码头、泰奥石化码头均采用此工艺进行施工）其技术在效率、成本等诸多方面优于单独采用抓斗船施工，绞吸船配合（类反铲式挖泥船）共同施工岸坡在控制岸坡超挖、欠挖保证岸坡安全方面亦优于绞吸船配合抓斗船施工。

故新的岸坡工艺施工方法值得在岸坡开挖强度高、岸坡监测有保证的工程中推广使用。

参考文献

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[2] R.N.布雷，著.疏浚工程手册[M].上海航道局设计研究新情报室，译.上海航道局设计研究所，1982.

[3] 疏浚工程技术规范[S].人民交通出版社，2005.

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