楚 林
(河南省周口市郑埠口枢纽服务站,河南 周口 466000)
基槽挖泥是港航工程施工中的重要环节,同时也是技术难度较高的工序。通过港口通航码头护岸基槽挖泥的处理,可以提高航运管理水平,使得流域范围内航运码头的处理提供借鉴的作用,能够在较大的范围内推广应用,进而为航运事业发展奠定坚实的基础。
某港口通航码头工程项目,处于该地区的西北部的位置上,是该港区的北侧的位置上,而东侧就是该港口区域内的散货码头,西北区域则是堆场的区域内。该项目总体建设有1个15万吨的通用码头以及附属的基础设施,在进行该地区的疏浚作业之后,应该能够满足15万吨级的船舶可以正常的运行。经过测量可以确定,该码头的长度尺寸为369m,高桩梁板是主体结构形式。该项目的护岸基槽开挖施工具体是如下几个方面工作:
第一,根据技术标准设置深层水平位移监测点。
第二,将当前孔四角方块全部清理干净。
第三,对于当前的护岸块石进行全面开挖施工。
第四,岸坡挖泥。
上述工作都是必要完成的,需要布置相应设备才能进行,以达到工程质量和技术标准。
本护岸基槽挖泥分项工程包括三部分内容,分别为:布设深层水平位移监测点、拆除现有空心四角方块和岸坡挖泥。
拆除现有空心四角方块拟采用陆上吊机和水上吊机相结合的方式,开挖现有护岸块石和岸坡挖泥拟采用抓斗式挖泥船施工。拆除的空心四角方块拟运回后方堆场暂时堆放,待护坡施工时再行利用。疏浚土全部外抛至国家海洋局批准的抛泥区,抛泥区位于硇洲岛东北东1#抛泥区水下抛卸,抛距约50km。
护岸基槽开挖土类包括流泥~淤泥、中粗砂、粉细砂、淤泥质土、黏土~粉质黏土等。护岸基槽开挖前沿底标高为-18.8m,边坡为1:2.5(现有抛石护岸开挖边坡按1:2)。护岸基槽开挖应尽可能控制超深超宽,以免影响岸坡稳定。为保证岸坡的稳定,在岸坡开挖过程中,应加强岸坡稳定性的观测。
抓斗式挖泥船为锚缆式挖泥船,其施工工艺包括施工展布、定位、下斗、挖泥、装驳、卸泥等工序。
1)抓斗式挖泥船定位。抓斗式挖泥船定位采用锚缆和钢桩定位方法实施。定位时主缆用两根,前进缆一根,左右各一根边缆,如果流速过大,则另布置两根边缆。根据施工需要进行定位,以便挖泥船可以前后左右移动。在施工中挖泥船靠船舶航线的一侧,其锚缆必须增加过江沉链,以保证通过的船舶安全。
2)挖泥深度控制方法。第一,根据当前实时潮位和设计底高经换算后由电脑进行自动控制,并通过抓斗深度指示仪自动在电脑屏幕上显示出来。第二,在提升钢缆上做标记,结合当前潮位,用于粗略控制挖泥深度。第三,抓斗式挖泥船分层分条施工。
3)分条和分层施工。(1)分条施工。根据投入的抓斗式挖泥船的船宽确定分条宽度(一般约15.0~17.0m),每两条之间保证有一定的重叠部分(一般为2.0m),斗与斗之间亦要重叠。此外,在开挖深水区域,抓斗受潮流流速的影响,会产生“漂斗”,开挖时应考虑抓斗的漂移,并通过测试确定下斗的位置。同时,分条施工必须考虑实时自然潮流、风向因素,以最大程度减少对施工船舶正常施工的影响。在施工过程中,按照分区施工要求,在各段内均必须逐条施工,只有在完成上一条的施工后方可进行下一条的施工,并且还必须保证条与条之间搭接宽度2m以上,避免发生漏挖现象,加大下层施工难度。(2)分层施工。根据施工水域的地质情况,按照2.5~3.0m挖深进行分层施工。港口通航码头护岸基槽抓斗式挖泥船船舶定位、移船、作业。
施工平面控制:采用船上配备的全球定位系统DGPS和装有电子图形控制系统的计算机进行控制。施工前由工程技术人员编制施工计划文件,把施工计划文件输入计算机。施工过程中,利用电子图形控制系统,施工人员按照计算机所显示的施工挖泥图形范围进行操作,即可有效地控制开挖范围并能有效地避免漏挖。
施工船舶定位、移船:依靠施工船舶上配备的DGPS卫星定位系统来确定施工船舶的位置。抓斗挖泥船设两根主缆和两根艉缆,都通过成“交叉八字”形抛锚进行定位。施工船舶通过活动主、艉缆和边缆进行移船定位。
施工船舶作业程序:下斗深度确定→下斗开挖→提升旋转→装驳→挖深符合要求后→移到下一位置开挖。
4)抓斗式挖泥船挖深控制。测设高程控制点,建立施工水尺,采用自动遥报仪自动观测潮位。根据业主提供的已知水准点资料在靠近施工区测设高程控制点,并设立一个固定的水位站,采用自动遥报仪自动观测潮位,各施工船舶随时用潮位接收仪接收潮位。
下斗深度控制:下斗深度标识,在施工船舶小排上用白色油漆以最小刻度10cm,从斗齿向上开始度量,从最小开挖水深以下1m开始标识,标识刻度值至少大于当时下斗深度1m以上。下斗深度控制:下斗深度=水位-每轮开挖标高。下斗深度控制由操车手负责。开挖后利用测深砣及施工船舶上配备的测深仪配合检查挖深。
5)护岸基槽边坡施工。边坡施工是确保工程整体合格的重要组成部分。边坡开挖时采用小型抓斗施工,勤测水深,预防欠挖,控制超挖。各挖泥船将严格按照设计要求挖放边坡,保证边坡坡度不小于设计坡比。边坡开挖施工中,实际的情况很难满足设计的边坡要求,施工时将采取以下措施,确保边坡的形成与稳定,保证工程质量:第一,超宽部分的水深满足设计要求;第二,采用多阶梯形开挖,每层开挖厚度根据各挖泥船的特点控制,宜小不宜大,以减少每层的塌落工程量;第三,施工期间根据工程进度适当加密对该区的水深测量,及时了解水下地形因施工发生的变化,可通过水下地形测量图和统计剩余工程量的办法,直接和间接分析岸坡是否处于稳定状态。
6)港口通航码头护岸基槽挖泥清浅。使用抓斗式挖泥船进行清浅作业,护岸基槽开挖标高以底标高和土层进行双控,即要求同时满足。基槽底部控制土层为砂层、黏土层。
7)港口通航码头护岸基槽抛泥。自航泥驳在装满泥后,行驶至指定卸泥区进行卸泥,抛泥过程中AIS必须常开,以保证实时监控。
综上所述,基槽挖泥质量直接关系到码头整体运行性能,充分彰显出基槽挖泥技术的重要性。选定科学基槽挖泥方式,有助于为码头基础作业提供支持,同时起到优化周边生态的效果,彰显出现代化港口工程的魅力。