论文部分内容阅读
摘要:结合深圳港大铲湾集装箱码头疏浚工程的实际情况，简要介绍大型绞吸船施工组织与施工技术管理的控制点。
关键词:疏浚;施工技术;管理
1工程概况
深圳港大铲湾集装箱码头位于广东省深圳市西部南头半岛西侧、妈港港区的北部、宝安西乡镇境内. 码头区为吹填成单一大突堤，工程分期建设，其一期工程建设三个10万吨级、两个7万吨级全集装箱泊位。 先期进行的集装箱码头的陆域形成工程，需人工形成陆域约454. 2 万m2 ，采用一次围堤， 利用码头一期工程港池航道开挖疏浚泥土整体吹填形成。
该工程的疏浚土全部用于吹填，且疏浚土质与陆域形成紧密结合，疏浚吹填施工中软土(淤泥、流泥)和硬土(粉质粘土、淤泥质粘土、砂质粘土、粗砾砂)要进行剥离疏浚，即软土吹入远期(区) 、三期(区)和二期(区) ，下卧硬土吹入一期、辅建区。 利用下卧硬土将一期区、辅建区尽快吹填成陆域是疏浚吹填的首要目标。
各区吹填土土质分配如下：
一期，下卧硬土(除表层淤、流泥)；
二期，表层淤、流泥和剩余下层硬土；
三期，表层淤、流泥；
远期，表层淤、流泥；
辅建，下卧硬土(除表层淤、流泥)
该工程疏浚土可分为流泥、淤泥、粉质粘土、淤泥质粘土、砂质粘土、粗砾砂、花岗岩。
1)流泥:深灰色至灰色，饱和，流动状态。 含腐植物，臭味，局部含少量贝壳屑。 存在于码头及港池区表层。 该层含水量高，空隙比大，快剪和固结快剪C和Φ 值均较小， 入击数大部分自沉， N < 1 击， 个别因含贝壳屑N < 2 击. 为极软弱土层. 平均厚度3. 69m，施工区内层底标高最高- 4. 49， 最底- 9. 41m。
2)淤泥:深灰色至灰色，饱和，流动状态。 含腐植物，臭味，局部混粉细砂或中粗砂及多量贝壳屑。贯入击数大部分自沉， N < 1击。 平均厚度3. 05m，层底标高最高- 6. 13，最底- 15. 42m。
3)粉质粘土:灰黄或灰白色，可塑，饱和，局部夹铁质胶结薄层。 多呈透镜体状夹于粗跞砂层或淤泥质粘土中，贯入击数平均为N = 11. 1击。 层底标高最高- 7. 54m，最低- 14. 08m。
4)淤泥质粘土:灰或深灰色，软～流塑，饱和，该层土多呈淤泥质粘土，个别因排水条件改善而呈淤泥质粉土或淤泥质粉质粘土，贯入击数平均为N=3. 2击。
5)砂质粘土: 黄褐色为主，局部为棕红、灰白色。 可塑至硬塑状态，湿，为花岗岩风化残积土层，以高岭土、黑云母碎屑和石英砂为主。 该土层吸水性好，局部含水量高达40%以上，平均贯入击数为N =24. 8击。 在港去区内上层顶标高最高标高- 9. 38m～ - 11. 48，最低标高- 23m。
6)花岗岩:
(1)花岗岩全风化: 黄褐色为主，局部为棕红色，湿，硬塑或坚硬状态，风化呈土状，遇水易软化，含石英角砾。 层底标高最高处为- 13. 78m，最低处为- 39. 38m，平均标高为- 26. 55m。 平均贯入击数为N = 39. 6击。
(2)花岗岩强风化:黄色或黄褐色为主，局部为浅黄色，稍湿，坚硬，岩芯破碎，风化强烈，呈半岩半土状，裂缝发育，手折可断遇水容易崩解。 层顶标高为- 11. 48m，最低处为- 47. 43m，平均贯入击数为N = 153击。
(3)花岗岩中风化:黄褐色为主，局部为浅红或棕红色，稍湿，坚硬，风化强烈，裂缝发育，岩芯破碎成短柱状。 层顶标高最高处为- 12. 56m，岩石质量RQD约为30%。 饱和单轴抗压强度均在26. 7MPa以上。
工程所在水域区域狭窄，港池内水深在4～1 m之间，施工区与吹填之间水域水深只有+ 0. 5 ～- 1. 0 m，且潮差很小(平均潮差1. 39m，平均高潮2. 39m) ，水上、水下管线通过困难。
疏浚施工是在围堤施工开工后第四个月开工，第四个月围堤远期区、一期B 区围堤标高达到+ 3. 5m具备初期的储泥条件，第六个月一期A区围堤达到+ 3. 5m，以后围堤加高与疏浚同步进行，因此施工干扰大。
2施工技术
2. 1施工船选择
1)第一阶段: 根据该工程第一阶段的施工要求、工程规模，在第一阶段选用1600m3 /h型大绞三艘， 1450m3 /h小绞两艘承担第一阶段施工。
2)第二阶段:在第二阶段的施工中考虑到工程规模、围堤进度， 为最大限度避免停工， 选用1600m3 /h型大绞一艘， 1450m3 /h小绞一艘承担第二阶段的施工。
3)炸礁清渣船舶:选用8m3 抓斗船一艘，运石船若干艘。
4)辅助船舶: 根据现场施工船舶数量、水下管情况第一阶段选用起锚艇三艘， 900匹拖轮一艘，交通及测量船一艘。
2. 2绞吸船操作方法
1) 1600m3 /h型船上层开挖，根据泥层厚度变化前移距控制在1. 5～2. 0m，绞刀切削后度为2～4m，按1～2刀(正反为一刀以下同)施工，横移速度控制为10～16m /min，绞刀转速为18～20 r /min。 硬土开挖前移距控制在1. 5m，绞刀切削厚度为1. 0 ～1. 8m，绞刀横移速度为10 ～14m /min，绞刀转速为20～28 r /min。
2) 1450m3 /h型船上层开挖前移距控制在1. 8～2. 0m，绞刀切削后度为2～4m，按2～4刀开挖，横移速度8～12 m /min，绞刀转速为10～15 r /min。 下层开挖前移距为1. 5m，切削厚度2m，按2～4刀开挖，横移速度8～10m /min。
2. 3挖深控制
每条按分层施工的要求，通过桥梁下放深度指示器控制绞刀的下放深度，开工前要求对深度指示器进行校验。 施工中各船密切注意绞刀电流或油壓表的变化，与软硬土分界标高图进行比对，以确定软硬土分界标高，并适当调整绞刀下放深度。
1)挖泥船根据施工设计要求，根据潮位和绞刀深度指示设备，适时调整绞刀下放深度，施工过程中定期校验并做好校验记录。
2)根据施工土质和潮位变化情况，驾驶员及时调整绞刀横移速度，以便减少施工较硬的土质的残留层。
3)施工下层时为确保验收，底层施工超深按0. 3～0. 5m控制。
4)严格执行“一岗三测”制度，认真做好记录;根据砣测自检深度与测深仪测深度误差规律，一般砣测水深比测深仪深0. 2～0. 3m左右(该差值与泥质有关) ，因此要求自检超深按0. 3m控制，并及时与测深仪检测图对比调整，总结挖深控制规律。
5)上层施工中根据施工情况及时安排检测，下层施工中1～2d进行一次检测，及时掌握船舶挖深情况，以便进行调整。 出图后由疏浚工程师及时送船指导施工。
2. 4挖宽控制
1)驾驶员利用DGPS显示控制定位施工。 导航人员按规定定期校核DGPS，确保仪器定位精度。
2)每岗校核船位，保证钢桩在挖条中心线上，按GPS设定宽度并施工到位;为减少边坡塌方对边线质量的影响，摆到边线后应多吸一会再回摆。
3)挖槽边线超宽及分条接茬重合量按3m 控制。 挖泥船长(或驾驶员)根据检测图反映情况不断总结边线控制规律，及时调整摆宽控制参数。
2. 5陆地管线
按照吹填工程施工顺序要求，陆地排泥架设分阶段进行，第一阶段陆地管架设吹填区域为一期、远期、辅建区，第二阶段为三期、远期局部、二期。
1)一期分A、B区架设陆地管架，A区由4条主干线覆盖，B区由3条主干線覆盖，主干线之间设置支线吹填。 辅建区由两条主线若干支线覆盖。 远期A、B区各设两条主线并直接吹填，吹填时根据管口泥面标高适当延长管线。
主线间距为200 ～ 300m， 主线上支线间距120m，支线根据主线延伸长度替换使用。
由于辅建区、一期区吹填土质多为粘性土，管线延伸较为困难，建议支线管使用轻型3m管。
2)第二阶段向二期、三期吹填，吹填管线设计为沉放水下管线约4500m，每1000m为一个沉放段，每段采用10套浮筒连接，进入港池后可改为700m左右为一个沉放段，同样用浮筒连接，开挖远点时用最远端端点站，开挖港池中部时把沉放段连接水下的浮筒短开，改为端点站与施工船连接施工。 向二期吹填时利用辅建区管线。
2. 6水下管布设
在第一阶段施工中布设水下管线三条分别为1#、2#、3#， 1#、2#水下管通往远期A， 3#水下管通往远期B， 2#、3#水下管采取分段沉放，分段使用，每段之间采用10套浮筒连接。 水下管连接方式为3 + 1，出口和入口采用两组2 + 1方式。
2. 7尾水处理
施工时产生的混水扩散、吹填尾水浓度必须进行监测，以满足当地环保要求。
1)吹泥管口设置:在布置排泥管线出口时，遵循尽可能远离排水口的原则。
2)设置防污屏: 开工前在泄水口处设置防污屏。
防污屏帘布采用丙纶布，规格及性能如下:
厚度(mm)2. 28
单位重量( g/m2 ) 400
断裂强度(N /5cm)横向: 3112纵向: 3324
断裂延伸率(% )横向: 17纵向: 25
梯形撕裂强度(N) 横向: 918 纵向: 830
渗透系数( cm / sec) 1. 55 ×10- 2
有效孔径(mm) < 0. 065
2. 8吹填控制
1)吹填前围堤内设置沉降板，吹填开始一个月内一个星期观测一次，以后每月三次观测，分析沉降速率，确定吹填标高。
2)吹填中管口附近布设标尺，随时观测泥面标高，防止超或欠吹较多。
3)对标尺定期校核。
参考文献:
[ 1 ] 詹世富1航道工程学( Ⅱ) [M ]1北京:人民交通出版社， 2003。
[ 2 ] 钱宁，万兆惠1泥砂运动力学[M ] 1北京:科学技术出版， 1983。
关键词:疏浚;施工技术;管理
1工程概况
深圳港大铲湾集装箱码头位于广东省深圳市西部南头半岛西侧、妈港港区的北部、宝安西乡镇境内. 码头区为吹填成单一大突堤，工程分期建设，其一期工程建设三个10万吨级、两个7万吨级全集装箱泊位。 先期进行的集装箱码头的陆域形成工程，需人工形成陆域约454. 2 万m2 ，采用一次围堤， 利用码头一期工程港池航道开挖疏浚泥土整体吹填形成。
该工程的疏浚土全部用于吹填，且疏浚土质与陆域形成紧密结合，疏浚吹填施工中软土(淤泥、流泥)和硬土(粉质粘土、淤泥质粘土、砂质粘土、粗砾砂)要进行剥离疏浚，即软土吹入远期(区) 、三期(区)和二期(区) ，下卧硬土吹入一期、辅建区。 利用下卧硬土将一期区、辅建区尽快吹填成陆域是疏浚吹填的首要目标。
各区吹填土土质分配如下：
一期，下卧硬土(除表层淤、流泥)；
二期，表层淤、流泥和剩余下层硬土；
三期，表层淤、流泥；
远期，表层淤、流泥；
辅建，下卧硬土(除表层淤、流泥)
该工程疏浚土可分为流泥、淤泥、粉质粘土、淤泥质粘土、砂质粘土、粗砾砂、花岗岩。
1)流泥:深灰色至灰色，饱和，流动状态。 含腐植物，臭味，局部含少量贝壳屑。 存在于码头及港池区表层。 该层含水量高，空隙比大，快剪和固结快剪C和Φ 值均较小， 入击数大部分自沉， N < 1 击， 个别因含贝壳屑N < 2 击. 为极软弱土层. 平均厚度3. 69m，施工区内层底标高最高- 4. 49， 最底- 9. 41m。
2)淤泥:深灰色至灰色，饱和，流动状态。 含腐植物，臭味，局部混粉细砂或中粗砂及多量贝壳屑。贯入击数大部分自沉， N < 1击。 平均厚度3. 05m，层底标高最高- 6. 13，最底- 15. 42m。
3)粉质粘土:灰黄或灰白色，可塑，饱和，局部夹铁质胶结薄层。 多呈透镜体状夹于粗跞砂层或淤泥质粘土中，贯入击数平均为N = 11. 1击。 层底标高最高- 7. 54m，最低- 14. 08m。
4)淤泥质粘土:灰或深灰色，软～流塑，饱和，该层土多呈淤泥质粘土，个别因排水条件改善而呈淤泥质粉土或淤泥质粉质粘土，贯入击数平均为N=3. 2击。
5)砂质粘土: 黄褐色为主，局部为棕红、灰白色。 可塑至硬塑状态，湿，为花岗岩风化残积土层，以高岭土、黑云母碎屑和石英砂为主。 该土层吸水性好，局部含水量高达40%以上，平均贯入击数为N =24. 8击。 在港去区内上层顶标高最高标高- 9. 38m～ - 11. 48，最低标高- 23m。
6)花岗岩:
(1)花岗岩全风化: 黄褐色为主，局部为棕红色，湿，硬塑或坚硬状态，风化呈土状，遇水易软化，含石英角砾。 层底标高最高处为- 13. 78m，最低处为- 39. 38m，平均标高为- 26. 55m。 平均贯入击数为N = 39. 6击。
(2)花岗岩强风化:黄色或黄褐色为主，局部为浅黄色，稍湿，坚硬，岩芯破碎，风化强烈，呈半岩半土状，裂缝发育，手折可断遇水容易崩解。 层顶标高为- 11. 48m，最低处为- 47. 43m，平均贯入击数为N = 153击。
(3)花岗岩中风化:黄褐色为主，局部为浅红或棕红色，稍湿，坚硬，风化强烈，裂缝发育，岩芯破碎成短柱状。 层顶标高最高处为- 12. 56m，岩石质量RQD约为30%。 饱和单轴抗压强度均在26. 7MPa以上。
工程所在水域区域狭窄，港池内水深在4～1 m之间，施工区与吹填之间水域水深只有+ 0. 5 ～- 1. 0 m，且潮差很小(平均潮差1. 39m，平均高潮2. 39m) ，水上、水下管线通过困难。
疏浚施工是在围堤施工开工后第四个月开工，第四个月围堤远期区、一期B 区围堤标高达到+ 3. 5m具备初期的储泥条件，第六个月一期A区围堤达到+ 3. 5m，以后围堤加高与疏浚同步进行，因此施工干扰大。
2施工技术
2. 1施工船选择
1)第一阶段: 根据该工程第一阶段的施工要求、工程规模，在第一阶段选用1600m3 /h型大绞三艘， 1450m3 /h小绞两艘承担第一阶段施工。
2)第二阶段:在第二阶段的施工中考虑到工程规模、围堤进度， 为最大限度避免停工， 选用1600m3 /h型大绞一艘， 1450m3 /h小绞一艘承担第二阶段的施工。
3)炸礁清渣船舶:选用8m3 抓斗船一艘，运石船若干艘。
4)辅助船舶: 根据现场施工船舶数量、水下管情况第一阶段选用起锚艇三艘， 900匹拖轮一艘，交通及测量船一艘。
2. 2绞吸船操作方法
1) 1600m3 /h型船上层开挖，根据泥层厚度变化前移距控制在1. 5～2. 0m，绞刀切削后度为2～4m，按1～2刀(正反为一刀以下同)施工，横移速度控制为10～16m /min，绞刀转速为18～20 r /min。 硬土开挖前移距控制在1. 5m，绞刀切削厚度为1. 0 ～1. 8m，绞刀横移速度为10 ～14m /min，绞刀转速为20～28 r /min。
2) 1450m3 /h型船上层开挖前移距控制在1. 8～2. 0m，绞刀切削后度为2～4m，按2～4刀开挖，横移速度8～12 m /min，绞刀转速为10～15 r /min。 下层开挖前移距为1. 5m，切削厚度2m，按2～4刀开挖，横移速度8～10m /min。
2. 3挖深控制
每条按分层施工的要求，通过桥梁下放深度指示器控制绞刀的下放深度，开工前要求对深度指示器进行校验。 施工中各船密切注意绞刀电流或油壓表的变化，与软硬土分界标高图进行比对，以确定软硬土分界标高，并适当调整绞刀下放深度。
1)挖泥船根据施工设计要求，根据潮位和绞刀深度指示设备，适时调整绞刀下放深度，施工过程中定期校验并做好校验记录。
2)根据施工土质和潮位变化情况，驾驶员及时调整绞刀横移速度，以便减少施工较硬的土质的残留层。
3)施工下层时为确保验收，底层施工超深按0. 3～0. 5m控制。
4)严格执行“一岗三测”制度，认真做好记录;根据砣测自检深度与测深仪测深度误差规律，一般砣测水深比测深仪深0. 2～0. 3m左右(该差值与泥质有关) ，因此要求自检超深按0. 3m控制，并及时与测深仪检测图对比调整，总结挖深控制规律。
5)上层施工中根据施工情况及时安排检测，下层施工中1～2d进行一次检测，及时掌握船舶挖深情况，以便进行调整。 出图后由疏浚工程师及时送船指导施工。
2. 4挖宽控制
1)驾驶员利用DGPS显示控制定位施工。 导航人员按规定定期校核DGPS，确保仪器定位精度。
2)每岗校核船位，保证钢桩在挖条中心线上，按GPS设定宽度并施工到位;为减少边坡塌方对边线质量的影响，摆到边线后应多吸一会再回摆。
3)挖槽边线超宽及分条接茬重合量按3m 控制。 挖泥船长(或驾驶员)根据检测图反映情况不断总结边线控制规律，及时调整摆宽控制参数。
2. 5陆地管线
按照吹填工程施工顺序要求，陆地排泥架设分阶段进行，第一阶段陆地管架设吹填区域为一期、远期、辅建区，第二阶段为三期、远期局部、二期。
1)一期分A、B区架设陆地管架，A区由4条主干线覆盖，B区由3条主干線覆盖，主干线之间设置支线吹填。 辅建区由两条主线若干支线覆盖。 远期A、B区各设两条主线并直接吹填，吹填时根据管口泥面标高适当延长管线。
主线间距为200 ～ 300m， 主线上支线间距120m，支线根据主线延伸长度替换使用。
由于辅建区、一期区吹填土质多为粘性土，管线延伸较为困难，建议支线管使用轻型3m管。
2)第二阶段向二期、三期吹填，吹填管线设计为沉放水下管线约4500m，每1000m为一个沉放段，每段采用10套浮筒连接，进入港池后可改为700m左右为一个沉放段，同样用浮筒连接，开挖远点时用最远端端点站，开挖港池中部时把沉放段连接水下的浮筒短开，改为端点站与施工船连接施工。 向二期吹填时利用辅建区管线。
2. 6水下管布设
在第一阶段施工中布设水下管线三条分别为1#、2#、3#， 1#、2#水下管通往远期A， 3#水下管通往远期B， 2#、3#水下管采取分段沉放，分段使用，每段之间采用10套浮筒连接。 水下管连接方式为3 + 1，出口和入口采用两组2 + 1方式。
2. 7尾水处理
施工时产生的混水扩散、吹填尾水浓度必须进行监测，以满足当地环保要求。
1)吹泥管口设置:在布置排泥管线出口时，遵循尽可能远离排水口的原则。
2)设置防污屏: 开工前在泄水口处设置防污屏。
防污屏帘布采用丙纶布，规格及性能如下:
厚度(mm)2. 28
单位重量( g/m2 ) 400
断裂强度(N /5cm)横向: 3112纵向: 3324
断裂延伸率(% )横向: 17纵向: 25
梯形撕裂强度(N) 横向: 918 纵向: 830
渗透系数( cm / sec) 1. 55 ×10- 2
有效孔径(mm) < 0. 065
2. 8吹填控制
1)吹填前围堤内设置沉降板，吹填开始一个月内一个星期观测一次，以后每月三次观测，分析沉降速率，确定吹填标高。
2)吹填中管口附近布设标尺，随时观测泥面标高，防止超或欠吹较多。
3)对标尺定期校核。
参考文献:
[ 1 ] 詹世富1航道工程学( Ⅱ) [M ]1北京:人民交通出版社， 2003。
[ 2 ] 钱宁，万兆惠1泥砂运动力学[M ] 1北京:科学技术出版， 1983。