大型绞吸船吹驳施工工艺探讨

1、大型绞吸船吹驳施工工艺探讨 摘要：大型绞吸船吹驳施工工艺主要是解决绞吸船疏浚物远距离抛填问题，其工艺在我公司尚属空白。由我公司组织实施的钦州港十万吨级航道疏浚工程为履行合同要求，采用了大型绞吸船天牛（3500m3/h）配套自航泥驳（1200m3）吹驳施工工艺。该工艺既节约成本，又加快了工程进度，还满足了环保施工要求。关键字：绞吸船吹驳 1概述 钦州港10万吨级进港航道扩建工程II标段是自治区50周年庆典献礼项目，该工程前期已由重斗型抓斗船多次开挖，剩余工程量297万方风化岩含量达到137.84万方。显然抓斗船、耙吸船施工方案都难以适应土质要求。若按照常规施工方法水下炸礁和清礁虽然可以满足施工要

2、求，但工期难以保障，且大幅度增加的成本都是业主不能接受的。经过公司领导和相关部门人员集思广益，编制了以大型绞吸船和水下炸礁、清礁组合施工的可行方案。但绞吸船吹填物如何处理成为该方案是否可行的焦点，边吹不能满足环保施工要求，制作防污屏，不仅难以满足频繁移船要求，而且较高的制作和维护费以及后期增加的二次到运费都成为方案的否定因素。最终大型绞吸船吹驳工艺被公司决策层建议和认同，若能够实现吹驳作业则既能保证风化岩开挖工程进度，满足环保施工要求，又能减少水下炸礁费用。因此，吹驳工艺得到了建设单位的认同，也为后期中标钦州港十万吨航道标段打下了基础。实践证明，此次吹驳工艺实践成功的，不仅取得了预期的效果，还

3、为以后类似的工程和工艺积累了经验。2大型绞吸船吹驳工艺介绍 2.1吹驳工艺特点 2.1.1土质适用范围广 由于大型绞吸船能够适应包括风化岩在内的多种土质，因此工艺的适用基础广泛。考虑到吹驳工艺的效益性和安全性，建议硬土层施工时选用吹驳工艺，因为施工硬土层产值高、生产率较低，对工艺配套泥驳冲击力小，能有效的保障安全施工。2.1.2需具备满足施工要求的水深 在航道吹驳作业时，配套设施包括300m600m水上管线、两条1000m3泥驳和满足靠驳需要的平板驳，因此需要一定水域且水深大于-5m满足泥驳吃水需要。2.1.3满足环保要求 吹驳作业吹填物可以倾倒在国家海洋部门指定的抛泥区，满足相关部门监管要求

4、。2.1.4变炸为绞，降低成本，加快进度 大型绞吸船吹驳作业工艺流程、成本消耗和工程进度控制都优于水下炸礁工艺。2.1.5大型绞吸船吹驳作业工艺还不能完全取代水下炸礁，目前国内的大型绞吸船（以天牛为例）只能开挖不超过45mpa（单轴抗压强）中风化岩土。超过该强度，只能选用水下炸礁。 图1天牛船正在进行吹驳作业 2.2工艺流程 绞吸船在本工程施工中采用钢桩定位扇形横挖法、分段、分条施工。通过离心式泥泵利用负压将绞刀放松的泥土吸入泥泵，在通过排泥管线水力输送至吹沙驳，由吹砂驳对自航驳进行装驳作业。绞吸船开挖航道内的风化岩时，由于其正刀挖泥吸入效果较差，易在挖槽内残留浅点，并且在开挖较硬的强风化岩时

5、易产生“滚刀”现象，因此施工中采用正刀挖泥，反刀收底的施工方法，同时注意对横移速度和绞刀转速的控制。 绞吸式挖泥船吹驳作业工艺流程图 吹驳作业即将绞吸船吹出的泥浆输送到泥驳上，再用泥驳运至抛泥区卸泥。为了给泥驳就近提供一个良好、稳定的靠泊环境以便进行装驳作业，将排泥管线的尽头架在平板驳上，平板驳四周用锚缆固定驻位，泥驳就靠在这个浮动的平台两边进行装驳。为了在泥驳装满后，离开和靠驳期间作业能够连续进行，在平板驳上加装了“三通”以及两个闸阀，在泥驳装满后，至下一条泥驳靠稳前，可将一边的闸阀暂时关上，另一边照常进行装驳。如图2： 图2大型绞吸船正在吹驳作业 2.3施工工艺及分析： 2.3.1由于大型

6、绞吸船的流量大、浓度高、流速快，排出的泥浆有着很强的冲击力，容易损伤泥驳，甚至在其冲击力的作用下侧翻。因此，在排泥管口上加装了消能器，以解决这个问题。图3 图3用于消能缓冲的消能器 2.3.2合理匹配泥驳：用于吹驳作业的泥驳原则上舱容越大越好。这样单驳装驳时间长，沉积下来的泥砂会更多，减少了因溢流而造成的回淤。泥驳数量可以减少，靠、离驳频率可以降低，可以有效降低事故发生率和现场协调难度。但舱容过大的泥驳，需要有较大的施工水深来满足。泥驳选择要结合施工条件来选择。图4 图4配套泥驳进行靠驳 2.3.3平板驳水陆衔接处要使用耐磨设备：钦州湾潮型为不正规半日潮，潮差大(最大潮差有5米多)，湾口潮流呈

7、往复流。在潮汐的作用下，与平板驳尾部相连的胶皮套经常发生弯折扭曲。在砂石的冲击作用下，弯折部位极易破损，管线经常被磨漏。从2月9日开始吹驳作业，到5月15日期间，在破损的18个胶皮套中，有10个是在此处。在船尾的浮筒上加八字缆也收效甚微。现在已在此处换上了一节自浮管，大大减小了管线的弯折程度，取得了较好的效果。图5 图5吹驳作业中磨漏的胶皮套 2.3.4大型绞吸船吹驳工艺缩口的使用：吹驳作业一般不需要太长的管线，会产生能量过剩的现象。这些过剩的能量将会通过振动等形式释放出来。若振动过大，会对船体、管线等设施产生一定的破坏力，因此，须采取措施将这部分过剩的能量消耗掉。天牛吹驳作业采取的方法是加装

8、缩口。图6 图6天牛船吹驳作业前加装450mm缩口 缩口不能过大，也不能太小。过大减振效果不好，容易引起螺丝松动脱落，振裂管线焊缝、管内衬板。图7是使用了76天（双泵吹驳施工517:30，单泵吹驳施工584：30）后被磨损的缩口。 图74月24日被磨损的缩口 缩口磨损后，消能作用降低，泥泵输出的富余能量变大，使管线设备振动加剧，便出现了图7所示的螺丝松动、脱落、焊缝振裂，以及图8所示的管内衬板振脱的现象。 图8管内衬板振脱、弯头螺丝振脱、焊缝振裂 图9被振脱卡在消能器上的衬板 缩口过小，就会在管内形成负压。图9为4月21日，天牛将单泵重新改回双泵，并加长了200米700mm管线时换加的缩口(内

9、径350mm)。由于内径过小，形成很大的负压，对距缩口后方最近的软质胶皮套产生强大的吸力，使胶皮套内凹（图10），加剧胶皮套的磨损。新缩口换装后仅一天，胶皮套就被磨漏（图11）。 图10更换的350mm缩口 图11吸瘪的胶皮套 加装缩口，定要结合施工期间泥泵的功效、排压、负荷、真空和管线的长度实际参数，计算并结合经验选用合适的缩口，保证正常吹驳作业。 3推广应用情况 3.1应用情况： 钦州港十万吨航道标段疏浚工程采用吹驳工艺比常规水下炸礁大大降低了施工成本，为建设单位节约成本的同时，也拓展了施工单位工程利润空间，为顺利中标工程提供了前提。参照合同水下炸礁单价和实际大型绞吸船吹驳费用比较，节省成本1329.34万元（以天牛船实际完成工程量为计算依据）。3.2推广情况： 钦州港十万吨航道标段疏