基床挖泥(炸礁)施工技术

1、基床挖泥（炸礁）施工技术一、前言基床是码头结构的基础，基础的好坏直接关系到码头的稳定性和耐久性，基床挖泥是重力式码头基础施工中的第一道工序，开挖质量的好坏直接关系到码头基础后续工序的施工质量，是码头施工关键的一道工序。二、疏浚岩土的分类2.1岩土分类疏浚工程地质一般分为岩石类和土类两大类。2.1.1岩石应为颗粒间牢固联结呈整体或具有节理裂隙的岩体。疏浚岩石主要根据其坚固性分为硬质岩石和软质岩石。此外，尚可按风化程度分为新鲜、微风化、中等风化、强风化、全风化；按成因分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩、变质岩；按软化系数分为软化岩石和不软化岩石。2.1.2土类可分为有机质土及泥炭、淤泥土类、粘性土类、粉

2、土类、砂土类和碎石土类，其类别由下列指标确定：(1) 土颗粒组成及其特征；(2) 土的天然含水量；(3) 土的塑性指标：液限、塑限和塑性指数；(4 )土中有机物存在情况。2.2疏浚岩土工程特性和分级疏浚岩土应根据影响疏浚机具的挖掘、提升、输移、泥土处理等工序作业难易程度的工程特性进行分级。2.2.1疏浚岩石按新鲜岩石的单轴饱和极限抗压强度大于或等于30MPa者列为硬质岩石，小于30MPa者列为软质岩石。疏浚岩石的工程特性指标应以岩块的单轴抗压强度为判别指标，并将小于30MPa的岩石分为“稍强”和“弱”二级。对部分软质岩石、全风化和强风化岩石及珊瑚礁等相对较松软的岩石，可采用标准贯入击数测试判别

3、。当单轴抗压强度大于或等于30MP。的岩石必须挖除时，应先行爆破、击碎等预处理。对于标准贯入击数N>30的疏浚岩石，应根据挖泥船的实有挖掘能力和施工经济性进行综合考虑，必要时，也可先采取爆破、击碎等预处理。2.2.2土类多采用挖泥船直接开挖。图2-1三、船舶性能分析近来疏浚工程不断发生变化，规模扩大，致使疏浚设备也不断发展和创新，以满足不断增加的疏浚机具需求。挖泥船可分为耙吸、绞吸、链斗、抓斗、铲斗分为五种主要类型，挖泥船是开挖水下土石方的工程船舶，按其工作原理，通常有水力式、机械式两大类。水力式是通过机械使泥沙和水混合形成泥浆，利用泥泵进行吸泥和排泥，包括绞吸式和耙吸式挖泥船等；机械式

4、是依靠泥斗挖掘水下土石方，包括链斗式、抓斗式和铲斗式挖泥船等。3.1各种船舶简介3.1.1耙吸式挖泥船耙吸式挖泥船是集挖泥、装泥、运泥和卸泥为一体的自航吸扬式挖泥船，它通过置于船体两舷或尾部的耙头吸入泥浆，以边吸泥边航行的方式工作。图3-13.1.2绞吸式挖泥船铰吸式挖泥船装有泥泵和吸泥装置，挖泥时用铰刀铰松河底泥土，再用泥泵将泥浆从吸泥管吸入，经过排泥管送到岸上或排入泥驳运走。铰吸式挖泥船一般为非机动的，多用于吹填工程。图3-23.1.3链斗式挖泥船链斗挖泥船是一种使用较早的老式挖泥船。装有一套链斗挖掘机构，由斗链带动链斗连续运转进行作业的挖泥船。多为非自航式，由泥驳配合施工。图3-33.1

5、.4抓斗式挖泥船在船上通过吊机，使用一只抓斗作为水下挖泥的机具。图3-43.1.5铲斗式挖泥船装有全旋转铲斗挖掘机，利用吊杆及斗柄将铲斗伸至水底挖掘硬土、碎石和卵石的挖泥船。图3-5各种挖泥船施工技术序号内容耙吸挖泥船绞吸挖泥船链斗挖泥船抓斗挖泥船铲斗挖泥船1类型水力式自航、自载式水力式机械式机械式非自航式机械式2主要设备泥舱、泥泵主机、航行主机、耙管绞车船体、桥梁、绞刀、泥泵、定位装置、排泥管半可变速装置、改变不同斗速和切削力，适合不同土质轻、中、重型抓斗，适合挖不同土质轻、重两种铲斗3主要技术参数舱容、挖深、航速、装机功率标称生产率、总装机功率、泥泵功率、绞刀功率、吸排泥管径、挖深、排距等

6、标称生产率、斗容、挖深抓斗斗容抓斗斗容4优点1、良好航海性能、比较恶劣海况，仍可施工作业；2、自航、自载、自装、自缷；3、不需锚缆索具、绞车等船舶移位、定位等机具设备，不需占用大量水域或封锁航道，对其他船舶航行影响少。1、能自挖、自吹，可以持续吸排作业。2、效率高、成本低。3、绞吸式挖泥船比其他挖泥船更能够广泛有效地挖掘各类沙、粘土和淤泥。 对土质的适应能力较强，可挖除岩石以外的各种泥土，且挖掘能力大、挖槽断面规则、平整度好功效高、机构简单、操作容易的特点功效高、机构简单、操作容易的特点5缺点土层平整度差，超挖土方较多1、挖硬质土时，效率较低。若加大泥泵功率，选用合适的绞刀，也能挖松散碎石和硬

7、质土，但效率低，还应注意较大块石对绞刀头的损坏。2、水面浮管排泥管碍航程度大。 3、受自然条件影响较大，多用在港池、内河航道等较隐蔽水域风浪较小的疏浚工程。受风浪影响较大，适用于平稳水域港池、航道的浚深以及码头、船坞等基槽的开挖。平整度差，受风浪影响大，需要泥驳配合，一般为非自航平整度差，受风浪影响大，需要泥驳配合，6适合水域水域开阔的海港和河口港较长距离的航道施工适于港口、河道、湖泊的疏浚工程，特别适合于吹填造地工程适用于开挖海港、内河等大中型疏浚工程，特别是对工程规格要求严格的码头基槽、泊位及水工建筑物基础的开挖。狭小水域、港池、码头、岸壁、过江管道、电缆深沟等特殊工程狭小水域、港池、码头

8、、岸壁、7适用土质淤泥、淤泥质土、软粘土、松散和中等密实的砂、密实的砂、较硬粘性土或土砂混合适用于挖掘砂、砂质黏土、沙砾、黏性土等不同的挖泥工况。淤泥、软黏土、沙和硬黏土、砾石、卵石不仅能挖掘各种土质，还可以抓取水下石块及部分障碍物。过江管道、电缆深沟等特殊工程8施工方法装舱、旁通（边抛）、吹填定位钢桩、定位台车、三缆定位、锚缆横挖法等斜向、扇形、十字形、平行横挖法一般采用纵挖式施工一般采用纵挖式施工9施工工艺分段、分层：分条、分段、分层分条、分段、分层分条、分段、分层、顺流、逆流分条、分段、分层、顺流、逆流表3-13.2各类挖泥船对岩土的可挖性挖泥船按耙吸、绞吸、链斗、抓斗、铲斗分为五种主要

9、类型，并应根据挖泥船类型、岩土类别及工程特性，将疏浚岩土的可挖难易程度分为容易、较易、尚可、较难、团难、很难、不适合七个等级。图3-6四、基槽开挖工艺这里以烟台港西港区30万吨级矿石码头基槽挖泥工程为例，介绍基槽挖泥施工的工艺流程及质量控制的技术措施。30万吨级码头长度433.45m，基槽挖泥量约141万m3。基槽原地面标高-20.5m左右，设计挖泥底标高-40.3m-43. 6m，基槽底宽64m左右，淤泥边坡1:4，粘土1:3。当地最高潮位为+2.5m左右，实际挖泥船作业挖深最深超过46m（含潮水）。30万吨级2011年2月16日开始施工，2011年6月30日完成。图4-1 30万吨级码头基

10、槽开挖平面图4.1地质情况根据勘察资料并结合土工试验成果，自上而下将该区域岩土层分为：1淤泥混砂、2淤泥质粉质粘土、3淤泥质粘土；1粉质粘土；1粘土 、2粉质粘土；强风化岩、中风化岩。现对各土层分别描述如下：1淤泥混砂：平均标贯击数N<1击，分布厚度 1.0m7.0m不等。2淤泥质粉质粘土：平均标贯击数N=1.1击。3淤泥质粘土：平均标贯击数N=1.3击。三层分布底高程为-26.09m-29.30m，分层厚度为8.3m10.0m。1粉质粘土分布厚度为0.44.8m不等，分布底高程为-28.77-31.76m。平均标贯击数N=8.9击。1粘土：平均标贯击数N15.0击。2粉质粘土：平均标贯

11、击数N=11.1击。两层分布厚度为6.4m12.8m不等，分布底高程为-36.09m-40.73m。强风化岩：岩面出露顶高程自西向东呈逐渐加深趋势，为-36.09m-41.17m，平均标贯击数N>50击。中风化岩：顶高程为-41.08m及-42.2m。4.2工程特点及难点4.2.1施工受天气影响较大根据现场所处地理环境和地形地势，施工区为无掩护水域是工程面临的最大不利因素。考虑该工程进度计划，施工期间主要受到冬季季风影响，尤其以冷空气过境形成的多日连续北向大风、风暴潮等恶劣天气对防风安全影响最大。4.2.2防风锚地距离施工区远码头离最近的防波堤一期工程为3海里，该防波堤从陆地呈南北向向海

12、中延伸约2km后，转为自西向东继续延伸1.5km。防波堤内侧可抵御部分北向及西北向风力。如遇东北风及较大北风就得拖至距离施工区27海里的烟台港西港池27泊位和东港池渔业公司码头进行避风。这两个码头水深在4m以上，防风条件理想。缺点是湾内进出航道的船只较多，需提前上报进港计划，上报计划有规定时间，时间间隔较长，进出港要听从烟台海事局交管中心的计划和安排。4.2.3抛泥区较远此工程抛泥区在1418海里左右，在工程挖泥量大的情况下，对泥驳数量及大小的选择显得尤为关键。4.2.4现场海流较大本海区潮流为不规则半日潮流，流速在0.761.45 m/s之间，浅水区潮流影响比较明显，潮流的运动属往复流性质。

13、龙洞咀以南涨、落潮潮流平均流向呈南北走向，龙洞咀以北涨、落潮潮流平均流向呈东西走向。现场海流在涨落潮时流速较大，船舶抛锚作业时应注意流向。4.2.5基槽开挖深度大一般8方以内的抓斗式挖泥船开挖深度均在40m以内，该工程加上潮水最大挖深在-46m左右，选择一条合适的该工程的挖泥船是该工程的关键。4.2.6工程量大、工作面窄30万吨级码头工程量为141万方，而基槽长度仅为450.15m（加端头边坡），项目部后续还有抛石船，打夯船等影响，安排几艘挖泥船、工程量如何分配显得尤为重要。4.3施工船舶选配根据工期要求、施工现场实际情况、地质报告中对施工区土质描述，以及对泥土的处理要求、施工进度等，30万吨

14、级槽挖泥施工选用3组挖泥船，分别为7m³国产抓斗式挖泥船、8m³日本进口SKK抓斗式挖泥船、18m³日本进口TKK抓斗式挖泥船。图4-1 18m³日本进口TKK抓斗式挖泥船图4-2 8m³日本进口SKK抓斗式挖泥船4.4施工总体安排4.4.1施工大体安排30万吨级码头基槽采用倒排工期、分解目标、分段分层施工、突出重点的方法。即每100m为一段，每100m安排一艘挖泥船，统一由南向北施工。泥层分3层，原地面至-28.0m主要为淤泥，施工难度小，安排7方挖泥船施工；-28m-33m主要粘土和粉质粘土，土质较硬，施工难度较大，安排8方挖泥船施工；-3

15、3m-43m为粘土和粉质粘土，土质硬，且挖深大，需调遣大型挖泥船进行施工，安排18方挖泥船，且负责清底。4.4.2施工方法整个基槽挖泥流水施工， 我们将30万吨级基槽挖泥分为5段，每100m为一段，流水作业，7方挖泥船施工好-28m以上第一段，就进入下一段，第一段进8方进口SKK挖泥船，依次类推。图4-3 基槽挖泥标准断面图施工进度计划表施工船舶施工区域计划时间实际施工时间施工内容7方抓斗船30万吨级码头0+0000+1002.163.152.163.15原泥面-28.0m标高0+1000+2003.153.313.153.240+2000+3004.014.153.254.100+3000+

16、4004.165.054.115.110+4000+450.155.065.255.125.198方抓斗船30万吨级码头0+0000+1003.153.313.163.31标高-28.0m-33.0m标高0+1000+2004.014.154.014.270+2000+3004.165.05 4.285.110+3000+4005.065.255.125.190+4000+450.155.266.155.196.2418方抓斗船30万吨级码头0+0000+1004.014.154.014.27标高-33.0m-43.0m标高0+1000+2004.165.054.285.160+2000+30

17、05.065.255.175.240+3000+4005.266.155.256.040+4000+450.156.166.306.056.15表4-1 施工进度计划表图4-4 施工现场4.4.3总体施工工艺流程0+3000+400m施工施工准备0+0000+100m施工0+1000+200m施工0+2000+300m施工0+4000+450m施工交工验收及资料整理4.4.4各施工段施工工艺流程上层淤泥施工中间粘土和粉质粘土施工下层粘土和粉质粘土施工清底施工4.4.5各挖泥船施工工艺流程抓扬式挖泥船是采用扇形前移横挖法，分条进行施工，泥驳装满泥后，泥驳自行到抛泥区域进行抛泥，其具体施工工艺流程

18、为：参数计算坐标输入挖泥施工设计挖泥船定位挖泥船挖泥泥驳抛泥泥驳抛泥挖泥船挖泥测量扫浅验收4.5施工效率分析4.5.1根据现场施工条件及工程地质情况，基槽原泥面至-28.0m左右土层主要为淤泥，施工难度较小，在考虑降低施工成本的前提下， 7m³小型抓斗式挖泥船具有下斗开挖速度快、油耗小、占用施工作业面小等优点，且整个基槽全面开挖，可以有效的加快施工进度，缩短基槽挖泥施工工期。施工能力可达到每天5000 m³。4.5.2基槽标高-28.0m-33.0m主要以粘土和粉质粘土为主，土质较为硬，且水深较深，小型挖泥船无法继续进行深挖，需及时调遣较大型挖泥船进场。在实际施工中，发现此

19、5m泥层为所有泥层中土质最难开挖的泥层，因此对挖泥船抓斗斗重，材质及效率都要综合考虑，因此调遣8m³日本进口SKK抓斗式挖泥船进场施工，以满足施工要求。施工能力可达到每天6000 m³。图5-1 施工土样14.5.3基槽标高-33.0m-43.0m主要以粘土和粉质粘土为主，土质坚硬，且水深较深。 18 m³挖泥船较小型挖泥船下斗及回转速度较慢，但其斗重大、钢丝绳长，挖泥深度较深，土层穿透能力较强，在开挖1粘土，2粉质粘土时，施工能力可达到每天1000012000 m³。 图5-2 施工土样24.5.4最后当18m³挖泥船挖至快出现强风化岩石，还

20、得负责清底，将强风化岩上泥清干净，最终经过业主单位、设计单位、监理单位现场取土样及水深测量基槽验收后，才能完成基槽挖泥分项施工，进入下一道分项。图5-3 基槽验收现场取土样4.5.5工效及工期计算根据工程区域自然条件资料及现场调查情况，烟台地区2-4月受北风影响较大，5-6月几乎没有北风，是施工黄金季节，暂定抓斗船施工按六级工况考虑，基槽挖泥作业天数按每月20天计算，24小时施工作业，7方挖泥船每天按开挖5000m3, 8方挖泥船每天按开挖6000m3,18方挖泥船每天按开挖10000m3,则码头基槽开挖工期为：T141÷20÷(0.5+0.6+1)×30101天

21、135天（总工期）图5-4 五、质量保证措施5.1质量控制点 1、挖泥船施工导航采用GPS全球卫星定位系统。施工前将施工区的坐标输入GPS，操作手通过电脑显示器直观地上线挖槽，岸边设立导标双重控制保证施工平面尺度质量。  2、基槽开挖至设计标高时，应对土质进行核对。槽底土质应满足设计要求。3、基槽开挖的平面位置应满足设计要求，断面尺寸不应小于设计规定。4、水下基槽开挖的允许偏差、检验数量和检验方法应符合表6-1 和表6-2的规定。非岩石地基水下基槽开挖允许偏差、检验数量和方法序号项 目允许偏差（m）检验单元和数量单元测点检验方法有掩护水域无掩护或离岸500m以上水域1平均超深斗容4m

22、30.30.5每510m一个断面，且不少于三个断面1用测深仪或测深水砣测量，25m一个点，每断面取平均值4m3斗容8m3I、II类土0.80.8III、IV类土0.50.58m3斗容13m3I、II类土1.01.0III、IV类土0.80.813m3斗容18m3I、II类土1.51.5III、IV类土1.01.02每边平均超宽斗容4m31.01.52在全部断面图上量测，取各边平均值4m3斗容8m3抓斗I、II类土2.02.0III、IV类土1.52.08m3斗容13m3I、II类土2.22.5III、IV类土1.72.213m3斗容18m3I、II类土2.53.0III、IV类土2.02.5表

23、6-1岩石地基水下开挖基槽的允许偏差、检查数量和方法序号项目允许偏差(m)检验数量单元测点检验方法长方形基坑独立墩基坑1平均超深0.51.0每5m一个断面，且不少于三个断面1用测深仪或测深水坨测量，12m一个点，取平均值2平均超宽、超长1.02.02在全部断面图上量测，各边取平均值表6-25.2质量控制基槽是码头结构的基础，开挖的质量好坏直接关系到码头的稳定性和耐久性，因此，一定要按设计要求挖到一定的深度和宽度，基槽开挖深度和面积较大时宜分层分条开挖，分层厚度根据土质和开挖方式确定。  5.2.1 基槽挖至设计深度时，必须对土质进行核对，发现土质与设计要求不符时，及时报告设计、业主研

24、究解决。       5.2.2 利用GPS全程控制挖泥施工，定期进行仪器校对，确保开挖位置的准确。       5.2.3基槽边坡控制        基槽边坡的坡比直接影响基槽形成断面和基床抛石断面以及棱体回填后其边坡稳定性。因此，边坡开挖按设计坡度及“下超上欠，超欠平衡”的原则进行台阶式开挖。       5.2.

25、4 基槽回淤控制        重力式码头基槽回淤是施工过程中常见的问题，按照设计的要求，基槽标高底于港池标高，港池淤泥极容易回流至基槽内。因此，在整体施工策划的时候应考虑港池和基槽平行施工。如现场未能安排平行施工，则在基槽开挖的时候必须控制好与港池间的边坡，并防止基槽外围的淤泥扰动。在每段基槽开挖后应及时组织验收和抛填，避免产生过快的回淤影响基床抛石。 5.3质量进度保证措施1、配备精明强干的工程技术人员，充分满足工程建设需要。由公司选派作风过硬、积极肯干的技术骨干上岗，并根据施工情况随时加强施工的技术力量。进一

26、步加强学习和培训工作，提高施工人员的综合素质，一专多能。2、本工程机械化作业程度高，工期相对较紧，生产流程需环环相扣，因此确保机械设备足量、配套齐全和设备完好率至关重要。对此，公司优先调配先进的机械设备和优秀的操作工人，并在施工的过程中，组织技术过硬的设备维修人员对设备进行定期检修和保养，确保设备的完好率。  3、施工时，提前组织，预先安排，将台风、雨涝等气候条件对工程进展的不利影响，降低到最低限度。4、基槽挖泥施工前应做好测量工作，并在合适的位置设置锚坠，以便挖泥船定位施工用。5、开挖过程严格按照设计要求施工，勤测水，防止超挖或欠挖，特别是挖至最底层或挖至边线时，要精确控制开挖范围

27、，将超宽、超深控制在最小值。6、施工中详细填写施工记录，开挖近至设计标高时，要勤观察，勤取土样，并做好标志。发现与设计土质不符，及时与监理、业主及设计单位联系。7、验收时尽量在平潮时进行，防止水流太大造成误差，验收合格后，及时抛填，以免回淤。8、基槽挖泥在监理工程师验收合格后及时组织抛石，以防止基床回淤。 六、安全保证措施 1、施工期间应随时注意天气和海况变化，确保安全施工；2、挖泥作业时，注意同其它相邻施工船舶的协调，尽量避免相互干扰，避免影响船舶的正常航行。3、废旧物弃置：船上作业人员不要将杂物丢入施工水域，以免造成环境污染，严格检修船舶，避免造成泄漏污染。  4、作业

28、船舶严格按操作规程操作，执行“航行通告”的规定。按海事局确定的安全要求，设置必要的安全作业区及安全标志。  5、施工船舶及陆地工区均及时掌握天气预报的情况。在得到有六级以上的偏北风的预报，施工船舶根据情况选择地点避风。避风期间保持手机和高频电话的联系，确保陆地和船舶间的通讯联系畅通。  6、挖泥船组严格按照操作规程进行施工作业。严格遵守中华人民共和国水上水下施工作业通航安全管理规定。  7、加强值班与瞭望，注意过往施工区域船舶动态，加强联系、注意避让。 8、施工船舶将按中华人民共和国港口信号规定悬挂、显示施工信号，施工船舶配备有效的通信设备高频电话，并在指定的频道上守听。9、施工人员必须遵守“三必须”、“五不准”的安全规定。