《水运工程施工技术》课件第五讲 疏浚工程2

1、第四章 疏浚工程概述利用挖泥机具开挖水下土石方，以疏通航道，浚深港池和锚地水域等。分类按性质和任务：基建性疏浚：开挖、扩大和加深 维修性疏浚：维持分类按动力源挖泥船水动力：利用水动力进行吸泥和排泥，一般为吸扬式挖泥船，包括绞吸式和耙吸式挖泥船机械动力：依靠泥斗挖掘水下土石方，一般为链斗式、抓扬式和铲扬式挖泥船等气动力：利用空气形成的压力差进行吸泥和排泥第一节 挖泥船及其施工方法绞吸式挖泥船利用转动着的绞刀绞松河底土壤，与水混合成泥浆，通过泥泵作用，泥浆经吸泥管吸入泵体并经排泥管输送至排泥区。生产效率较高，一般为40m3h400m3h适用条件风浪小、流速低砂、砂壤土、淤泥等土质可挖粘土：但需采用

2、有齿的绞刀，工效较低绞吸式挖泥船施工方法钢桩定位横挖法:根据经验，最大挖宽一般为船长的1.21.4倍，挖泥船左右摆动与挖槽中心线交角以400左右为宜双桩前移横挖法：利用两根钢桩轮流交替插入河底，作为船体摆动中心，并利用绞刀前部的左、右摆动缆的交替收放，使船体来回摆动，进行挖泥单桩前移横挖：以一根钢桩为主桩，始终对准挖槽中线，作为横挖的摆动中心，而另一根钢桩作为副桩，做为前移换桩之用锚缆定位横挖法天津航道局建造的亚洲最大自航绞吸式挖泥船“天鲸号” 天津航道局建造的亚洲最大自航绞吸式挖泥船“天鲸号” 耙吸式挖泥船是一种自航式、带泥舱、一边航行一边挖泥的吸扬式挖泥船，挖泥时将耙吸管下放到河底，利用泥

3、泵的真空作用，通过耙头和吸泥管自河底吸取泥浆进入泥舱中，泥舱满载后，起耙航行至排泥区开启泥门卸泥。有的挖泥船还可以将装载于泥舱的泥土自行吸出进行吹填适用条件全部工作都由自身来完成，不需要任何辅助船舶砂土、砂壤土、淤泥等土质的长度较长的区域 按泥耙的安装位置又可分为中耙型、尾耙型、边耙型和混合耙型四种，新造的大都采用边耙型。耙吸式挖泥船施工方法：纵挖法 施工前，先按要求布设导标，挖泥船则在挖槽内以导标为基准，边航行边挖泥。装仓法：边挖边装，满舱后溢流，泥浆达到一定浓度后运往抛泥区抛泥。旁通法：将吸起的泥浆不装入舱内，而由旁通口直接排出船体。吹填法：将装在泥舱中的泥浆，用挖泥船自身的泥泵排至吹填地

4、点，由于受泥泵特性限制，一般吹泥距离较短。链斗式挖泥船利用上下鼓轮转动带动链接板使一系列泥斗连续运动而自水底挖掘泥土。按排泥设备和方式不同，可分为三种：泥驳链斗式、泥泵链斗式和高架卸泥链斗式。其中泥驳链斗式挖泥船为最常见。适用条件开挖精度较高砂壤土、壤土、卵石夹砂和淤泥等土质链斗式挖泥船施工方法：平行横挖法：适用于挖槽带宽且水流流速较大的情况，但泥斗充泥量少，横移吃力斜向横挖法：水流对船身产生横向压力，有利于横移，也有利泥斗充泥；挖边缘时规格较准。是最常用的施工方法。扇行横挖法：挖槽边线水深小于挖泥船吃水深度，挖槽较窄，即挖槽宽度约等于挖泥船总长度的情况。抓扬（斗）式挖泥船抓斗式挖泥船的工作原

5、理与抓斗式挖土机相似，分为自航式和非自航式两种。自航式挖泥船一般自带泥舱，泥舱装满后航行到抛泥区抛泥；非自航式挖泥船则利用泥泊装泥和卸泥。目前国内的抓斗式挖泥船多以非自航式为主。适用条件淤泥、砾石、卵石和粘性土等，但不适宜开挖细砂和粉砂土。施工方法：分条横挖法：以一个主锚和四个边锚定位挖泥铲扬式挖泥船一种非自航的单斗式挖泥船，其工作机构与正向铲挖土机类似。挖起的泥土卸入停靠在船旁的泥驳，满载后运至抛泥区卸泥。适用条件粘土、砾石、卵石和水下爆破的石块等施工方法：分条横挖法：以一个主锚和四个边锚定位挖泥一般要求各类挖泥船开挖的方向宜按下列原则选择绞吸式挖泥船：当流速小于0.5m/s时，宜采用顺流开

6、挖；当流速不小于0.5m/s时宜采用逆流开挖链斗式挖泥船宜采用逆流开挖抓斗、铲扬式挖泥船宜采用顺流开挖泥泵及泥浆的输送泥泵泥泵是吸扬式挖泥船和泵站(船)的主要机械，目前都是采用单面吸入式的离心泵，由泵壳和叶轮两部分组成。与一般(或抽水)离心泵不同之处在于泥泵叶轮的直径较大，叶片数量较少(34片左右)，以便有较大空隙让泥块或石块通过1-泵壳；2-叶轮 泥泵由吸泥和排泥两部分组成：依靠叶轮旋转将原先已灌满在泵体里的水，在离心力作用下，甩到泵壳的槽道里，沿排泥口压出去，这时叶轮附近形成低压区，泥浆在大气压力作用下，通过吸泥管进入泵体的低压区，又被不停转动着的叶轮甩到槽道里，泥浆到了槽道里，速度变慢，

7、相互挤压，压力增高，向排泥管排出。泥浆这样不断地被吸入泵体，又不断地被压送出去，这就是泥泵的工作过程。吸泥的工作过程是连续进行的。性能总水头：吸泥扬程和排泥扬程两部分组成。其数值分别由装于吸泥管出口的真空表和装于排泥管进口的压力表读得。流量性能功率效率输泥管路的水力计算泥浆是土粒与水的混合物。水流的水平推力是土粒向前移动的基本动力，而紊流的脉动流速，则是土粒得以悬浮的主要力量。这两种力量随流速的增加而增大。因泥浆中土粒的大小和重量不同，就使得泥浆在过水断面上的颗粒分布也不相同，可出现三种基本情况输泥管路的水力计算根据经验，认为输泥管的工作流速(全断面平均流速)，大体以下列数值较为合适，并以此来

8、确定输泥管路的直径。适用土质 软泥细砂中砂砂夹小砾石砂砾石工作流速(ms) 2.53O3.54.55.5输泥管路的水力计算泥浆浓度的计算以泥浆中所含天然土方体积百分数表示以泥浆中固体颗粒所占体积百分数表示输泥管路的水力计算泥浆浓度的计算以泥浆中固体颗粒的重量百分数表示输泥管路的水头损失沿程摩擦水头损失，简称沿程水头损失局部水头损失疏浚泥土的处理及吹填工程疏浚泥土的处理方法水下抛泥法：将疏浚泥土运往指定的水下抛泥区，抛弃不用，称为水下抛填法。选择抛填区时，要考虑以下几点：尽量靠近挖泥地点，以缩短抛泥距离，降低费用；抛泥区要有一定的水域面积和水深，以便于船只出入和转头，节省抛泥作业时间；抛泥区沿途

9、的水域风浪，不妨碍抛泥作业；不影响其它船只航行，不妨碍其它用水事业，不影响环境，选择的抛泥区要征得港监部门同意；选流速小、流向偏离挖槽一侧的地区，以避免抛弃的泥土重新返回港池或航道。疏浚泥土的处理方法边抛法：自航耙吸式挖泥船在疏浚作业中，一边挖泥，一边将吸起的泥浆排入水中，随水流带走，称为边抛法。旁通：耙吸式挖泥船都设有专门的旁通口，泥泵吸上来的泥浆经旁通口直接排入水中，为了使更多的泥沙带往挖槽外沉淀，除了要求有较大的水流流速外，还要求水流方向与挖槽轴线有一定的交角，交角愈大，效果愈好。溢流：由泥泵吸上来的泥浆进入泥舱内，而悬浮于水面细颗粒泥沙则从泥舱两侧的溢流口连续排入水中。土块和粗颗粒泥沙拦截于泥舱内，从而减少了挖槽的回淤，至泥土满舱后再去抛泥。边抛：边抛挖泥船整治航道挖泥时，通过伸出于船舷外的长臂架上设置的排泥管，随挖随将吸起的泥浆抛于航道外侧，较粗的泥沙颗粒沉入水底，而细颗粒泥沙则随水流带走。疏浚泥土的处理方法吹填法：是将疏浚泥土送往陆地或水下边滩等进行填筑，这不仅使废土得到利用，而且避免了疏浚泥土回淤航道的可能性，是一种较优的方案吹填工程：以挖泥为主，结合处理疏浚泥土的吹填工程；以吹填为主，专为某些建设目服务的吹填工程。疏浚与吹填工程的工程量计算应符合下列规定：疏浚工程量的计算，宜按设计水下方计量，开挖过程中的超挖及回淤量不应计入。吹填工