深水航道治理工程导堤工程新技术

深水航道治理工程导堤工程新技术

1土工布砂肋或纶连锁块术长江河口深水管道处理工程是国家重点工程。主要修筑南、北二条导堤,导堤长约50公里。要求南北导堤建成后,航道水深达12.5米(吴淞零下),见图1。根据不同的水域,导堤的断面结构各不相同,图2袋装砂堤芯、砼钩连体块石护面结构是其中典型断面之一,而导堤最下层土工布砂肋(或砼连锁块)软体排的护底铺设是整个工程的基础和关键。所谓土工布砂肋软体排实质上就是在40米幅宽的土工布(聚丙烯编织布)上沿幅宽方向按一定间距设置一条条砂筋,犹如肋排;而土工布砼联锁块软体排就是在土工布上设置一块块混凝土联锁块。本文介绍的《40米铺排船》就是用来在海底铺设这种土工布软体排的;而《袋装砂铺设专用船》是用来完成导堤袋装砂堤芯的铺设任务。240米地板公司2.1一般介绍2.1.1水螺钉水模型该船由甲板驳改装而成(机舱范围为双层底),在原船体左、右舷加装浮箱并在右舷新设软体排下水滑板,这是一艘有四层甲板室的非自航工程船。主要用于长江口区及其附近海域铺设砂肋软体排和砼联锁块软体排用。作业时的海况为:水深:1.5～8.0m风力:≤6级浪高:≤1.2m流速:≤2.80m/s该船在10级风、浪高2.5m条件下,下沉至2.8m水线可就地抛锚避风。2.1.2主船规模总长Loa67.06m型宽B24.40m型深D4.27m设计吃水T1.40m抗风吃水2.80m2.1.3生产力在满载设计吃水,海水密度为1.025t/m3时,该船排水量约为1635t。抗风时吃水2.8m排水量为3522t。2.1.4乘客的数量该船乘员共计40人。2.1.5循环水舱设计该船淡水舱容积116m3,燃油舱容积约77m3,船首左右压载水舱约600m3,尾部为循环水舱,约100m3。该船装满油、水及供应品,能保证船舶连续工作360小时。2.1.6框架该船干舷满足“海船法定检验技术规则”对国内航行“B”型船舶的要求,最小干舷为1482mm。2.1.7压载水舱调节作用该船在各种正常装载工况下,稳性符合“海船法定检验规则”对沿海航区船舶的要求,并可利用压载水舱的调节作用使船舶在各种工况下保持平吃水。2.2土工布卷筒的制作铺设土工布是该船的主要作业内容。土工布由预制厂做成所需的宽度和长度,将此布块叠成块状,由运输驳船运到该船侧、利用船舷克令吊把驳船上的预制布捆吊到船首平台上储存。在需用时,由平台上取下布捆在船甲板上展开并卷上土工布卷筒。对土工布充砂时则把卷在筒上的土工布由人工拉到下水滑板边即右舷侧,启动水泵向砂驳充水同时开动泥砂泵把由水、砂混合的砂浆通过泥砂泵充填到土工布的砂肋袋内,使砂肋袋内装满砂浆,待砂浆达到所规定的浓度后即表示砂已充好,停止充砂。扎紧袋口,形成砂肋软体排。接下去是滑板翻下,软体排依靠砂肋土工布自重慢慢滑入水中,此时启动土工布卷筒放出土工布,并同时启动6台移船绞车使船舶横向位移,协调使卷筒放出的土工布速度和移船速度使之同步。砂肋软体排入水沉入水底借助船舶的位移,砂肋软体排便铺设于海底。铺设过程见图4。2.2.1gps定位技术由于南北导堤所包含的区域面积达400km2,工程远端距横沙岛东滩约50km,距长江南岸川沙一侧岸线达30余公里,因此不能采用目前常规方法使船舶定位。针对工程离岸远、轴线长、海况差的特点、为保证测量精度,采用GPS定位技术。在宝山县横沙岛南端(A)、长江口南岸川沙和南汇一侧(B、C)、南导堤和北导堤上(D、E)共设五个控制点,组成五边形GPS施工控制网,如图5所示。船上设置电脑控制和屏幕显示系统。铺设船可根据图象引导操纵就位,铺设过程也可按照图象监控。2.2.2专用甲类机械土工布铺设专用机械由起重机(克令吊)、土工布卷筒、土工布滑板组成。2.2.2.1重型主要用于起吊由运输驳上的土工布、砼联锁块和在已展开在甲板上的土工布上铺设砼联锁块块甲。起吊能力10t,回转半径30m,电动。2.2.2.卷筒设置要求卷筒直径1.8m,有效长度40.5m,筒上可容纳30层布,最大制动力100t,卷筒线速度为1.5m/min,3.1m/min及6.2m/min。2.2.2.大扭转板、滑车组土工布滑板为钢板板架结构,有限位装置,最大翻转角度为70°,板宽6.0m,长度为40.5m,滑板承载能力60t。滑板翻转由绞车带动滑车组纲丝绳牵引。绞车最大拉力5t。2.3甲船设计及板室设置全船上甲板以下由尾向首依次设置循环水舱,机舱及燃油舱、淡水舱、索具舱(中)、压载水舱。机舱、燃油舱、淡水舱设双层底。该船自#9～首共设置15只压载水舱,在抗台季节压载水舱充水使船舶达到2.8m吃水,以减少水线以上受风面积。正常状态下,使用船首都№1～№8压载水舱调节船舶吃水和铺排工程。该船甲板室设于尾部,底层分别设有2个厨房及一间索具间。依此向上分别为艇甲板、船员甲板、操纵甲板。艇甲板上设有20人居住舱室一间、贮藏室二间和餐厅、盥洗室各一间。2.4主体构件尺寸该船结构构件满足ABS规范要求,两只船体加宽浮箱所用构件均取用其主体构件尺寸。四层甲板室考虑其工作区域位于长江口范围,故构件参照我国海船规范并结合长江水系建造规范选取。该船主体结构为纵骨架式,为建造方便甲板室取用横骨架式,横梁间距取为600mm。2.4.1结构主要组件的选择2.4.1.1外板船首、尾左舷加装段外板:船底板12mm船侧板12mm舷顶列板12mm2.4.1.复板上安置甲板机械区域主甲板12mm。上甲板边板与舷侧顶列板采用直角焊接,需完全焊透。上甲板上安置甲板机械区域采用复板12mm加强。上甲板骨架尺寸如下:甲板纵骨L100×75×7甲板纵桁L8×45075L8×45075甲板强横梁L8×40075L8×400752.4.1.3舷侧该船首、尾段舷侧为横骨架式。舷侧骨架尺寸如下:肋骨L140×90×10强肋骨L8×36075L8×360752.4.1.l400845该船船底为单底结构。横骨架式。肋板L400×875L400×875(强)L160×100×12(一般)纵桁L450×875L450×8752.4.1.5其他在船体左舷设置四只钢质靠墩,便于靠船及保护船体。2.5船舶安装2.5.1锚索的制备该船为特种工作船锚泊的型式,重量及数量按需要经计算方法决定。该船锚、系泊设备的配备和选取见下:锚:大抓力锚共8只,其中2只锚重5850kg,作为抗风时锚泊用,各配Ø68mm钢索300mm;另外6只锚重5175kg,各配Ø39钢索,其中两舷共4根,每根长500m。船中首、尾共2根,每根长700m,作为工作时移船用。2.5.2系泊索系泊索拖索1根,长180m,镀锌钢索6×24-170,Ø24mm,破断负荷129.4kN。系泊索4根,丙纶绳,长度120m,破断负荷63.7kN。该船系泊属具配备如下:带缆桩:直径330,双十字带缆桩7只,钢质焊接结构。带缆桩:直径220,带缆桩7只,钢质焊接结构。导缆钳:A500四滚轮导缆器6只。2.5.3应急设备按规范要求,共配置3只QJF-B气胀式救生筏,每只救生筏乘员定额20人。配置救生圈8个,其中2个带烟雾信号。配备救生衣46件。2.6安装2.6.1防火保护方法该船在起居区域和服务区域的保护方法及防火区域划分按SOLAS及CCS规范中非自航船的舱壁和甲板耐火完整性要求进行划分。2.6.2有空调的楼宅该船居住舱室、工作舱室、餐厅、机舱监视室及所有装有空调的房间四周(包括分隔船员居住室的木隔壁及顶,船员舱室的内走道顶)均敷设50mm厚防潮超细玻璃棉绝热,舱室的四壁均安装塑料贴面无光五夹板。3“专用于包装的海滩船”的设计3.1一般介绍3.1.1主要施工作业功能该船为钢质、单底,具有三层甲板室的非自航单甲板工程船。该船具有船舶定位、铺设砂袋、砂袋定位充砂、测量水深等主要施工作业功能。能满足长江口一期工程(N标)北导堤工程中袋装砂铺设施工作业的使用。作业时的海况为;水深:1.50～7.5m风力:≤6级浪高:≤1.20m流速:≤2.80m/s该船在8级风、浪高3.0m条件下,下沉至2.75m水线可就地抛锚抗风。3.1.2主船规模总长Loa54.86m型宽B15.24m型深D3.66m设计吃水T1.20m抗风吃水2.75m3.1.3生产力在满载设计吃水、海水密度为1.025t/m3时,该船排水量为823t。抗风时吃水2.75m排水量为1972t。3.1.4船舶压载水舱该船淡水舱容积为300m3,燃油舱容积约75m3,船尾压载水舱(左右)约400m3,船首压载水舱(左右)约700m3。该船装满油,水及供应品,能保证船舶连续工作360小时。3.1.5压载水舱调节作用该船在各种正常装载工况下,稳性符合“海船法定检验规则”对沿海航区船舶的要求,并可利用压载水舱的调节作用使船舶在各种工况下保持平吃水。3.2砂袋地板系统3.2.1砂袋充砂工艺铺设袋装砂砂袋是该船的主要作业内容。空袋由预制厂做成所需的宽度和长度,将此袋块叠成块状,由运输驳船运到本船侧、利用船舷起重机把驳船的预制袋捆吊到船首甲板上储存。在需用时,由首甲板搬到尾部在尾甲板上展开并卷上空袋卷筒。对空袋充砂时,则把卷在筒上的空袋由下水导柱处滚轮牵行到船尾下水导柱边,用人工扣住空袋端边。下水导柱为一管状结构,其三边有人行钢板网,边缘有栏杆,保护操作人员防止落水。由于下水导柱与船连成一体,利用DGPS系统可以精确确定袋端入水后的水下位置。待定位完成后进行砂袋充砂。(砂袋充砂按标书所列工艺进行)。待袋端5m范围内充砂到一定量后,则松开“紧绳”装置,使砂袋与下水导柱脱开卧于水底。(此后便按标书所列工艺对50m砂袋逐段充砂)。该船主要设备袋装砂袋铺设装置及充砂袋卷筒设置于船尾部,采用纵向铺袋方式。3.2.2专用甲类机械砂袋铺设专用机械由起重机、空砂袋卷筒、砂袋入水导架组成。起重机的起吊能力2t,回转半径10m,电动式。3.2.3空砂袋电动、卷简直径Ø0.51m,有效长度14.6m,筒上可容纳50层袋厚,最大制动力100t,卷筒线速度为5m/min。3.3压力载水舱左、右全船上甲板以下由尾向首依次设置尾压载水舱(左、右)、尾空舱(左、右)、机舱(仅左舷)、燃油舱(仅右舷)、监视室(仅右舷)、淡水舱(左、右)、首压载水舱(左、右)及首贮物舱(左、右)。该船自#9～首共设置4个压载水舱,在抗台季节压载水舱充水使船舶达到2.75m吃水,以减少水线以上受风面积。正常状态下,使用该四只压载水舱调节船舶吃水以利铺袋工程的进行。3.4船体结构3.4.1第三,增加测定板的速度该船是在原有甲板驳基础上改造而成,原船结构满足ABS规范要求,仅在船左、右舷加做舷伸甲板。以增加尾部船宽。使保证砂袋最大底宽为15.564m,以利施工。该船主体结构为纵骨架式,为建造方便甲板室采用横骨架式(钢材新做部分),横梁间距取为600mm。3.4.2供砂驳及供空袋运输驳的靠船墩设计船尾两舷加装舷伸甲板,船首加设靠船墩,除满足铺袋工程要求,并兼作供砂驳及供空袋运输驳的靠船墩用。船中两舷加设起重机座以使增加起重机外伸跨度。其甲板厚为12mm,靠船墩外包板12mm,并保证靠船墩不致被驳船撞坏。3.5船舶安装3.5.1船长、系泊索、带缆桩2座图4该船锚、系泊设备的配备和选取如下:锚:海军锚5只,质量2000kg,各配Ø28钢索,其中两舷共4根,每根350m。船中首1根,长500m,作为工作时移船及抗风用。拖索:1根,长180m,镀锌钢索6×24-170,Ø24mm,破断负荷129.4kN。系泊索:4根,丙纶绳,长度120m,破断负荷63.7kN。带缆桩:直径200,共12只,钢质焊接结构。导缆器:三滚柱导缆器5只。3.5.2号灯及声乐信号国在甲板室顶部设信号灯桅,三支点杆子结构,其上设有信号灯及声响信号器具。桅灯设在信号灯桅顶端。舷灯设在罗经甲板左、右舷。艏、艉端设置旗杆,旗杆顶端各设一盏白色环照灯,作首、尾锚灯用。设红照环照灯二盏作为船舶失控灯用。3.6安装3.6.1防火保护方法该船在起居区域和服务区域的保护方法及防火区域划分按SOLAS及CCS规范中非自航船的舱壁和甲板耐火完整性要求进行划分。3.6.2有关所设的材料和设备该船居住舱室、工作舱室、餐厅、机舱监视室及所有装有空调的房间四周(包括分隔船员居住舱的木隔壁及顶,船员舱室的内走道顶)均敷设50mm厚防潮超细玻璃棉绝热,舱室的四壁均安装塑料贴面无光五夹板。粮库四周及顶敷设50mm厚防潮超细玻璃棉,外复防水五夹板。厨房顶为50mm厚防潮超细玻璃棉外复1mm白铁皮。该船居住舱室、生活舱室、工作舱室的