一建港航教材耙吸船绞吸船链斗船抓斗船知识点汇总页.doc
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2017年一级建造师港口与航道工程疏浚吹填知识点汇总
第六章、疏浚与吹填工程施工技术
1、疏浚工程定义：
采用水力或机械的方法为拓宽加深水域而进行的水下土石方开挖工程。
2、疏浚工程分类：
基建性、维护性
3、基建性疏浚定义：
为新辟航道、港口等或为增加他们的尺度、改善航运条件，具有新建、改建、扩建性质的疏浚。
4、维护性疏浚定义：
为维护或恢复某一指定水域原定的尺度而清除水底淤积物的疏浚。
第一节、耙吸式挖泥船
一、基本原理
耙吸式挖泥船是水力式挖泥船中自航、自载式挖船，除了具备通常航行船舶的机具设备和各种设施外，还有一整套用于耙吸挖泥的疏浚机具和装载泥浆的泥仓，以及舱底排放泥浆的设备等。
耙吸式挖泥船装备有耙头挖掘机具和水力吸泥装置。
在它的舷旁安装有耙臂（吸泥管），在耙臂的后端装有用于挖掘水下土层的耙头，其前端用弯管与船上的泥泵吸入管相连接。
耙臂可凭上下升降运动，其后端能放入水下一定深度，使耙头与水下土层的泥沙进行耙松和挖掘。
泥泵的抽吸作用从耙头的吸口吸入挖掘的泥沙与水流的混合体（泥浆）经吸泥管道进入泥泵，最后经泥泵排出端装入挖泥船自身设置的泥舱中。
当泥舱装满疏浚漏水泥沙后，停止挖泥作业，提升耙臂和耙头出水，再航行至指定的抛泥区，通过泥舱底部所设置的泥门，自行将舱内泥沙卸空；或通过泥舱所设置的吸泥管，用船上的泥泵将其泥浆吸出，经甲板上的排泥管系与输泥、浮管可岸管，将泥浆卸至指定区域或吹泥上岸。
然后，驶返原挖泥作业区，继续进行下一次挖泥作业。
二、技术性能
l耙吸船主要技术参数
舱容、挖深、航速、装机功率
l耙吸船最大特点
各道工序都由挖泥船本身单独完成
l耙吸船优越性
1、具有良好的航海性能，在比较恶劣的海况下，仍然可以进行施工作业。
2、具有自航、自挖、自载和自卸的性能，在施工作业中不需要拖轮、泥驳等船舶。
另外，因船舶可以自航，调遣十分方便，自身能迅速转移至其他施工作业区。
3、在进行挖泥作业中，不需要锚索具、绞车等船舶移位、定位等机具设备，而且在挖泥作业中处于船舶航行状态，不需要占用大量水域或封锁航道，施工中对在航道中的其他船舶航行影响很少。
l宜选用耙吸船情形
1、在风浪条件恶劣、远离避风锚地施工时。
2、新建港口的航道疏浚、航道扩建加深、拓宽工程以及航行船舶繁忙水域的疏浚、吹填工程。
3、沿海航道维护性疏浚施工。
4、吹填造陆工程宜选用装有艏吹装置的耙吸挖泥船直接进行“挖—吹”施工。
水上泥土运输距离较长时，宜选用耙吸挖泥船施工。
5、其自航自载性能特别适合水域开阔的海港和河口港较长距离的航道施工。
l耙吸船适用土质
1、最早多用于疏浚中挖掘淤泥和流沙等。
2、也能够挖掘水下的黏土，密实的细沙，以及一定程度的硬质土和含有相当数量卵石、小石块的土层等。
l耙吸船不足
由于船舶是在航行和漂浮状态下作业，所以挖掘后的土层平整度要差一些，超挖土方往往比其他类型的挖泥船要多一些。
l耙吸船大小
泥舱的容量来衡量。
三、生产率计算
l耙吸挖泥船挖、运、抛施工运转时间小时生产率可按下列公式计算
——耙吸挖泥船挖、运、抛施工运转时间小时生产率（m3/h）
——泥舱装载土方量（m3）
∑t——施工循环运转小时（h）
——重载航行段长度（km），——重载航速（km/h）;
——空载航行段长度（km），v2——空载航速（km/h）;
——挖泥长度（km），v3——挖泥航速（km/h），根据疏浚土土质确定;
t1——抛泥及抛泥时的转头时间（h），t2——施工中转头及上线时间（h）;
G——泥舱中装载的泥浆总质量（t），可按装舱前后的船舶吃水求得;
——现场水的密度（t/m3）;
q——泥舱装载的泥浆体积（m3）;
——疏浚土体的天然密度，即原状土密度（t/m3）。
l耙吸挖泥船挖、运、吹施工运转时间小时生产率可按下式计算
t3——耙吸挖泥船吹泥总时间（h），由挖泥船吹泥所需时间以及挖泥船与吹泥管线连接装置的接卡、解离所需时间两部分组成。
l耙吸挖泥船边抛或旁通施工运转时间小时生产率可按下列公式计算
——耙吸挖泥船边抛或旁通施工运转时间小时生产率（m3/h）;
Q——抛出舷外的泥浆流量（m3/h）;
——抛出舷外的泥浆密度（%）
——有效出槽系数，为泥浆入水后所含泥沙
实际输出槽外的比率
——考虑转头等因素的时间系数
——泥浆密度（t/m3）;
——原状土密度（t/m3）;
——现场水的密度（t/m3）。
四、时间利用率计算（耙吸船、绞吸船、链斗船、抓斗船）
l影响挖泥时间利用率的客观因素
条件许可时应尽量增加挖泥船施工运转时间，减少停歇时间，特别是减少非生产性停歇时间。
①强风及其风向情况；
②当波高超过挖泥船安全作业的波高时，应停止施工作业；
③浓雾，当能见度低，看不清施工导标或对航行安全不利时，应停止施工；
④水流，特别是横流流速较大时，对挖泥船施工会造成影响；
⑤冰凌，当冰层达到一定厚度时，挖泥船就不宜施工；
⑥潮汐，在高潮位时，挖泥船可能因其挖深不够需要候潮。
而当低潮位时有可能使疏浚设备搁浅也需要候潮。
⑦施工干扰，如避让航行船舶等。
l时间利用率计算
S=T1/（T1+T2+T3）X100%
S——挖泥船时间利用率
T1——挖泥船运转时间
耙吸挖泥船指挖泥、溢流、运泥、卸泥以及返回挖泥点的转头和上线时间；
绞吸式挖泥船指挖泥及其前后的吹水时间，也即泥泵运转时间；
链斗、抓斗式挖泥船指主机运转时间；
T2——挖泥船的生产性停歇时间；
T3——挖泥船非生产性停歇时间。
五、主要疏浚仪器配置
压力表（含真空表）、浓度计、流量计、产量计、吃水装载监视仪，纵横倾指示仪、耙头深度位置指示仪、疏浚过程监视系统，无线电定位仪，电子图系统，差分全球卫星定位系统（DGPS）等。
六、耙吸式挖泥船施工工艺
l耙吸船导标
边界标、中线标、起点标、终点标
l耙吸式挖泥船主要施工方法
装舱（装舱溢流）施工法、旁通（边抛）施工法、吹填施工法
l各施工方法适用情况
1、装舱（装舱溢流）施工法：
疏浚区、调头区和通往抛泥区的航道必须有足够的水深和水域，能满足挖泥船装载时航行和转头的需要，并有适宜的抛泥区可供抛泥。
2、旁通（边抛）施工法：
A．当地水流有足够的流速，可将旁通的泥沙携带至挖槽外，且疏浚增深的效果明显大于旁通泥沙对挖槽的回淤时。
B．施工区水深较浅，不能满足挖泥船装舱的吃水要求时,可先用旁通法施工，待挖到满足挖泥船装载吃水的水深后，再进行装舱施工。
C．在紧急情况下，需要突击疏浚航道浅段，迅速增加水深时。
D．环保部门许可，对附近水域的回淤没有明显不利影响时。
l最佳装舱量
1、当挖泥船的泥舱设有几档舱容或舱容可连续调节时，应根据疏浚土质选择合理的舱容，以达到最佳的装舱量。
2、当计算的舱容在挖泥船两档舱容之间时，应取高一档的舱容。
3、当泥舱装满未达到挖泥船的载重量时，应继续挖泥装舱溢流,增加装舱土方量。
l合理的舱容计算方法
V——选用的舱容（m3）;
W——泥舱的设计净装载量（t）;
——泥舱内沉淀泥砂的平均密度（t/m3）。
可通过试挖或取土样做沉降试验确定或参考表取值。
l最佳装舱时间（装舱量与每舱泥循环时间之比达到最大值）
1、泥沙在泥舱内的沉淀情况
2、挖槽长短
3、航行到抛泥区的距离
4、航速
l装舱溢流法施工时的注意点
1、装舱溢流施工时，应监视对已挖地区、附近航道、港池和其他水域回淤的影响；
2、应符合环境保护的要求，注意溢流混浊度对附近养殖、取水口等的影响；
3、疏浚污染物时，不得溢流。
l提高舱内泥浆浓度，增加装舱量方法（疏浚粉土、粉砂、流动性淤泥等不易在泥舱内沉淀的细颗粒土质）
1、在挖泥装舱之前，应将泥舱中的水抽干。
2、将开始挖泥下耙时和终止挖泥起耙时所挖吸的清水和稀泥浆排出舷外。
l耙吸船吹填施工要求（艏吹和艏喷两种施工方法）
1、
l施工工艺流程图
施工上线
轻载航行
抛泥或吹泥
至抛泥区或吹填驻船水域
重载航行
挖泥装舱
l分段施工（宜采用GPS定位系统进行分段，便于挖泥船确定开挖起始位置，也可利用助航设施如浮标、岸标进行分段）
1、当挖槽长度大于挖泥船挖满一舱泥所需的长度时，应分段施工。
分段长度：
挖满一舱泥的时间、挖泥船的航速。
2、当挖泥船挖泥、航行、调头受水深限制时，可根据潮位情况进行分段施工，如高潮挖浅段，利用高潮航道边坡水深作为调头区进行分段等。
3、当施工存在与航行的干扰时，应根据商定的避让办法，分段进行施工。
4、挖槽尺度不一或工期要求不同时，可按平面形状及合同要求分段。
l挖满一舱泥的时间取决因素
1、挖泥船的性能
2、开挖土质的难易
3、在泥舱中的沉淀情况
4、泥层厚度。
l分层施工
1、施工区泥层厚度较厚时应分层施工。
2、当挖泥船最大挖深在高潮挖不到设计深度，或当地水深在低潮不足挖泥船装载吃水时，应利用潮水涨落进行分层施工，高潮挖上层，低潮挖下层。
3、当工程需要分期达到设计深度时，应按分期的深度要求进行分层。
l分条施工（2017新增）
1、挖槽宽度较大的航道、港池宜按挖泥船性能进行分条；
2、同一地段多艘挖泥船同时进行施工时，宜根据挖泥船航行需要和性能，按安全合理的原则进行分条；
3、同一挖槽横断面上泥层厚度或开挖难易程度差距较大时，宜按泥层厚度或土质进行分条；
4、部分挖槽需要先行增深时，宜按工期要求进行分条。
l施工顺序
1、当施工区浚前水深不足，挖泥船施工受限制时，应利用高水位选挖浅段，由浅及深，逐步拓宽加深。
2、当施工区泥层厚度较厚、工程量较大、工期较长并有一定自然回淤时应先挖浅段，逐次加深，待挖槽各段水深基本相近后再逐步加深，以使深段的回淤在施工后期一并挖除。
3、当水流为单向水流时，应从上游开始挖泥，逐渐向下游延伸，利用水流的作用冲刷挖泥扰动的泥沙，增加疏浚的效果。
在落潮流占优势的潮汐河口和感潮河段也可利用落潮流的作用由里向外开挖。
4、当浚前断面的深度两侧较浅、中间较深时，应先开挖两侧；当一侧泥层较厚时，应先挖泥层较厚的一侧，在各侧深度基本相近后，再逐步加深，避免形成陡坡造成塌方。
5、当浚前水下地形平坦，土质为硬黏性土时，应全槽逐层往下均匀挖泥，避免形成垄沟，使施工后期扫浅困难。
l横流或斜流施工
1、当工程需要采用横流或斜流施工时，应注意挖泥耙管和航行的安全。
l往返挖泥法和进退挖泥法
1、当挖槽长度较短，不能满足挖泥船挖满一舱泥所需长度时，或只需要开挖局部浅段时，挖泥船应采用往返挖泥法施工。
2、当挖槽终端水域受限制，挖泥船挖到终点后不能调头时，应采用进退挖泥法施工。
l不同土质对应的不同挖泥对地航速（1kn=1.852km/h）
开挖土质
对地航速值（Kn）
淤泥
2.0~25
淤泥类土
2.0~2.5
松散沙
2.0~2.5
黏性土类
3.0~4.0
中密沙
2.5~3.0
密实沙
3.0~4.0
l调节波浪补偿器的压力
1、应根据土质和挖深，调节波浪补偿器的压力，以保持耙头对地有合适的压力；
2、对软土，应适当调高波浪补偿器的压力，使耙头对地压力减小；
3、对密实的土应适当调低波浪补偿器的压力，使耙头对地压力加大。
l耙吸船施工注意事项
1、在有横流和边坡较陡的地区施工时，应注意观察耙头位置，防止耙头钻人船底而造成耙头或船体损坏。
2、耙头下在水底时，挖泥船不得急转弯。
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