抓斗船开挖方案.docx
《抓斗船开挖方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《抓斗船开挖方案.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
抓斗船开挖方案
国投湄洲湾煤炭码头一期工程陆域形成及疏浚工程项目
抓
斗
船
施
工
方
案
广东金东海集团有限公司
国投湄洲湾煤炭码头一期陆域形成及疏浚工程项目经理部
2011年12月23日
第一章基本情况
1.1工程简述
疏浚工程包括基槽、港池及回旋水域疏浚工程、湄洲湾电厂专用支航道改线工程等。
港池及回旋水域疏浚区水域面积约43.5万m2（不含边坡），港池设计泥面高程-19.3m，回旋水域设计泥面高程-15.0m。
湄洲湾电厂专用支航道改线后全长4.615km，有效宽度138m,设计泥面高程-4.6m。
前期绞吸船施工中，出现过两次绞刀损害，抓斗船进场后，宜对该区域进行探挖，查探该区域是否是孤石较多或礁盘延伸至此，从而避免绞吸船再受损害；同时对礁盘周围进行探挖，摸清礁盘埋藏范围，指导绞吸船驻位施工，当绞吸船再遇到复杂地质情况，也立即采用抓斗船进行试挖，清除孤石，确保绞刀不受损害，提高生产效率。
抓斗船主要作业范围还包括航道开挖,基槽和港池残积土层和全风化岩层以及设计泥面标高以上礁盘区域。
项目主要疏浚工程量如下：
疏浚吹填工程量表
编号
项目名称
计量单位
工程数量
1
电厂专用航道改线工程
（1）
疏浚挖泥（砂混淤泥、粗砂）
m3
29929
（2）
疏浚挖泥（散体状强风化岩）
m3
2062
2
港池及回旋水域疏浚
（1）
疏浚挖泥（淤泥）
m3
150000
（2）
疏浚挖泥（淤泥混砂）
m3
966000
（3）
疏浚挖泥（砂混淤泥）
m3
5000
（4）
疏浚挖泥（粉质粘土）
m3
600000
（5）
疏浚挖泥（砾砂）
m3
50000
（6）
疏浚挖泥（残积土）
m3
40000
（7）
疏浚挖泥（散体状强风化岩）
m3
4000
3
卸船码头基槽开挖
（1）
疏浚挖泥（一类土）
m3
188620
（2）
疏浚挖泥（二类土）
m3
253860
（3）
疏浚挖泥（四类土）
m3
160440
港池、基槽抓斗船拟挖土层按200m分段分解表（估算）
序号
项目名称
单位
第1段
第2段
第3段
1
粉质粘土（或混砂）
m3
41000
30000
28000
2
残积砾质粘土
m3
50000
29000
49000
3
全风化花岗岩
m3
50000
62000
51000
4
强风化花岗岩
m3
0
400
400
合计
m3
141000
121400
128400
1.2气象
湄洲湾附近地区属亚热带海洋性气候，受季风环流的影响，冬无严寒，夏无酷暑，四季分明，气候温和，空气湿润，雨量充沛，气候条件比较优越。
1.2.1气温
湄洲湾地区的多年平均气温在20.3℃～20.6℃之间，极端最高温度在36.5℃～36.7℃之间。
1.2.2降水
根据秀屿与崇武两气象站资料统计，湄洲湾地区的多年平均降水量为1216.4mm～1300.8mm，累年最大降水量在1706.7mm～1744.4mm之间，全年降水主要集中在春、夏季3～9月份，以6月份最大。
整个雨季约占全年平均降水量72％以上，10月至翌年1月雨水较少，为旱季，仅占全年平均降水量7～10％。
1.2.3风
（1）风况
湄洲湾地区多年平均风速为5.6m/s～6.6m/s，秀屿气象站全年常风为NE向，其频率为27％，崇武气象站测得全年常风向为NNE向，其频率为28％，两个气象站的强风向均为N－NE向，最大风速为27m/s。
各向最大风速、平均风速及风向频率见风玫瑰图1.3-1～1.3-2。
本地区风向季节变化为：
夏季（6～8月）以西南风为主;其它月份则以NE或NNE向为主，崇武气象站出现频率达45％。
（2）大风天数
崇武气象站观测资料显示多年平均大于6级风的天数为17d，大于7级风的天数为3d。
图1.3-1秀屿站风玫瑰图图1.3-2崇武站风玫瑰图
1.2.4热带气旋
湄洲湾地处我国东南沿海，常年受热带气旋影响。
据1990～2000年热带气旋资料统计，对莆田市有影响的台风共出现56次，平均每年5.1次。
其中正面袭击莆田地区共有18次,平均每年1.6次。
台风影响过程时间一般为2～3d。
莆田地区台风造成的最大暴雨过程的降水量达472mm。
9914号台风正面袭击莆田市，沿海及内陆普降200～500mm的特大暴雨，最大风力11级；2004年8月的“艾利”号台风先后4次在福建沿海登陆，本海区风力达到10至12级，为近三年来登陆福建最强的台风，造成经济损失极大。
1.2.5雷暴
由崇武气象站1997～2006年气象资料统计，本地区多年平均雷暴日数为30.0d，最多为40d，最少为16d。
1.2.6雾
本海区每年的2－5月份为多雾月，各月平均雾日数在3～8d，8～12月份雾日相对较少。
根据崇武气象站1997～2006年统计资料，雾的统计日数如下：
多年平均雾日数27d累年最多雾日数43d
累年最少雾日数13d累年最长雾次延时5d。
1.3潮汐
1.3．1、潮型
湄洲湾海域属强潮海区，根据湾内秀屿站和湾口斗尾站一年潮位资料分析，湄洲湾海区的潮汐以半日分潮占绝对优势，其潮汐型态系数为（Hk1＋H01）/Hm2＝0.26，远小于0.5，因此拟建工程海域的潮汐性质属于正规半日潮。
1.3.2、潮位特征与设计水位
根据秀屿潮位观测站和崇武海洋观测站多年潮位资料统计分析，潮位特征值与设计水位详见表1.4-1和表1.4-2。
潮位特征值表1.4-1
设计潮位表1.4-2
1.4地质钻探成果
根据地质钻孔和前期勘探成果资料，在疏浚区勘探深度范围内揭露的岩土层主要由新近人工堆积层、第四纪全新世、晚更新世的松散堆积层和燕山早期侵入的晚侏罗世的花岗岩风化层组成。
钻孔揭露的岩土体包括淤泥、淤泥混砂、砂混淤泥、淤泥质粘土、粉质粘土、粘性土混砂、粗砾砂（混粘性土）、残积砾质粘性土、全风化花岗岩、散体状强风化花岗岩、碎块状强风化花岗岩和中微风化花岗岩等，粉质粘土、粘性土混砂、粗砾砂（混粘性土）、残积砾质粘性土、全风化花岗岩等属于硬土层，工程上须采用配备重斗的抓斗船进行挖除，不能直接作为吹填材料，要作为吹填材料须进行碎化处理；强风化岩和中～微风化花岗岩属于基岩，工程上须采用爆破法进行清除。
标贯试验成果详见“标准贯入试验成果一览表”。
标准贯入试验成果一览表
试验孔号
试验序号
试验深度
实测
击数
土层名称
土层代号
备注
起始
深度
终止
深度
N
（m）
（m）
击
WK11
1
1.95
2.25
1
淤泥
1a
WK11
2
4.15
4.45
13
粉质粘土
2a
WK13
1
1.95
2.25
2
淤泥混砂
1b
WK13
2
4.15
4.45
13
粉质粘土
2a
WK13
3
6.35
6.65
12
WK14
1
1.85
2.15
1
淤泥
1a
WK14
2
4.15
4.45
11
粉质粘土
2a
WK14
3
6.15
6.32
50
强风化花岗岩
5
击入17cm
WK1
1
2.15
2.45
2
淤泥混砂
1c
WK2
1
1.65
1.95
4
砂混淤泥
1d
WK2
2
3.65
3.95
5
WK2
3
5.15
5.45
16
粉质粘土
2a
WK2
4
7.15
7.45
17
WK3
1
1.95
2.25
1
淤泥混砂
1c
WK4
1
1.65
1.95
10
砾砂
1a
WK4
2
3.65
3.95
8
WK4
3
5.65
5.95
4
砂混淤泥
1d
WK4
4
7.65
7.95
15
粉质粘土
2a
WK4
5
9.45
9.75
18
WK5
1
1.85
2.15
1
淤泥混砂
1c
WK5
2
4.15
4.45
10
粉质粘土
2a
WK5
3
6.45
6.75
11
WK6
1
1.95
2.25
1
淤泥混砂
1c
WK6
2
4.15
4.45
2
WK6
3
5.45
5.75
14
粉砂
2b
WK7
1
1.95
2.25
1
淤泥混砂
1c
WK7
2
4.15
4.45
10
粉质粘土
2a
WK7
3
6.35
6.65
12
WK9
1
1.95
2.25
1
淤泥混砂
1c
WK9
2
4.25
4.55
2
WK9
3
6.45
6.75
10
粉质粘土
2a
WK10
1
1.95
2.25
0
淤泥
1b
WK10
2
4.15
4.45
1
WK10
3
6.15
6.45
2
WK10
4
8.15
8.45
12
粉质粘土
2a
WK12
1
1.95
2.25
2
淤泥混砂
1c
WK12
2
4.15
4.45
12
粉质粘土
2a
WK12
3
6.25
6.55
13
WK15
1
1.95
2.25
1
淤泥
1b
WK15
2
4.15
4.45
2
WK15
3
6.15
6.31
50
强风化花岗岩
3
击入16cm
WK15
4
8.00
8.15
50
击入15cm
WK8
1
2.15
2.45
1
淤泥混砂
1c
WK8
2
3.95
4.25
11
粉质粘土
2a
WK16
1
1.15
1.45
5
砂混淤泥
1d
WK16
2
1.75
2.05
12
粉质粘土
2a
WK16
3
2.75
3.05
53
强风化花岗岩
3a
WK16
4
5.15
5.45
68
第二章施工部署
2.1施工平面顺序计划
基槽南端礁区探挖→电厂专用支航道→基槽、港池绞吸船未能开挖层（由北向南）→回旋水域礁区
2.2施工进度计划
主要施工节点进度目标
1、基槽南端礁区探挖：
2011年12月25日-2012年12月29日；
2、电厂专用航道改线工程：
2012年12月30日-2012年1月14日；
3、基槽、港池（一段200）：
2012年1月3日-2012年2月14日；
4、基槽、港池（二段200）：
2012年2月15日-2012年3月20日。
5、基槽、港池（三段200）：
2012年3月21日-2012年4月30日
6、回旋水域礁盘：
2012年5月1日-2012年6月10日；
2.3施工工艺流程框图
详见附图2-1：
施工工艺流程框图
2.4船舶机械配备及进场计划
2.4.1、施工工况、施工强度及船机设备应具备各方面能力的分析
抓斗船开挖疏浚土主要包括粉质粘土、粘性土混砂、粗砾砂、残积砾质粘性土，全风化花岗岩、少量强风化花岗岩。
开挖量约45万m3,驳运距离约15km.疏浚区平时风浪不大，海湾潮型为正规半日潮，潮流最大流速一般情况不超过1m/s，实测最大波高1.4m，各向平均波高0.2m。
结合工期需要，拟选用18m3抓斗船一艘，8m3抓斗船两艘，1000~1500m3开体泥驳四艘，30吨独脚凿岩锤两个，并作好更大抓斗挖泥船开挖准备，特殊岩层报监理审批后可选择水下爆破作业。
根据设计文件要求，综合考虑湄洲湾地区气象、水文、通航等客观影响因素，年影响作业的总天数在80天左右，疏浚施工客观影响时间率在20%~25%，施工工况定为四级，结合环保需要，每天退潮及平潮作业，每天作业按14小时计算。
根据合同文件工期要求及施工进度计划安排，进行施工强度验算。
航道开挖基本是粘土，计划时间约为15天，没有节假日，考虑维修及特大风影响，作业天数按13天，开挖量32000m3/13d=2461m3/d，采用8m3抓斗船开挖因为主要是粘土开挖，船舶能力可满足要求。
基槽第一段200米，开挖量主要考虑粘土混砂、残积砾质粘土、全风化岩等，合计约141000m3，计划工期42天，涉及春节（7天），再考虑维修等影响，作业天数按32天算，141000m3/32d＝4406m3/d，采用18m3抓斗船开挖，下层（抓斗船直抓困难）采用8m3抓斗船协助凿岩（后期两条），因此，施工强度也应满足要求。
基槽第二段200m开挖量主要考虑粘土混砂、残积砾质粘土、全风化岩、极少强风化岩等，合计开挖量约121400m3,计划工期36天，作业天数按32天计算，121400m3/32d＝3793m3/d，开挖也是采用18m3抓斗船开挖，下层（抓斗船直抓困难）全程采用2条8m3抓斗船协助凿岩，可满足施工要求。
基槽第三段200m开挖量开挖量主要考虑粘土混砂、残积砾质粘土、全风化岩、极少强风化岩等，合计约128400m3,计划工期41天，作业天数按36天计算，128400m3/36d＝3567m3/d，开挖也是采用18m3抓斗船开挖，下层（抓斗船直抓困难）全程采用2条8m3抓斗船协助凿岩，可满足施工要求。
回旋水域开挖量约8000m3，以残积砾质粘性土和全风化岩为主，少量强风化岩，因不影响其它工序，计划工期41天，每天约200m3，施工强度满足要求。
抓斗船及配套设备进场时间表
名称
进场时间
建港207（8m3）
2011.12.24
苏浚068（8m3）
2012.1.3
凿岩锤（20~30T,两个）
2012.1.5
顺宏26（18m3）
2012.1.5
泥驳（1100m3二艘）
2011.12.24
泥驳（1500m3二艘）
2012.1.3
建港207抓斗挖泥船主要性能参数表
船体尺寸
疏浚设备
船长
39.8m
最大浚深
30m
船宽
14.3m
斗容
8m3
型深
3.0m
重斗重
40T
满载吃水
1.69m
生产能力
200~400m3/h
总吨
1300T
建造商
建港07抓斗挖泥船主要性能参数表
船体尺寸
疏浚设备
船长
49.78m
最大浚深
30m
船宽
18m
斗容
8m3
型深
3.6m
重斗重
40T
满载吃水
2.5m
生产能力
200~400m3/h
总吨
1312T
建造商
珠海市斗门区白蕉新新力船舶有限公司
配凿岩锤重（2套）
30T
凿岩锤工效
300~500m2/h
200~400m3/h
顺宏26抓斗挖泥船主要性能参数表
船体尺寸
疏浚设备
船长
49.8m
最大浚深
45m
船宽
20m
斗容
18m3
型深
4.0m
重斗重
70T
满载吃水
2.5m
生产能力
300~700m3/h
总吨
1602T
建造商
广州顺海船舶制造实业有限公司
第三章主要施工方法和技术措施
3.1施工测量
3.1.1测量放线
1、测量依据
1）、业主提供的测量基线控制点（网）、水准点，经报批的现场加密控制点。
2）、施工图纸。
3）、《水运工程测量规范》（JTJ203—2001）。
2、测量仪器
序号
仪器名称
型号
数量
精度
备注
1
全站仪
北京三鼎光电仪器有限公司KTS442L
1
±（2mm+2PPm×D））
陆上测量使用
2
水准仪
宁波舜禹仪器有限公司DSZ3-32X
1
每公里往返3mm
陆上测量使用
3
DGPS定位器
中海达K7
4
差分定位精度：
平面<1米（95%置信度）
挖泥船、测量船配置
6
回声测深仪
HD-30
2套
0.4%H±5cm
测量船配置
7
台式高效对讲机
摩托罗拉
10台
8
测量船
80-120t
1艘
交通艇兼用
3、测量工作程序
1）、主管工程技术人员根据监理工程师移交的控制点、水准点及测量所需的资料、图纸，先对测量人员进行技术交底；
2）、参加设计交底和图纸会审的技术人员负责审核现场测量成果及内业计算结果；
3）、对须经监理工程师复测确认的测量工作，应按合同及规范要求将测量方法和详细说明等有关资料报监理工程师审批。
3.2开挖施工方法及技术措施
3.2.1开挖方案
抓斗船开挖主要是针对航道、基槽和港池及回旋水域中绞吸船不能开挖的部分，开挖料由开体驳外抛。
航道开挖由南向北逐条进行，基槽开挖由北向南分段逐条进行。
根据开挖区地质、工况等特点，开挖采用分段、分带、分层进行控制。
分带施工，带宽根据船型、水流流速及横移缆抛放长度拟定约12~20米，为防止漏挖，每条挖槽均与相邻挖槽重叠2~3m，分带施工顺序拟均由东向西；
分段施工，分段据实际挖槽长度可按70~100m分段,基槽拟加长到150~200m，以延长浸泡时间；
分层施工，根据土质和斗重、斗容，层厚拟取1.5~2.5m，疏浚厚度太薄，生产效率低，太厚，浸泡不够，开挖难度增大；总之，以保证挖泥船的效能为佳；最后一层应较薄，并与抛石结合，减少回淤；分层还要结合到土层的自然分层，提高开挖效率。
挖泥施工根据勘测断面以层为序，一层一层进行，各段、各带均衡向下开挖，并保持边坡稳定；边坡拟采取台阶开挖方式进行施工，台阶设计的原则是：
上欠下超，超欠平衡。
基槽风化层、港池和回旋水域礁盘，开挖困难，拟用8m3抓斗船配30吨独脚凿岩锤进行凿岩，并水力浸泡，然后再由18m3抓斗船重斗清挖，流水作业，分段、分片进行。
具体方法分三种情况：
1、绞吸船尽量向下开挖，最好到全风化层，然后由抓斗开挖，如果绞吸船只能挖到淤泥混砂或砂混淤泥，那么粘土层则采用8m3抓斗船开挖，即前面用8m3抓斗船开挖粉质粘土或粘土混砂，后面用18m3抓斗船挖下层残积砾质粘性土，形成流水作业。
2、如绞吸船可挖至粉质粘土或粘土混砂，则用18m3抓斗船开挖残积砾质粘性土，8m3抓斗船跟其后，对下层全风化岩进行凿岩锤凿岩（航道完成后由两条8m3船进行），浸泡，然后等18m3抓斗船返回对其进行开挖，形成流水作业。
3、如绞吸船能挖到残积砾质粘土层，则先用8m3抓斗船（两条）对全风化岩进行凿岩，18m3抓斗船跟其后对凿过并浸泡的全风化岩进行开挖，形成流水作业。
总之，合理调配，充分发挥各船型生产能力，并提高各船生产效率，调节好搭配开挖时间，合理布置平面作业位置，既高效快速，又确保安全环保。
开挖工作完成后，经自检合格，立即申报，由业主组织设计、监理对开挖标高（采用测深仪测量）及开挖范围、底面土质等进行验收，验收结果应符合相关标准、设计及合同约定的要求。
基槽验收采用纵向每5米布置一个断面，横向2米一个测点进行检测。
3.2.2抓斗船挖泥操作方法
张开空泥斗抛入开挖点→闭斗切土→提升重斗→转动斗臂将重斗移到泥驳上方→开斗卸泥→反向转动斗臂→将空斗抛入开挖点…
泥驳满舱后运往业主及海洋部门许可的抛泥区外抛，再返回继续下一轮挖泥。
3.2.3质量控制措施
1）疏浚施工应严格按照技术规范和疏浚工程施工图设计说明书中规定的质量要求执行。
其疏浚弃土外抛到指定海域。
开挖边坡以设计图的边坡为准，超宽、超深必须符合规范及设计要求。
2）开挖工程应按设计图纸和批准的施工组织设计进行，施工前进行技术交底，并根据开挖土土质、工况条件、往返运距、工期和环保等要求，选定合理配套的施工设备、施工方法、船位布置等，以达到较高的施工效率。
3）须按分段（分区）、分条、分层原则进行开挖；开挖期间，定期对开挖区及邻近水域进行水下地形测量，观测地形变化情况。
4）挖泥过程中应勤测量，随挖随测，处理好分段搭接长度。
5）挖泥船施工定位可采用DGPS定位法，定位精度应符合《疏浚工程技术规范》（JTJ319-99）中的有关规定。
施工前，为避免定位出现错误，对船舶初始定位采用全站仪极坐标法进行校核。
尤其航道挖槽，在没有任何参照物的情况下，挖槽的平面位置至关重要，施工中稍微有点偏离，都会造成严重的质量事故。
为了能杜绝此类事故的发生，在施工中定期对船载DGPS进行三参数检查，对其精度进行比对校核，以确保挖槽平面尺度不出偏差。
6）挖槽的深度控制
疏浚工程，检验质量的主要标准就是，挖深是否达到设计挖深的标准，质量是否达到合同中规定的要求（新的检验评定标准）。
所以，在施工中，挖槽的深度控制，是整个工程施工的主要矛盾。
为了能很好解决这个问题，在施工中，一般通过两个方面加以控制：
（1）船舶操作控制。
抓斗船施工根据潮位，加以修正，确定下斗深度，利用抓斗船上配置的位置显示器显示的抓斗位置深度，采取定深挖泥，均衡浚深。
抓斗挖泥船挖深主要通过吊斗钢缆上做好尺度标志以及打水砣的方法来控制水深。
（2）、挖泥船在港池、航道挖泥，根据回淤规律，掌握施工备淤深度。
（3）、当抓斗开挖砂、粘土等不太硬土时，切割泥土达到最大充泥量时即为最佳挖泥厚度。
如果超过最佳充泥量，抓斗起吊过程中会有一部分粗砂或粉质粘土掉入已挖部位，造成浅点。
为此应增加抓斗重叠度，使充泥量适度。
（4）、移距控制：
为防止在前进方向漏挖，造成疏浚深度不足，一般取抓斗张开宽度的0.6～0.7倍作为移距。
（6）、加强施工中水深校核测量，移船之前必须检测实挖部位水深，当深度达到设计要求时，方可前移。
3.3疏浚施工时船舶避让措施
疏浚施工期间，尤其是航道疏浚期间，由于湄洲电厂运煤船舶的过往，需要采取有效的避让措施，确保海上交通安全。
施工期间须设置临时助航设施及施工警戒标，以保障施工船舶及通航安全。
1）、开工前按规定办好航行通告。
2）、施工船舶严格执行《1972国际海上避碰规则》（最新修订）、《交通部海上航行安全规定》和《中华人民共和国航道管理条例》的有关规定，按章显示信号、灯号、型号和旗号。
3）、驾驶员加强了望，谨慎操作，遇有来船时主动用高频电话、声号、灯号与对方取得联系，商妥避让方法，采取正确的避让措施，确保航行安全，尤其加强夜间作业质量与安全管理。
4）、做到早联系，及时掌握进出航道船舶的动态，使得当班驾驶员心中有数，控制好自己的船位，适时把握住进出挖槽的时机。
5）、做到主动让、及时让，在靠近主航道侧施工时，当有中、大型船舶通过而又可能影响其通过时，挖泥船宜暂停施工，采取避让措施，待中、大型船舶通过后再行施工。
6）、在电厂专用航道改线工程施工挖泥时，遇到进出航道船舶需避让时，挖泥船应谨慎采取必要措施，必要时做到在航道外避让,确保万无一失。
7）、当挖泥船在恶劣
升级会员 