一级建造师港口与航道工程疏浚与吹填.ppt
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1、1E412060,疏浚与吹填工程技术,2023/5/21,1,1E412000 港航工程施工技术,卢曹康,一、疏浚1、挖泥船分类、工作原理与技术性能2、生产率与时间利用率计算3、泥驳与拖船数量计算4、挖泥船施工方法,工艺要求与选择二、吹填1、吹填施工方式2、吹填土方计量 3、施工工艺要求三、环保疏浚与疏浚环保1、环保疏浚概念 2、技术特点3、环保挖泥设备 4、疏浚环保措施,2023/5/21,2,疏浚与吹填工程复习要点,1E412060 疏浚与吹填工程技术,疏浚工程: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。航道疏浚简要流程:规划设计挖槽定线断面尺寸的确定挖泥船的选择弃土
2、处理方法疏浚污染吹填工程:挖泥船挖取的泥沙,通过排泥管线输送到指定地点进行填筑的作业。,2023/5/21,3,4,2023/5/21,疏浚与吹填工程分类,挖泥船分类:,挖泥船,水力式机械式,1E412060 疏浚与吹填工程技术,2023/5/21,5,挖泥船按其工作原理和输泥方式,主要分为水力式和机械式两大类,6,2023/5/21,耙吸式挖泥船的装备,泥舱,7,2023/5/21,1E412061 耙吸式挖泥船,一、工作原理,(见教材与视频),二、技术性能,耙吸挖泥船技术性能主要技术参数有舱容、挖深、航速、装机功率等。最大的特点:挖泥作业中各道工序都由挖泥船本身单独完成。1、优点:(1)具
3、有良好的航海性能(2)具有自航、自挖、自载和自卸的能力(3)在挖泥作业中,不需要锚缆索具、绞车等船舶移位、定位等机具设备,且处于航行状态、不占用大量水域或封锁航道,对其他船舶航行影响小。2、缺点:(1)船舶在航行和漂浮状态下作业,挖掘后的平整差;(2)超挖土方较多。,8,2023/5/21,二、技术性能,3、应用领域(1)特别适合于水域开阔的海港和河口港较长距离的航道施工。(2)多用于挖掘淤泥和流沙,也能够挖掘水下黏土、密实的细沙。耙吸式挖泥船以泥舱的容量来衡量挖泥船的大小。(舱容),9,2023/5/21,1E412061 耙吸式挖泥船,10,2023/5/21,三、生产率计算,(一)耙吸船
4、挖、运、抛施工运转时间小时生产率计算,11,2023/5/21,挖泥船循环运转小时生产率,三、生产率计算,G-一次挖槽长度挖泥满舱装载载重量s-土质(天然)密度t/m3;W-当地水的密度,t/m3;q-舱容(m3),耙吸式挖泥船装舱施工的循环运转小时生产率与:空载航行时间、重载航行时间和抛泥航行时间有关。影响耙吸船生产率的主要因素是:土质、挖深、挖槽长度与运距。,航速:1Kn(节)=1n mile(海里)/h=1.852Km/h,(一)耙吸船挖、运、抛施工运转时间小时生产率计算,12,2023/5/21,(二)耙吸船挖、运、吹施工运转时间小时生产率计算,三、生产率计算,(二)耙吸船挖、运、吹施
5、工运转时间小时生产率计算,13,2023/5/21,三、生产率计算,式中:t3耙吸船吹泥总时间(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。,14,2023/5/21,三、生产率计算,(三)耙吸船挖边抛或旁通施工运转时间小时生产率计算,1、影响挖泥船时间利用率的客观因素风、波、雾、流、冰、潮、扰(7种因素)2、时间利用率计算,2023/5/21,15,挖泥船运转时间:耙吸=挖泥+溢流+运泥+卸泥+返航转头+上线 绞吸=挖前吸水+挖泥+挖后吸水=泥泵运转 链斗、抓斗=主机运转时间,四、时间利用率计算,(一)压力表(含真空表)(二)装载指示仪:耙吸挖泥船上
6、通常装有装载指示仪,自动记录疏浚土方装载量。,(三)差分全球卫星定位系统(DGPS),2023/5/21,16,五、耙吸式挖泥船主要疏浚仪器配置,船用卫星导航仪,自航纵挖式挖泥船,17,2023/5/21,1E412061 耙吸式挖泥船,空载航行到接近起挖点前对标定船位降低航速放耙入水启动泥泵吸水耙头着底增加对地航速吸上泥浆驶入航槽,耙挖泥沙。,六、耙吸式挖泥船施工工艺,六、耙吸式挖泥船施工工艺,1、装舱法施工(1)适用条件:有足够的水深和航行、调头水域及适宜的抛泥区。(2)装舱应达到最佳舱容:设有几档舱容或舱容可连续调节时,应根据土质选择合理舱容,以达到最佳的装舱量。合理舱容计算:,2023
7、/5/21,18,(一)施工方法,耙吸船选用的舱容与泥舱内的泥浆平均密度成反比。对于有舱容可调节的耙吸船在疏浚:淤泥、粉细砂及粉土时宜采用大舱容。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。,19,2023/5/21,六、耙吸式挖泥船施工工艺,1、装舱法施工(3)装舱应达到挖泥船载重量: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。(4)装舱溢流:应监视回淤影响,应符合环保要求。,(一)施工方法,1、装舱法施工(5)提高舱内泥浆浓度,增加装舱量:当疏浚粉土、粉砂、流动性淤泥等不易在泥舱内沉淀的细颗粒土质时,在挖泥装舱之前,应将泥舱中的水抽干、并将开始挖泥下耙时和终止挖泥起耙时
8、所挖吸的清水和泥浆排出舷外。即:装舱前清舱 结束后溢流加水下泥泵,20,2023/5/21,六、耙吸式挖泥船施工工艺,(一)施工方法,2、旁通或边抛施工,耙吸式挖泥船设有专门的旁通口,泥泵吸上来的泥浆经旁通口直接排入水中。这种方法称为旁通法。“边抛”是将吸上的泥浆,经过船上特设边抛管输送到离开船舷一定距离的管口再排入水中。,21,2023/5/21,(一)施工方法,边抛施工,下列四种情况时宜采用(1)当地水流有足够流速,可将旁通的泥沙携带至挖槽外,且疏浚增深较果明显大于旁通泥沙对挖槽的回淤时。(2)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
9、,再进行装舱施工。(3)在紧急情况下,需要突击疏浚航道浅段,迅速增加水深时。(4)环保部门许可,对附近水域的回淤没有明显不利影响时。,22,2023/5/21,2、旁通或边抛施工,(一)施工方法,2、旁通或边抛施工,(5)吹填施工 接岸管吹泥 系泊浮筒接水上管吹泥 喷射吹泥,2023/5/21,23,(一)施工方法,喷射,接岸管吹填,接岸管吹填,1、分段施工:什么情况下要分段?如何分段?按长度、水深、航行避让、合同工期要求。2、分层施工:什么情况下要分层?如何分层?按泥层厚度(浚深4米以上)、水深、合同分期要求。补充:分带(分条)施工:浚前水深不一、合同约定各段节点工期不一。,(二)施工工艺要
10、求,2023/5/21,24,工艺流程:,3、施工顺序,(1)浚前水深不足,船舶施工受限时,应选挖浅段,由浅及深,逐步拓宽加深。(2)泥层较厚、工程量较大、工期较长并有一定的自然回淤时,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,以使回淤在施工后期一并挖除。(3)单向水流时,应从上游开始挖泥逐渐向下游延伸。潮汐河口和感潮河段可利用落潮流的作用由里向外开挖。(4)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。(5)浚前水下地形平坦,土质为硬性黏土时,应全槽逐层往下均匀挖泥,避免形成垄,使施工后期扫浅困难。由浅入深、由上游至下游、先两侧后中
11、间,25,2023/5/21,(二)施工工艺要求,如何安排施工顺序?,4、其他工艺要求(1)采用横流或斜流施工时,应注意挖泥耙管和航行的安全。,2023/5/21,26,(二)施工工艺要求,六、耙吸式挖泥船施工工艺,(2)分段开挖或开挖局部浅段时,应采用往挖泥法施工。受水域限制,挖到终点后不能调头时,应采用进退挖泥法施工。(3)根据开挖的土质选择航速,对淤泥、淤泥质土和松散的砂,对地航速宜采用22.5kn;对黏土和密实砂,对地航速宜采用3 4kn。,六、耙吸式挖泥船施工工艺,4、其他工艺要求(4)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。对软土,应适当调高波浪补偿器的
12、压力,使耙头对地压力减小;(软土,耙头对地压力宜小)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。(硬土,耙头对地压力宜大)波浪补偿器压力的调节应先大后小。,2023/5/21,27,(二)施工工艺要求,波浪补偿器的压力调节,压力容器,2023/5/21,28,4、其他工艺要求(5)在有横流和边坡较陡的地区施工时,应注意观察耙头位置,防止耙头钻入船底而造成耙头或船体损坏。耙头下在水底时,挖泥船不得急转弯。,29,2023/5/21,六、耙吸式挖泥船施工工艺,(二)施工工艺要求,风流压角15度为高度警戒角度,密切关注下风流一侧耙具的安全,严防压耙;风流压角度20度为危险角度,尤其在浅
13、水区施工,应停用下风流耙。,1、耙头的功能挖、吸泥土。2、耙头疏松水底泥砂主要方式三种方式:冲刷、高压冲水、机械切削。3、耙头的分类(1)冲刷型耙头(2)挖掘型耙头,2023/5/21,30,(三)耙头的选用,六、耙吸式挖泥船施工工艺,(1)冲刷型耙头,(2)挖掘型耙,(三)耙头的选用,加里福尼亚耙头,六、耙吸式挖泥船施工工艺,2023/5/21,31,(三)耙头的选用,六、耙吸式挖泥船施工工艺,IHC活动罩式耙头,IHC威龙耙头,耙头活动罩承担着把耙头的挖掘、水力冲刷、泥浆混合与输送的工作。,2023/5/21,32,3、耙吸挖泥船各类耙头适用的土质:表61-3,应根据土质选用不耙头:挖淤泥
14、、淤泥质土、软黏土宜选用“IHC”耙头(挖掘型);挖松散和中等密实的砂选用“加利福尼亚”耙头(冲刷型);挖密实的砂土应在耙头上加高压冲水;挖较硬黏性土或砂土,宜在耙头上加切削齿或采用与推进功率相匹配的切削型耙头。,(三)耙头的选用,2023/5/21,33,4、耙齿(补充了解),尖齿用于破坏坚硬底质,耙齿受力面积小,易于入土但破土量小。,2023/5/21,34,(三)耙头的选用,扁齿(凿齿、板齿)用于挖掘散沙、粗砂等密实性不高的底质,如用此耙齿挖掘黏度较大的粘土,则其刃口应尽可能的窄,采用宽齿可提高破土量。,2023/5/21,35,4、耙齿(补充了解),(三)耙头的选用,犁齿犁型耙齿:一般
15、适应于粘土、亚粘土等。,2023/5/21,36,4、耙齿(补充了解),(三)耙头的选用,耙吸挖泥船:小结,37,2023/5/21,绞吸式挖泥船是水力式挖泥船。1、工作过程 根据土质安装绞刀绞松泥沙泥泵吸泥 排泥管输泥至卸泥区,1E412062绞吸式挖泥船,2023/5/21,38,一、基本原理,一、基本原理,(1)优点能够将挖掘、输送、排出和处理泥浆等疏浚工序一 次完成,能够在施工中连续作业。它是一种效率较高、成本较低、工程质量容易控制的挖泥船,能开挖的土质范围较广。(2)缺点抗风浪能力较差,不适宜在无屏障的开阔水域施工。排泥距离和排高大于挖泥船泥泵所产生的总水头时,如不采用接力泵就不能施
16、工。水下障碍较多时工效极低。,2023/5/21,39,2、绞吸挖泥船特点,船体、桥梁(桥架)、绞刀、绞刀马达、泥泵、定位装置(钢桩或三缆)、排泥管等。,2023/5/21,40,3、绞吸式挖泥船主要设备,1E412062绞吸式挖泥船,41,二、技术性能,1、主要技术参数: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。其中主要的挖泥设备是:绞刀、泥泵;,2023/5/21,42,增加挖泥深度,提高挖泥能力的技术措施是:将泥泵安装在船体尽可能低的位置;在绞刀架上安装潜水泵。,桥架作用是什么?固定作用长度决定挖泥深度重量对土壤的作用力的影响承受横移拉力,2023/5/21,4
17、3,2、应用领域适用工程:港口、河道、湖泊的疏浚工程,特别适合于吹填造地工程;适用土质:砂、砂质黏土、砂砾、黏性土等。,二、技术性能,1E412062绞吸式挖泥船,大功率带齿绞刀,黏土,三、生产率计算,绞吸挖泥船生产率包括挖掘生产率和泥泵管路吸输生产率,以两者中取其较小者代表其生产率。挖掘生产率主要与挖掘的土质、绞刀功率、横移绞车功率(绞刀前移距)等因素有关。(一)挖掘生产率,(二)泥泵管路吸输生产率,R:管路半径mV:管内泥浆平均流速m/h,2023/5/21,44,四、绞吸式挖泥船主要疏浚仪器配置,压力表(真空表)、浓度计、流量计、产量计、绞刀位置指示仪等。吸泥口堵塞时,仪表的读数变化情况
18、是:浓度表读数小、压力表读数低。五、绞吸式挖泥船施工工艺主要工艺流程:,开工展布是挖泥船挖泥开工前的准备工作,包括定船位、抛锚、架接水上、水下及岸上排泥管线等。,2023/5/21,45,(一)施工方法:横挖法施工,五、绞吸式挖泥船施工工艺,2023/5/21,46,2023/5/21,47,(一)施工方法,五、绞吸式挖泥船施工工艺,定位桩,钢桩定位装置,定位桩,1-2、单桩前移横挖法-避免了重挖与漏挖,48,2023/5/21,(一)施工方法,2、定位台车前移横挖法,1、双桩前移横挖法-存在重挖与漏挖,3、三缆定位横挖法,49,1-三缆柱 2-钢桩 3-右边缆 4-横移锚 5-横移锚缆6-挖
19、泥头 7-挖泥船 8-绞车 9-台车 10-左边缆,50,2023/5/21,4、锚缆定位横挖法,51,2023/5/21,(二)工艺要求,五、绞吸式挖泥船施工工艺,什么情况下需分条开挖?开挖宽度大于挖泥船一次开挖的最大宽度时,须分条开挖。如何分条?根据开挖方法、水流速度及水深情况确定分条宽度。,哪些情况需分段施工?如何分段?,(二)工艺要求,2023/5/21,52,53,2023/5/21,(二)工艺要求,顺流、逆流施工工艺分别适用于哪些施工方法?,哪些情况需要分层施工?如何分层?,54,2023/5/21,(二)工艺要求,五、绞吸式挖泥船施工工艺,边坡开挖示意图,5、定位与抛锚绞吸式挖泥
20、船如何定位与抛锚?/定位与抛 锚应注意哪些问题?(1)定位钢桩施工时,挖泥船被拖至挖槽起点后,拖轮应减速、停车,待船速消除后再下定位钢桩,抛设横移锚。移船时严禁在挖泥船行进中下放钢桩(2)锚缆横挖法施工时,应根据风流情况先抛设尾锚,或将绞刀桥架下放至水底定位,再抛设其他锚缆。(3)抛锚后应重新定位,校正船位,确认绞刀处于挖槽起点位置。,(二)工艺要求,2023/5/21,55,五、绞吸式挖泥船施工工艺,(三)绞刀选用,绞刀的作用:通过旋转切割水底土壤,使之变形而破碎,并使破碎的泥土(沙、石)与水相混合,送往吸泥口。,2023/5/21,56,五、绞吸式挖泥船施工工艺,绞刀吸入口,绞刀类型有:开
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