港航实务疏浚与吹填技术.ppt

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1、1E412060,疏浚与吹填工程技术,2023/11/3,1,1E412060 掌握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。疏浚工程分为基建性疏浚和维护性疏浚。基建性疏浚：，具有新建、改建、扩建性质的疏浚。维护性疏浚：为维护或恢复某一指定水域。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。,2023/11/3,2,挖泥船分类：,挖泥船,水力式机械式气动式,1E412060 掌握疏浚与吹填工程技术,2023/11/3,3,1E412061 耙吸式挖泥船,2023/11/3,4,2023/11/3,5,1E412061

2、耙吸式挖泥船,耙头功能：挖、吸，装上耙齿可耙松泥土。,耙吸船施工过程示意图,一、工作原理,1E412061 耙吸式挖泥船,(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。,2023/11/3,6,1、优点：(1)具有良好的航海性能(2)具有自航、自挖、自载和自卸的能力(3)在挖泥作业中处于船舶航行状态、不占用大量水域或封锁航道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。多用于挖掘淤泥和流沙，也能够挖掘水下黏土、密实的细沙。2、缺点：(1)船舶在航行和漂浮奖态下作业，挖掘后的平整差；(2)超挖土方较多。,二、耙吸船的特点,2023/11/3,

3、7,三、生产率计算,1E412061 耙吸式挖泥船,挖泥船循环运转小时生产率,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。案例：1E412061,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）,泥舱装载土方量,2023/11/3,8,1E412061 耙吸式挖泥船,四、时间利用率计算 1、影响挖泥船时间利用率的客观因素 强风及其风向情况，；风浪波高；浓雾；水流；冰凌；潮汐；施工干扰，；2、时间利用率计算：,2023/11/3,9,

4、五、耙吸式挖泥船主要疏浚仪器配置（一）压力表(含真空表)；（二）装载指示仪：耙吸挖泥船上通常装有装载指示仪,1E412061 耙吸式挖泥船,（三）差分全球卫星定位系统（DGPS）,2023/11/3,10,六、耙吸式挖泥船施工工艺,施工方法有：装舱(装舱溢流)施工法、旁通(边抛)施工法吹填施工法；挖泥采用分段、分层等工艺施工。,（一）施工方法 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）舱容计算：,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

5、容。,2023/11/3,11,（一）施工方法 1、装舱法施工-抛泥方式,舱底抛泥,六、耙吸式挖泥船施工工艺,艏吹,装舱法施工的适用条件？装舱法施工有几种抛泥方式？如何调节舱容？装舱溢流的作用与要求？,2023/11/3,12,2、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。适用条件（1）（4）,边抛法,耙吸船配有边抛管，可以进行边抛式抛泥。,（一）施工方法,2023/11/3,13,2、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,2023/11/3,14,（一）施工方法,艏吹,喷射,工艺流程：,1、分

6、段施工：什么情况下要分段？如何分段？按长度、水深、航行避让、合同要求。2、分层施工：什么情况下要分层？如何分层？按泥层厚度、水深、合同要求。3、施工顺序：由浅入深、由上游至下游、先两侧后中间,（二）施工工艺要求,2023/11/3,15,六、耙吸式挖泥船施工工艺,（二）施工工艺要求4、其他工艺要求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23kn；对黏土和中密以上的砂土，对地航速宜采用3 4kn。应根据土质和耙深，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，耙头对地压力宜小一些；密实(较硬)土质时宜大一些。波浪补偿器压力的调节应先大后小。,2023/11/

7、3,16,1、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,2023/11/3,17,（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,2023/11/3,18,（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。,2023/11/3,19,3、耙吸挖泥船各类耙头适用的土质：表61-2,应根据土质选用不耙头：挖淤泥、淤泥质土、软黏土

8、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,2023/11/3,20,1E412062绞吸式挖泥船,一、基本原理,2023/11/3,21,一、基本原理绞吸式挖泥船是水力式挖泥船中较普遍的一种。1、工作过程是：根据土质安装绞刀绞松泥沙泥泵吸泥(泥)排泥管输泥至卸泥区,1E412062绞吸式挖泥船,2023/11/3,22,一、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

9、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工。水下障碍较多时工效极低。,2023/11/3,23,2、绞吸挖泥船特点,二、技术性能,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；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。绞吸式挖泥船的适用范围：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

10、土、砂砾、黏性土等。,2023/11/3,24,三、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,2023/11/3,25,四、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、

11、水下及岸上排泥管线等。,2023/11/3,26,（一）施工方法,主要施工方法：绞吸挖泥船采用横挖法施工，分条、分段、分层、顺流、逆流挖泥。1、装有钢桩的绞吸挖泥船在一般施工地区，应采用对称钢桩横挖法或钢桩台车横挖法进行施工；2、在风浪较大的地区，装有三缆定位设备的挖泥船，应采用三缆定位横挖法施工；3、,五、绞吸式挖泥船施工工艺,2023/11/3,27,置于桥梁前部的左右边锚和锚缆,2023/11/3,28,（二）工艺要求,1、分条施工：(1)，绞吸挖泥船的最大挖宽一般不宜超过船长的1.11.2倍，(2)采用三缆横挖法施工时，分条宽度由船的长度和摆动角宜选用7090，最大(挖泥)宽度不宜大船

12、长的4倍。,五、绞吸式挖泥船施工工艺,2023/11/3,29,（二）工艺要求,2023/11/3,30,2、分段施工,什么情况下应分段施工？挖槽长度大于挖泥船水上管线的有效伸展长度时，。挖槽转向曲线段需分成若干直线段开挖时，。挖槽规格不一或工期要求不同，应按合同的要求进行分段施工。受航行或其他因素干扰，可按需要分段施工。,（二）工艺要求,2023/11/3,31,3、分层施工,什么情况下应分层施工？疏浚区泥层厚度很厚时应分层施工；当工程对边坡的质量要求较高时；当合同要求分期达到设计深度时；当挖泥船的最大深度在高潮时达不到设计深度，或在低潮时疏浚区的水深小于挖泥船的吃水或最小挖深时。如何分层？

13、分层挖泥的厚度，宜取绞刀直径的0.52.5倍，分层的上层宜较厚，。最后一层应较薄，。依据土质情况和挖掘设备尺度确定分层厚度。根据挖泥船吃水的最小挖深与潮水的涨落分层。,2023/11/3,32,4、顺流、逆流施工,在内河施工采用钢桩定位时，宜采用顺流施工；采用锚缆横挖法时，宜采用逆流施工。当流速较大的情况下，可采用顺流施工，并以尾锚以策安全。5、定位与抛锚定位与抛锚应根据风与流条件，严禁挖泥船行进中放钢桩,（二）工艺要求,2023/11/3,33,绞刀类型有：开式绞刀、闭式绞刀、齿式绞刀、冲水绞刀、斗轮式绞刀、立式绞刀等。,2023/11/3,34,（三）绞刀选用,适于挖掘硬质土、粘性土和密实

14、沙。,齿 形,2023/11/3,35,绞吸挖泥船各类绞刀适用土质：表2062绞刀选用注意事项：。,2023/11/3,36,（三）绞刀选用,（三）绞刀选用,五、绞吸式挖泥船施工工艺,适于清除河湖（水库）底部污染淤泥。,工作原理：利用上下鼓轮转动带动链节板使泥斗连续转动而自河底挖掘泥土。,1E412063 链斗式挖泥船,2023/11/3,37,一、基本原理,链斗式挖泥船是机械式挖泥船。工作原理：利用上下鼓轮转动带动链节板使泥斗连续转动而自河底挖掘泥土。主要挖泥部件有：斗桥、斗链、泥斗。二、技术性能链斗挖泥船均采用可变速装置，使之在挖泥作业中改变不同的斗速和切削力，以适应挖掘各种不同土质。衡量

15、该船技术性能的主要参数有：标称生产率、斗容、挖深等。链斗挖泥船适于在风浪小、流速小、能见度好的开阔水域施工。,2023/11/3,38,三、生产率计算(案例),链斗挖泥船的生产率简单算式四、辅助船舶的选配（一）泥驳（二）拖船（三）其他辅助船舶 五、链斗式挖泥船主要疏浚仪器的配置前移距指示仪泥斗转数指示仪下放深度指示仪GPS定位系统等,1E412063 链斗式挖泥船,2023/11/3,39,六、链斗式挖泥船施工工艺,链斗船挖泥装驳,泥驳航行至抛泥区,抛泥,泥驳返航至挖泥区,链斗挖泥船进点定位：顺流就位？逆流就位？,1E412063 链斗式挖泥船,2023/11/3,40,六、链斗式挖泥船施工工

16、艺,（一）施工方法：斜向横挖法、扇形横挖法、十字形横挖法、平行横挖法；,十字形横挖法,施工方法选择原则：斜向横挖：水域条件好扇形横挖：挖槽边缘水深小于挖泥船吃水十字横挖：挖槽宽度小于挖泥船长度平行横挖：水流流速较大,2023/11/3,41,（二）施工工艺要求,1、，对500m3/h链斗挖泥船挖宽宜为60100m，对750m3/h链斗船宜为80120m.23 自阅4、，分层厚度一般采用斗高的12倍，.5、链斗挖泥船宜采用逆流施工。6、链斗船作业时，一般布设6个锚，锚的抛设应满足下列要求：主锚的抛设位置：在挖槽中心线上。宜偏于泥层厚的一侧，或主流一侧，主锚抛设长度一般为400900m.尾锚抛设：

17、顺流施工时，应加强尾锚，并增加抛设长度。逆流施工时，尾锚可就近抛设或不抛设、抛设长度宜为100200m(已减少抛设长度)；,2023/11/3,42,边锚的抛设,逆流施工时，前边锚宜超前20左右，后边锚可不超前，当不设尾锚时，后边锚可抛设成八字形，顺流施工时，后边锚滞后15。（三）泥驳作业 一般双面泊驳，单面泊驳换驳方式有：吊艄换驳：适用于顺流挖泥夹绑换驳：适用于逆流挖泥绞驳换驳：适用于顺流挖泥专配靠驳拖轮：适用于逆流挖泥时，施工水域较窄。,2023/11/3,43,换驳方式,2023/11/3,44,1E412064 抓斗挖泥船,工作原理：通过抓斗插入泥层和闭合挖掘泥土。,2023/11/3

18、,45,一、基本原理,抓斗挖泥船属机械式挖泥船二、技术性能 优点：设备简单，(挖泥机械的)磨损部件少、(船舶的)造价低廉。抓斗挖泥船一般以抓斗斗容来衡量其生产能力的大小。三、生产率的计算 四、仪器配置五、抓斗式挖泥船施工工艺：流程图（一）施工方法：一般采取纵挖式施工。,2023/11/3,46,（二）施工工艺要求,1、分条、分段、分层施工工艺要求(1)什么情况下应该分条？分条宽度如何确定？(2)什么情况下应该分段？分段长度取多少？(3)什么情况下应该分层？分层厚度如何确定？2、其他工艺要求：见教材3、抓斗的选用(多选与单选),五、抓斗式挖泥船施工工艺,2023/11/3,47,1E412065

19、 吹填工程,一、吹填工程的主要程序：二、吹填工程施工方法：表065-1 三、吹填土方量计算,疏浚工程:以水下自然土方计算,包括超深 超宽和施工期回淤量。吹填工程:以吹填方换算成水下自然土方量计算,包括超填、固结、沉降和流失的土方量。,2023/11/3,48,四、吹填工程施工工艺要求（一）吹填区内管线布设 1、排泥管管线布置：应满足设计标高、吹填范围、吹填厚度的要求。2、排泥管线的间距应根据设计要求、泥泵功率、吹填土的特性、吹填土的流程和坡度等因素确定。各类吹填土的坡度：表065-2 34自阅,1E412065 吹填工程,2023/11/3,49,（二）分期、分区和分层吹填的工艺要求,1、当吹

20、填区水深满足耙吸挖泥船或泥驳的的满载吃水，并具有通航条件时，可采用水下抛填的方法进行水下部分填筑。2、吹填施工，什么情况下可分阶段完成？（三）不同土质的吹填施工艺要求：自阅,四、吹填工程施工工艺要求,1E412065 吹填工程,2023/11/3,50,（四）排水口的布设要求1、排水口的位置应根据吹填区地形、几何形状、排泥管的布置、容泥量及排泥总量等因素确定。2、，一般多布设在吹填区的死角或远离排泥管线出口的地方。34自阅5、排水口结构型式有：溢流堰式排水口、薄壁堰式排水闸、闸箱埋管式排水口、围埝埋管式排水口。,四、吹填工程施工工艺要求,2023/11/3,51,吹填围埝及排水口(水门)布置方

21、式,2023/11/3,52,2023/11/3,53,2023/11/3,54,2023/11/3,55,1E412065 吹填工程,当采用陆上吹填时，应做的准备工作有：选择吹填区、建造围堰、设泄水和敷设排泥管线。1、选择吹填区 挖泥船泥泵的吹程以内。泄水对周围无影响。有足够的面积，能容纳所挖的泥量。,吹填区容量：,扩展,2023/11/3,56,如分期分层吹填，围堰亦可相应分期、分层填筑，上层围堰坡脚在下层内坡上，且渗水的浸润线不应超出下一层的外坡脚。,顶标高：h=hT+hC+hA hT 设计吹填标高 hC 预留沉降量 hA 安全超高，内河取0.30.5m，海港取0.51.0m,1E412

22、065 吹填工程,扩展,2023/11/3,57,吹填区围堰,扩展,2023/11/3,58,1E412070 了解环保疏浚、疏浚环保的概念,1E412071 环保疏浚一、概述：环保疏浚的主要目的是清除(水体中的)污染底泥。疏浚施工过程对水体中的污染物迁移影响主要表现（1）水中污染物在水体中变化 机械迁移 物理-化学转化 生物性转化（2）抛泥和弃土过程中污染物的变化水体中吸附的污染物由水相转化为固相形成新的污染形态在抛泥区的氧化环境发生变化，形成污染物新的扩散条件和范围，可造成二次污染。二 三：自阅,2023/11/3,59,1E412071 环保疏浚,四、环保疏浚的技术特点环保疏浚与工程疏浚

23、的区别：表071-2主要特点是：疏浚泥层厚度薄，疏浚精度要求高，疏浚过程二次污染控制要求严格。减少弃泥二次污染的措施（1）采用化学或生物方法，将疏浚泥土变成不污染的陆域土地填充料。（2）将河底泥烧制陶瓷和粘土砖。（3）利用疏浚淤泥作为城市绿化材料。,2023/11/3,60,1E412072 疏浚环保,1、疏浚对环保的影响控制环节：应从疏浚现场、运泥路线、抛泥区三个环节确定其直接或间接影响的距离和范围。2、环境保护对疏浚工程设计的要求3、疏浚工程实施中的环保措施（1）耙吸挖泥船水下溢流；（2）运泥船、管线密封良好，防止漏泥；（3）疏浚区、泄水口设置防污帘；（4）吹填区泥浆采取物理、化学措施，加

24、强泥浆沉淀；（5）其他措施,2023/11/3,61,抛泥区选择,1、疏浚泥土抛置后，应不致再回淤至挖槽或附近的航道；2、应避免在养殖场、取水口等地区选择抛泥区，防止对环境产生污染；（12环保要求）3、抛泥区应有足够水深，使抛泥船能打开泥门正常抛泥；4、挖槽至抛泥区应有安全航道可通，在条件许可下挖槽至抛泥区的距离尽可能缩短，以提高工效；（34施工要求）5、尽量使所抛泥沙有利于维护挖槽稳定，改善航道，可用疏浚土填塞支汊、坝田及可能引起有害分流的尖潭等；6、用边抛法抛泥，应慎重研究水流的流速、流向能否将边抛的泥土带出挖槽及航道之外，尽量减少对挖槽及附近航道产生淤积。,扩展,2023/11/3,62

25、,主要根据水流流向以及水域的环境条件和水深，选择适当的弃泥区，符合以下要求：1、弃泥区纳泥量应与疏浚量相适应，即有足够的水深和水域面积。2、弃泥区应位于挖槽、港池、航道、锚地和水产养殖区的水流下游方向，以免产生回淤或影响养殖。3、疏浚区至弃泥区有较好的通航条件，且航程较短。弃泥区也要设导标或浮标。弃泥时，应先内侧，后外侧，依次弃泥，以免堵塞。,水下弃泥区选择,扩展,2023/11/3,63,小 结,挖泥船分类与工作原理各类挖泥船适应的工作条件生产率、时间利用率计算挖泥船施工工艺，工序安排挖泥船工作效率的影响因素吹填工程程序、施工方法、土方计量、工艺要求抛泥区的选择,2023/11/3,64,应试举例,2023/11/3,65,休 息,2023/11/3,66,