长江口三期工程施工技术难点及应对措施分析

长江口三期工程施工技术难点及应对措施分析
摘要：文章结合自航耙吸船“航浚4012”轮在长江口深水航道治理三期工程中的施工经验，分析施工过程中遇到的各施工区段土质差异较大、长江口流速较大、细粉砂难以装舱且易漏的问题，并从技术设备、施工方案、项目管理三个层面提出解决措施。

为日后长江口深水航道治理及其他疏浚工程提供一些借鉴和经验。

关键词：耙吸挖泥船；细粉沙；溢流；装舱量，顺水施工
长江口深水航道治理三期工程是在二期航道10 m水深的基础上，通过疏浚继续将航道加深至12.5 m，随着航道深度的增加，疏浚的难度也在加大，再加上长江口自身的一些特点，如航道水深、泥沙颗粒、回淤强度等，对疏浚船舶的要求也会提高，这就使得三期工程对疏浚船舶设备的工艺革新、方案组织有很高的要求。

1工程特点
我司中标长江口深水航道治理三期工程某标段，笔者作为项目管理人员随自航耙吸船“航浚4012”轮进驻长江口展开施工，在施工过程中发现长江口疏浚施工存在如下特点：
①工程量大且区段调换频繁，各区段土质差异较大,在前期施工过程中以细粉沙为主。

②通过一、二期工程建设，作为航道主要整治建筑物的双导堤和丁坝群已全面建成。

因导堤与丁坝作用的影响造成长江口流速较大，大潮汛尤甚。

③该工程施工进度考核只计装舱方量，且抛泥方量计算以抛泥前监理拍照为准。

针对这些特点，我轮在施工工艺、组织方案等方面做出相应调整，以提高施工效率，节约施工成本，增加产值效益。

2改进措施
针对施工区段土质多为密实细粉沙，难挖且不易装舱这一特点，提出以下改进措施。

2.1设备改进
①耙齿的改装。

密实细粉沙破土较难，为了增加破土能力，我轮把原有平头耙齿改装为尖头耙齿和平头耙齿组合或尖头耙齿和梨形耙齿组合的方式，增加耙齿破土能力。

为了保证耙头密封性，我们减少了小耙齿的长度，由25 cm改为
15 cm（小耙齿太长很难全部入土），并且不断更换小耙齿数量，组成不同的耙齿组合，观察施工效果。

②边板及耙唇的补/割。

原耙头边板下面形状为尖形，不能全部入土，耙头真空不高，为此我们多次修改边板形状，最后把边板下缘改为近似直线的圆弧状，耙头真空略有提高。

因我轮左右两耙头齿箱安装位置不同，我们根据两耙头不同特点，补/割两耙头耙唇高度，左耙头耙唇高度定为34 cm，右耙头耙唇高度定为32 cm，进而提高耙头真空，增加施工效率。

③溢流门的封堵及泥门限位的改进。

因细粉沙难挖且易漏，我轮漏泥现象明显，特别是在抛泥距离较远的情况下则舱内土方量明显下降，当去抛泥区航行时间>30 min时，4 500方舱容到达抛泥区只剩下4 000方左右，严重时下降到不足3 800方，吃水下降更为明显，而监理只签认抛入抛泥坑的土方，不计溢流及漏掉的土方，这就造成工程量的损失，对施工方极为不利。

针对这一现象，我方及时查找漏泥原因。

首先溢流门对溢流门进行排查，溢流门靠自重封堵，但由于船的摇摆和水压力，密封性不够，为此我们把溢流门用电焊封死，溢流只采用顶部溢流。

后来发现泥门也有漏泥现象，原本泥门关限位由钢丝连接，造成灵敏度不够，泥门稍微落下一点，舱容下降很快，显示土方有明显减少，但是船舶自动化管理系统泥门限位仍然显示关到位，造成操作人员误判。

为此我们把泥门关限位调到了泥门上方，调整该限位到合适位置，泥门稍一落下船舶自动化管理系统就会显示泥门未关到位，我们就可以通过泥门锁把泥门关好，有效改善了船舶漏泥现象。

2.2技术改进
①合理调整装舱闸阀，增加装舱量。

因为细粉沙粒径都很小，可以根据修正后的岗切洛夫公式对泥沙沉速进行计算，岗切洛夫公式如下：
层流区（D1.5 mm）
ω=1.068
由以上公式看出，泥沙沉速只与泥沙粒径及泥、水容重、动力粘滞系数有关，因此对于粒径某一特定范围内的泥沙来说，泥沙下沉深度与时间成正比关系，这就是说只要保证一定时间内泥沙不外溢，就可以促使泥沙沉积。

我们要求操耙手在溢流前只开舯装舱，确保船体平衡，而溢流后只开艉装舱，可以使泥沙水平运距增大，增加泥沙沉积时间，促使泥沙有效沉积。

②合理利用溢流桶，进行二次装舱。

在船舶掉头施工时，在泥浆沉积一段时间（即掉头时间）后，再次挖泥上线前，将溢流桶高度从原来的2.5 m下降至1.5 m，这样可以将上部浓度小的泥浆溢出，重新进行再次装舱，有效的增加了施工船舶的有效舱容，节约施工成本。

③充分利用计算机辅助决策系统，结合实际观察效果，调整船舶挖泥时各项参数。

根据计算机辅助决策系统分析，结合实际观察效果，我们把挖细粉沙时船舶航速控制在3.5节左右，波浪补偿器压力调节至32 kPa，开启高压冲水，转速控制在1 050转，根据水深不同，适当控制耙中高度，泥泵机转速控制在690转左右，在此状态下，施工效率得到优化。

经过以上改进，施工状况达到较好的效果，即增高耙头真空度，提高挖泥浓度，确保有效舱容，避免漏泥现象。

根据合理的设备改进和技术控制，有效地增加了船舶的装舱浓度及方量，也确保了单位时间内的产值最大化。

2.3长江口工程施工，受水流影响严重，大潮汛尤甚
大潮汛落水流速的相对速度可达4~5节。

最初我轮采用顺逆水往返施工，逆水施工时因水流流速过大只能单耙施工，对地航速不到2节，且挖泥浓度不高，严重影响船舶施工效率。

经过分析和研究，我轮提出顺水挖泥这一设想。

我轮由逆水挖泥改为顺水挖泥后，为避免顺水挖泥船速太快影响进舱浓度，我们采用加装小耙齿，调整大耙齿、调节波浪补偿器压力等多种手段。

这使我轮挖泥装舱效率得到了很大的提高，现将施工效果总结如下。

2.3.1保障了挖泥效率
由逆水挖泥转变为顺水挖泥后，船速控制在3~4.5节，顺水挖泥时未再出现船速低于2.5节的现象及和单耙施工的现象，保证了我轮的挖泥效率。

2.3.2节约油耗、降低成本
据3月7日至3月22日（逆水施工）统计，施工天为16 d，施工船次为170船，平均运距为7.92 km/船。

每天平均施工时间为9.23 h，航行时间为13.23 h，抛泥时间为1.14 h。

轻油消耗5.31 t/d，重油消耗11.54 t/d。

4月8日至18日（顺水施工）统计，施工天数为11 d，施工船次107船，平均运距9.13 km/船。

每天平均施工时间为9.25 h，每天平均航行时间为13.28 h，每天平均抛泥时间为1.07 h。

轻油消耗4.43 t/d，重油消耗9.71 t/d。

前后对比，轻油每天消耗减少0.88 t，重油每天消耗减少1.83 t。

明显降低了我轮的油耗，节约了成本。

2.3.3减轻了船体振动
由逆水施工转变为顺水施工后，船体振动明显减轻，举例：6月11日我轮于施工区段W30-6施工，由于流压太大逆水施工1船，当泥浆开始溢流时船体明显抖动，导致被子落地，挖泥控制台显示器抖动明显，后起耙掉头顺水施工，振动明显减轻，挖泥控制台显示器已基本不抖动。

原本船上很多设备经常因船体抖动过而降低了设备使用寿命，现在这一问题也因改为顺水施工得到了很好的解决。

2.4加强设备维护，提高操作人员技术水平，提升施工项
目管理水平
2.4.1与设备维护抢时间
长江口施工项目对我轮的设备使用考验很大，原本我轮每20 d靠泊养护一次，但由于该工程工期紧、任务重，船舶养护周期延长至3个月一次，这就要求船舶的周期性养护工作要在日常完成，所以我轮充分利用加油加水等补给时间对船舶机械设备进行养护，并严格执行日常检查养护项目，争取设备养护不占用正常施工时间，这样就保证了我轮的施工时间，施工进度也就有了保障。

2.4.2对相关操作人员的要求
相关人员要认真负责，担负起各自的岗位职责。

对相关人员要求如下：驾驶员要密切注意船速和船位的控制；抛泥时控制好船速、船位，符合项目部、监理部相关规定的要求；还要时刻关注、叮嘱操耙手；操耙手要时刻注意对耙深、闸阀、溢流桶及主动耙头的控制，并时刻关注泥泵真空、流速、浓度等各项参数。

在刚下耙挖泥时船舶吃水变化较快，所以要经常调整耙头角度，保证耙头密封性；施工员要经常关注耙头深度及相关人员操作，并对舱内泥土每天取样，关注土质变化，协助船长在土质变化时做出关于设备、技术及参数调整等方面的工作。

3结语
通过对自航耙吸船在长江口深水航道治理三期工程施工过程的研究，我们可以看出，船机设备作为一种施工工具，要想在某项工程中得到高效的应用，项目管理者必须先要了解该工程的技术特点、自然条件、限制因素，并在此基础上对船机设备做出相应的调整，才能使施工效率得到最大提升。

结合本标段的施工情况，善于类比多种不同的施工工艺、勇于对施工方案进行创新，加强对设备人员的管理是施工能够按时高效完成的关键，也为今后长江口深水航道治理及其他疏浚工程提供一些借鉴和经验。

参考文献：
[1] 李怡工.过渡区泥沙沉速公式的比较[J].南京:河海大学学报,1986,(3).
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