绞吸式挖泥船在黄河下游挖河疏浚中的应用

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1、绞吸式挖泥船在黄河下游挖河疏浚中的应用张立河(黄河水利委员会黄河河口管理局,山东东营257091)摘要:为了在黄河中能够利用绞吸式挖泥船进行挖河固堤,2001年下半年我们利用绞吸式挖泥船在黄河中实施动水开挖疏浚河槽。现在对挖泥船型号的选择、施工方法、效果及存在的问题作简单探讨。关键词:绞吸式挖泥船黄河应用 1防洪减淤  根据《黄河近期重点治理开发规划》(概要)基本思路,对防洪减淤的基本思路是:“上拦下排、两岸分滞”,控制洪水;“拦、排、放、调、挖”,处理和利用泥沙。  解决黄河的洪水和泥沙问题,必须采取综合措施。对于黄河下淤,“排”和“挖”尤其重要。“排”就是通

2、过各类河防工程的建设,将进入下游的泥沙利用现行河道尽可能输送入海。“挖”就是挖河淤背,加固黄河干堤,逐步形成“相对地下河”。通过综合治理,谋求黄河长治久安。2001年10月在黄河下游利用绞吸式挖泥船开始疏浚河槽。此次河道开挖上起黄河下游山东垦利义和险工,下至朱家屋子断面,长9.7km,设计开挖边坡1:5,底宽度150m,平均深度1.6—1.9m,纵比降为万分之一。该工程在设计中,采用绞吸式挖泥船开挖。1施工概况此次挖河施工中,共采用了3条挖泥船,分别为2艘120m3/h型绞吸式挖泥船和1艘海狸600型绞吸式挖泥船(表1)。表1挖泥船的性能参数序号船舶名称外型尺寸

3、m吃水深m管径m出口流量m3/h产量m3/h重量t总功率kw泥浆泵绞刀轴功率kw转速转/min轴功率kw转速转/min1120m32181.611200120121.53303304905517.567/h型绞吸式4002海狸600型20.155.721.511.140024004805046539066252342001年10、11月,大河流量相对稳定在100m3/s左右,平均水深3m,绞吸式挖泥船(以033#挖泥船为例)在本次挖河固堤施工中正常运转,施工工期共65d,实际运转52d,占总工期时间的80%,共完成挖河土方25万m3,按总工期时间计算工作效率为3

4、846m3/d;按实际运转时间计算工作效率为4800m3/d含沙量为230kg/m3,输沙距离4900m,挖河含沙量较高。海狸600型挖泥船共施工44d(实际有效工作时间)生产,占总工期的75%,生产台班108个,共完成土方10.2万m3,日产2318m3,一般含沙量为200-350kg/m3,台班产量944m3,台时产量118m3,在有效工作时间内挖河出水含沙量较高。施工中的挖泥船2施工方法挖泥船施工前,沿开挖河槽两岸各布置一条控制导线,各断面设立固定的醒目控制桩,并用不同颜色的彩旗定出河道左右开口线,以保证河道中心线偏移值不超过设计要求。在绞刀架杆上安装水尺

5、控制深度,随时观测并及时调整挖河深度。a、开挖方向的确定:为分析水流方向对挖泥船施工效率的影响,施工过程中分别进行了顺、逆流开挖试验,结果表明,采用顺流开挖挖泥船效率较低,含沙量约为7%—10%(体积比,下同),而逆流开挖效率较高,含沙量达10%~12%,最高达17%。并且在顺流开挖时,由于水流压力,水上输泥管线易打弯,施工受到一定影响;在逆流开挖时,管线畅通。7b、边坡开挖:设计开挖边坡1:5,根据疏浚施工技术规范,采用下超上欠的阶梯开挖法,自然塌落形成边坡,坡比接近1:4~1:6之间。c、开挖方式:由于绞吸式挖泥船的开挖半径受刀臂所限,加之浮体管道拖动较为困

6、难,因此只能采用分条开挖的方式。河道设计开挖底部宽度为150m,实际挖河宽度约为160m,而挖泥船的适宜挖河宽度为25—30m,所以在施工过程中分6条开挖。每条挖宽30m,每段长100m。采用下超上欠的方式开挖。条与条、段与段之间有2—3m的搭接宽度,避免遗留浅埂。1当施工区浚前水深不足,挖泥船施工受限制时,应先挖前段、由浅及深逐步拓宽加深,先行开挖子槽,其分条开挖布置方式如下图1:ⅢBBBⅡⅠⅣⅤⅤⅥ水上浮管当疏浚前水深不足时分条开挖布置图图12当疏浚前水深满足要求时,其分条开挖布置方式如下图2:BBBⅢⅡⅤⅣⅥⅠ水上浮管BBBⅢⅡⅤⅣⅥⅠ水上浮管当疏浚前水深

7、满足时分条开挖布置图图2d、开挖深度:挖泥船绞刀直径90cm,一次切土层厚约0.5m,根据断面土层厚度,分3~4层开挖,同时考虑到开挖过程中间回淤较严重,开挖过程中一般超过设计开挖深度0.5m7,以保证挖河深度满足要求。3搞好施工管理提高生产效率在施工中,我们发现制约挖泥船生产效率的关键因素为挖泥船的吸泥系统和挖泥土层厚度两个方面,主要表现为船挖中有过大的回淤量。挖泥船施工中,挖深一般按超挖0.5m进行施工,但在具体船挖施工中发现挖泥船下刀深度与挖深总有一定差距,顺流开挖时进尺数米后测量,其回淤厚度约30-40cm(比较下刀深度),逆流开挖时其回淤厚度达50-7

8、0cm,这就说明无论是顺

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1、绞吸式挖泥船在黄河下游挖河疏浚中的应用张立河(黄河水利委员会黄河河口管理局,山东东营257091)摘要:为了在黄河中能够利用绞吸式挖泥船进行挖河固堤,2001年下半年我们利用绞吸式挖泥船在黄河中实施动水开挖疏浚河槽。现在对挖泥船型号的选择、施工方法、效果及存在的问题作简单探讨。关键词:绞吸式挖泥船黄河应用 1防洪减淤  根据《黄河近期重点治理开发规划》(概要)基本思路,对防洪减淤的基本思路是:“上拦下排、两岸分滞”,控制洪水;“拦、排、放、调、挖”,处理和利用泥沙。  解决黄河的洪水和泥沙问题,必须采取综合措施。对于黄河下淤,“排”和“挖”尤其重要。“排”就是通

2、过各类河防工程的建设,将进入下游的泥沙利用现行河道尽可能输送入海。“挖”就是挖河淤背,加固黄河干堤,逐步形成“相对地下河”。通过综合治理,谋求黄河长治久安。2001年10月在黄河下游利用绞吸式挖泥船开始疏浚河槽。此次河道开挖上起黄河下游山东垦利义和险工,下至朱家屋子断面,长9.7km,设计开挖边坡1:5,底宽度150m,平均深度1.6—1.9m,纵比降为万分之一。该工程在设计中,采用绞吸式挖泥船开挖。1施工概况此次挖河施工中,共采用了3条挖泥船,分别为2艘120m3/h型绞吸式挖泥船和1艘海狸600型绞吸式挖泥船(表1)。表1挖泥船的性能参数序号船舶名称外型尺寸

3、m吃水深m管径m出口流量m3/h产量m3/h重量t总功率kw泥浆泵绞刀轴功率kw转速转/min轴功率kw转速转/min1120m32181.611200120121.53303304905517.567/h型绞吸式4002海狸600型20.155.721.511.140024004805046539066252342001年10、11月,大河流量相对稳定在100m3/s左右,平均水深3m,绞吸式挖泥船(以033#挖泥船为例)在本次挖河固堤施工中正常运转,施工工期共65d,实际运转52d,占总工期时间的80%,共完成挖河土方25万m3,按总工期时间计算工作效率为3

4、846m3/d;按实际运转时间计算工作效率为4800m3/d含沙量为230kg/m3,输沙距离4900m,挖河含沙量较高。海狸600型挖泥船共施工44d(实际有效工作时间)生产,占总工期的75%,生产台班108个,共完成土方10.2万m3,日产2318m3,一般含沙量为200-350kg/m3,台班产量944m3,台时产量118m3,在有效工作时间内挖河出水含沙量较高。施工中的挖泥船2施工方法挖泥船施工前,沿开挖河槽两岸各布置一条控制导线,各断面设立固定的醒目控制桩,并用不同颜色的彩旗定出河道左右开口线,以保证河道中心线偏移值不超过设计要求。在绞刀架杆上安装水尺

5、控制深度,随时观测并及时调整挖河深度。a、开挖方向的确定:为分析水流方向对挖泥船施工效率的影响,施工过程中分别进行了顺、逆流开挖试验,结果表明,采用顺流开挖挖泥船效率较低,含沙量约为7%—10%(体积比,下同),而逆流开挖效率较高,含沙量达10%~12%,最高达17%。并且在顺流开挖时,由于水流压力,水上输泥管线易打弯,施工受到一定影响;在逆流开挖时,管线畅通。7b、边坡开挖:设计开挖边坡1:5,根据疏浚施工技术规范,采用下超上欠的阶梯开挖法,自然塌落形成边坡,坡比接近1:4~1:6之间。c、开挖方式:由于绞吸式挖泥船的开挖半径受刀臂所限,加之浮体管道拖动较为困

6、难,因此只能采用分条开挖的方式。河道设计开挖底部宽度为150m,实际挖河宽度约为160m,而挖泥船的适宜挖河宽度为25—30m,所以在施工过程中分6条开挖。每条挖宽30m,每段长100m。采用下超上欠的方式开挖。条与条、段与段之间有2—3m的搭接宽度,避免遗留浅埂。1当施工区浚前水深不足,挖泥船施工受限制时,应先挖前段、由浅及深逐步拓宽加深,先行开挖子槽,其分条开挖布置方式如下图1:ⅢBBBⅡⅠⅣⅤⅤⅥ水上浮管当疏浚前水深不足时分条开挖布置图图12当疏浚前水深满足要求时,其分条开挖布置方式如下图2:BBBⅢⅡⅤⅣⅥⅠ水上浮管BBBⅢⅡⅤⅣⅥⅠ水上浮管当疏浚前水深

7、满足时分条开挖布置图图2d、开挖深度:挖泥船绞刀直径90cm,一次切土层厚约0.5m,根据断面土层厚度,分3~4层开挖,同时考虑到开挖过程中间回淤较严重,开挖过程中一般超过设计开挖深度0.5m7,以保证挖河深度满足要求。3搞好施工管理提高生产效率在施工中,我们发现制约挖泥船生产效率的关键因素为挖泥船的吸泥系统和挖泥土层厚度两个方面,主要表现为船挖中有过大的回淤量。挖泥船施工中,挖深一般按超挖0.5m进行施工,但在具体船挖施工中发现挖泥船下刀深度与挖深总有一定差距,顺流开挖时进尺数米后测量,其回淤厚度约30-40cm(比较下刀深度),逆流开挖时其回淤厚度达50-7

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