耙吸挖泥船航道疏浚工程水下挖掘垂直提升水平输送施工方案80页.doc
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2024-09-04
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1、耙吸挖泥船航道疏浚工程水下挖掘、垂直提升、水平输送施工方案编 制: 审 核: 批 准: 版 本 号: ESZAQDGF001 编制单位: 编 制: 审 核: 批 准: 二XX年X月目录第一章概述311耙吸挖泥船分类312基本配置313适用条件3第二章疏浚土质的分类421岩土的分类422疏浚岩土的工程特性和分级623耙吸挖泥船疏浚岩土的可挖性和管道输送的适宜性8第三章船舶和机具设备的选择1031工程条件的分析1032适用船舶的选择1133耙头耙齿的选择(耙头工作原理)12第四章耙吸挖泥船挖泥操作1841开工前检查1842上线放耙1943挖泥装舱2044起耙卸泥2045装舱理论21第五章耙吸挖泥船2、疏浚施工方法2351装舱溢流法2352旁通施工法2453吹填施工法2454三分法(分段、分带与分层)2555开挖顺序2656施工技术的选用26第六章检验施工质量和生产效率的方法和设备2861施工质量的检验方法2862耙臂位置指示系统3063吃水装载指示系统3164生产效率的计算方法3365泥泵产量计3966现场取样测试方法43第七章施工工艺参数的优化调整4571影响施工效率的主要因素4572参数调整的基本方法46第八章疏浚与环境保护4781疏浚活动对环境的影响4782与疏浚活动有关的环保法规5083减少环境影响的预防措施54第九章疏浚工程项目管理5791施工组织设计的编制5792现场施工管理63、693维护疏浚施工管理7394竣工验收77第一章 概述耙吸挖泥船是大中型自航、自载式挖泥船,于十九世纪50年代诞生于美国,100多年来不断发展。耙吸挖泥船既可在内陆航道施工,也可在外海施工,在疏浚工程中应用广泛。施工时利用耙头、高压冲水等装置进行破土、扰动,使疏浚土体疏松,与周围水体充分混合,形成泥浆;利用泥泵产生的抽吸作用,将泥浆装入本船的泥舱内,航行到深水抛泥区卸泥或吹填到陆地围堰。11 耙吸挖泥船分类耙吸挖泥船目前已迅速向大型化、高效化和智能化发展。现在最为常用的分类方法就是根据舱容来划分。应用较多的是按舱容量将其分为小型(5004000立方米)、中型(40009000立方米)、大型(94、00017000立方米)、超大型(17000立方米以上),目前世界上最大的耙吸船当属荷兰BOSKLIS公司的“WD FAIRWAY”号,在2003年完成扩容后,其舱容有23347立方米升至35508立方米。随着疏浚业及船舶制造业的发展,近年来,不断有大型、超大型的耙吸船下水,各公司的船只队伍也在不断扩张。12 基本配置一艘标准配置的耙吸挖泥船安装如下设备:一个或多个吸泥管,前端装有耙头,在疏浚的时候耙头和海床直接接触;一个或多个泥泵通过耙头吸取疏松的泥土;泥舱用于装载疏浚到泥土;溢流系统排除低浓度的泥浆;泥门或闸阀用于装卸泥舱中的疏浚土;吸泥管架用于耙管的收放;波浪补偿器用于调节船舶相对于海床5、的垂直运动。13 适用条件它的特点是抗风浪能力强,施工过程中不需其他船只的辅助,可自行完成疏浚、运送、排泥、吹泥等施工全过程,而且对其它船舶航行的干扰很小。耙吸挖泥船的诸多优点使它得到了很多疏浚公司的青睐,被广泛应用于航道的拓宽加深、维护、港池加深、路域吹填等工程项目中,是目前应用最广的一种挖泥船。第二章 疏浚土质的分类疏浚包括四个过程:水下挖掘;垂直提升;水平输送;疏浚土的处置或利用。其间所有的操作都是针对疏浚对象土来进行的。作为一名疏浚工作者,应该掌握疏浚土质的基本分类。21 岩土的分类疏浚工程土质应分为岩石类和土类两大类。岩石应为颗粒间牢固联结呈整体或具有节理裂隙的岩体。疏浚岩石主要根据6、其坚固性分为硬质岩石和软质岩石。此外,尚可按风化程度分为新鲜、微风化、中等风化、强风化、全风化;按成因分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩、变质岩;按软化系数分为软化岩石和不软化岩石。土类可分为有机质土及泥炭、淤泥土类、粘性土类、粉土类、砂土类和碎石土类,其类别由下列指标确定:土颗粒组成及其特征;土的天然含水量;土的塑性指标:液限、塑限和塑性指数;土中有机物存在情况。一、 岩石类疏浚岩石按新鲜岩石的单轴饱和极限抗压强度大于或等于30MPa者列为硬质岩石,小于30MPa者列为软质岩石。疏浚岩石分类见表2.1。二、 土类有机质土及泥炭是指含有大于或等于总质量5以上的腐殖质及纤维质,呈黑色或褐色并有臭味的土7、的总称。淤泥土类系指在静水或缓慢的流水环境中沉积,或伴有生物化学作用形成的粘性土,其天然含水量大于液限,天然孔隙比大于或等于1.0。淤泥土类根据孔隙比或含水量分为淤泥质土、淤泥、流泥、浮泥。淤泥质土还应根据塑性指数p17或10p17再划分为淤泥质粘士或淤泥质粉质粘土。粘性土类系指塑性指数大于10的土,按塑性指数大小分为粘土、粉质粘土。塑性指数的液限值是由76g圆锥仪沉入土中10mm测定的。粉土类系指粒径大于0.075mm的颗粒含量小于总质量的50,且塑性指数小于或等于10,粘粒含量大于或等于3,并小于15的土。根据粘粒含量不同,又可分为粘质粉土和砂质粉土。砂土类分别按粒径大0.075mm、0.8、25mm、0.5mm、2.0mm的颗粒含量大于总质量或占总质量的百分比定名为粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂。碎石土类分别按粒径大于2mm、20mm、200mm的颗粒含量大于总质量50的颗粒级配及颗粒形状定名为角砾、圆砾、碎石、卵石、块石、漂石。珊瑚碎块属于碎石土类。疏浚土的分类指标见表2.1。三、 混合土、层状土和残积土(一)混合土混合土系指粗细颗粒两类土呈现混杂状态同时存在,具有颗粒级配不连续,中间粒组颗粒含量极少,级配曲线中间段极为平缓等特征。定名时,将主要土类列在名称前部,次要土类列在名称后部,中间以混字连结。混合土应按其成因和不同土类的含量分为:淤泥混砂、砂混淤泥、粘性土混砂或碎石,并符9、合下列规定。淤泥和砂的混合土属海陆交互相沉积的一种特殊土,其中:淤泥混砂:淤泥含量大于总质量的30。砂混淤泥:淤泥含量大于总质量的10,小于或等于总质量的30。粘性土和砂或碎石的混合土,属坡积、洪积等成因形成的土,其中:粘性土混砂或碎石:粘性土含量大于总质量的40。砂或碎石混粘性土:粘性土含量大于总质量的10,小于或等于总质量的40。确定混合土时,还可结合土的颜色、密实度、强度等加以描述,例如:松散卵石混砾砂;坚硬的白色粉质粘土混粗砂;硬胶结粘土混砾砂。(二)层状土层状土是两类不同的土层相间成韵律沉积,具有明显层状构造特征的土。定名时,应将厚层土列在名称前部,薄层土列在名称后部,根据其成因及两10、类土层的厚度比可分为互层土、夹层土和间层土。备层土应符合下列规定。互层土:呈交错互层构造,两类土层厚度相差不大,厚度比大于1/3,例如粘土与粉砂互层。夹层土:具有夹层构造,两类土层厚度相差较大,厚度比为1/31/10,例如粘土夹粉砂层。间层土:常呈很厚的粘性土间有极薄层粉砂土,厚度比小于1/10,例如粘土间薄层粉砂。在确定层状土时,对具有互层、夹层、问层的土层,除分层的层理外,尚应综合土的层理特征,作出评价。残积土系指硬质岩石、软质岩石完全风化后,未经搬运而残留原地的碎屑土。其中花岗岩残积土常含有大于2mm的颗粒混杂于粘性土之中,具有孔隙比较大、液性指数较小、压缩性较低、遇水易崩解等特点。可按11、其大于2ram颗粒含量百分比分为:砾质粘性土:大于2mm颗粒含量大于总质量的20。砂质粘性土:大于2mm颗粒含量小于或等于总质量的20。粘性土:不含大于2mm的颗粒。22 疏浚岩土的工程特性和分级疏浚岩土应根据影响疏浚机具的挖掘、提升、输移、泥土处理等工序作业难易程度的工程特性进行分级。疏浚岩土工程特性指标应包括判别指标和辅助指标。判别指标着重考虑挖掘岩土的难易程度,并以此为主分析岩土性质状态,确定岩土分类级别。辅助指标则视施工工序要求结合分析,并用以辅助土的分级。一、 岩石类疏浚岩石的工程特性指标应以岩块的单轴抗压强度为判别指标,并将小于30MPa的岩石分为“稍强”和“弱”二级。对部分软质岩12、石、全风化和强风化岩石及珊瑚礁等相对较松软的岩石,可采用标准贯入击数测试判别。当单轴抗压强度大于或等于30MPa的岩石必须挖除时,应先行爆破、击碎等预处理。对于标准贯入击数30的疏浚岩石,应根据挖泥船的实有挖掘能力和施工经济性进行综合考虑,必要时,也可先采取爆破、击碎等预处理。疏浚岩石的工程特性和分级见表2.2。二、 土类有机质土及泥炭应以天然重度为判别指标。淤泥土类中的浮泥、流泥按其存在状态合并列为“流态”级别,其工程特性应以天然重度为判别指标。淤泥列为“很软”级别,其工程特性应以标准贯入击数和天然重度为判别指标,并以天然含水量、孔隙比、液性指数、抗剪强度、附着力为辅助指标。淤泥质土的工程特13、性与粘性土相似,归并于粘性土类。粘性土类的工程特性应以标准贯入击数和天然重度为判别指标,其中以标准贯入击数为主分为“软”、“中等”、“硬”、“坚硬”四种状态级别,并以液性指数、抗剪强度、附着力为辅助指标。粉土类中的粘质粉土其工程特性与粘性土相似,应归并于粘性土类,砂质粉土的工程特性与砂土相似,应归并于砂土类。砂土类的工程特性应以标准贯入击数和天然重度为判别指标,其中以标准贯入击数为主分为“极松”、“松散”、“中密”、“密实”四种状态级别,并以相对密度为辅助指标。砂土的级配良好状况应以砂土的不均匀系数及曲率系数进行评价。不均匀系数及曲率系数分别按下式计算:碎石土类宜以重型动力触探击数及密实判数D14、G为判别指标,分为“松散”、“中密”、“密实”三种状态级别。对埋深较大、土层厚度较大的碎石土宜以超重型动力触探击数测定其密实度,测定结果应换算成重型动力触探击数。对于粒径基本上属于块石、漂石为主的碎石土,当不便或无法有效使用动力触探击数测试时,可用密实判数区分其状态级别。碎石土的骨架颗粒含量及排列情况、充填物成份及填密情况、胶结性等,可用以辅助分析。碎石土的级配良好状况以砾石的不均匀系数及曲率系数进行评价。其计算方法与砂土类的规定相同。疏浚土类的工程特性和分级见表2.2。表2.223 耙吸挖泥船疏浚岩土的可挖性和管道输送的适宜性一、 耙吸挖泥船疏浚岩土的可挖性根据岩土类别及工程特性,将耙吸挖泥15、船疏浚岩土的可挖难易程度分为容易、较易、尚可、较难、困难、很难、不适合七个等级(见表2.3)。二、 各类疏浚岩土管道输送的适宜性当采用管道输送疏浚岩土时,对于容易堵塞管道和泥泵的大块石、胶结粘土,必须经破碎或排除后方可进行输送。各类疏浚岩土用于管道输送的适宜性分为很好、较好、尚可、较差、差、不适合六个等级(见表2.4)。岩土类别级别状态耙吸大3000m3小3000m3有机质土及泥炭0极软容易容易淤泥土类1流态较易较易2很软容易容易粘性土类3软容易容易4中等较易尚可5硬困难困难6坚硬很难很难砂土类7极松容易容易8松散容易较易较易9中密尚可较难较难10密实较难困难困难碎石土类11松散困难困难12中16、密很难不适合13密实不适合不适合岩石类14弱不适合不适合15稍强不适合不适合 各类疏浚岩土用于管道输送和填土的适宜性表 2.4耙吸挖泥船疏浚岩土的可挖性 表2.3 第三章 船舶和机具设备的选择耙吸挖泥船的选择和配备应根据施工土质、水域条件、自然工况、工程规模、泥土处理、现有挖泥船性能、工期要求及调遣等因素进行综合分析,采取经济合理的选配,这是关系到工程成败的关键。31 工程条件的分析耙吸挖泥船具有自挖、自装、自运、自抛的施工性能,部份耙吸挖泥船本身具有向陆上吹排泥沙的设备,能自行直接吹填。耙吸挖泥船抗风性较强、调遣方便,适合沿海、港口航道及内河开阔的深水航道、港池等水域疏浚作业,在航道中疏浚施17、工时,基本上不影响船舶正常通航。但对于相对挖泥船长度而言较小的狭隘水域,尤其是转角等部位,往往难以按照设计折线要求浚挖。现今普遍采用的边耙式耙吸挖泥船,更无法挖到直角相接或折曲较大的码头端角部。一、 施工土质耙吸挖泥船挖掘各类沙的疏浚生产效率差别悬殊。耙吸挖泥船疏浚淤泥和较松的砂土类极为容易,但很细颗粒的淤泥、粉砂在泥舱内难于沉积,不易达到满载。硬粘土和密实砂土类挖掘较为困难。挖掘贯入击数N10的土类较为容易,挖掘N1530的土类较为困难,N30的土类很困难。二、 自然工况 气象条件()风:在狭窄区域施工船舶操纵困难。()雨:一般情况下影响不大,如下暴雨使河水暴涨,流速增加,水位升高影响施工。18、()雾:对施工最为不利。()温度:对机械的工作效率都有影响。 水温条件()风浪与涌浪:对挖泥船平衡的影响,对挖泥船施工效率和船舶能否正常留在施工现场关系极大。()水流:流速、流向对挖泥船安全施工关系极其重要。流速小于2m/s,挖泥船施工较为安全。水流过急则施工困难。三、 水域条件挖深在施工现场有两个重要的水深值要特别注意,即浚前最大水深和浚后最大水深。因为耙吸挖泥船必须通过挖泥区,其满载吃水必须小于挖泥区的最浅水深,对于已成槽部分进行施工挖泥时,其低潮位时水深必须满足船只吃水的要求,其中还应考虑由于溅落溢散回淤而进入业已施工地段的疏浚土。对通往施工现场的航道以及对施工现场与抛泥区之间航道必须加19、以检查,以保证所有空载挖泥船能进入施工现场和保证满载挖泥船能通过到达抛泥区。挖泥区的长度挖泥区的长度对在疏浚施工中需通过疏浚现场的挖泥船来说十分重要。耙吸挖泥船通过现场的长度越短,则用于调头时间越多,挖泥时间少,一般来说不足500m的现场都可以认为是限制性的。挖泥槽的宽度自航耙吸挖泥船所要求的宽度应满足在结束一次挖泥过程时能调头。如果船艏装有横向推进装置,所需的最小宽度就可以相应减少。四、 人为因素局部交通影响:在施工现场航行船舶要通过航道(特别是维护性疏浚)要让出航道,影响施工。时间的限制:常与潮汐有关例如施工现场或抛泥区,在低潮时变浅使施工船舶不能进入。施工现场水域面积的限制:例如现场有水20、工建筑在施工或爆破等影响等而影响挖泥船施工。环境保护的限制:例如挖泥和溢流可造成的混浊度;溢流在水中形成的密度层,疏浚过程中对动植物的损害,而影响挖泥船施工。32 适用船舶的选择在收集到施工区自然条件及施工组织条件、泥土处理方法后,根据工程量,应选择能保证完成该任务的挖泥船。如挖泥船选择不当,不仅增加费用,而且还有可能损坏机具或不能完成任务,因此在选择主体挖泥船时应考虑以下几个原则:挖泥船的性能:在选择挖泥船时,必须掌握每一类挖泥船的主要性能包括:船长、宽、深、吃水、动力、泥泵、性能航速;挖泥船所限制的最小、最大和最有利的挖泥厚度;船只抗风能力;以及在各种工况条件下的生产率与所承担的施工任务是21、否相适当。挖槽的尺度:即挖槽的宽度和挖槽内的水深。对土质的适应性:各类挖泥船都有它最合适的适应土壤,土壤对挖泥船生产效率关系很大,因此对施工区域土壤物理力学性质、范围、各层土壤厚度是十分重要的,以利选择合适的挖泥船。抛泥区:要考虑抛泥区内水深、流速、风浪、冰冻和船舶调头区的水域等情况,其容量是否与挖泥量相适应。工作量和工作时间:挖泥船的生产能力和工程规模要求是否相适应,并应考虑船舶设备利用率和工程的经济合理性,对工程量较大的河口浅滩和进港航道一般选用自航耙吸挖泥船。总的来说,在各类挖泥船中,耙吸挖泥船的优点是在通航水域施工,对过往船只影响最小,在单船独立施工作业能力方面,耙吸挖泥船独立性最好,22、在远距离抛泥方面,耙吸挖泥船也是最好,缺点是其挖槽平整度较差,船型越大,槽底深浅差也越大。33 耙头耙齿的选择(耙头工作原理)耙头是耙吸挖泥船用来吸取泥浆或泥沙的管路的最前端设备,是自航耙吸挖泥船的破土工具,被称为“吸泥之口”。因原理与形状似钉耙而得名。由于各工程施工土质的多变性,耙头挖泥性能的好坏直接影响耙吸挖泥船的生产效率,国内外疏浚业都高度重视耙头的研究和开发。在耙吸挖泥船发展过程中,耙头的发展演变与耙吸挖泥船的能力提高息息相关,即使在耙吸挖泥船自动化程度非常高的今天,耙头的持续改进仍然是疏浚能力提高工作中重点研究关注的对象。随着耙吸挖泥船的不断发展,耙头的型式也将持续不断地改进和更新。23、耙头必须能够破坏粘在一起的各种类型土的连接,挖掘过程通过水力方式、机械方式或两种方式来共同完成。经过自航耙吸挖泥船的生产效率与耙头结构型式的研究深化,耙头挖泥的理论得到了不断发展,近年来用耙齿切削和高压冲水切割、液化的综合疏浚理论代替了以冲刷为主体的传统理论。在传统的冲刷理论指导下加利福尼亚耙头设计了加长的耙罩周长,用以增加参与冲刷的周边长度,提高疏浚效果。同样以现代“切削”理论为主体的指导思想要求下,设计了挖掘型主动耙头,即耙罩可以在遥控(自动或手动)条件下主动调节耙罩的对地角度,使其获得合理的耙齿切削角、合理的高压冲水角和合理的耙罩对地夹角,从而形成最佳的夹角组合,减少疏浚功率,提高泥浆浓24、度,提高疏浚效率。现代耙头(Vasco da Gamma) 图3.1一、 耙头的分类一百多年来,随着耙吸挖泥船的不断发展,国外耙头的开发研制也出现了众多型式,从1908年最早投入使用的弗路林钩型耙头(Frunling)开始,出现了阿姆勃劳斯鞋型耙头(Amborse)及1947年通过改进后的加里福尼亚型耙头(Californa),1960年后形成系列化的荷兰IHC标准耙头,其他还有文丘里型耙头(Verturi)和前联邦德国OK系列耙头等。目前,耙头疏松水底泥砂主要有三种方式:第一种方式是冲刷,通过泥泵运转使耙头内腔产生真空,与外围产生压力差,耙头周围的水通过耙头与河床接触的缝隙中进入耙头内,通过25、缝隙瞬间产生的高速水流冲刷带动起吸口周围的泥砂,这种方式主要是充分利用离心泵产生的真空作用,在挖掘淤泥、松散砂时十分有效。第二种方式是高压冲水,利用船舱内高压冲水泵提供的压力水经管路到耙头水箱内,再由底部一排喷嘴射出,密实的疏浚土在高速水柱的作用下被切割、液化,使泥砂夥粒松散,在耙头真空作用下被吸入泥泵,这种方式主要针对密实性细砂、粉细砂。第三种方式是机械切削,安装在耙头底部的耙齿依靠耙头在水下重量将耙齿插入土中,在挖泥拖曳时如同机械切削原理将耙齿前部的泥切削、剥离,与水混成泥浆被吸入泥泵,这种方式主要针对粘土、亚粘土。(一)冲刷型耙头以IHC淤泥耙头和加利福尼亚耙头为代表,主要依靠冲刷原理进26、行疏浚,泥泵消耗部分功率吸入大量的水,泥浆浓度低,产量低。随着疏浚业的发展,现在这些耙头也可以装配高压冲水冲刷型耙头 图3.2(二)挖掘型耙头以IHC新型耙头为代表,主要依靠耙齿切削泥砂和高压冲水疏松泥砂进行疏浚,可提高泥浆浓度和产量。挖掘型耙头 图3.3二、 耙头结构、功能(一)耙头总体结构由下图可知,现代标准耙头主要有二部分构成:固定体固定体为钢板电焊结构,端部为圆形、安装有法兰,可与耙吸管连接,另一端为带有轴孔的矩形,用短轴与活动罩铰接。固定体从方到圆过渡,减少泥浆紊流和阻力损失。固定体外侧焊有筋板,确保强度。固定体下部为水箱。靠舷侧安装防撞橡胶,防止风浪作业中与船体碰撞。固定体无预倾角27、度,在最大挖深时耙吸管与海底平面成45夹角。活动罩活动罩用钢板电焊结构成门字形,后部有轴孔,用短轴与固定体铰接,可以摆动50,活动罩下部左、右二侧设耐磨钢板,挖泥时防磨挡板深深压入土中,阻止被高压冲水扰动悬浮的泥砂向二侧逃逸,头部焊有特厚钢板做为横梁,不仅加强了活动罩的结构,还可作为耙齿的安装座。活动罩喉部安装格栅,有效阻止大粒径的石块、杂物进入耙管,确保安全。活动罩用轴销与本体连接,如下图所示为连接处的轴销,主动式耙头则可通过液压缸的控制来调节活动罩角度。在可活动的活动罩和本体中间的连接部通常用橡胶密封。这可以防止浑水的进入,减少由其夹带的泥沙造成的磨损。耙头侧视图 图3.4 (二)耙头其他28、细部结构耙头其他部件有吸泥口、格栅、短轴、耙齿、高压冲水喷嘴和拉杆销轴等。吸泥口耙头的最下端与河床接触,挖掘的泥沙由此被吸进。吸泥口的面积取决于吸泥管,一般是吸泥管的三倍。格栅耙头内的格栅 图3.5在吸泥口下面开口面装有格栅,用以防止较大的杂物吸入泥泵导致泥泵损坏(如大石块、不规则金属块等),格栅矩形孔边长尺寸应比设计通过泥泵杂物的尺寸小10%。如图所示中间部分就是设置在“新海龙”轮耙头内部的格栅,不同类型的耙头,格栅的安装位置略有不同。短轴短轴二根,用于连接活动罩和固定体,外面配耐磨开口衬套,确保摆动平稳。高压冲水和喷嘴新型的耙头都设置了高压冲水管路及出水口,管路与船内高压冲水泵相连,冲水泵29、运转后将高压水流送至耙头,用以提高产量。在抛泥时也可利用高压冲水对泥舱进行冲洗,有助于彻底抛净泥沙。引水窗活动罩上的引水窗 图3.6在耙头活动罩上设有一引水窗。在挖掘淤泥等土质时,为防止耙头被闷堵,则可打开引水窗,使挖泥作业作业正常进行。 耙齿耙齿图3.7可增加破土能力,提高泥浆浓度。耙齿有固定或可拆换两种。如图所示所示为装配在“新海龙”轮耙头上的可拆换式耙齿,该轮还将高压冲水出口设置在了耙齿处(耙齿中心出水孔),可使高压冲水均匀作用在泥土表面,针对不同土质有选择性的使用,有助于提高产量。拉杆在耙头活动罩和固定体之间采用连杆插销结构,拉杆还设有宽度70的槽,利用该活动槽可使得耙头活动罩依靠自重30、与泥面良好贴合,以适应挖掘淤泥等松软土质的要求。橡皮靠垫装在耙头内侧靠近船舷一边,其主要作用就是在耙头产生横向摆动时保护船舷板。避免耙头与船体“硬碰硬”,导致二者损坏。在耙头两侧都安装防撞橡胶,则该耙头既可在左侧,也可在右侧使用。橡胶护垫 图3.8三、 其他耙头淤泥耙头图 图3.9淤泥耙头专为疏浚淤泥和软粘土设计的耙头。当推进装置传给它需要的力,淤泥被推入耙头。主动耙头耙头上装有液压驱动的滚筒,上面装有切削工具,能够切削坚硬的淤泥和密实的沙。这种耙头的缺点是会带起海下电缆和电线。文丘里耙头 图3.11主动耙头 图3.10 文丘里耙头该耙头形成的液体流场比IHC耙头和加利福尼亚耙头要好,产量更高31、。这种耙头的优点是在整个耙头上压力不一样,导致有较高的吸力。4威龙耙头“新海龙”主动耙头 图3.12威龙耙头 图3.13 四、 耙齿的使用根据船舶使用的耙头,选配耙齿。为了合理、安全地使用耙齿,在使用中应注意以下问题:对于软粘土及松散的或具有粘性的砂质土有较好的挖掘效果,对于淤泥及较密实实质土不适用,加高压冲水较好。耙齿形状、尺度、数量和排列要合理。要有适当的切刃、切削角和背隙角。耙齿切刃的切削力要小而切量要大故齿宜小,数量不宜过多。齿的位置尽量少影响流通道路面积。耙齿的排列以各齿的挖迹不重复和便于吸入为准。耙齿的高度:()要使耙齿入土深度不会造成过大阻力而影响航速;()有适当的吸人缝隙,既不32、影响泥土的吸人又不使进水过多;()应注意耙齿愈高危险性愈大,水力挖掘效果越差。挖泥时推进主机要使螺旋桨产生足够的推力以克服在一定的流速及挖泥对地航速下的耙头、耙吸管和船体的阻力。必须使耙吸管的结构强度与加齿后的挖掘相适应。最好在耙头上考虑加装安全措施以防耙齿突然碰到障碍物或硬质土、岩石等造成重大事故,如采用过载破断销(片)、耙头附加应急吊耙钢丝绳及示位浮标(以回收脱离海底的耙头)等措施。耙齿强度低于耙吸管系统的最薄弱环节。应注意比较加齿耙头与不加齿耙头的技术经济性、有关设备运行状况。记录施工条件(包括土质)。第四章 耙吸挖泥船挖泥操作虽然各艘耙吸挖泥船在硬件组成、控制系统参数等方面存在差异,但33、就施工控制流程来讲都是一样的。耙吸船整个施工过程主要可分浚前检查、下耙、装舱、起耙和抛泥(卸泥)五大部分。41 开工前检查开工前检查工作分为两部分:甲板管路和闸阀的检查和耙臂的检查。此项工作一般在船舶行驶过程中(重载至卸泥区以及轻载返回施工区)由施工操作人员完成,为正常施工做好准备。一、 甲板管路和闸阀的检查甲板上液压管、封水管、空气管、排泥管以及闸阀是否完好;耙臂三管、A字架下方位置有无障碍物,如发现应及时排除。对挖泥设备活络部位进行加油,对波浪补偿器进行检查,油位是否正常。甲板上的输泥管路 图4.1二、 耙臂的检查耙臂在水下工作,虽然设备涂有防护漆层,但长时间受海水浸泡和腐蚀,还是会有受损34、情况发生。弯管此处结构较复杂,主要检查以下方面内容:弯管小车滑轮及导轨上是否有杂物,浸水滑轮磨部件(轴销、衬套等)的磨损程度;弯管滑块和弯管滑槽内是否有润滑油;高压冲水管、泥管及法兰螺丝是否有裂开和松动现象;弯管各传感器、电缆线(如到位指示传感器)有无损坏;波纹软管是否有断裂,其法兰接口是否完好;弯管与泥管连接耳襻及轴销磨损情况及轴销螺栓是否有松动;伺服架活动部件(连接耳襻及轴销)磨损情况及轴销螺栓是否有松动以及电缆线、空气管、液压管是否磨损或漏气漏油。中间管耙臂 图4.2浸水滑轮磨损部件(轴销、衬套等)的磨损程度;高压冲水管、泥管及法兰螺丝是否有裂开和松动现象;万向接头连接耳襻及轴销磨损情况35、及轴销螺栓是否有松动;波纹软管是否有断裂,其法兰接口是否完好;耙臂传感器、电缆线有无损坏。耙头耙头 图4.3耙头在施工过程中处在水下,且要接触地面,其受到的磨损和冲击也是最大的。主要检查:耙头本体部分及活动罩是否完好无变形;各组成部分相接处是否接合良好,是否有裂痕;耙头的易耐磨部件(如底面的拖板、格栅)的磨损情况;耙齿是否有松动及被磨损;耙头内的高压冲水管及喷嘴是否完好,耙头内部是否有异物卡住;耙头内侧橡胶防护垫部件是否完好;设置于耙臂上的传感器是否有损坏现象;液压式主动耙头还须查看液压部件及管系是否存在问题。若发现检查项不符合施工要求,须及时修理、更换。待一切正常时,拔去耙臂三管A字架的制动36、插销(空气搭钩),将耙臂从搁置收至高限位,耙臂提升设定的高度(到位指示已确定均到达限位)。控制吊架液压开关放将三管A字架同步推出至舷外。42 上线放耙到达指定施工地段后,驾驶员控制好船速、船位,下达下耙指令,浚工一水重复命令。并根据水位遥报仪提供当时水位,通知耙头下放深度。推架子 图4.4操耙一水接指令后下耙,待弯管放到吸入口告知浚工一水,浚工一水即启泥泵,将转速逐渐调节到正常转速。然后通知操耙一水将耙头下放至控制深度处。根据DGPS定位,距挖泥船上线还有500米时,浚工一水指令将耙臂放到弯管吸入口,下放过程中要求耙头先下水,弯管最后下水,三管与水面约成一个10-15度左右的斜度,以致空气从弯37、管处排出。待弯管到达吸入口之后要报告驾驶员浚工员以利船舶加速,浚工一水启动泥泵。吸口到位过程示意图 图4.5泥泵启动后就将耙头下放着地,根据水深情况要把握好耙头下放速度,接近泥面时要缓速下降,避免因底质硬、船速快耙头受到冲击而损坏耙头,以及因泥质松软耙头插入泥层过深导致真空度过高,进而产生闷泵现象。在施工中按指令操耙作业,随时注意耙头、耙臂、钢缆的状态。观察泥浆浓度指示器,待泥浆浓度上升至稳定后,开始装舱,打开进舱阀,待全部开启后,关闭旁通阀。 耙头着地过程示意图 图4.643 挖泥装舱泥浆装舱过程占用整个施工流程的大部分时间,也是其中最重要的一个环节。在泥浆装舱过程中,操作人员应着重注意以下38、几方面:根据泥舱具体配载情况, 防止前后或左右配载不均,确定是否选择开启分流门。正确控制真空度,在确保施工质量的前提下,随时调整耙头深度,保持最佳泥浆浓度与流量(要求定深除外)。在施工中为确保安全及施工质量,操耙一水可向值班驾驶员提议变更航速的要求,有横流或船原地单耙接地调头时应随时调整耙头深度,避免耙头压入船底或中间泥管绕性接头弯角过大,发现异常立即报告驾驶员及浚工一水。正确操纵耙臂,根据不同土质控制波浪装置上下范围,中间泥管绕性接头弯度不超过20度。44 起耙卸泥驾驶员根据各班施工地段或装载量的要求下达起耙指令,并放慢航速,注意控制船位和艏向,待耙头离开水面后即进入赴抛泥区或吹泥位置的航行39、。当操耙手接到起耙命令时可将耙头、泥管升起,处于同弯管平行位置。浚工一水接到起耙指令后,打开旁通阀,关闭进舱阀,操耙一水同时将耙头三管收到弯管吸入口水平位置,浚工一水即将泥泵转速降低,待打出清水后,脱开离合器。如果使用了高压冲水,还须停止高压冲水, 待泥泵和高压冲水泵完全停止并稳定后,通知操耙手起弯管。当浚工一水下达起弯管时,操耙手方可起动弯管绞车,做到弯管先起,泥管随之,耙头最后,将管子中的水排除掉。根据离抛泥区或吹泥位置远近决定是否通知泵舱停止泵机运转。操耙一水将耙头收到水面或上架检查;驾驶员操纵船舶保持一定航速,与到大风浪、涌浪的海况时,要使船舶顶住风浪,最好与涌向成90度交角,防止船舶40、横摇,损坏耙臂设备。浚工一水应在船舶航速未提高之前确认舱内涌高流去后即读重载吃水(或排水量),并根据土方计量表填报土方并计算溢流方;浚工一水检查抛泥或吹泥系统是否正常。卸泥即将舱内泥沙排出船外,具体的方式有舱底卸泥、边抛卸泥、船艏吹/喷泥等,根据不同的工程及船舶情况,选择不同的卸泥方式。舱底抛泥舱底抛泥 图4.7这是最常见的卸泥方式,绝大多数耙吸船均设有舱底泥门,通过液压控制可以开启泥门,舱内的泥沙在自身重力作用下会流出泥舱逐渐沉积至水底。采用此种抛泥方式,在水深条件满足时,应尽可能将泥门全部打开,这样可以节省抛泥时间,有利于施工进度。同时,还可以避免由于泥浆中存在的某些大型物体,如石块、木头41、废钢铁等夹在泥门和门框之间,将泥门部件损坏,或降低其密封性。配有泥舱高压冲水的耙吸船,还可应用高压冲水进行舱内冲洗,使淤积的泥沙尽可能全部抛净。边抛抛泥有些耙吸船配有边抛管,可以进行边抛式抛泥,可以根据需要将管口转动到任何一舷侧。这种施工方法的最大优点是节省装舱施工必须往返航行抛泥的时间,从而得以增加挖泥时间,比较适合于突击性局部增深的疏浚。如图所示为边抛施工情况,外伸部分即为边抛架。此种方法现在已很少应用,新建耙吸船也很少再配备边抛架。边抛施工 图4.8 吹填抛泥随着船舶设备技术的发展,新建的大型耙吸船在舱容量、泥泵功率等各方面都有了很大的提高,很多大型耙吸船都配备了吹泥管路,可通过泥泵直42、接将舱内泥浆吹填至施工区(如吹填陆地工程等)。最常见的有艏吹和艏喷两种方式。()艏吹艏吹抛泥时,将水上排泥管接头与船上的吹泥管接头(大多设置于船艏)连接,并将疏浚管路和闸阀设置为船艏吹泥的状态,启动泥泵后,舱内的泥浆就会在泥泵的作用下通过小泥门被输送到吹泥管路内,并通过船艏接口进入外部排泥管,进而被输送到吹填区域。如图所示为大型耙吸船在进行艏吹施工的情形,随着船舶机械设备的发展,耙吸船在吹填距离、施工效率、经济性方面均不断提高,艏吹施工 图4.9甚至超过很此种多大型绞吸船和专业吹泥船。方法也越来越多地被应用在各施工现场。()艏喷艏喷施工 图4.10与船艏吹泥不同,喷射吹泥不需要连接外部管路设备43、,泥浆会通过管路与船艏吹泥不同,喷射吹泥不需要连接外部管路设备,泥浆会通过管路被输送至船艏处,在管路出口处接有一段口径逐渐减小的渐缩管,在施工时,泥浆朝船前斜向上方喷出,根据设备情况不同,喷出距离也不同,大概有3080米不等。有的船只还配备了旋转喷口,泥浆可向船艏斜向甚至侧向喷出。此种方法被广泛应用于短距离吹泥的施工现场。45 装舱理论如下所示为一个典型的挖泥循环图,横轴为时间,纵轴则表示挖泥船的装载量。图中实线A-B-C-D-E-F-G-A代表了实际中通常发生的正常装载情况,条件是泥沙能够迅速较好地沉淀。AB: 泥浆达到溢流面的装舱过程BC:继续装舱并开始溢流,直至达到最大允许装舱量CD: 44、将舱面余水排出舱外DE:重载航行至抛泥区EF:代表卸泥过程FG:将舱内余水抽取出泥舱GA:空载航行至挖泥施工区由于土质沉淀情况、航行时间、卸泥方式等方面的不同,曲线形态可能有所区别,但总体流程基本符合下图。挖泥循环周期曲线图(Tc为一个时间周期) 图4.11第五章 耙吸挖泥船疏浚施工方法51 装舱溢流法装舱溢流法是耙吸挖泥船最常用的主要施工方法。要有适应装载吃水、航行、调头的必要水深与水域,以及适宜的抛泥区。作业时,挖泥船在挖槽内开挖,将泵吸泥浆装入泥舱。耙吸挖泥船的额定泥舱舱容系指该船没计最大舱容,也是正常施工条件下应该充分利用的舱容。泥舱载重量则为额定舱容与设计泥浆容重的乘积。实际施工时,45、可以根据当时当地工作条件,包括现场水深、风浪、现有船内油水积载,不同土质和可得实际有效装载泥沙量等来调整不同的溢流档次以确定使用舱容,适应可能允许的工作吃水。除疏浚天然容重小的浮泥和细颗粒泥沙或特别短程抛泥外,一般待泥浆装满到调定的舱容后,为了增加装舱土方量,都采用继续一段时间的溢流。有时,尚可在前一次较高溢流档次装满后,立即调低溢流档次,放掉上层浑水,然后再恢复前一次较高溢流档次,续装较浓泥浆,如此反复若干次,以达到增加一个船次的装舱实得土方量,符合该具体施工条件下最佳装舱的目的,从而据实验证设计施工效率。在溢流过程中,较粗的泥沙颗粒和土块在舱内沉淀,细颗粒泥沙随同溢流出舱的水体流出舱外,并46、因溢流时间的延长,其溢出泥沙含量逐渐上升。从放耙、泵吸装舱、溢流、停泵收耙、航行、抛泥、返航到再放耙(包括历次调头在内)为一次装舱施工作业循环(图5.1和图5.2)。放耙着底初期,短时间内,通常可能泵吸上一些清水和低浓度泥浆,宜将它排出舷外,待泥浆进入正常浓度,再转换装入泥舱,以提高舱内装载初浓度。对细粉沙、未固结淤泥或浮泥为主的短时内不易沉淀的土质,宜在挖泥开始前,先用抽舱方法,将舱内存水尽量排除,勿使进舱泥浆受到稀释。停止装舱时,则相反,在提升耙管过程中,应先将吸上泥浆转换到吐出舷外位置,待渐变为清水后停泵,避免停泵后泥沙在泥泵及内外管道中沉积堵塞,乃至引起耙管不应有的外加超重。采取装舱溢47、流时,还应考虑其效果与影响:溢流的时效和一次装舱作业循环的时对现行挖槽下游侧挖槽部位或下深槽的回淤影响;对挖槽附近港池、航道、锚地的影响;附近有无水产养殖场;对施工水域有无水质混浊度、溶解氧的特殊要求。耙吸挖泥船装舱作业循环之一 图5.1用于疏浚土进舱后,能不等程度有效沉积的情况(包括砾石、粗中、细沙、粗粉沙,大小团块淤泥,粘土等土质。对于最易沉积的砾石、粗中、沙等,也可不抽舱)。耙吸挖泥船装舱作业循环之二 图5.2用于疏浚土进舱后,短时内很难沉积的情况(包括以来固结淤泥,浮泥极细粉沙等为主的土质)。52 旁通施工法根据挖泥船机械装备不同,旁通施工有两种情况。一种是将吸上泥浆,不经过本船泥舱,48、直接就近从船旁排出入水;另一称为“边抛”的是将吸上泥浆,经过船上特设边抛管输送到离开船舷一定距离的管口再吐入水中。我国现有耙吸挖泥船所设抛管伸出舷外长度为20100m,可以按照需要将管口转动到任何一舷侧与船的纵向中心线成090交角位置。旁通施工的优点在于节省装舱施工必须往返航行抛泥的时间,从而得以增加挖泥时间。它适用于开挖宽阔水域的航道和紧急情况下要求突击性局部增深的疏浚,同时,因施工时,船舶处于轻载状况,吃水较小,有利于在水深受限制的区段施工。但使用这种方法,会有不等比率的排出泥沙回淤挖槽。采用旁通施工应注意下列条件:水流流向与挖槽有一定交角,并有一定的流速;泥沙颗粒微细,易于随水流输移;挖49、槽宽度及挖掘部位尽可能与排出泥浆入水点的工作距离相适应,力求一次出槽;不会给附近的港池、航道、锚地等水域带来淤积;应用边抛施工,尚须注意不影响过往船舶的航行;得到港务监督和水域环保部门的许可。53 吹填施工法有些耙吸挖泥船具有吹填设备,可用于吹填施工,但耙吸挖泥船的泥泵多数扬程不高,即使用2台泥泵加以串联,往往仍难以胜任长管线的吹填工程。至于因土质不同,吹填淤泥粉土时,吹距相对可以长些,吹填沙质土时,吹距只能短些。遇有挖吹结合,其条件适合耙吸挖泥船施工的工程,或者所挖泥沙必须独立进行抛、吹兼行的工程,或采沙区较远,海面状况不适用其他类型挖泥船作业的工程,均可使用耙吸挖泥船从事吹填。用耙吸挖泥船50、进行吹填施工,其经济性往往比不上绞吸挖泥船,也不如链斗挖泥船配合吹泥船的施工,其是在特定条件下的选择。因此,在综合经济效益比较外,必要时,应从特定效果来论定。吹填施工方式有三种:接岸管吹泥耙吸挖泥船载泥航行靠泊吹填用码头或浮趸就位,将船上吹泥管和预设岸管卡接妥,这需要有专用的排泥管快速接头,与适应挖泥船吃水与潮汐水位涨落变化,潮流异向影响,能使岸管作垂直、水平适度移动的自动俯仰、伸缩、摆动的调节装置。系泊浮筒接水上管吹泥在船首设有吹填管接头。吹填时,将自浮水上排泥管的接头吊起,与船上的接头连接完毕,就能进行吹填。自浮排泥管的另一端刚与岸管相联。喷射吹泥它不需要另接岸管或水上管,只在船首排泥管头51、上接装一节渐缩管,最终形成小口径的管段缩节。吹填时,泥浆朝船前斜向上方喷出,喷射距离约3050m。54 三分法(分段、分带与分层)一、 分段施工挖槽较长,一次装舱不能从起始点挖到槽终点时,可以根据施工船性能及土质分成若干段,逐段浚挖施工。段间宜设横向标,或以浮标区分,也可用定位仪定位等手段确定,不论以那种方法分段,都必须保证浚挖时分段相互重叠衔接,不存在漏挖部位。若标志条件合适,通常可按下述长度分段:尽量按浮筒标识作分段起止点;根据挖槽平面形状适当划分,例如弯曲槽段;根据挖槽原始水深深浅不等比较悬殊或要求疏浚深度划分,例如浅段与深段,挖浅与挖深段;装舱法施工分段长度略等于装舱时间乘挖泥对地航速52、;装舱溢流法施工分段长度略等于装舱溢流最佳平均历时乘对地航速;有关施工其它特殊要求。二、 分带施工耙吸挖泥船通常多采用分带施工,分带原则基于挖槽的平面形状和水深。对于槽宽较大的航道、港池,同一挖段不止一艘挖泥船同时进行浚挖,挖槽地形存在斜坡状渐变水深情况,由于施工安排或航行要求需要部份挖槽先增深而后再转换浚挖位置等,均应做好分带施工,但必须利用导标或其他定位措施提高分带水深的均一性,并防止带间漏挖。三、 分层施工开挖泥层较厚,一次开挖达不到设计要求水深时,宜分层挖泥施工。分层层次的确定,应考虑施工船性能与土质,一般上层厚度可较厚,接近疏浚深度的下层宜较薄。4500 m3耙吸挖泥船对松软土质分层53、约为1.01.5m,对较硬土质约为0.51.0m。采用分层施工,分层宽度应将设计超宽及边坡部份包括在内,一气呵成,否则逐层下挖,实挖宽度必然渐趋收敛缩窄,待至槽边线内外水深差增大后,土质松则边坡容易塌落,土质硬则形成陡坎,很难挖清边线。55 开挖顺序一、 先浅后深挖槽区域原始水深不等,可能引起挖泥船重载吃水在浅段挖泥和航行时受限。施工应先挖浅区,由浅及深、逐步加大水深,以求全槽水深基本相近,然后全面加深疏浚。浅区不止一处时,应先挖最浅部位,例如进出挖槽的必经之处和来往抛泥区的影响航行之处,为开拓施工面创造条件。当疏浚土层厚、土方多、施工期较长,又存在一定的自然回淤情况下,先浅后深,可使分区进度54、比较均衡,深区的前期泥沙回淤,可在后期浚挖中一并除去,免得因挖浅区拖延时间,带来深区的再返工。二、 从上游挖向下游若疏浚区域存在一定流速的单向水流,挖泥施工宜从挖槽的上游端开始挖,逐渐向下游伸展,利用水流的自然冲刷作用,将水底业经扰动的泥沙向下游输移,有利于挖槽的增深成槽。在落潮流占优势的潮汐河口或感潮河段,亦可利用落流作用,由里向外开挖。这与单一挖泥船次,根据潮流转换由下游挖向上游或上游挖向下游用意不同。三、 交叉施工遇有水域条件复杂,疏浚作业难度不等的挖槽布局,应适当区别时间、地段,有计划安排疏浚施工。例如水流横压作用强、邻近挖槽有浅礁存在的部位、高潮前后进出口船舶特别集中,大小船舶辐凑通55、行繁忙的咽喉水道等处,尽可能采取白昼多施工。又如沿海港口、航道和锚地,挖区范围广,所受风浪影响不等,宜择海面状况比较平稳时多在外部施工,风浪较大则进入里侧施工。四、 中间先挖与两侧先挖根据疏浚区域的水流和土质条件不同,航道宜从中间开挖步步拓宽,抑或提前开挖边线应作必要的选择。在高回淤区域施工,若水流单向或虽属往复流,流向基本上与航槽轴线平行时,通常可从航槽中部开挖,加深中部先予贯通,利用所形成的深槽水流,尽量增强冲刷作用,然后逐步拓宽。若某侧边线疏浚土方量甚大,土质又较难挖,或流向与挖槽交角较大快流冲荡下,边坡泥沙会陆续大量深移入槽,则应区别不同情况,提前开挖,使挖槽横断面水深进展适当平衡,防56、止因边坡泥沙入侵,槽内浅点不绝发生,影响航槽开挖完成。56 施工技术的选用一、 定深挖泥即使在同一挖槽内,疏浚的土质往往并不完全相同,甚至平面和深度分布十分复杂。施工后期,常常容易遗留下一些土丘、浅埂之类的浅点,在底沙运动剧烈的河段,还会生成沙波、沙包。此时,挖泥船可根据浅点高低,控制下耙深度,使它略深于浅点峰值,待耙头碰到浅点,依靠耙齿切削挖泥,耙头整体可避免滑移,从而改善扫浅效果。遇到松软淤泥质软土或极软土,耙头容易耙吸过深,也可适当定深挖泥以免过探,提高分层和槽底的平整度。二、 定位挖泥耙吸挖泥船在拖曳耙头挖泥施工中,船位不断变化,必须经常测定和修正 船位,尽量使船能在预定航线上行进,减57、少漏挖挖浅点、浅埂或垅沟,避免一再反复重挖或局部掘土过深,扫浅时,定位疏浚更为重要。三、 进退挖泥法(拉锯式)挖槽较短或只要浚挖某一小段或局部浅点时,或挖区终端水域受限,难以实施回转调头,或鉴于调头航行再调头上线挖泥方式耗费非实挖时间过多时,往往根据水域情况和本船操作条件采取进退挖泥法。即在挖到终点或挖过浅点后,起耙并将耙头提升到离开床面以上的安全高度,然后倒车使船退回并越过起挖点以外,确认船已不再存在对地后退惯性运动,转而微微向前之际,才能再次放耙着底挖泥。(要注意防止耙管未起到安全高度而在倒退中折损的情况发生。)四、 逆流和顺流挖泥耙吸挖泥船施工一般采用逆流挖泥法为主。逆流挖泥时,挖泥船舵58、效好,易于控制航向、船位,作业安全。顺流挖泥时,船受水流推助,可用较小推进功率,获得较好的对地航速,挖泥效果相应较好,但此时船的舵效差,若流速较快,往往难以控制避让,遇到水底障碍物,对耙头耙管更属不利。一般认为顺流挖泥宜在流速小于2kn、水域宽阔、无虑船舶航行干扰的情况下酌情施行,仍须做好应急避让准备,并注意确保本船机械情况良好,遇有较大流压角情况,要避免在浮筒上游近侧耙挖通过。五、 带耙调头耙吸挖泥船作业时调头操作很频繁,为此充分利用船舶现有的设备,如横向侧推器、双车、双舵(可变螺旋桨),利用这些设备不仅大大缩短调头耗用时间,其回转直径也大大缩小。但若疏浚水域过分狭隘,依靠上述措施,仍难实现59、自由回转。每逢航槽狭窄,槽外两侧水深又小于挖泥船重载吃水的场合,挖泥船装舱结束,常需远航到挖槽尽端或挖槽中某一特定部位专设调头区调头后,才能再航行到挖泥区段挖泥或外航抛泥。带耙调头能够在槽宽等于本船水线船长的条件下实现180调头。其操纵是将一舷的耙头留在水底,将另一舷耙头提升到离开水底的安全高度,用另一舷的推进器慢速前进,必要时,可增用船艏横向推进器助推,使挖泥船船体围绕水底耙头为中心逐渐朝向该舷方向旋回,完成调头。在调头过程中,泥泵仍可吸泥。在风浪影响较大的场合,带耙调头时,宜使用上风上流侧耙头。调头时,要始终密切观察耙头与船体相对运动的情况,调节两舷用车和用舵。遇风浪较强时,更要防止船体压60、向耙头,造成耙头进入船底,损坏耙管和船壳板。六、 “8”字型、“米”字型挖掘法在疏浚过程中,挖槽内经常会出现一些孤立浅点或散立浅点及垅沟,而此时采用“8”字型、“米”字型方法较使用。待耙头碰到浅点,沙包能依靠耙齿削切挖泥,耙头整体可避免滑移,从而提高扫浅的效果,保证挖槽的平整度。七、 其他施工方法当航槽中的垅沟比较频繁,深浅差异较大时,如此正常的纵向挖掘已很难实施。(耙头频繁滑向垅沟,施工效果亦差)。此时如条件许可,可采用“横向挖掘”法,这样能逐渐缩小槽内垅沟的深浅差异,使槽内河床逐渐平整化。(当然由于该处河床高底变化大,挖掘区域难度较高,要求操作人员务必集中精力,耙头勤收勤放,确保安全。)还61、有当挖泥船在挖槽边坡施工时,以“S”型挖掘法也比较实用。(但要注意的是由于边坡水深变化大,挖掘区域又小,故走“S”的幅度宜小不宜大。)第六章 检验施工质量和生产效率的方法和设备61 施工质量的检验方法疏浚工程质量检验和评定应以工程设计图和竣工水深图为依据。对局部补挖后补绘的竣工水深图,其补绘部分不应超过图幅中测区总面积的25,超过时应对该图幅中测区进行重测,并重新绘图。 疏浚工程断面图应根据设计断面图、计算超深值和计算超宽值绘制,见图6.1。疏浚工程断面图 图6.1一、 质量检验工程质量由中部水域、边缘水域和边坡三步分组成,应分别进行检验。(一)当有设计备淤深度时,通航水域疏浚工程质量应符合下62、列规定。竣工水深图上设计通航水域内的各测点水深必须达到设计通航深度。竣工水深图上设计通航水域内的各测点水深应达到设计深度。设计通航水域内的中部水域,不得出现上偏差点;设计通航水域内的边缘水域,上偏差值不得超过0.3m,上偏差点不得在同一断面或相邻断面的相同部位连续出现。容许浅值表 表6.1(二)当无设计备淤深度时,通航水域疏浚工程质量应符合下列规定。设计通航水域内的中部水域,无论属何种底质,均严禁出现浅点。设计通航水域内的边缘水域,对硬底质,严禁出现浅点;对中等底质、软底质,竣工后遗留浅点的浅值应符合表3.1的规定;浅点不得在同一断面或相邻断面的相同部位连续出现。除码头前沿安全地带外的泊位水域63、内各测点水深必须达到设计深度。泊位水域内的超深值应严格按建设单位或使用单位提供的容许超深值加以控制,严禁盲目施工,以确保水工建筑物的安全稳定。影响码头结构安全稳定的码头前沿安全地带范围的大小及该范围内出现的上偏差点或容许浅点数,上偏差值或容许浅值,均应在施工前由有关单位商定,并写入施工合同。锚地等停泊水域疏浚工程可参照通航水域疏浚工程质量检验规定进行检验。依据竣工水深平面图进行检验时,应将疏浚水域按有关规定分为中部水域和边缘水域分别检验并记录上偏差点及上偏差值、浅点及浅值、点数和它们的分布状况。依据竣工水深断面图进行检验时,应将它们与疏浚断面图进行比较,并记录上偏差点及上偏差值、浅点及浅值、点64、数和它们的分布状况。根据施工组织设计按阶梯分层开挖的边破,其设计挖除的部分应大于留待坍坡的部分。检验时可在竣工水深图上等间距抽检不少于10%的水深断面图,将其与设计断面图比较。二、 质量评定(一)质量要求疏浚工程质量符合上述规定,并能满足下列规定之一者,应评为合格工程。有设计备淤深度的设计通航水域,上偏差点数不超过该水域总测点数的4。无设计备淤深度的设计通航水域,对中等底质,容许浅点数不超过该水域内总测点数的2;对软底质,容许浅点数不超过该水域内总测点数的3。疏浚工程质量在符合合格工程条件的基础上,实挖平均超深不大于现行行业标准疏浚工程技术规范(JTJ31999)规定的计算超深值,并能满足下列65、要求之一者,应评为优良工程。有设计备淤深度的设计通航水域,上偏差点数不超过该水域内总测点数的2%。无设计备淤深度的设计通航水域,硬底质,必须无浅点;中等底质,容许浅点数不超过该水域内总测点数的1;软底质,容许浅点数不超过该水域内总测点数的2。注:对局部底质为硬底质的水域,当硬底质水域外的部分达到合格标准时,该工程应评为合格工程,达到优良标准时,该工程应评为优良工程。对锚地等其它停泊水域,可参照上述规定进行评定。(二)评定程序疏浚工程质量检验和评定应按下列程序进行:单位工程竣工时,施工单位要及时组织竣工测量,并组织施工船和测量组的代表与质量检验员对检测资料和测绘仪器的核定资料逐项进行自检,确保测66、量资料正确无误;施工负责人应如实填写“疏浚工程质量检验评定表”,并连同其它有关检验评定资料交本单位质量检验员和技术负责人评定;施工单位应及时以书面形式提请建设单位组织质量检验评定。62 耙臂位置指示系统 xx公司在各条耙吸挖泥船上安装了“耙吸疏浚监测平台” V1.0(“新海龙”除外)。该平台是由耙臂位置指示系统和吃水装载系统利用计算机网络集成而成的一套简易疏浚监测平台,在上述两个子系统的基础上,通过计算机网络实现了监测数据的网内共享;拓宽了监测面;保证了软件的一致性;并做到了疏浚过程数据的集中采集与存储,提高了疏浚过程的可追溯性。对于挖泥船来说,最主要的是要知道船舶的船位,以及耙臂在水下的姿态67、耙头的深度和位置等。以上功能由耙臂位置指示系统提供。船舶的船位主要通过船舶上的DGPS、罗经和船体尺度信息来确定。首先系统根据DGPS信标机接收的信号及当地的:DGPS参数(椭球半径、扁率、中央子午线、七参数、投影比例等)计算出船舶的平面坐标(X,Y),此时获得的是船体上安装的GPS天线的大地坐标;然后,根据罗经信号可以定出船体的方向(如果船上没有罗经或罗经损坏,可以利用GPS中的轨迹向来作为船体的方向,此方法计算出来的船体方向与船体的实际方向有偏差,只适合于航行的时候使用;最后,根据上述信息以及船体尺度、DGPS天线安装位置等信息,可以计算出船体的精确方位。耙臂的姿态主要通过在耙臂上安装角68、度传感器:两个垂直传感器、两个水平传感器以及在吸口处安装吸口到位传感器来获得。其中两个垂直传感器分别用来获得上下耙臂在垂直方向的姿态,而两个水平传感器则分别用来获得耙臂在水平方向的姿态,吸口到位传感器则用来判断耙臂弯管是否吸口到位。一旦吸口到位,则可以根据吸口位置及角度传感器的信号推算出耙臂的水下姿态。耙头的深度则主要由吸口吃水传感器、两个垂直传感器和耙头的高度来决定。其中吸口吃水传感器用来确定耙臂的基准点(如果基准点不准,那耙头的深度就不可能准确),所以吸口吃水深度传感器准确与否对获得准确的耙头深度来说相当重要。结构原理图 图6.2如图所示,在吸泥管上不同的部位安装不同类型的传感器:(1)吸69、口吃水传感器(2)上耙管水平角度传感器(3)上耙管垂直角度传感器(4)下耙管水平角度传感器(5)下耙管垂直角度传感器根据船体的精确方位及耙臂的水平角度,即可以计算出耙臂的水平方位和耙头的精确位置。在上述船体及耙臂方位信息的基础上,利用背景文件来显示当前的施工范围和施工地障碍物等情况,利用测深文件来显示施工范围内的水下状况。船舶获得当前施工范围内的水下状况和水上状况以及自身的精确方位后,耙吸疏浚施工的安全和精度就得到了保障。63 吃水装载指示系统吃水装载系统用于监测施工过程中船舶的装载状况,如船舶的吃水、舱容、装载量、土方量等,主要采集吃水和液位信号。由于受实际条件所限,xx公司船舶安装的吃水传70、感器和液位传感器的个数不尽相同,具体可查看本船规格书。在抛泥完毕船舶空舱时,首先根据艏艉吃水计算出船舶此时的平均吃水,再由当前的船舶平均吃水查看船舶的开泥门排水量表(船舶轻载开泥门排水量与平均吃水之间的关系),从而计算出此时的空船重量。空船重量的获得也可以在船舶泥门关闭且完成抽舱时进行,此时,应该查看船舶的关泥门排水量表。对于安装有舯吃水传感器的船舶,系统还将根据计算出来的中拱、中垂等参数进行空船重量的修正。在实际施工时根据左右雷达液位传感器计算出舱内的液面高度,再由当前舱内的液面高度查看船舶的舱容表(船舶的舱容与液面的高度之间的关系),从而计算出船舶此时的舱容量。根据船舶施工时的艏艉吃水计算71、出船舶的平均吃水,再由当前船舶的平均吃水查看船舶的关泥门排水量表(船舶重载关泥门排水量与平均吃水之间的关系),从而计算出船舶此时的排水量。此处也涉及船舶排水量的中拱中垂修正。在船舶空船重量确定后,船舶施工时的装载情况就可以根据船舶舱容量和排水量以及海水密度和土密度实时获得。船舶的空船重量、舱容量和排水量正确与否取决于船舶的吃水传感器和雷达液位传感器信号的准确度;海水密度则基本固定且不同海区之间差异极小;相对土密度就成为影响船舶装载土方的关键因素。土密度随土质差异而变化,而且不同土质之间土密度差异较大;同一施工区不同地段之间存在土质差异的现象司空见惯,即使在相同施工区域也可能因深度不同而存在较大72、差异。但实际操作时不可能做到如此精确地在吃水装载系统中设定土质状况。一、吃水指示系统其工作原理由下式表示:式中:压力传感器受到的压力;大气压力;海水密度;重力加速度;喷气管到水面的高度。由上式可知,只要测出压力差,就可测得水头高度。压力差由压力传感器测出,将测出的信号进行放大等处理并加以显示。压力传感器 图6.3压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器,而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的。我们知道,晶体是各向异性的,非晶体是各向同性的。某些晶体介质,当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时,就产生了极化效应;当机械力撤掉之后,又会重新回到不带电的状态,也就是受到压力的时候,73、某些晶体可能产生出电的效应,这就是所谓的极化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压力传感器。二、装载指示系统其工作原理由下式表示:式中:装载原状土的体积(); 船体重量(空载时)(t); 船体排水量(重载时)(t); 实用泥舱容积(); 海水密度() ; 原状土密度()。雷达式液位传感器图6.5超声波式液位传感器图6.4实用泥舱容积通过液位传感器进行测量,一般有超声波式和雷达式两种形式。超声波采用高频声脉冲来进行液位测量。换能器发射超声波,通过空间传播到被测介质表面,介质表面对声波产生一个反射波,该反射波被换能器接收,通过测量超声波从发射到接收的时间间隔,可计算出超声波的传播距离,从而完成物位74、的准确测量。 在上述方程中,海水密度在不同的海区有所差异,一般在仪器中采用1.025作为标准值。船体重量随燃料、淡水等消耗也有变化。原状土的密度也因地而异,但是,对同一次疏浚作业来讲,上述各变量变化较小,可以视为常数,故方程可简化为:式中:、视为常数;。由此可见,载泥量可以用测定排水量来确定r排水量又可根据吃水值计算后查表而得。64 生产效率的计算方法耙吸挖泥船的疏浚生产是在不同土质、水文、气象海况和泥土处理条件下进行的,要就一艘挖泥船在某种特定情况下的生产效率事先做出非常确切的计算是很难办到的,但若能够拥有使用该船在不同条件下长期积累并有所分析的真实数据资料,掌握本船设备性能现状和施工人员的75、作业水平,结合对现行工程的深入了解,仍可能求得施工生产率的合理的近似估算。同一挖槽的疏浚生产率,还可因施工前后期不同,疏浚部位不同产生相当大的差异,对此应予以充分注意。下面按照施工方法不同来介绍耙吸挖泥船施工生产效率。一、 旁通、边抛施工法直接抛出舷外的泥浆,视土质、入水位置、水流流向流速、水深、本船吃水,槽外河床地形等因素,泥沙入水后实际输出挖槽以外的效果差别很大。估计生产率时,可通过分析上述诸因素,觅取有效出槽系数,然后乘以单位时间抛出土方量得之。如有类似施工条件的实践经验数据,或事先在施工现场测试资料提供依据,更有利于参照估算。式中:生产率()(未经折减调头等时间的影响);抛出泥浆流量(76、);有效出槽系数。二、 装舱溢流法耙吸挖泥船施工一般以采用装舱抛泥法为主。其生产率可按平均每一装舱抛泥船次的实载土方除以每一船次疏浚作业循环周期而得。式中:生产率();泥舱土方量();重载航行地段长度();重载时航速();空载航行地段长度();空载时航速();挖泥地段长度();挖泥时航速();抛泥时间(),包括抛泥及抛泥时的转头时间;施工中转头及上线时间()。(一)实载土方量泥舱实载土方量由两个阶段所得合成。第一阶段从开始装舱到开始溢流时止(舱内水面壅高不计入)。装舱土方量多寡完全随泥舱实际使用舱容大小和输入泥浆浓度而定,浓度愈高,实得装载土方愈多,进入泥舱的泥沙全失。第二阶段从开始溢流到停止77、溢流时止。实际泥舱增载土方量因进舱泥沙重新再被溢出船外的损失不等,相著很大,其原因在于:浚挖土质及其颗粒粗细级配;泥舱具体构造,长、宽、深的尺度比例;入舱泥浆的浓度、流量和入舱位置;溢流口位置及构造;溢流时间长短。其中主要的是土质。不同土质在泥舱的沉淀效果不一样。一般粒径较粗的散沙,实载量高,时效最佳。反之,泥沙粒径越细,短时内越难在舱内沉淀,时效越差。舱内沉积泥沙土方量对比舱容通常可得约为:粗沙85软塑性土70中沙80可塑性土45细沙60硬塑性土35粉沙40浚挖淤泥夹细粉沙、沙质粘土、软塑粘土等未经扰动的原状土时,若泵吸设备良好,常常可以耙吸大量块状土,有利舱内沉积,增大装舱土方量。例如开挖78、长江口铜沙航槽时,不加高压冲水,实得平均泥浆浓度45,最大浓度可达65。遇到可以高比例装载的情况,在估算生产率前,应根据各船设计最大载重吨和现场水深,控制最大重载吃水或按需调整利用溢流档次的舱容,然后计算船次装舱土方。一般耙吸挖泥船设计泥舱装载容重密度多取1.41.7左右(可查各船造船资料)。若土质为低容重的淤泥、浮泥或细粉沙等一经扰动不易在泥舱内即沉的微细颗粒泥沙,或下限粒径所占比例较大时,宜在装舱前预先排除舱内余水,增加溢流前所得土方量,少用乃至不用溢流施工。进入泥舱的泥浆,浓度以高为佳,但泥浆入舱时的能量,宜适当控制降低,减轻舱内浑水的紊动程度。舱内泥沙逐渐沉积起一定厚度时,等于舱内泥面79、上水深相应减少,输入泥浆即使流量、浓度不变,所含泥沙的下沉作用将减弱,上层浑水水体容重增加,流态产生新的变异,水体的运动流速加快,溢流损失上升,直到损失高达100,有时甚至可使已经沉积的较细颗粒再被扰动、冲蚀,使已得舱内总体平均装载容重降低。泥舱实得装载土方量()为:式中:泥舱实载土方量();泥舱中实载泥浆总重量(t);泥舱实际使用容积();原状土的天然容重();当地水的容重()。由于生产率高低受到一次装舱实得土方量和一次作业循环总时间两个变量的影响,因而装舱溢流时间长短,不能完全从获取最大可能装舱土方量来决定,否则,可能招致生产率反而低落的结果。要权衡得失,适当确定溢流时间。一般可以通过已有80、积累的类似土质装舱土方量资料或试测不等延时溢流获得的土方量,应用装舱抛泥法的生产效率计算公式求取最佳值。也可参照下列图示方法求其最佳值。装舱溢流时间与装舱量曲线示意图 图6.6图中纵轴OH为装舱土方量与使用泥舱容积之比,横轴AB为一次装舱抛泥循环总时间,OCD为装舱土方量实得过程曲线,作AD与之相切,即为工作小时生产率,比值越大,生产率越高,切点D在横轴上所示时间0B,即为最佳装舱溢流时间。(二)吸入泥浆浓度一般情况下,根据具体土质、水深、耙头松土能力和泥泵特性,合理提高吸入泥浆浓度,可以看作提高耙吸挖泥船生产率的重要环节。现就浓度问题简述几点如下:.浓度即一定体积的泥浆中具有原状土或泥沙颗粒81、的含量。按照不同要求,浓度分下列三种:()湿方浓度(水下原状土浓度,一般用于从泥浆浓度计算相应土方)式中:水下原状土体积();泥浆体积();泥浆密度();原状土密度();当地水的密度()。()体积浓度式中:泥浆中所含干土粒子的体积();土粒子在原状土体积中的含量();干土粒子的密度()。()重量浓度式中:泥浆中所含干土粒子的重量(t);泥浆的重量(t)。.浓度与流量单位时问内泵吸土方量=浓度流量,若时间不变,其中浓度、流量任何一方提高,显见便能多得泵吸土方量。根据泥泵工作理论公式式中:泵机功率();泥泵吸入流量();吸入泥浆密度();泥泵吸入和排出泥浆时的总扬程m;泵机传动效率();泥泵效率(82、);重力加速度()。在某一泵机功率条件下,流量与浓度之间存在互为影响的关系。由于耙吸挖泥船装舱法施工时,本船吸排管路很短,管径相同,H及虽然受到些影响,唯其变化相对较小,暂可从略免计,并视=常数。当流量由变为时,密度相应由变为,即,所得土方量相应分别为:;式中:、泥浆变动前后的流量();、泥浆变动前后的容重();、泥浆变动前后所得土方量();原状土的天然密度();当地水的密度,一般情况下简略计算认为等于1()。由于及均大于1,但小于,当时()且亦即从而得故知即表明提高浓度所得土方量大于提高泥浆流量所得。又因大流量下过高的流速往往不利于装舱溢流效果,可以认为装舱时的最佳流速应是在一定泵机功率条件83、下,能够吸入和输送最佳含泥量的较低工作流速。对一定泥浆浓度而言,较低流速比高流速更经济合理。.水深对泥浆浓度的影响耙吸挖泥船装舱作业时,泥泵所提供的总扬程(水头)必须恰好与吸入排出管路中的损耗总水头相等。船内排出管路很短,管路的摩擦损耗水头较小。损耗水头以从泥泵中心将泥浆提升到排出管口所需的静水头为主,已在造船设计中考虑。但吸入管路损耗的总水头,受到大气压力作用的限制。理论上虽有10.33m(水柱),为避免气蚀作用,一般泥泵的允许吸上真空度仅约7.58.0m(水柱),通常实用吸入真空度平均值可控制在约平均7m(水柱),即510mm(汞柱)。吸入管路损耗总水头的计算公式为式中:吸入损耗静水头(m84、)是为泥泵中心与舷外水面齐平或低于水面状态时所用。泥浆密度;耙头位置水深(m);h泥泵中心低于水面的高差(m);吸入管路直管摩阻损耗水头(m)=。其中:;清水摩阻系数;L直管长度(m);D管径(m);v吸入泥浆流速();g重力加速度();土质系数;土质系数表 表6.2土质粘土、淤泥细沙粗沙砾石2345弯管摩阻损耗水头(m)=。式中:弯管数;弯管摩阻系数;耙头吸口损耗水头(m)。式中:吸口摩阻系数,视耙头型式,与河床接触状况、泥浆形成、流量等而异,约0.51.5;吸入速度损耗水头(m)。即不论何种土质,耙头松土能力多大,泥泵机功率多高,按照上式估算吸入损耗总水头,一般采用平均值约7m(水柱)。若85、吸入泥浆流量、浓度不变,7m水头将影响可以达到该浓度下有限水深的作用,逾此势将浓度降低。例如:浚挖铜沙航槽时,原状土容重为1.8,泥浆浓度平均值为45,泥浆容重为1.36,水深9m,泥泵中心位于始挖水面下1m,应用加利福尼亚型闷吸耙头,按公式计得吸入损耗水头为621m。若流量、浓度等不变,则7m损耗水头将以水深1121m为界,若水深增至17m,流量不变,吸入泥浆容重将降为1.26,浓度约32左右(耙管若加装潜水泵,深水吸泥效率可大有增进)。因此,当已知某一水深时,如土质松软易挖,可以充分供给吸入混合泥浆的需要,泥泵性能良好,则可根据土质设定一个符合吸入管径、土质、大致浓度下的吸入泥浆工作流速,86、利用上式,初步估算该水深条件下能够获得的最佳泥浆浓度近似值,并核算所需近似泵机功率。65 泥泵产量计一、 产量计的基本原理产量测量系统是由电磁流量计,浓度计和运作信息显示等部件组成。(一)电磁流量计电磁流量计,是基于电磁感应定律工作的流量测量仪表,它能测量具有一定导电率的液体体积流量。由于它的测量的准确度不受被测流体的粘度、密度、温度以及电导率(在允许最低限以上)变化的影响,测量管中没有任何阻碍被测液体流动的部件,所以几乎没有压力损失。适当选用测量管中耐磨、绝缘内衬和测量电极材料,就可以测量各种溶液的流量。尤其是在测量含有固体颗粒的流体如浆时,更显示其优越性,何况通往范围也很大,所以,在自航耙87、吸挖泥船选用电磁流量计测量在吸泥管中通过的泥浆流量。.工作原理电磁流量计能够精确地测定流速,其精度“在满量程的1%或某个百分数的范围内,取决于附属设备”,该仪器确定流体通过流量计时的平均流速,平均流速乘以泥管的面积,即得流体的流量。电磁流量计实际上是一个电磁发电器,根据法拉第电磁感应定律工作,即导体垂直通过磁场产生的感应电压同导体通过磁场的速度成正比,如图6.7所示。内径为d(m)的输泥管内输送着导电的流体(如泥浆),管子内壁衬以绝缘材料,在管子外面加上一个感应强度B。当管内导电的流体以平均速度V流动时,则切割磁力线,在两电极之间产生感应电动势E,可列出下列关系式。电磁流量计原理图图6.7()88、式中:感应电动势();常数;磁感应强度(或);输泥管内径(近似为电极间的距离);流速();另外,管内流量()为;.电磁流量计的组成电磁流量计由检测器(也有称之变送器)和转换器组成。() 检测器的组成检测器主要由激磁线圈、磁轭、非磁性高阻抗的管道、绝缘衬里、电极、外壳及正交干扰调整电位器等构成,如图所示,其具体结构随着测量管口径的大小而不同。 检测器结构示意图图6.8() 电磁流量计的转换器由于检测器给出的信号很弱,又伴有很强的干扰,因此放大有用信号,消除干扰,输出统一标准信号和对流量进行积算等就成为转换器的主要任务。转换器的工作原理如图所示。转换器原理图图6.9(二)浓度计(r射线浓度计)目前89、,在自航耙吸挖泥船上安装的浓度计大多数采用核辐射传感器,其是核辐射检测仪表的重要组成部分,它是利用放射性同位素在蜕变成另一元素时发射线来进行测量的。利用核辐射可以精确、迅速、自动、非接触,无损检测挖泥船的泥浆浓度。核辐射传感器包括放射源、探测器以及电信号转化电路,实际上也是浓度计的主要组成部分。. r射线浓度计工作原理r射线浓度计由r射线源和r射线检测器组成,排泥管位于两者中间,如图所示。R射线源放射出来的r射线被管内泥浆吸收,其本身强度就按指数规律而衰减,可用下式描述:浓度计工作原理图图6.10式中:穿过泥浆后的射线强度();射线照射射线量率(mrh/mci,在1m);放射源量m (ci)i90、;放射源吸收系数(cm);放射源量与检测器间距离;ts排泥管壁厚度(cm);te泥浆层厚度(cm)。若所使用的r射线的能量一定的,则吸收系数大体上也是一定的,并不随介质不同而异,因此检测器可测出的I大小来求出泥浆密度(含泥率)。然后按下式来计算泥浆浓度P容(体)积含泥率(也可称浓度)P的计算式如下:式中:泥浆中所含干土粒子的体积;泥浆体积;现场水的密度;泥浆密度;干土颗粒密度。.组成r射线浓度计组成如下图所示。它由放射源、核辐射检测器、电子线路等部件组成。()放射源r射线浓度计组成方框图 图6.11()核辐射检测器核辐射探测器又称核辐射接收器。辐射探测器的作用是将核辐射信号转换成电路,从而探测91、出射线的强弱和变化。由于射线的强弱和变化与测量参数有关,因此它可以深测出被测参数的大小及变化,这种探测器的工作原理或者是根据在核辐射作用下某些物质的发光效应,或者是根据当核辐射穿过它们时发生气体电离效应。.泵吸土方量计泵吸土方量计是由电磁流量计和r射线浓度计组成,如下图所示土方量计原理图图6.12在计算泵吸土方量时,先要测定以下三个参数;水下天然土的比重;泥浆的密度;泥浆的流量。一般说来,被挖泥土质的天然状态容重多为1.62.0t/m3左右,在一个施工现场的土质大体上总是一样的,必要时也可以从输泥管取样以测定其比重,运算时,则先把比重值储存在计算机内。挖泥量(以体积计)可用下式计算。泵吸土方量92、可按下式计算:式中:土方量(瞬时值);含泥率(体积百分比);泥浆流量(体积流量)。若化成累计积算时,则上式改写的: 对产量计算必须要慎重处理,因为它取决于泥浆密度和流速的精确测量,取决于干土比重和淤泥的状况。因此,使用这些比重、密度值,需要经常进行检查,保持计算的精度,即在全量程最少的百分比点之内。66 现场取样测试方法现场泥样的采集需要认真对待,泥样是后续分析的基础,泥样是否按标准采集直接关系到分析结果是否正确。测试工具:取样桶、搅拌棒、泥浆密度计、纱头、对讲机。取样地点:分流门或流泥槽扩散口或专用取样口,根据各船情况固定一个地方。取样测试程序:()根据泥浆密度计的规程,用清水进行零位校准;93、()听到驾驶台的指令后,用取样桶在固定取样点取泥样;()用搅拌棒把取样桶中的泥浆搅拌均匀;()用泥浆密度计在取样桶中舀满一杯泥浆,轻轻放下杯盖让多余的泥浆水溢出,用纱头抹干杯体外泥浆水;将泥浆密度计放置在水平处,称量出泥浆密度值,用对讲机报驾驶台记录。重复步骤25,直到该船次取样要求完成;用清水洗净泥浆密度计、取样桶和搅拌棒,以备下次使用。第七章 施工工艺参数的优化调整71 影响施工效率的主要因素在船舶的施工作业中,除自然因素对施工的效率有一定的影响外,其他如“挖泥机具的选用及人为的操作技能”亦为影响施工效率的重要因素:一、 耙头耙头是耙吸挖泥船直接挖掘泥土的工具,选用合适的耙头对挖泥船的施工94、效率有很大影响。IHC耙头:较适用于浚挖淤泥、软土和松散沙。加利福尼亚耙头:该耙头附有多种耙齿,并配备高压冲水,尤其对中等密实沙、粘土、亚粘土、亚沙土等挖掘效率相对较好。挖掘型耙头:通过吸入真空度的提高,挖掘密实粉细砂效果较上二种耙头要好。主动耙头:该耙头通过液压油缸控制耙头活动罩的角度,实现了耙齿破土厚度的人为控制,根据不同土质特性实现较理想的挖掘效果。现在公司9000方以上挖泥船均已投入使用,效果较好。而“新海龙”轮更是把高压冲水引到耙齿破土面中出水,进一步增加了破碎密实粉细砂的能力,挖掘效果更好。二、 耙齿耙齿的类型很多“犁型耙齿、牛角耙齿、圆钢耙齿、凿型耙齿、菱型耙齿”等,各种耙齿的破95、土力与挖区土质有着很大的关系。各种耙齿 图7.1 犁型耙齿:一般适应于粘土、亚粘土等。圆钢、牛角耙齿:一般适应于沙土及河床石块较多的区域。凿型、菱型耙齿:一般适应于粘土、亚沙土为宜。在实际使用时,一般根据施工区域的土质来选用耙齿和安装耙齿。在挖掘粘土时,耙齿的横向间距可较宽,并作前后交叉排列,齿不宜过多,否则容易造成土块粘连,吸口封堵。在挖掘沙质土时,齿的横向排列可较密,缩小齿的间距,尽量消除残留齿间的沙垅,提高耙头吸口横宽内实际松土的有效百分率。耙头上耙齿的安装并不是一成不变的,要因地制宜,有的是综合型的配备,这样破土及挖掘的效果较好。72 参数调整的基本方法一、 波浪补偿器(以压缩空气压力96、来调节耙压的大小)选用合适的耙压,对挖泥效率的提高有着举足轻重的作用。一般挖松软土质时,供气压力宜加大,减小耙压力,目的是防止耙头被泥土闷死;反之,土质越密实越坚硬,耙压力则宜愈大,目的是以增加耙头吸腔与土质的密实结合,防止过多进清水,促使耙齿楔入土层。原则上,耙压的大小取决于土质的松硬:土质松软耙压亦小;土质坚硬,耙压亦大。但具体要设定多少耙压,这要在实际挖泥施工时进行反复测试,从而选用合适的耙压,因为各施工区域的土质具体组成是复杂多样的。二、 挖泥船的对地航速的大小,对挖泥效率的影响耙吸挖泥船在挖泥作业时,其对地航速比之正常航行的速度虽然很慢,但与挖泥效率有很大关系。在所配用的耙头的宽度和97、耙齿的长度不变的情况下,选择合适的对地航速与所挖土质相适应非常重要。淤泥或软土很容易被耙吸,疏松土挖掘深度大,对地航速可以低些,一般在2节左右就可以。而若挖掘土质为较高塑性粘土、亚粘土或中密、密实细沙时,耙齿所能楔入破土的深度太小,必须增大前进中的耙头动能来加强剪切作用和扩大耙挖面积,从而提高松土量。此时,对地航速就要高些,一般以3节4节为佳,但也不宜超过5节。船速过快,往往不易恰好控制挖泥深度,容易使耙管趋向浮动状态,耙头与河床面不能保持正常的接触,泥浆浓度反而下降;反之对地航速过慢,耙头似若滞留原位不动,不仅吸收处可能偏深,松动泥沙供应下降,吸入泥浆浓度自然低落,产量下降,施工效果差。由于98、每个施工区域的土质均不一样,所以最佳的对地航速参数选择,应在不断测定浓度的基础上设定,这样效果较好。三、 泥泵转速的高低,对挖泥效率的影响挖泥船在施工作业中,泥泵转速并不是停留在一个额定转速,其转速的高低一般是以土质的“软硬”情况来决定。如果槽内土质比较松软泥泵转速一般较低,一来此时泥浆比较容易吸起,二来如果转速过高,吸进的泥浆浓度与溢流排出舷外的浓度几乎相同,装载的效率较低;如果遇到较坚硬的土质,泥泵转速一般较高,使它有足够的真空把泥土吸起,泥浆浓度相对较高。如何确定一个切实可行的施工泥泵转数,这也需要在各种转速状态下,对泥浆浓度进行测定来决定。第八章 疏浚与环境保护81 疏浚活动对环境的影99、响耙吸挖泥船对环境的影响主要集中在挖掘过程和输移过程,下列疏浚操作是造成污染的主要原因:挖掘过程:耙头破土,高压冲水的扰动,浅水区的螺旋桨扰动输移过程:溢流,低浓度排出,泥舱泄漏,旁通,边抛一、 非污染物疏浚对环境影响(一)影响方式传统的疏浚大多是针对非污染物进行的。由于疏浚物本身是“干净”,它对环境的影响主要是物理方面的。疏浚这种物质对环境的影响一般反映在这几个方面。生物生存环境的改变疏浚挖走了河床泥沙,增加了水域的水深,改变了水下地形,也相应引起周围流速场,扩散场的形态,改变了生物赖以生存的栖生地,特别是河床表层的底栖生物失去了生存空间,疏浚或多或少地扼杀了这些栖生物,或者迫使它们迁徒到别100、的地方去了。疏浚甚至会堵塞和改变浮游生物的回游路线,影响它们的产卵、孵化幼苗的生活活动。疏浚泥土的倾倒更会覆盖抛泥区表层的底栖生物,厚的泥层会令其窒息死亡。疏浚对生境的改变有时是永久的,有时则是短暂的。一旦疏浚活动停止,改变后的生境中会引来新的底栖生物,或形成优势物种类的变化。有的时候,泥土处理会给原来贫瘠的水域带来营养成份,反而使生境变得更有生机。例如在其抛泥区附近就出现过虾的捕捞产量上升的现象。所以疏浚对生物生存环境的改变并非都是坏事。水体深浊度的增加非污染土疏浚的环境影响主要还体现在挖掘、输移、处理泥沙过程中产生了大量的悬浮泥沙,造成了水体浑浊度的增加。人们常常可以看到在未采取有效的防范101、措施情况下,各种挖泥船的施工区域及下游会形成大面积的浑浊水域,在碧绿的浅海区内直接向水表面溢流的耙吸挖泥船后会拖上一条又宽又黄的浑浊“尾巴”。这些影响至少在景观上是令人烦恼的事。(二)疏浚引起水体悬浮物的增加疏浚可以通过以下几个途径引起泥沙悬浮。挖掘挖泥船的挖掘机具(例如耙头等)对河床的直接切削、破碎,挤压引起的扰动,挖掘容器中气体的逸出,都会使泥沙中的细颗粒成分悬浮起来,在挖掘破碎的泥土时因挖掘头移动太快或泥泵吸入能力不足的情况下,悬浮的泥沙会更多;在泥土中本身含气量较大的情况下,挖掘带动的气体逸出更能引起泥沙的悬浮;使用高压冲水的耙头也能引起泥沙的悬浮。落与泄漏泥沙在垂直提升或水平输送过程102、中,容器的开敞状态会使泥沙的散落与泄漏成为非常可能的事。耙吸挖泥船施工过程中的溢流是产生泥沙悬浮的主要行为。为了提高装舱效果,耙吸挖泥船满舱后还要继续向泥舱内泵送泥浆,这时泥舱上层的低浓度的泥水就会溢出船外,由此带入水体中的悬浮泥沙是非常多的,其浓度随溢流时间的延长而增长。运输过程的泄漏在使用船驳装运泥沙或由管道输送泥浆过程中,都会因容器的泄漏(例如泥门的漏泥)、管道连接法兰处的漏泥,而产生泥沙的悬浮。抛卸向水下抛卸疏浚物或由管路向水域吹排泥浆会形成大量的悬浮物。泥沙入水后大部份的粗颗粒的成份会快速沉入水底,以泥浆流的形式在水底输移,在输运过程中不可避免会有部分泥沙在水的紊动作用下再悬浮起来,103、而人水的小部份的颗粒泥沙则在水的浮托作用下直接浮在水中,随水流输移和扩散开来。相比较而言,抛卸引起的泥沙悬浮量最集中也最大,泄漏其次,挖掘过程的引起的悬浮泥沙一般是小范围的(搅动的疏浚除外)。(三)浑浊度的影响1浑浊度影响的表现形式浑浊度也称浊度,就是不透明程度。浑浊水体令人的反感的起初原因是在景观上破坏了水体给人的美感,其次是使用价值上的降低。其实浑浊度对环境的影响远远不止这两方面。()水质等级的降低水体浑浊度的增加降低了水质的等级。水中的浑浊度是由悬浮颗粒、胶体和微生物等引起的,水体的浑浊度愈高说明了这些非水本身的成份就愈多,水质就愈不“纯”。一般说来水体浑浊度愈高,水中的细菌和霉菌的份量104、也可能会愈高,这显然会使水质的等级直到降低的作用的。()透光性差水中的浑浊度增加阻碍了光的穿透,降低了水的透明程度。这对水生植物的光合作用是极不利的。()溶解氧的下降水体浑浊度的增加会导致溶解氧的下降,尤其是由细颗粒的疏浚物形成的浑浊这种现象更显著。水体溶解氧的下降同样对水生物的生存和生长是不利的,长时间高浑浊度的水环境中生物会因水体溶解氧的过份稀少而死亡。浑浊度对生物的影响()对浮游动物的影响疏浚引起的水体浑浊度的增加,减弱了水体的透光性,阻碍浮游植物的光合作用,并且由于阻碍水中气体交换而影响浮游植物的光合作用。()对浮游动物的影响浑浊度对浮游动物的影响反映在其生长率、存活率、摄食率、丰度、105、生产量及群落结构等方面。例如,在浑浊水中,当透明度由35cm降低为25cm时,浮游动物的生产量及种群密度下降了1.43倍,其中有的水蚤则完全消失。()对鱼类的影响鱼类受悬浮物(SS)的浊度变化的影响表现在直接杀死鱼类个体,降低其生长率及对疾病的抵抗力,干扰其产卵、降低孵化率和子鱼成活率,改变其回游习性,降低其饵料生物的丰度和捕饵效率等。浑浊度对鱼类的影响与悬浮物的浓度持续时间有关,毫无疑问,悬浮物的浓度愈高,持续时间愈长,对鱼类的危害愈大。例如,研究结果显示,当水中悬浮泥沙浓度为3000PPm时,持续10天,鱼的鳃被阻塞,鳃组织被破坏。某河道中一次洪水时浑浊度达到16000Ppm,持续15天,106、鱼大量死亡,牡蛎养殖被破坏。二、 污染物疏浚的环境影晌(一)污染物疏浚的环境影响特征当疏浚物超出三类物质的范畴疏浚就成了对污染物的疏浚了。污染物有的来之自然界的本身的释放,更多的是来之人类活动。最典型的例子就是工农业生产的污水排放产生的排放口附近的水质和底质的污染。如若疏浚对象是这些污染物的话,在不采取有效的防范措施下,疏浚活动会造成污染物的扰动、挥发、散落和输移,而形成更大范围的环境质量的恶化。由于污染物对环境的危害绝非像非污染物质那样只是简单的物理作用。它还会产生司怕的化学作用和生物作用,对周围环境产生更厉害的毒害,甚至促成害物质在生物体内富集,而构成长期的、潜伏性的危害。因此对污染物的疏107、浚一定要认真严肃地对待。虽然疏浚过程本身并不会制造出新的污染物质,但它能引起污染物的转移而去污染本来未受污染的环境,起到“助纣为虐”的作用。疏浚是一个过程,一个将疏浚物挖掘、提升、输移和处理的活动过程,因此污染物疏浚对环境影响的特征就是它移动和扩大了污染存在的范围。相对于非污染物的疏浚而言,污染物的疏浚常常是表层的和浅层的,有些污染物具有较强的吸附能力,极易吸附在细颗粒泥沙表面。正巧细颗粒物质孔隙大,表面积也大,吸附的污染物质也多。一旦疏浚就极易使表层的细颗粒泥沙携带污染物悬浮起来,污染物在水中会由于离子作用或其他原因释放出来,显示出污染物的活化特性。另一方面污染物中的细菌也会随细颗粒物质的悬108、浮而扩大其活动范围。因此为避免产生污染物疏浚中对环境的影响,就要把握住这个特征,在疏浚过程中设法防止污染物的活动,使之尽可能处于稳定、静止和封闭状态之中。(二)污染物疏浚的环境影响形式虽然疏浚物可以因其包含的物质的性质而被划成几类,但是其间并没有绝对的界线。因而疏浚这两种不同物质时产生对环境的影响的方式也不是绝对的,污染物的疏浚中除了表现出明显的化学和生物上的影响外,同样也表现出物理影响上的作用,只不过这种影响的危害程度相对其自身的其他两类作用要小得多罢了。再一方面,污染物疏浚对环境的影响有时是单一的方式在起作用,例如仅是化学影响,有时是两种或三种方式混杂在一起,例如既有化学影响又有物理影响,109、或既有化学影响又有生物影响,或三种皆有之。污染物疏浚过程中常表现出来的对环境的影响有如下多种形式。气体的挥发疏浚对污染物或污染土的搅动、提升会使得本来蕴藏在污染物中的气体挥发和散逸出来。这种恶臭难闻的气味不仅使周围空气环境的恶化,甚至疏浚操作人员也无法忍受,这些挥发的气体中不乏有氨及其他有毒有害气体。污染物体积的扩大疏浚还会使本来较紧密的污染物体积膨胀、增大,扩大占据和影响的空间。尤其是水力疏浚的挖掘和输送,需要比原来体积多得多的水去稀释污染物。这样难以脱水的污染泥浆将会占据和影响更多的空间。污染物的再悬浮吸附在细颗粒泥沙上的污染物会在疏浚过程中随细颗泥沙在水中再悬浮,增加了重金属与有害物质的110、释放和促使污染物的活化。带有污染物的水体浑浊度的增加会造成水中溶解氧的消耗和细菌的繁殖加快。污染物的散落与泄漏疏浚时污染物会在提升、输移过程中散落和泄漏出来,造成环境的污染。也使得本来受粘土和腐殖质隔离的有毒有害物质从中暴露了出来,直接与大气接触,直接污染环境。与非污染土的混合污染层在河床上一般分布厚度有限,在采用常规的疏浚机具和疏浚方式挖掘污染层时,会造成污染物与非污染物的混合,扩大污染物的体积,增加疏浚物处理的量和难度。也就是通常所说的“弄脏了周围的干净土”。污染物的渗透在陆域处理疏浚的污染土时,在地下水位以上的污染土会通过渗透而污染地下水,造成更大范围的环境影响。82 与疏浚活动有关的环111、保法规一、 国际环保法规(一)国际环保立法概况人类一旦认识了环境保护的重要意义后,就马上开始了保护自身环境的行动。本世纪初,人类先后召开了一系列国际性会议,围绕环境影响的根源,环境污染的防治措施,今后环境保护的对策等展开了研究和探讨,终于从对环境问题的片面理解上转变了过来,直到形成了今天的环境保护上的可持续发展的战略思想。在这许多国际性会议中著名的会议有1972年6月516日在瑞典斯德歌尔摩召开的联合国人类环境会议和1992年6月在巴西召开的联合国环境与发展大会。前一次会议标志人类开始对环境问题认识从迷惘中觉醒了,后一次会议则标志着人类寻找到了解决问题的正确方向。与此同时,人类共同商定了在全世112、界范围内执行的环境保护法规。例如国际性的环境保护法、水资源保护法、水污染防治法、海洋环境保护法、水产资源保护法、公害纠纷处理法、防止公害实体法等等,为全球进行环境保护确定了法律准则和约束。全世界不少国家还联合或单独制定了区域性的或本国的环境保护法规,与国际环境保护法规相呼应。仅以美国为例制定的法规就有:国家法典中有许多公法针对环境保护问题:如海岸带管理法、河口保护法、水工项目改造法、国家环境政策法、河流与港口法、流域保护及预防法等等;行政命令:如湿地保护法;政策事宜:疏浚吹填对水质影响的批准,疏浚设备、港口设备的批准等等。(二)1972伦敦公约在这许许多多的国际性法规中,与疏浚活动直接有关或问113、接有关的法规并不多,但其中有三项是至关重要的,这三个国际法规是:1972伦敦公约、联合国海洋法公约和国际防止船舶污染海洋公约,其中尤以1972伦敦公约最具权威性。1972年1011月世界上有80个国家在英国伦敦召开了国际会议,另有12个国家作为观察员参加了会义。会议讨论了海上倾废的问题,协议了关于在海上倾倒废物和其他物质的公约,这就是通常所说的伦敦倾废公约(London Dumping Convention , LDC),现改称为1972伦敦公约。公约自1972年12月29日至1973年l 2月3 1日在伦敦、墨西哥城、莫斯科和华盛顿对所有国家开放签字、。公约于1975年8月30日起生效。我国114、是1985年9月6日加入缔约,并于1985年12月14日生效成为公约的成员国,开始参加有关活动,履行缔约国的权利和义务。1972伦敦公约是保护世界海洋环境的一项重要的公约、公约有正文二十二条和附件三个,涉及海洋倾废与海洋环境保护的主要问题。以后公约缔约国又召开了十多次协商会议和若干次专业组会议,对公约的条款和附件进行了修正,使之更完整更有指导价值。公约也成了缔约国制定本国和区域海洋保护条约的基本依据。海洋倾废活动本来是人类利用海洋自净能力的一种行为。但是随着人类工业化生产不断提高,在局部海域倾倒工业污染物不断增加,迅速地超出了局部海域的海洋自净能力而致使海域发生严重的污染、生态系统遭到毁灭性地115、破坏。这种现实使得公约缔约国内部要求更严格地控制倾废的呼声愈来愈高涨。1992年联合国在巴西里约热内卢召开的环境与发展大会,以及通过的21世纪议程,更促进了要修改伦敦倾废公约的要求。1994年1996年缔约国召开了多次公约修改组会议,1996年11月在公约缔约国召开的特别会议上通过了1972年伦敦公约/1996议定书,对伦敦倾废公约作进一步的发展和完善,对海洋倾废活动的管理也更加严格。目前、义定书还处在开放签字的阶段,待所有缔约国都同意后议定书就开始生效。二、 我国的环保法规(一)我国环保法规概况我国在环境保护方面的立法虽然在建国初期就已开始,但当时尚无这方面明显的意识,立法主要是从卫生角度提116、出来的,或者牵涉到一些资源保护的问题,真正表现出现对环境保护的意识是在受国际环境问题重视的影响以后。不可讳言,虽然我国是发展中国家,建国初期的社会生产力还比较低,但由于缺乏环境保护的意识,环境污染和自然生态的破坏已无遏止地蔓延开了,尤其是所谓的“文化大革命”,更使我国的资源和环境管理陷人了混乱的状况,长期积累和潜伏的环境破坏的后果,终于暴露了出来。正当我国政府迫于现实的压力要采取保护环境的行动时,1972年6月联合国在斯德哥尔摩召开的人类环境会议不仅为世界环境保护树立了里程碑,也为我国的环境保护事业提供了转机,给我国的环境法规的确立一个新的起点。我国的一系列有关环境保护的政策法令就是在那以后逐117、步推行出来的。例如:中华人民共和国防止沿海水域污染暂行规定;环境保护规划要点和主要措施;水产资源繁殖保护条例;中华人民共和国环境保护法(试行)等等。1992年6月在巴西召开的联合国环境与发展大会,制定了全球的2l世纪行动纲领,持续发展的战略思想使我国的环保政策有了更大的超前的飞跃。嗣后我国的环境保护上的法规比以前更全面、更系统,既有总体的基本政策,又有单项专门化的规定。至今我国已建成了“预防为主”,“谁污染谁治理”,以及强化环境管理的三大环保政策,从而确立了我国环境保护的总纲和总则。(二)与疏浚有关的环保法规涉及疏浚工程的有关的环保法规现有:中华人民共和国环境保护法1989中华人民共和国防止船118、舶污染海域管理条例1983.12.29中华人民共和国污染物排放标准1983.10.1中华人民共和国海洋倾废管理条例1985.3.6 中华人民共和国水污染防止法1984511中华人民共和国防止海岸工程建设项目污染损害海洋管理条例港口工程环境保护设计规范JTJ21394港口建设项目环境影响评价规范JTJ22697疏浚工程技术规范JTJ31999建设项目环境保护管理办法海港总平面设计规范JTJ21l99(三)环保法规的主要内容环境影响评价制度环境影响评价制度规定:对环境有影响的新建、改建、扩建、技术改造项目以及一切引进项目,包括区域建设项目都必须执行环境影响报告书审批制度;环境影响报告书必须在项目的119、可行性研究阶段完成;建设单位是提出环境影响报告书的主体;环境评价报告书的基本内容为建设期与营运期的水、大气、生态和声环境等方面现状调查、监测和评价,根据工程分析选择合理的模式进行预测计算和评价,提出污染防治措施;承担评价工作单位和资格审查制度;环境影响评价的资金来源和工作费用的收取;及其他配套措施。“三同时”制度“三同时”制度是指新建,扩建和改建项目和技术改造项目的环保设施与主体工程同时设计,同时施工、同时投产。排污许可证制度排污许可证制度在疏浚工程上就体现为倾废许可证制度。排污许可证制度是以改善环境质量为目标,以污染物总量控制为基础,对排污的种类、数量、性质、去向、方式等的具体规定,是一项具120、有法律含义的行政管理制度。需要排污的单位必须向有关环保部门申请登记,一般要求申报内容为:()排污单位的基本情况;()生产工艺、产品和材料消耗情况;()污染排放状况(包括排放种类、排放去向和排放强度);()污染物处理设施建设、运行情况;()排污单位的地理位置和平面示意图。环保部门审批排污许可证,主要是对排污量、排污方式、排放去向、排放口位置、排放时间加以限制。排污许可证分临时和正式两种。排污单位只有在领取排污许可证后方可限时限量地排污。环保部门负责许可证的监督管理工作,经常、专门地加强排污检查,实现总量监测规范化,检查监督制度化。(四)海洋倾废管理管理机构海洋倾废的主管部门是中华人民共和国海洋局121、及其派出机构,派出机构包括:分局及其所属的海洋管区。海洋监察站根据海洋管区的授权实施管理。沿海省、自治区、直辖市海洋管理机构是地方管理机构。废弃物废弃物根据其毒性、有害物质含量和对海洋环境的影响等因素、分为三类。()一类废弃物一类废弃物为禁止倾倒的物质,除非在陆上处置会严重危及健康,而海洋倾倒是防止威胁的唯一办法时可以例外。含有机卤素化合物,汞及汞化合物、镉及镉化合物的废弃物,但微含量的或能在海洋中迅速转化为无害物质的除外;强放射性废弃物及其他强放射性物质;原油及其废弃物、石油炼油品、残油,以及含这类物质的混合物;渔网、绳索、塑料制品及其他活动或危害海洋生物的人工合成物质;含有a、b两项中所列122、物质的阴沟污泥和疏浚物。()二类废弃物二类废弃物为需要获得特别许可才能倾倒的物质,属“痕量沾污”或能够“迅速无害化”的物质。含有下列大量物质的废弃物:()砷、铅、铜、锌、铍、铬、镍、钒及其它们各自的化合物;()有机硅化合物;()氰化物、氟化物;()未列入禁止倾倒物质之类的一切杀虫剂及其副产品;但无害的或能在海水中迅速转化为无害物质的除外。含弱放射性物质的废弃物;容易沉人海底,可能严重障碍捕鱼和航行的容器,废金属及其他笨重的废弃物。含有a、b两项中所列物质的阴沟污泥和疏浚物。()三类废弃物三类废弃物为未列入前两类的低毒、无害的物质和含量小于“显著量”的物质。许可证制度海洋倾废实行许可证制度。倾倒123、许可证应载明倾倒单位、有效期限和废弃物的数量、种类、倾倒方法等。倾倒许可证分为紧急许可证、特别许可证、普通许可证。许可证的申请与签发需要向海洋倾倒废弃物的单位,应事先向主管部门提出申请,按规定的格式填报倾倒废弃物申请书,并附报废弃物特性和成分检验单。主管部门在接到申请之日起两个月内以予以审批。对同意倾倒者应发给废弃物倾倒许可证。紧急许可证由国家海洋局签发。或者经国家海洋局批准,由海区主管部门签发。特别许可证由海区主管部门签发。根据海洋生态环境的变化和科学技术的发展,海洋主管部门可更换或撤消许可证。废弃物的倾倒任何单位和船舶、航空器、平台及其他载运工具,未依法经主管部门批准,不得向海洋倾倒废弃物124、。一类废弃物禁止向海上倾倒,但在申请紧急许可证后到指定的一类倾倒区倾倒。二类废弃物须申请获得特别许可证,到指定的二类倾倒区倾倒。三类废弃物须申请获得普通许可证,到指定的三类倾倒区倾倒。倾倒记录获准向海洋倾倒废弃物的单位,在倾倒废弃物时应如实详细填写倾倒情况记录表,并按许可证注明的要求,将记录表报送主管部门。倾倒废弃的船舶、航空器、平台和其他运载工具应有明显的标志和信号,并在航行日志上详细记录倾倒情况。核实获准向海洋倾倒废弃物的单位在废弃物装载时,应通知主管部门以核实。核实工作按许可证所载事项进行。如发现实际装载与许可证所注明内容不符,应停止装运,情节严重的,应中止或吊销许可证。利用船舶倾倒废弃125、物的,还应通知出港或就近的港务监督核实。若实际装载与许可证注明的内容不符,则不予办理签证放行。所有进行倾倒作业的船舶、飞机和其他运载工具应持有倾倒许可证(或许可证副本)。未持证者一律不得进行倾倒作业。监督海洋主管部门应对海洋倾倒活动进行监视和监督,必要时可派员随航。实施倾倒作业的船舶(或其他运载工具)应为监察人员履行公务提供方便。倾倒区海洋倾倒区由海洋主管部门商同有关部门,按科学、合理、安全和经济的原则划出,报国务院批准确定。海洋倾倒区分为一、二、三类倾倒区、试验倾倒区和临时倾倒区。一、二、三类倾倒区为处置一、二、三类废弃物而相应确定的。试验倾倒区是为倾倒试验而确定的(使用期不超过两年)。临时126、倾倒区是因工程需要等特殊原因而划定的一次性专用倾倒区。一类、二类倾倒区由国家海洋局组织选划。三类倾倒区、试验性倾倒区,临时倾倒区由海区主管部门组织选划。海洋主管部门对海洋倾倒区进行监测,如认定倾倒区不宜继续使用,应予封闭,并报国务院备案。海洋主管部门应在封闭倾倒区之前两个月向倾倒单位发出通知,倾倒区封闭后不得继续使用。处罚对于违反海洋倾废管理,造成海洋环境污染者,海洋主管部门可责令其限期治理,支付清除污染费,向受害方赔偿由此所造成的损失,并视情节轻重和污染损害的程度,处以警告或人民币十万元以下的罚款。对于违反规定,污染损害海洋环境造成重大财产损失或致人伤亡的直接责任人,由司法机关依法;自究刑事127、责任。83 减少环境影响的预防措施出于对自身利益的保护,人类越来越重视环境的影响。疏浚业曾经首当其冲地受到公众的指责,虽然那些指责使疏浚业蒙受了不白之冤似乎疏浚成了破坏人类自然环境的罪魁祸首。但这也是一件好事,这种指责迫使疏浚业开始重视其活动对环境的影响,经过二十多年的努力,疏浚业已经确确实实地在社会的压力下,重视了环境保护,并且已经建立了一系列的保护环境的疏浚技术措施,并研究出各种防止疏浚作业时环境产生污染的设施,取得了成效是显著的。由于疏浚对环境的影响并不在于疏浚活动制造了新的污染物,而只不过是引起了疏浚物质以及污染疏浚物质的位置的改变,因而预防疏浚对环境的影响主要体现在对疏浚物的位置改变128、的控制上。污染物质是依附在疏浚物上且随疏浚物而传输的。尤其是细颗粒疏浚物更具有对污染物质的吸附性,所以预防疏浚对的影响也主要体现在对细颗粒疏浚物悬浮的控制上。一、 疏浚技术上的预防措施传统的疏浚技术只重视疏浚效率的提高。多少年来,疏浚业确实在挖掘技术、疏浚效率、精度控制,疏浚监测和自动化控制等方面取得了成就,使得今天的传统的疏浚业已发展得很好成熟。相比起来,疏浚技术上的环保成份还只是最近二十多年来才开始融人其中的,总的技术水准还不高。这里简要介绍疏浚过程中各个环节的环保技术措施。挖掘过程耙吸挖泥船的耙头在切削、松动或泵吸泥土时会对泥土产生扰动而产生大量细颗粒泥沙的悬浮(将水搅浑)。为了减少泥沙129、的悬浮,在挖掘时,要避免对泥沙的扰动尽量以平动为主。切削松动泥土的量要不大于挖掘容器的容积或泵吸量,以减少悬浮泥沙的来源。基于这一点,要提高挖掘头的挖掘定位精度,防止超挖所引起的不必要的泥沙悬浮。提升输移过程耙吸挖泥船采用管路提升,在这个过程中污染较少。溢流过程自航耙吸挖泥船在装舱过程中常采用溢流的措施提高装舱效果。为了避免溢流引起水域浑浊度的增加,应严格控制溢流,在水域生态敏感区更应如此,如若疏浚物中含有一定量的污染物,则要禁止溢流。运输过程在疏浚物的运输过程中要提高装载容器或管路的密闭性,以免泄漏。用泥驳装载疏浚物不要过载,以免因风浪引起驳船的颠簸造成泥浆外泄。处理过程传统疏浚中疏浚弃土主130、要有向陆域吹填和水下抛泥两种,预防对环境影响的措施为:()吹填吹填这要设围堰,泄水口要远离吹泥管口,以使泥浆中的泥沙尽可能在未剑达泄水口之前就充分沉降下来。对于经泄水口排出的流体在有必要的情况下要按标准排放。排放标准可以是绝对浑浊度,也可以是相对于环境条件以上的某个相对浓度。例如在美国有以绝对浑浊度50JTU(杰克逊浊度g/1)或环境条件以上813g/1的排放标准。无围堰的开敞区域吹填只有在疏浚物被确定为未受污染的情况下才被接受。()水下抛泥允许以水下抛卸方式处理的疏浚弃土必须在经有关部门批准的指定的倾倒区抛泥。抛泥必须到位,严禁在运载途中抛泥。泥舱的清洗和抽舱也只能在抛泥区进行。二、 疏浚设131、备的改进疏浚设备上的改进也是着眼于防止和减少疏浚物的外泄来保护环境的。传统疏浚设备的改善有如下几个主要方面:除气装置自航耙挖泥船之类的水力挖泥船在挖掘有机淤泥质土时会遇到泥土中大量气体逸出的现象,这不仅影响了挖泥效率,也会造成悬浮物的产生。因此,除气装置是这类挖泥船应配备的装置。可调节溢流堰老式的自航耙吸挖泥船的溢流门都是固定设置在泥舱侧壁位置上的。这样的溢流方式容易使泥浆中的泥沙悬浮起来。改进的溢流门为可调节的堰式溢流门,这样的装置可分两部份,一是高度可根据泥舱内液面的高度调度的圆柱形溢流堰;二是用来控制该系统下部垂直管中溢流水水位的单独调节阀。船底溢流口将本来设置在自航耙吸挖泥船舷外的溢流132、口改在船底部位,降低溢流泥浆的出口高度以减少溢流泥沙在水域中的悬浮的影响范围。除气装置图8.1 可调节溢流堰 图8.2 第九章 疏浚工程项目管理疏浚工程项目管理的目的:保证工程质量、提高施工效率、缩短工期、降低成本和保证安全等。疏浚工程项目管理的任务:通过高效率的计划、组织、指挥、协调和控制,实施对疏浚施工全过程的总体管理,包括生产、工程技术、船机、安全质量、后勤供应、财务成本等。91 施工组织设计的编制施工组织设计是组织施工的技术文件,由施工单位编制。凡属工程量200万m3以上的大型工程、50万m3200万m3的中型工程必须编制施工组织设计,对于工程性质特殊或工况条件复杂的工程即使工程量不大133、,仍应编制施工组织设计。施工组织设计应根据有关的政令法规;有关的标准、规范、定额等;工程合同和招标文件等;本公司内控技术标准、质量手册、程序文件和管理作业性文件等,结合现场勘察结果,收集、补充必要的实际资料,进行编制。在开工前完成,并经批准后方可施工。施工组织设计的编制程序如下表。施正组织设计编制程序表 表9.1确定测量计划竣工验收具体办法确定燃油、润滑油、物料、水电需要量技术、安全组织措施确定人员组织措施确定船舶调遣、运输计划,确定生活、供应、后勤、通信等安排编制施工准备计划编制施工进度计划确定施工方案、施工船、施工方法落实施工船舶施工预算核实分析施工条件复核土质、工程量熟悉工程文件、图纸、134、资料现场勘测施工组织设计应做到以下内容:根据最新现场勘测资料,核实施工水域现有水深、疏浚土质和疏浚工程量。分析核实施工期内水文、泥沙资料,确定水位(潮位)变化,挖槽冲淤和自然工况对疏浚作业的影响。选定疏浚施工船舶,合理施工方法,泥土处理方法及抛泥区或吹填区,确定疏浚施工生产率。确定疏浚施工船舶和辅助船舶的实际配备数及调遣要求。确定现场开工日期,工程进度计划与分析阶段进度要求。确定疏浚标志、水位通报、水深测量网点布局和测量图比、周期、船舶、仪器等具体要求。确定施工质量要求、安全措施、竣工验收安排。确定现场施工组织管理结构。落实施工燃、材、物料的供应、生活交通、通讯设施等安排。编定疏浚工程施工总预135、算和分项费用。一、 工程提要工程提要一般应包括下列内容:(一)工程概述要写明建设单位名称、工程依据、工程名称、位置、规模、性质与用途,合同主要内容(包括编号、工期、工程量、质量要求、投资额、费用结算办法等)。(二)工程规格应明确挖槽尺度,包括长度、宽度、水深、边坡、超深、超宽及工程量等。应明确抛泥区的位置、面积、水深、估计容泥量、运距及航行要求,还应明确标志条件。吹填工程应明确取土区及吹填区的位置、水深、土质要求,取土区还应明确符合土质要求的实际沙层厚度、分布状况、储存量和可取量,有无覆盖泥层和需要事先挖除的土方量,取土运距等。吹填区还应明确吹填面积及尺度、吹填标高、沉降量、超高量、围埝尺度、136、排泥管及排水通道布局和吹填区地基压缩试验资料等。二、 施工条件(一)自然条件根据水文、气象、海况、土质、河(海)床演变等自然条件资料进行核实分析。各项资料主要内容如下:水文资料()水位(潮位),除收集施工区附近水文(水位、潮位)站长期系列水位(潮位)资料外,还可根据需要增设水尺进行观读,以求得各处的水位(潮位)及比降值。()挖泥区或其附近的不同水位时期的流量资料。()流速、流向、流态、挖槽及其附近各个时期的流速、流向以及流态资料。()泥沙,收集附近水文站的悬移质、推移质、输沙量及其粒配资料。必要时,在施工区实地观测。()水位站位置和水尺零点、设计水位、平均海面,理论深度基准面、航行基准面等各基137、面间关系,以及国家测绘总局的高程和平面控制系统资料。气象、海况资料()风,收集历年风玫瑰图及大风出现季节、次数、持续天数等资料。()波浪及涌浪,收集波高、频率、持续时间等有关资料。()雾、雨、雪等与船舶施工有关的资料。()气温、水温及封冻资料。()风、浪对施工造成的影响土质资料进行钻探或采样,进行有关土壤试验,弄清施工区域土质资料情况,必要时现场勘察、核实已有资料。河(海)床演变、分析资料()测量图,对无明显冲淤变化,基本稳定少变地区,宜取得近期的测量图。在年内有冲淤变化,而年际变化不大的,宜有不少于一个水文年的洪季、汛后、退水期及枯季各一次测图,年际冲淤变化大的,宜有多年测图。测图范围应能包138、括浅区全貌及其可能变化的相邻地段。()该地区历年疏浚资料,包括挖槽位置、疏浚量、稳定情况等。()航道或港池历年水深维护资料。()有关的模型试验研究资料及演变分析报告。地形资料()挖槽(吹填)设计图。()有关海图、通向抛泥区的航道图、引航图。()架设管线处地形图。()抛泥区(或吹填区)地形图。()必要时实测施工区水深图、抛泥区水深图等以供复核工程量、抛泥区可容抛泥量。其他资料()历年碍航、海事及通航密度资料。()施工区及通向抛泥区、吹填区航路的水下障碍物情况。附近的避风锚地。()测量基标、定位系统台站位置及疏浚标志的资料。()围埝结构和泄水能力,或填筑围埝的取土地点和土质情况。()当地其他自然情139、况。(二)施工组织条件施工区技术经济条件()船舶、机械设备的维修能力,起重能力,交通运输途径、价格等。()燃油、润物料的供应能力、方式及价格。()附近港口能力及距离、铁路车站距离、装卸能力,公路等级,桥梁负荷、净跨、净宽,河流等级等运输及邮电情况。()码头设施,靠泊能力,修船能力,水电供应能力情况,避风锚地、停泊场地与工地距离及适应条件。()过往船舶密度,尺度,船队尺度及与施工影响,可租赁的船舶吨位,与施工配合的程度。()生活设施上可租赁的房屋,供水、电、暖、卫生设施情况。()劳动力雇佣,工资、保险及手续等。()当地医疗单位,地方疾病,风俗习惯,社会治安,有无单位排放有毒气、液等及其影响。施工140、区港、航、环保等单位的有关规定()对水面、水下及河床情况如渔业、养殖业区域及有关作业情况;跨河建筑物的净高及水底标高;通航建筑物水深、宽度及通过能力;抛泥(吹泥)的许可证书;吹填围埝建筑、排水口、取土区许可证及征遣费用;水下障碍物、爆炸物、管道、电缆等的调查清理。()船舶调遣应遵照疏浚工程施工技术规范的规定进行设计及编制计划。()当地港章、施工与通航规定及本工程的航行通告。()在边境施工,了解边境有关规定,遵守边境法令。协作单位的业务、技术情况()协作施工船舶类型、性能、新旧程度。()船员人数,职称及水平。管理人员所占比例、职称及水平。()施工经验及参加过的大中型工程情况。()其他与施工有关情141、况。三、 工程量计算(一)疏浚工程量疏浚工程量可参照疏浚工程技术规范相关要求,根据设计文件与合同文件相应规定,结合实际情况,合理确定相应边坡、超深、超宽等实际施工参数,使用断面法、平均水深法及格网法,按照设计图纸及现场勘测浚前水深图进行复核计算。以下两表为疏浚工程技术规范对于各类土质设计的水下边坡和耙吸挖泥船计算超宽、计算超深值。各类土质设计的水下边坡 表9.2土质类别坡比土质类别坡比基岩1:0.21:1.0中等及软粘土1:3.01:5.0块石1:1.01:1.5密实及中密实砂土1:3.01:5.0弱胶结碎石1:1.51:2.5松散及松散砂土1:5.01:10卵石1:2.51:3.0很软淤泥1142、:5.01:10坚硬及硬粘土1:2.01:3.0流态淤泥1:201:50耙吸挖泥船计算超宽、计算超深值(m) 表9.3类别每边计算超宽计算超深舱容2000 m37.00.6舱容2000m39.00.7对于存在较明显自然回淤的施工水域,根据不同季节的水域实际,必要时,可增加疏浚施工期间的自然回淤土方量。挖块石河床时,其超宽、超深不受疏浚工程技术规范规定的限制。浚挖不良流态河床及有特殊困难情况时,其超宽、超深值,可与建设单位协议适当增加。(二)吹填工程量吹填工程量可按照图纸及现场勘测实际进行复核计算。四、 耙吸挖泥船的选配耙吸挖泥船的选择和配备应根据施工土质、水域条件、自然工况、工程规模、泥土处理143、挖泥船性能、工期要求及调遣等因素进行综合分析,采取经济合理的选配,这是关系到工程成败的关键。(有关内容参见第三章)五、 生产率计算疏浚生产是在不同土质、水文、气象海况和泥土处理条件下进行的,要就一艘耙吸挖泥船在某种特定情况下的生产效率事先做出非常确切的计算是很难办到的,但若能够拥有使用该船在不同条件下长期积累并有所分析的真实数据资料,掌握本船设备性能现状和施工人员的作业水平,结合对现行工程的深入了解,仍可能求得施工生产率的合理的近似估算。同一挖槽的疏浚生产率,还可因施工前后期不同,疏浚部位不同产生相当大的差异,对此应予以充分注意。(有关内容参见第六章)六、 泥土处理疏浚泥土处理,可根据疏浚土144、的用途采取不同方式,一般分为水下抛泥、陆上排泥及水面喷排三种。疏浚土的处理应尽可能不影响挖槽和附近航道、港池、锚地重复回淤,不妨碍航行,并考虑环境保护和生态影响。(一)水下抛泥耙吸挖泥船,自航至抛泥区抛泥。抛泥区应有足够的水深、水域面积容泥量、区域标志、航行标志,并得到环保(航政)部门的许可。对于存在潮汐作用的抛泥区,必须区分潮位涨落变化,掌握实际可以抛泥的水深和时间,并应将涌浪对开泥门状态下的安全水深加以综合考虑。平稳水面下抛泥点的最小水深可按下式计算:式中:抛泥区最小水深(m);耙吸挖泥船的最大吃水(m);富余水深(m);参见表9.4泥门开启超出船底的深度(m);计划抛泥厚度,必须大于一船145、泥的堆积高度(此高度可根据土质、泥舱载泥深度、并经试验后确定)。富余水深值 表9.4土质富余水深(m)软泥0.10.2中等密实沙0.20.3坚硬或胶结土0.30.4(二)陆上排泥耙吸挖泥船具有抽舱向岸排送疏浚土的设备,可以向岸吹泥,排泥区应在吹泥泥泵(或增用接力泵)扬程允许范围之内。(三)水面喷排耙吸挖泥船采用旁通、边抛方式将疏浚土直接排出船外两舷入水。实施水面喷排作业时,除必须获得疏浚土的明显出槽效果,其影响挖槽及附近水域的回淤很小外,还应该注意到碍航和环境保护问题。七、 工程进度按期和提前完成基建项目或合同工程,是疏浚工程的基本要求。对于自然条件复杂,可变因素较多的疏浚工程来讲,如何利用有146、利施工的季节与现场条件,从而减少承担风险,尽可能提高施工效率,节约人物力消耗,确保工程顺利竣工,应视为编制施工组织设计的关键性内容。疏浚工程的总工期包括旋工准备、现场施工生产、竣工验收。这三个阶段,其中又以现场施工生产是进度的主体,结合其余各阶段进度,步步落实,环环紧扣,实现总工期目标。经过对工程内容要求,施工条件工程量的深入分析核实,确定施工方案、施工挖泥船及辅助船舶的类型、能力后,必须进一步按照施工船舶的时间利用率和设备利用率,开工展布、收工集合的规定制订出工程进度计划表,为组织全部施工力量提供步调一致积极行动的基本。(一)耙吸挖泥船的时间利用率及设备利用率时间利用率在施工进度中,提高耙吸147、挖泥船的时间利用率很重要,条件允许情况下,挖泥船应尽量提高施工运转时间,减少停歇时间,特别是减少非生产性停歇时间,以提高时间利用率。挖泥船的时间利用率和设备利用率可按以下各式计算:()时间利用率式中:挖泥船的运转时间(h);挖泥船的生产性停歇时间(h);挖泥船的非生产性停歇时间(h);()挖泥船设备利用率式中:、同上式;调遣时间(h);定期停歇时间(h);挖泥船其他时间(h);挖泥船的工时统计应符合疏浚工程技术规范附录E挖泥船工时统计分析。()挖泥船施工天数可按下式计算:式中:每项(段)工程的施工天数;每项(段)工程的工程量(m3);挖泥船每天工作时间(h);时间利用率()生产率(m3/h)耙148、吸挖泥船工况与时间利用关系 表9.5工况级别客观影响时间()时间利用率()一1070二101565三152060四202555五253050六303545七354040八、 质量保证施工阶段是形成工程质量的重要阶段,从施工准备工作到进行施工,直到工程竣工验收,均应坚持贯彻“质量第一方针”,高标准、严要求地抓好质量检查管理工作。疏浚工程质量保证内容:保证挖槽尺度,控制超深、超宽以减少废方量;控制吹填区填标高以减少吹填废方;抛泥质量及取土质量等。(一)质量技术检查内容及措施保证挖槽尺度,控制超深、超宽保证吹填标高,控制吹填废方掌握吹填土标高,及时调整管线,观测吹填土沉降杆并记录、分析沉降曲线。控制149、吹填土的覆盖平整度和泄水的混浊度。抛泥质量经常检测抛泥区域标志是否处于正常和抛泥区水深变迁情况,对于缓流水域应特别注意弃土堆积的影响,掌握实际可得抛泥量,了解附近渔业、养殖业、水利工程、筑港工程及过往船舶的反映情况。在驶往抛泥区的途中要注意防止因泥门漏泥带来的影响。取土区质量取土区的土质要满足所需吹填土的要求,取土前和取土过程中要进行取样分析,对覆盖淤泥及不合格夹层土质要进行清淤处理。(二)健全和落实工程质量检查制度提出工程质量的总目标,并根据质量保证体系文件,制定质量保证措施,健全和落实工程质量检查制度。九、 安全措施疏浚工程施工系水上作业,必须坚持“安全第一,预防为主”的方针,在施工作业中150、贯彻航务、航道工程船舶安全管理制度和航务、航道工程船舶船员值班岗位责任制,对安全管理要进行方针、目标管理,有明确组织指挥系统、监督检查系统、保证服务系统等网络系统,落实到班组,要求杜绝重大恶性安全、质量、工程等重大责任事故,安全保证措施要求如下:1坚决贯彻执行国家劳动保护政策、法规及上级有关安全制度及指示。2加强安全教育。3贯彻执行安全操作规程和岗位责任制。4定期开展安全活动。5建立健全安全责任制(形成安全网络)工地主管、施工船长安全责任制。()岗位工人安全职责;()班组长安全职责;()专职安全员安全职责;()兼职安全员安全职责;()工地调度员安全职责;()值班员安全职责。6贯彻安全检查制度(151、)定期检查:查领导;查制度、查纪律;查隐患。()经常性检查:查航务;包括航行设备,消防、救生、通信导航设备;查劳动保护。()季节检查:查防台、防暑、防冻。()节日检查:查节假日安全、治保。()值班制度检查:查施工、停泊、航行制度执行情况。7针对施工现场及检查的隐患进行分析,制订对策。十、 竣工验收施工组织设计中有关疏浚工程的竣工验收不论是基建性疏浚工程、维护性疏浚工程或吹填工程,均应根据工程合同列明,一般按照交通部疏浚工程质量检验评定标准(JTJ32496)规定办理。施工单位对工程质量自检合格,监理工程师对工程质量评定合格,施工单位提出竣工验收申请。项目法人组织设计、施工、监理、工程质量监督等152、单位按照合同规定的验收标准、验收方法等进行工验收。其使用的测量仪器与测量方法、精度必须符合交通部水运工程测量规范(JTJ2032001)和疏浚工程技术规范(JTJ31999)的规定。十一、 施工预算施工预算是施工组织设计的组成部分,由施工单位在设计概算控制范围内或疏浚工程合同承包费范围内编制。施工预算是实行疏浚工程包干,进行工程结算实行经济核算和考核工程成本的依据。如因工程规模、工况条件、土质情况、土方数量、泥土处理方式、吹填要求等有新的重大变更,必须突破原费用范围时,施工单位应事先提出修正意见,经建设单位同意后方可变更。(一)编制施工预算的根据1国家有关的法令及法规;2初步设计施工图设计和最153、近期地形图水深图及施工组织设计;3交通部颁布疏浚工程预算的编制办法、部颁疏浚工程预算定额、疏浚工程船艘班费用定额;4本企业的企业定额及经验指标。(二)疏浚工程费用项目划分及计费办法施工预算包括自旋工勘测开始到工程结束,船舶、机具和工作人员调回基地所发生的直接费、间接费、计划利润和税金的全部费用。疏浚工程预算金额组成示意图 表9.6疏浚工程费预算金额直接费挖泥、运泥、吹泥费开工展布、收工集合费烟台和黄河以北地区施工增加费山区航道施工增加费管线、管架安拆费泥塘围埝费疏浚测量费施工标志设置及使用维护费浚前扫床费施工队伍调遣费间接费施工管理费其他间接费临时设施费劳保支出流动资金贷款利息其他计划利润税金154、专项费用(三)疏浚工程预算表(编制预算参考表)1疏浚工程预算表2材料汇总表3万m3估价表4船舶调遣费估价表十二、 附件附件是施工组织设计的组成部分,其主要内容如下:(一)工程方面1施工区总平面图包括挖泥区(取土区)、抛泥区(吹填区)、停泊地、转头地、避风锚地等位置,航道水深及航标(应是最近期的)等。2挖槽平面设计图应用最新的地形与水深;吹填设计图,应有管线布局、管架结构及位置、围埝平面及断面设计、泄水口及排水渠道位置等。以上挖槽及吹填设计图均应明确范围、尺度、规格等要求。3土质资料要有钻孔平面图、剖面图、柱状图、土壤试验成果表和吹填区地面沉降试验资料等。(二)其他方面1工程量计算表,根据相关计155、算方法及近期大比例水深图(或浚前图)为主要依据。2工程进度表。工程施工进度表 表9.792 现场施工管理疏浚工程的现场施工管理,一般多采用工程项目管理制度,实行项目经理负责制。一、 施工阶段的划分疏浚工程项目的实施,可分为三个阶段:(一)施工准备阶段及时而精细地做好各项施工准备工作,为现场有效地顺利开工,提供应有的完善的条件:研究设计文件和合同;收集整理、分析有关工程文件、资料;组织现场勘测,补充、核实资料;编制施工组织设计;设置水陆施工标志、测量定位岸台、水尺、潮位信号站,进行浚前测量,核实工程量和工程合同价格;组织施工队伍及船舶、机具、设备,进行调遣;若系吹填工程,则需架设排泥管线,构筑围156、埝,设置泄水口和吹填区内的沉降观测杆等;施工技术交底,落实各船分项工作要求及进度。疏浚工程实施阶段的划分表9.8全面统筹安排落实施工准备整理施工、竣工验收资料现场勘测及各种调查资料批准的设计文件施工组织设计工程合同按照施工方案、分工要求、投入施工完成有关生产、生活各项准备,落实施工进度计划施工预算确定现场组织机构及领导,先遣人员到达现场进行技术清障、测量、物资、码头、临时设施、办理施工手续等准备工作合同价格或投资预算施工船舶调遣第一阶段精心组织施工、加强技术管理、及时修正计划严格贯彻执行安全、质量的管理要求办理工程验收加强施工区域水深检测竣工测量第二阶段施工技术总结(包括决算)施工队伍撤离工地157、第三阶段船舶调遣返航施工区域浚前测量(二)施工生产阶段本阶段为施工主体阶段,工作量最大,管理协调配合要求最高:开工展布;试挖或试吹;按照施工进度计划及安全、质量要求组织施工,实现工程项目,并根据施工实际,必要时,合理调整部署;沟通协调内外部关系。(三)竣工验收阶段本阶段主要是组织竣工测量,提供疏浚工程竣工图竣工报告经业主签认后,船舶调遣返回基地,工程即告结束。二、 现场管理的职能现场管理的职能有如下四个方面:(一)计划职能主要是贯彻执行工组织计划。1管理职能机构设置及人员配备计划()组织机构类型;()机构人数及分工;()机构人员要求条件。施工船机、设备、材料计划()疏浚施工船机、辅助船机、机具158、及设备的类型、规格、数量;()备件、材料、燃料品种、规格、数量。施工船机、设备、人员调遣计划()船舶调遣与措施;()调遣航线、里程及行动时间;()人员调遣方式、交通工具及行动时间。施工进度计划()工程总体进度计划;()季、月、旬作业进度计划;()完成计划的措施。工程质量控制计划()标书或合同对工程质量要求的条款;()部颁疏浚工程质量检验评定标准;()工程设计文件中特别提明的质量要求。测量工作计划()浚前、浚中、浚工测量的船舶、仪器和方法;()施工检测周期及测图比例;()施工导标及测量定位标的数量、类型、位置;()执行测量规范。物资供应计划()供应品种、规格、数量、时间;()供应渠道;()供应方159、法。吹填施工现场设施计划()围埝构筑的方法、时间、材料,需要劳动力及其来源;()泄水口的类型、规格、材料、完成时间;()水陆排泥管线的规格、长度、架设方法、材料、标高、走向、管线锚的配备及设置时间;()吹填区内排泥管的布置、沉降杆观测措施。临时设施计划临时设施建设的地点、规模、时间、费用。短期培训计划(指对临时工的培训)应急计划()备用设备的品种、性能、数量;()到达施工现场的时间。成本控制计划严格控制各类费用开支,确保不突破预算成本。(二)组织职能组织机构作为现场管理的骨架,担负着沟通信息、下达指令、协调矛盾、统一步调、制定决策、组织运转的重任。通过职责的划分和授权,运用各种规章制度,结合工160、程实际,促使项目工程成功地实现。为此,组织职能的作用,必须是高效率的。(三)协调职能任何一个项目工程在推进过程中,不同阶段、不同部门、不同层次之间,都会出现并存在大量的结合部,这些结合部之间的问题,需要加以沟通协调,妥善处理。在众多的协调工作中,尤以人际关系的协调最为重要。(四)控制职能项目控制的过程:()预测可能发生的问题建立工作标准;()查明正在发生的情况用建立的标准,衡量当前的工作;()比较预测的结果和正在(或已经)发生的事分析其产生的原因;()及时采取补救措施,以满足项目工程计划的要求。项目控制的主要依据:()标书文件;()合同;()项目计划;()施工组织设计的各种依据;()有关标准及161、规范;()总进度计划;()预算成本;()信息传递返馈制度。三、 疏浚工程主管工程师的职责疏浚工程主管工程师在工程项目经理或工地负责人领导下,全面负责该工程的施工技术工作。在技术上对项目经理或工地负责人负责,并受上级公司总工程师的领导。根据疏浚工程的规模大小,性质繁简,疏浚工程除设主管工程师外,可酌情增加疏浚技术人员,协助主管工程师工作。疏浚工程船舶的施工员在船长领导下,负责所在船的施工技术工作,在技术上对船长负责,并受该工程主管工程师的技术指导。疏浚工程仅以疏浚工程船组或独立疏浚工程船施工时,疏浚工程船的施工员除在技术上对船长负责外,应同时执行相当于主管工程师的职责。疏浚工程主管工程师的职责:162、()负责研究分析拟行投标或协议接受的疏浚工程,提出技术上的可行性。参与对建设单位或业主的商务谈判;()组织并参加疏浚工程的现场勘测,编写勘测报告;()负责就工程总量(包括分项工程量)、选用施工船舶、施工方法、施工效率、施工工期、特殊要求等有关工程的主要方面,提出方案性意见,供工程报价及决策作依据;()负责编制施工组织设计;()根据经上级批准的施工组织设计,负责做好开工前的技术准备工作,并向疏浚工程船舶进行技术交底;()负责领导和安排测量工作,做好清障扫海、水深测量、测报水位和施工标志监管,审核测深、定位、高程基准面等资料;()按照施工组织设计的部署,结合工程实际进展情况,负责协调各疏浚工程船舶163、调整编制月度工作计划,组织实旋,审核各施工船舶的作业计划;()负责挖槽分析,掌握工程进度、回淤情况和自然条件,解决施工中的技术问题,及时提出改进施工措施。审查施工技术性建议和革新,推广先进技术和经验;()督促疏浚工程船舶做好土方计量、土样分析和必要的施工效率及技术测定,检查不同区域不同阶段的土质条件;()严格控制工程质量,确保符合合同或设计规定的尺度和要求;()审查疏浚检测图纸和疏浚工程量的统计分析,确保上报数据正确,待挖工程量符合实际;()负责对外与有关单位洽谈处理涉及施工安全、质量等方面的技术性问题;()组织和参加竣工验收,编写工程技术总结;()负责收集有关工程实施资料,做好本工程技术文件164、和图纸的立卷归档工作;()负责审核由本工地负责办理的现场临时性工程设计的技术性内容;()当施工实际与施工组织设计或所订合同内容,不可避免地发生重大变动时,负责及时上报、联系或谈判解决。疏浚吹填或爆破工程的主管工程师的职责,可参照上列内容办理。四、 工程进度管理采取一系列措施,使疏浚工程的内容要求得以相继实现,最终完成该工程,是为现场工程进度管理的目的。疏浚工程从开工到完工的工期,是工程要求的主要条款之一,根据疏浚合同的规定,应在施工组织设计中严格列明,并就此作出相应的施工进度总体安排,其中包括工程各个分项的前后或同步施行次序,交叉时间和各施工船舶、单位分担工程量的份额,从而确保工程能在有机组合165、情况下连续作业,在规定的限期内竣工。现场施工主要是按照没汁制定的总体施工进度计划,进行有效地实施与控制。为此,还应按月或按一定的特定时间阶段编制相应的阶段性进度计划,并分解到各施工船舶和单位,形成与之同一时段的分船作业计划,包括分项工程的地段、尺度、施工水深、疏浚土质、泥土处理以及期内应得实现的生产率,作业时间,疏浚工程量、日程进度。使所有的施工力量在统一目标下,有步骤地协调发挥作用。进度计划较为普遍采用的编制方式有线条图和关键线路网络图。线条图容易看清分项工程的工程量和时间进度,便于计划与实绩作比较。网络图有利于表示施工顺序、分项工程之间的相互关系和结果,从而估计某一部分进度超前或滞后所可产166、生的影响。当然,也可以撷取两种图式之长,制成二者相结合的图式。在施工进度管理中需要适当注意:为了使工程有效地进行,在编制进度计划和分船作业计划时,首先需召集与施工有关的各船各单位负责人和主管技术人员参加,确定整个工程或阶段性的工程进度计划。然后再分解确定各船各单位的相应分担工程量、进度要求与特定要求。为此,宜事先尽可能多掌握有关施工的翔实的工程基础资料和现有实况,经过充分考虑研究,使计划既是积极的,又趋近符合客观可能性。每个施工人员均应明了本船现阶段进度目标和自己的岗位责任与要求。对疏浚工程来讲,施工组织设计所体现的进度计划具体细节,往往不一定是最后的。开工前,将进度计划和分工要求落实到各施工167、船舶和单位,是共同行动所必需的,但这并不意味开工之后,不再允许有任何变动。一个好的工程计划,理应尽量具有很好的准确性,亦须同时兼有必要的灵活性,要给予难免有所变动的余地,以资日后遇到未能事先充分估计到或掌握的情况出现时,进行必要的调整。在执行计划时,一定得认真、坚定,但又应遵重客观实际,正确处理,从而发挥工程计划的作用。在进度计划推进过程中,必须经常检查工程分项和总体的实际情况,特别是一些重要分项和完成日期具有关健性含义的一定要严加控制,例如一方拖延会妨碍相互衔接与配合的,某一分项工程不能按期达到进度要求,将造成整个工程延误工期的,以及因涉及工况条件的自然动向,很可能从而引起后继施工极大的不利168、。要充分利用水深测量、土方核算、回淤分析、时间利用率探讨和施工方法、操作要领、设备效应等方面的研究,来判别实现进度计划的可靠性。必要时,及早采取正确合理的改进措施。施工进度计划表式可参考表9.9和9.10疏浚工程月度施工进度计划表 表9.9 五、 施工记录与联系(一)施工日志一项疏浚或吹填工程,自签订工程合同,开始施工准备之日起,即应建立施工日志。施工日志是施工现场的重要原始记录,由工地主管工程师或其助手逐日如实详细记录该工程的全部实施情况,凡是编制施工组织设计、船舶调遣、开工展布、日常施工、竣工验收及船舶退场等过程中所发生的一切重要事项,均属记载范围。例如船机状况、停工原因、工程进度、存在问169、题与对策措施、上级指示、分船施工作业计划表 表9.10防台、雾航、会同业主有关通知和商讨的事项、协调施工单位的会议决定,以及意外发生的事情等。施工日志应在工程竣工验收后与施工技术总结、竣工验收资料等一并归档。(二)工程联系单工程联系单是一种备忘录性质的重要文件,是合同的延伸部份。在施工过程中,凡是业主有变更设计,改变工程计划的通知,或业主有特殊要求,临时决定以及因业主责任造成停工窝工等,而又不在工程合同范围之内,且涉及工程费用或工期变动时,一般应有业主书面通知,再作变动。若业主一时未提出书面通知,根据他所认为适当的理由发出口头指示时,施工单位可用工程联系单或信函等书面形式提请业主签认。必要时,170、应附上预算和其他资料。施工联系单要及时发送。一事一单,简明扼要,叙事清楚,目的明确,计算无误,决不可含糊其辞,更不可提及一揽子问题。工程联系单是处理工程纠纷的重要依据,如遇业主拒不签认,应在存底上记载送交的时间和接收人。六、 施工依据及应办手续(一)标书与合同标书(招标文件)及合同是项目任务的基本文件,标书中有工程内容和工期,也包括商务、技术等条件及自然资料等等,合同中明确规定了双方责任、权利和义务,以及施工中遇到问题时的解决方式。(二)施工组织设计其是指导一项拟建工程进行施工准备、施工直至竣工的基本技术、经济文件。一经上级批准后,在施工中,应严格认真执行,不得随意更改,并以之作为对工程项目的171、考核依据。(三)施工许可证其是地方政府从宏观控制出发,对来自异地的施工企业的资信进行审查后所颁发的证件。凡到外省市承包工程的施工企业,必须在开工前到工程所在地的基本建设委员会提出书面申请,并办妥施工许可证(从事本市辖区内的承包工程时,毋需办理)。办理施工许可证所应具备的基本资料如下:企业营业执照副本;企业资质等级证书,开户银行资信证明,外出承包工程证明;企业章程;企业固定资产、流动资金总额;企业人员结构(含技术干部、管理人员、技术工种及人数等);中标通知书;工程合同;施工组织设计;履约保函证明;以往承建工程的实绩;投入本工程的设备名称、性能、数量;现场组织机构、人员构成及总人数(含合同工、临时172、工);现场安全组织及其措施;企业法人代表公证书和企业法人授权代表的授权书。(四)航行通告其是经由港务监督部门批准的,为了安全施工的一种公告。为了保证施工船舶和其他航行船舶的安全,施工单位应在开工前,预先向港务监督部门提出书面申请,由其批准后,再以文告形式在施工当地的地方报纸上正式发布。航行(施工)通告内容主要有:工程名称及地点;施工船舶名称、类型;施工起迄时间;施工船舶抛锚或系缆情况(必要时可附图);施工作业信号,封航和通航时间;通航船舶航行须知;避让和联系信号等。(五)废物倾倒许可证其是施工企业到某一指定海域倾倒疏浚物或废弃物的法律依据。需要向海洋倾倒疏浚物或废弃物的单位,应事先向国家海洋局173、或其派出机构(海区主管部门)提出书面申请,取得废弃物倾倒许可证后,方可按照许可证上注明的期限和条件,到指定区域倾倒。利用船舶倾倒废弃物,还应通知驶出港或就近港务监督核实。93 维护疏浚施工管理维护性疏浚的目的在于挖除航道或港口内的回淤泥沙,使能保持正常通航运行的水深。维护性疏浚是一项长期的重复性工作,主要是与自然回淤作斗争,耗资又多,因此,在设计开挖或开发航道港口的同时,应该充分考虑到开挖以后的回淤情况,作出相应的维护疏浚估量。要研究能否采取使该区域回淤减少,乃至不再需要疏浚维护的措施,能否利用简易疏浚方法取代或作为常规挖泥船疏浚施工的补充,并积极探索促使维护疏浚优化的方法。与一般基建开挖不同174、,维护疏浚多数是在疏浚水域持续航运生产和港口作业条件下实施的,必须事先根据当时当地具体情况与有关方面协商处理好可能存在的相互间矛盾,保障施工安全。还要注意到因工作的长期性可能引起日后泥土处理困难的问题。一、 几种不同的淤积区域国内航道的淤积情况大致可分列如下:维护区域河床(或海底)稳定少变,淤积速度很慢,年内或年际之间,显不出较大的水深变迁,例如大连、石臼所等海港,一些湖区航道以及水流缓慢,含沙量不多的泥质河流,维护疏浚可以经过若干年进行一次,疏浚施工季节性关系也不大。维护区域河床也很稳定,但每年某个季节发生淤积,该季节过去后,淤积体又逐渐被冲刷,恢复原来的水深与形状,不过也常有一时水深还达不175、到航行要求的季节,例如长江、川江的浅滩段,需要每年进行一次维护疏浚。维护区域河床不稳定,年内或年际间都有明显的变化,航道位置有时一月数变,甚至每天都在移动。除根据经验可以知道其水深不足的季节外,必须经常测量其河床地形的变化,以防万一发生突变,例如长江下荆江和汉江中游的某些浅滩河段。这种水域需要从变浅季节开始就派船到现场,水深不足时,及时疏浚维护。疏浚深度不能像前列两种水域以挖到设计槽底高程为目标,挖槽也不能固定不变,一有新槽出现,及时将航道改线。同一挖槽航道、不同区段,冲淤情况相异,有的区段基本上冲淤平衡,有的区段淤积量稳定,年度变动不大,有的区段回淤最为集中,疏浚量较大,但有规律可循,全挖槽176、回淤总量,年际变化不多。例如珠江口黄埔航道,可以按照各段具体情况,分别进行定期维护疏浚。航槽泥沙回淤强度很大,而且常年回淤,仅存在季节性回淤率高低差别,年际之间,由于径流来水来沙不等和水域河势演变,回淤量可以出现倍数之差。例如大型潮汐河口长江口航道。河口滩槽的自然变迁,甚至会影响到挖槽航道的维护疏浚,从疏浚能力上、经济上都难以为继的程度,从而不得不根据河势变化重开新槽。这种淤积情况,要有挖泥船常年疏浚维护,才能在一定程度上保持设计通航水深。航道港池建设在宽坦的淤泥质浅滩上,泥沙颗粒很细,有的港口邻近水域尚有继续补给的泥沙来源,在风浪潮流作用下,泥沙运动比较剧烈,不仅航槽回淤率较高,并可从开敞无177、掩蔽位置转移到有掩蔽的港池内淤积。例如天津新港、连云港、珠海九洲港等。须从各地具体情况,确定维护疏浚安排。二、 回淤泥沙的来源回淤泥沙的运动形式总括起来不外乎悬移质与推移质两种。至于不同水域实际出现的沉积物来源则错综复杂颇不一样,不但在港口选址、航道定线和设计开挖或开发时必须予以研究,在疏浚维护期间,仍应结合实际,着重分析,明确其来源与特点,从而更有效地实施维护。回淤泥沙的来源大致有如下几方面:(一)江河中航槽的淤积,主要由于上游来沙量超过本河段的水流挟沙能力所引起,并因当地水流条件的作用,可能促使河段断面改变其形状。(二)潮汐河口因受径流、潮流的双重作用,加上风浪的影响,泥沙的冲淤变迁要远比178、单向河流复杂得多。主要有;随径流下移的泥沙,在河口水域沉积。泥沙粒径则由里向外,渐次趋细;河口内外浅滩的泥沙受风浪、潮流掀动荐次输移,淤入航槽,有的直接从滩面上潜入航槽;邻近河口海滩的泥沙被沿岸流输送,成为涨潮流带进河口的海域来沙,在河口航槽沉积,泥沙粒径通常较河口段上端的为细,并以悬移质为主;河口水域在无约束的自然条件下,经常存在滩槽变迁,河汊动荡的情况,泥沙在运移过程中沉积到航槽内。此外,疏浚施工也带来一定的回淤影向,包括挖槽边坡和与之相近的河床。疏浚作业扰动溢流的泥沙和抛卸的泥沙,部分被潮流再次搬运回挖槽沉积。(三)海港航道的回淤,主要是邻近海域河流的泥沙,经海流输移所带来的影响,或系各179、种动力因素作用下的沿岸被侵蚀物质。在平坦的浅滩中开挖航槽,则疏浚作业和疏浚土的回淤与河口情况相类似。从上述不同区域回淤泥沙的来源,可知维护疏浚的土质在河川中以沙为主,在河口区视不同部位可能为沙、淤泥或泥沙混合物,在海港则以淤泥为主。有些海港、航槽和河口挖槽还存在浮泥。它与水的分划上界面容重自1.031.05g/cm3。不等,向下的容重变化与深度变化之间的关系,因悬浮泥沙性质、水温、含盐度、动力因素等不同而异。三、 回淤泥沙的特点沙和泥的沉积与运动机理也不全一样。(一)沙质沉积物的特点主要有:沙是非粘性体,运用被波浪和水流诱发应力的估算可以预测其拖曳力和沉积;沙的输移主要以底沙推移,跃移和滚移形180、式来运动,其速率要比泥低,而其沉降速度则远比泥大得多;沙的特性使它较易利用放射性示踪沙进行现场查测其输移轨迹。回声测深仪对沙质床面的反射也较清晰;沙的移动会受到短时的强烈风浪很大影响,甚至有时候一次大风浪造成浅滩部位沙的输移可能超过通常水力条件下一年的输移量;沙质沉积物的输移有三种不同的和经常相互伴生的方式:()漂沙输移波浪或波浪引发的水流和风吹流的作用;()底沙输移波浪或水流作用;()悬移质输移水流或波浪与水流相结合的作用。(二)泥质沉积物的特点主要有:泥的输移主要是悬移,并以靠近河底或海底处浓度最大。靠近床面处泥的输移是以一种特定的流速、流向和内波现象,作为密度流而运动。泥的被冲刷和输移,181、主要是受到水流和波浪扰动的影响,其强度大小则随波浪作用,沉积物被扰动的程度而异。因此,短时的强烈风暴、大浪对沉积物造成的输移和前述沙的情况相似,非常巨大。近床面部位的悬移质泥,一旦聚集密度增大到流态的最大值后,即进一步趋于固结。在低能量水域或者流速波浪作用就地减弱的水域内,细颗粒泥还起着自然填充床面凹坑的作用。泥在涡流水域的垂直轴部位淤集。由于存在含盐度、温度或密度等差异,悬移泥粒以絮凝状和密度流形式为淤泥提供了来源。四、 一般性维护疏浚施工安排基于对回淤泥沙的来源和泥沙运动沉积机理的了解,宜作下述一些安排。(一)掌握挖槽的年度回淤量和季节分配影响挖槽淤积的因素甚多,分年发生的实际数值也不可能182、绝对相同。但事先掌握其淤积量的范围,对于及时有效地做好维护疏浚是很重要的。1通过开挖与维护疏浚以来历年的疏浚量、回淤量和实测水深图等有关资料的收集积累,可以求得年度和季节的挖槽总体与分区回淤率及其变化过程曲线,并以此为基础,得出不同年际,不同阶段,不同自然条件下的最大、最小、平均值,从中分析其规律性。对大型潮汐河口而言,通过回淤率变化与来水、来沙量变化的对比,可以探索其中可能具有的粗略相关关系。对海港和大型潮汐河口,要积累大风天、风季的回淤资料。特大的风浪(包括台风、强风强浪)有无导致挖槽显著淤积的影响(使用风前、风后的挖槽水深检测图、浮泥层水深图进行对比),河段的涨落潮量、流速、输沙量等是否183、影响挖槽的变化(通过水文测验分析),附近水域的滩槽是否处在动变之中,以及它对挖槽有何影响等等,都值得认真分析研究,从而尽可能从各个方面寻求解剖回淤量差变的主要原因和影响程度。对于内陆江河的航槽,同样应该坚持积累和利用历年的施工资料、测量资料、水位资料等等,以此作为预计出浅时间,预估维护疏浚土方量的方法。此外,还应按照今年预计最低水位来考虑挖槽深度,如果预测今年最低水位将高于设计水位,就可以不必挖到设计槽底,节省挖方。(二)合理安排生产能力合理选择疏浚设备维护疏浚航道,无论江河沿海,通常均以使用耙吸挖泥船为佳。至于船型大小,船只艘数,需要根据疏浚时间和疏浚工程量如何要求来确定。对于河床不稳定,淤184、积量可能增加的维护疏浚工程,生产能力宜尽量较预估淤积数配备大一些。挖泥设备,应选用适合疏浚土质的。当然,根据航道的具体情况和泥土处理要求,也可选用其他类型、规格的疏浚船舶。妥善处理疏浚能力一年之中,不同的维护疏浚区域,其淤积时间和强度差别很大。长江内河维护疏浚一般集中在枯水季节,而潮汐河口,重点却在洪季维护,至于长江口航槽更需全年疏浚不止,其间亦以洪季疏浚量最大。由此带来有限的生产能力与疏浚工程量季节分布很不均衡的矛盾。为了缓解矛盾,除在挖泥船的整修上,疏浚任务的全年安排上,必须顾及到这种阶段性的能力或缺或余作出合理处置外,尚须从水深调剂角度加以考虑。例如在高回淤来临之前,酌情超挖一点水深用以185、吸纳届时可能超过疏浚能力的回淤泥沙。力争挖槽少出浅和不出浅。从另一个角度看,回淤强度特大的挖槽,确实难以用预挖一定的长周期备淤深度来解决问题,但若只按挖到设计水深来保证水深,要求任何时候没有一点出浅,也不适合确保证水深的现实情况。因为,客观上不仅会有不同因素造成的大回淤出现,而且,还有水深测量的允许误差和潮位精度的波动等等不能不注意到的实质性问题。合理选择疏浚时机总的说来,为了确保通航水深,航槽不应在出浅之后才施工维护,而应事先疏浚,防止出浅。在江河航槽,这种要求,只有经常测量维护区域水深及预计水位涨落情况才能做到。如果有了历年积累的水位变化、疏浚施工、水深测量等资料作参考,更有助于预计该河段186、航槽的出浅时期。河床较稳定的水域,不妨选择较早进行疏浚,以免枯水时疏浚任务高峰期增加工作。退水时期床底被冲刷的水域则可较迟施工,节省疏浚土方。对冲淤不定的床底(一般是航道),则按挖泥船的能力略早于出浅时施工即可。对淤积率经常较高的床底,以早开工为宜。合理选用抛泥区抛泥区的选择适当与否,影响疏浚维护效果很大,必须十分慎重,应以保证水深但投入最小及对邻近有关水域避免产生不利影响为原则。由于维护疏浚是一项长期工作,河势又经常会出现变迁,过去适当的抛泥区,现今可能已不再适当。因此,周期性地安排抛泥区水深测量,结合水域地形、流态等情况作必要的测验与分析,合理确定使用抛泥区亦系从事有效疏浚维护航槽不容忽视187、的一个方面。妥善安排施工顺序除少数特别强烈淤积区需要常年维护疏浚外,多数维护疏浚工程都是季节性或周期性施工。有些港口、航道并可根据当地回淤强度和疏浚周期,设置相应的备淤深度。()当一个挖泥船组必须承担几个水域的维护疏浚工作时,应根据出浅的先后,安排施工顺序,同时也要尽量缩短调遣时间。施工顺序的确定,要按运筹学原理来考虑,使整个维护费用最少,船组效率发挥最高。有时候,也会发生挖泥船太少,出浅水道太多,无法及时兼顾的情况,不得不采用“搬尖”挖泥法疏浚。这般做法增加了挖泥船的调遣次数及费用。但为了全河段的运输通航需要,仍可能是最佳的施工顺序。同样理由,遇有一条较长航槽或者是需要全面运行的港池水域出现188、不等浅点的情况,由于一时疏浚能力无法增加,或水域限制不允许增加挖泥船同时施工时,亦应先挖槽中最浅点,而后再及其次浅点,尽快取得当时全槽的最大可航水深。()航槽中回淤最严重的区段业已出浅,影响航槽通航水深下降的场合,有时必须集中力量突击疏浚,以求尽快恢复该区段水深,从而带动全槽通航水深的恢复。为此,若无后备疏浚能力可用,宁可调集回淤较小的其他区段维护用挖泥船投入,暂时把其他区段维护工作放一下,以超过该区段回淤率而有余的疏浚能力将淤浅泥沙除去,才能使该控制性区段浅点消失,增加水深。否则该区段水深将会长期陷于出浅状况无法改善。全槽通航水深也无从恢复。始终把水深测量放在指导疏浚施工最重要的位置,和维护189、疏浚密切配合。94 竣工验收疏浚工程竣工验收是疏浚工程最后取得建设单位或业主竣工认定的必需的重要环节。竣工验收应以批准的施工设计文件和工程合同为依据,对挖槽进行全面水深测量,其测量标准应符合交通部水运工程测量规范(JTJ203-2001)的规定。工程验收质量则按交通部疏浚工程质量检验评定标准(JTJ32496)评定。验收手续完成后,该疏浚工程已属竣工项目,由建设单位或业主接收和投入使用。一、 验收步骤及方法验收前,施工单位应组织对所完成的工程进行自检测量,对所测的资料逐项检查,发现质量不合格应及时进行补挖或补填。自检工程质量合格具备验收条件后,施工单位应书面向建设单位提出申请,进行竣工验收测量190、,办理验收手续。竣工验收测量应符合现场行业标准水运工程测量技术规范的要求;竣工测量的测量范围、测图比例、测线间距、测量方法和仪器以及精度应与工前测量一致。4竣工测量应由施工单位进行,建设单位可派代表或监理工程师监督,测量前应对平面控制点水尺以及测量仪器进行校准。测量资料和图纸应由合同双方代表签字确认。竣工测量完成后,由施工单位代表填写验收报告,提交建设单位签署意见。验收报告应做为工程竣工验收、进行质量鉴定、办理验收手续的正式文件。如合同规定,验收测量由建设单位或业主委托其他专业测量机构实施,则该专业测量机构应在建设单位或业主得到施工单位有关疏浚工程业已竣工的通知后,迅即进行验收测量,但其使用的191、测量仪器、测量方法、精度等必须符合水运工程测量规范(JTJ203-2001)的规定。竣工验收工作由建设单位或业主组织。施工单位工程负责人(或主管技术人员)在竣工验收前,应将竣工验收有关资料准备齐全,供建设单位验收时核查。其验收方式有: ()由建设单位或业主组织竣工验收,对提供的资料进行审核,必要时,可以进行现场检查,抽查若干纵横断面,然后对工程完成情况及工程质量作出评价,如工程符合合同要求和设计要求,应当场签署疏浚工程质量检验评定竣工验收单,各有关单位和人员签字盖章后,即正式生效。()施工单位将全部资料交给建设单位或业主自行审核。一旦建设单位或业主审核确认工程符合合同要求和设计要求,即通知施工192、单位办理验收手续。建设单位或业主接到施工单位书面通知,一般应在三天(最迟七天)内组织进行验收工作。二、 竣工验收报告验收报告应包括下列内容:验收单,包括工程设计要求、施工简况、工程量、工程质量和完成情况、质量自检自评意见、建设单位代表对质量评定意见等;竣工图,竣工图为水深平面图,如有特殊需要,可附断面图;竣工土方计算表。工程验收完毕后,建设单位应及时将验收报告发送给施工单位和有关单位。三、 施工技术总结工程竣工验收后,施工单位应及时编写工程施工技术总结。施工技术总结应包括下列内容:工程概况,包括工程范围和要求,实际工程开工日期、竣工日期、施工船舶,工程量、工程进度、质量等完成情况;工程费用的结算情况;施工船舶各项生产指标、工程量、生产率和时间利用率的完成情况和分析;施工方法,施工中所遭遇的主要问题和采取的技术措施;工程质量控制和分析;工程变更和设计修改:船机管理,包括船机、管线的磨耗和维护修理;安全措施:工程费用控制和经济效益分析:主要经验和教训;附图和附表,包括竣工图,竣工工程量、施工船舶、生产指标完成情况表等。