抓斗式挖泥船疏浚施工方案(优秀工程方案)
抓斗式挖泥船疏浚施工工艺流程
一、疏浚前准备
1、航道疏浚前,应组织测量人员对航道原始断面进行测量,并通知监理工程师现场见证,项目部对测量数据详细记录,并绘制原始断面图报监理工程师签证.
2、根据设计图纸用毛竹杆标识航道底宽线,坡顶线标志,标志应稳定牢固
3、卸泥地点的确认
卸泥区为设计位置或业主指定位置,开工前报监理工程师及建设单位审批
1、施工机具
疏浚作业采用抓斗式挖泥船,配合拖轮及开底泥驳进行.
2、放样：根据设计资料,利用全站仪或GPS进行放样.如果采用全站仪,需要在一岸或两岸放设四组导标,设立显著标志,分别标示控制作业区的四个角点,以便于施工船上操作人员随时掌握疏浚位置,准确控制施工作业范围.如果采用GPS,可以不用设立导标,但是事先必须到设计提供的已知点覆点解算参数,然后通过软件上显示的船位调整船舶的位置.
3、定位
挖泥船在水较浅土质较松软的地方可以通过放下定位桩定位.但考虑到所施工的河段属于山区河流,水深河床硬,必须要通过放锚来定位.一般来说,在有明显流向的内河只要五根锚缆就可以准确的定位挖泥.我项目部所用的挖泥船为非自航式,定位时挖泥船由拖轮拖带至施工区域上游200米左右的位置,靠疏浚区一侧的岸边寻找合适的栓锚点,如果岸边没有合适的栓锚点,或该航段通航频繁,可通过抛锚的方式固定主锚,然后由交通艇配合,向两侧逐根伸放边横锚和尾横锚,将其埋置于事先挖设好的锚位或者在两侧岸边寻找合适的栓锚点,锚固稳定;待全部纲缆放设到位并锚固稳妥后,拖轮驶离挖泥船,挖泥船按照岸设导标的指示或GPS的指引,通过收放主锚和边锚、尾锚,准确到达施工区域,完成定位.一般抛一次锚,可以前移40~50米,横移3倍船宽.
抓斗挖泥船放锚示意图
4、疏浚
拖轮将泥驳拖至挖泥船,将挖泥船和泥驳通过缆绳固定,挖泥船按照要求将河床的碎石等抓到泥驳里,满载后,解开缆绳用拖轮将泥驳拖运至指定的区域进行弃渣,再将空驳拖至挖泥船,循环作业.当该船位的水深通过检测达到设计要求后,挖泥船通过收放两侧钢缆移到下一船位,重复上述内容,直至该断面河底高程达到设计要求.然后,挖
泥船放松两侧锚固钢缆适当长度,通过收放尾锚和主锚,挖泥船被牵引至下一断面,开始下一断面的疏浚作业.挖泥船每次前移距离约为一个斗宽,下斗间距要重叠1/4~1/3个抓斗宽度.下斗的斗位示意图如下：
5、除渣
泥驳停靠在挖泥船一侧,使用抓斗挖泥机不断将挖起的泥土装载在泥驳中,直至泥驳装满.挖泥船停止作业,拖轮绑靠泥驳,固定缆绳后,松开泥驳与挖泥船之间的连接缆绳;泥驳在拖轮的拖带下,驶向指定的区域进行弃渣.如果有两艘泥驳,可将事先已停靠在挖泥船一侧、装载泥驳上游的另一艘空载泥驳,通过松动前后钢缆,将该泥驳滑移至适当的装渣位置,固定钢缆;挖泥船重新启动作业.
6、质量控制
施工开挖要保证按设计要求超宽超深,卵石、坚硬及硬粘土设计边坡1:3;对于岩质基线,边坡一般定为1:0.5.施工前要由测量人员利用GPS进行精确定位后方能进行挖泥作业.挖泥船移动横向距离不能大于2米,纵向距离不能大于斗宽,下斗时斗位要重叠1/3~1/4个斗宽,确保挖泥施工无漏挖;弃渣时应倒入指定抛泥区,并随时注意抛泥区深度;施工过程中要不断观察水位变化和抓斗的触底深度;同时还要派专人进行瞭望,密切注意上、下游船舶的过往情况.一个区域挖泥完成后,需要对该区域进行自,确保设计底边线以内水域不存在浅点并且边坡、超宽超深满足设计要求.
三、抓斗式起重机在疏浚中的操作流程
抓斗式起重机挖泥操作流程框图
抓斗式起重机水下挖泥操作过程中一个周期基本分为以下五个阶段.
1、空斗下放挖泥
1.1小抓斗重量轻可以自由下落(松刹车松油门)
1.2大抓斗(4米3以上)要保证碰到河底时具有一定速度但又不能过快损坏斗齿.在实际操作过程中,各河流河底情况不同,可以从慢到快由驾驶员自行试挖,寻找最合适的下落速度.将抓斗触底速度控制在保证不损坏斗齿的情况下确保下斗后能有半斗左右的石渣.
2、破土开挖
抓斗触底后斗齿插入河床,此时提升绳放松不受力,闭斗绳需要非常大的拉力.此时是整个挖泥过程需要功率最大的瞬间.这个拉力除了要克服抓斗和泥土重力外,还要破开河床土石,河床土石的阻力很大,而且越是粒径小越密实的砂、碎石、渣土阻力越大,粒径大或疏松的块石、卵石阻力越小.抓斗的破土力来自于抓斗的闭合力,抓斗的闭合力来自于闭斗绳的拉力.并且闭斗绳的拉力越大,挖土的速度就越快.因此此时需要大油门或满油门卷扬闭斗绳.假如有一个4米3抓斗自重16吨,抓土土重按满斗2.5×4=10吨,破土力根据土质情况不同有所变化,假设为8吨,则抓泥时需要的闭斗绳提供拉力为16+10+8=34吨,此时为整个挖泥过程中需要拉力最大的瞬间,并且这个力全部由闭斗绳承担.
3、满斗提升
3.1满斗提升的最初瞬间,提升力除了要克服抓斗和泥土重力外,还要克服泥层对抓斗的吸附力、抓斗和泥加速的惯性力.假如有一个4米3抓斗自重16吨,抓土土重按满斗2.5×4=10吨,吸附力根据土质情况不同有所变化,假设为4吨,抓斗和泥加速度算1米/s2,则惯性力(16+10)×103×1/10=2.6吨,则抓泥完成满斗提升瞬间该起重机需要提供32.6吨的拉力.即抓完土提升时的一瞬间需要很大的力量,可以在挖完土后保持油门上提,也可以适当减小闭斗绳的拉力增大提升绳的拉力同时上提.
3.2抓斗离开河底后,不受到吸附力,反而还得到水的浮力,并且达到一定速度后抓斗可以匀速提升不需要加速没有惯性力,此时抓斗需要挖机提供拉力为16+10-F
浮
=16+10-6=20吨.即抓斗离开河底但还在水中时可以减小拉力.
3.3抓斗提出水面后,浮力消失,此时需要增大拉力为16+10=26吨.即抓斗离开水面后需要适当增大拉力.
4、满斗动力悬停
4.1小吨位抓斗重量小,抓斗提到可以回转卸泥的高度后,可以用机械抱闸抱住(可以踩刹车)
4.2大吨位抓斗重量大,用机械抱闸会严重磨损闸带,同时起重机和船体受到惯性力冲击振动剧烈.因此大抓斗满斗悬停不宜采用机械抱闸,应该使抓斗靠动力制动悬停后再回转到泥驳上方卸泥.(大抓斗踩刹车会把刹车皮磨坏,还会让夯机和船震动损坏,所以要靠控制油门等待抓斗慢慢停住再转到泥驳上卸泥,不要猛踩刹车.)
5、空斗动力悬停
卸泥完成后空斗扔按动力制动悬停,再转到新的挖泥作业点后,进行下一次挖泥作业.每个挖泥的斗位都必须重叠确保不漏挖少挖.重叠的距离一般为1/3~1/4个斗宽,根据抓斗的大小和水流的流速取0.5米~1米(大抓斗卸泥后松一点油门,调整拉力能够满足不踩刹车也能保持抓斗悬空不动,再转到船尾继续松油门下斗挖,斗位要和上一次挖的重叠半米到一米)