码头深基槽绞吸船开挖施工技术研究

【关键词】码头；基槽；绞吸船开挖；技术 

　　1 开挖工艺选择及设备选型 

　　1.1 开挖工艺选择 

　　基槽开挖施工在地基为岩基且不危及邻近建筑物的安全时，视岩石风化程度，可采用水下爆破，然后用抓斗式挖泥船清碴，或直接用抓斗式挖泥船挖除。地基为非岩基多采用挖泥船开挖。 

　　1.2 船舶设备选型 

　　基槽开挖施工选择相应挖泥船时，要对自然环境条件、工程规模、开挖精度和挖泥船技术性能等因素作综合分析，选择可作业的、能满足工程要求的、且挖泥效率高的挖泥船。 

　　一般砂质及淤泥质土壤宜采用绞吸式船开挖。黏性士或松散岩石宜采用链斗式、抓扬式或铲斗式挖泥船。此外，在外海进行基槽开挖作业时，选择抗风浪能力强的挖泥船。在已有建筑物附近进行基槽开挖时，选择小型抓扬式挖泥船。 

　　2 工艺原理 

　　码头深基槽绞吸船开挖主要施工工艺是将基槽、码头前沿泊位区分成若干条幅，各自划定的疏浚区内配备相应满足设计挖深要求的绞吸式挖泥船，进行水下基床部分开挖的施工工艺。 

　　3 施工要点 

　　3.1 水下垃圾及障碍物清理 

　　目前国内大部分重力式码头设计方案均紧邻后方陆域堆场，其选址一般在已形成封闭的港池内，周边围堤能够对码头形成良好的保护，并能够满足原材料运输需要。因此基床上部可能存在石块、土工布等施工垃圾，施工中经常性造成出砂喷头堵塞，停船排查，严重影响绞吸船施工效率，同时也对船机造成损坏，导致设备完好率降低。为保证工程的持续施工，石块、施工垃圾清除可配备一艘抓斗式挖泥船定点清除。 

　　3.2 码头基槽开挖施工 

　　码头基槽开挖选用钢桩定位绞吸式挖泥船，采用定位台车横挖法施工，分条、分段、分层挖泥。利用一根钢桩或主锚为摆动中心，左右边锚配合控制横移和前移挖泥。 

　　3.2.1 分条施工 

　　采用钢桩横挖法施工时，分条的宽度宜等于钢桩中心到绞刀头水平投影的长度； 

　　分条的数量不宜太多，以免增加移锚、移船时间，降低挖泥船的工效；分条的最大宽度不得大于挖泥船一次开挖的最大宽度。绞吸挖泥船的最大挖宽一般不宜超过船长的1.1倍 

　　由于绞吸船是利用一根钢桩为摆动中心，其开挖面为扇形，如下图所示，因此当开挖至基槽底边线处，图中扇形面两侧阴影区内的开挖土方不能挖除，如继续向前挖除，则不能满足基槽开挖底边线的平面位置要求。 

　　施工中，采取如下施工方法很好的解决上述难点问题：在绞吸船最后一刀施工中，绞刀在挖至阴影区域部分时，采用向前进两步台车的方式，能够的将该部分施工完成，经检测，采用该种施工方法能够满足基槽开挖底边线的平面位置及开挖深度要求。 

　　3.2.2 分层开挖及边坡施工 

　　基槽开挖深度较大时宜分层开挖，每层开挖高度应根据土质条件和开挖方法确定，以保证断面尺寸的精度和边坡稳定。 

　　每层厚度根据边坡精度要求、土质和挖泥船类型确定。可下列规定分层施工： 

　　（1）分层挖泥的厚度应根据土质和挖泥船绞刀的性能确定，宜取绞刀直径的0.5～2.5倍，对坚硬土取较低值，对松软土取较高值。根据对已承建工程施工经验总结，一般淤泥和流动性粉砂分层在4.0m左右，板结砂、粘性土一般分层在2～2.5m左右，如分层厚度较大将产生塌方，影响船舶稳定及施工安全； 

　　（2）最后一层应较薄，以保证工程质量； 

　　边坡采用台阶型开挖，以3500m3绞吸船开挖边坡1：2为例，土质粉砂，台阶开挖高度取4.0m（根据绞刀直径选取），每层开挖宽度取8m，边坡开挖时，横移架每挖完一层，横移宽度缩小8m，操作人员通过横移并同时提升绞刀架形成边坡。边坡施工中掌握下超上欠，超欠平衡的原则，阶梯处自然塌方，成一定坡比。 

　　3.3 扫浅、自检与验收 

　　码头基槽开挖施工一般合同规定验收标准为基槽开挖及前沿区域内要求不能存在浅点，须通过海测大队通航测量，符合有关通航验收及工程验收标准。 

　　4 疏浚工程质量保证措施 

　　4.1 开挖区域平面的定位 

　　每条船配备DGPS进行平面定位，并专人负责。按分层施工要求，通过下放深度指示器控制绞刀的下放深度，开工前对深度指示器进行校核，以确定绞刀下放的合理深度。 

　　4.2 施工测量质量控制 

　　施工测量前，对所有投入的测量设备进行检查，确保其全部在使用有效期内，并准确可靠。如发现异常情况，则进行仔细检查，必要时重新检定。施工中，首先对提供的测量控制点进行复测，并建立满足测量要求的控制网络。对一些重要的控制项目，进行复测验证。对提供的各项测量数据和信息负责。 

　　4.3 挖槽深度控制 

　　（1）各施工船只必须配备测深仪。 

　　（2）施工前必须正确理解疏浚区取深并严格按照GPS坐标式测深仪指示进行挖槽深度控制。当挖泥船上的荷载以及水位发生变化时，应及时计算出并调正绞刀头的下放深度，刀架横扫轨迹线密集。 

　　（3）对挖槽已挖部分要随即进行水深测量，发现欠挖超过允许值时，应及时退船处理。 

　　（4）每个星期由项目部专业测量人员组织测量已开挖海域，形成现有海底基面图，如发现漏挖，即形成海底塘梗现象的，马上责成责任船只回挖平齐。 

　　（5）绞吸挖泥船施工时随时关注潮水的变化，掌握水位变化情况，并实时调整施工挖深，确保施工质量。 

　　6 结束语 

　　应用大型绞吸船进行码头深基槽开挖施工中基槽开挖区位置及尺寸划分、基槽边坡开挖施工方案、基槽开挖与泊位区自检与扫浅施工、合理设置预留开挖超深，满足多波束测量无浅点的验收标准是保证工程符合有关通航验收及工程验收标准的关键，掌握该技术对码头建设、港池航道疏浚工程发展具有重要意义。