马拉开波湖航道拐弯段溢流施工工艺探讨.docVIP

PAGE  PAGE 6 马拉开波湖航道拐弯段溢流施工工艺探讨 　　摘要： 耙吸式挖泥船溢流施工是疏浚施工的重要方法之一。溢流时间的控制相当重要，根据实际工况和施工条件的不同选择合理的溢流时间，能有效提高船舶施工效率，加快清淤速率。 　　Abstract： The effusion construction of trailing suction dredger is one of the important methods of dredging construction. The control of effusion time is quite important. The reasonable effusion time should be chosen by the actual conditions and construction conditions. It can effectively improve the efficiency of ship construction and accelerate the dredging rate. 　　关键词： 耙吸船；疏浚；溢流；施工工艺 　　Key words： trailing suction hopper；dredge；effusion；construction technology 　　中图分类号：TV143+.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）24-0178-02 　　0 引言 　　耙吸挖泥船传统施工工艺中，对于淤泥或淤泥质土，因沉淀效果差，溢流时溢损过大，舱内土方增长缓慢，所以一般认为长时间的溢流没有太大的意义，主要采取抽舱，高浓度进舱、低浓度旁通，满舱即去抛泥的工艺流程。但耙吸船对泥土除了有装、运、抛的作用外，还有挖掘、搅动、稀释等效果，溢流出去的泥浆更容易顺水流扩散。那么，是否可以通过长时间的溢流，利用水流挟沙的搬运作用，加快清淤呢？本文以马拉开波湖航道拐弯段施工为实例，通过现场分析和试验进行论证。 　　1 工程概况 　　马拉开波湖航道位于委内瑞拉西北部的苏利亚州境内，为全天候单向航道。航道全长94km，由外航道、内航道和其它支航段组成。设计底宽240-300m，设计深度12.80m，无边坡设计。工程采取分段施工分段验收的方式。内航道有两个弯头段回淤比较严重，是需要维护的重点区段，标段名称分别为：S17-S21和S30-S35。 　　2 前期施工情况 　　S17-S21区段疏浚土主要为淤泥或淤泥质土，质地比较软，稍带有粘性，但粘性很弱，有少量结块，工程上属于2级或3级疏浚土。考虑到该类土质沉淀效果比较差，根据以往施工经验，船舶在投入S17-S21区段施工初期，采用了短时间溢流或者不溢流、满舱即去抛泥的施工方法，挖泥时间控制在40min以内，缩短单船运转周期时间，以增加挖泥船次。因土质偏软，施工中未使用高压冲水。 　　施工一段时间后，根据水深检测图所示，施工效果不太理想。由于该类疏浚土沉淀效果差，装舱效果很一般，装舱系数平均不足50%。该区段抛泥运距也比较远（约23km），所以日产量只有3.45万方，远低于内航道平均4.20万方的计划日产量。考虑到该区段相对其它需要维护的区段施工难度要小，亟需改进施工工艺，提高生产效率。 　　3 施工分析 　　施工过程中，现场可以观察到在船舶浚挖后的水域，浑浊区范围很大，已延伸至槽外。据此现象猜测，该区段泥土经过挖掘和搅动后，扩散效果应该很好。 　　该区段水流挟沙能力是否足够，可否利用该区段土质扩散效果好这一特点，来加快清淤呢？如果此方法可行，又如何能够保证扩散后的泥土不会流回施工区或者影响到其它施工区域呢？ 　　根据最常用的河道水流挟沙力计算公式――张瑞瑾公式：X=K（U3/gRω）m 　　式中：U为平均流速；R为水力半径；g为重力加速度；ω为床沙平均沉速；K为包含量纲的系数；m为指数。 　　由此可知水流挟沙力同流速的立方成正比，同泥土沉降速度成反比。泥土固体颗粒在水中的自由沉降快慢与颗粒大小有关，根据沉降速度公式ω=g（ρs-ρ）d2/18μ（式中：ρs-ρ为粒水密度差；d为颗粒直径；μ为水的动力粘度），说明沉降速度与颗粒直径的平方成正比。 　　经分析，S17-S21区段位于湖内部，水流流速不及湖口外和湖口附近区域，一般在1-2节之间，但在起风时段（每天下午02：00至明晨07：00左右），湖面会起浪，能够增强水流挟沙能力，表层流速能达到2节以上。该区段土质为淤泥或淤泥质土，土粒特别细腻，含水量高，力学上表现强度特别低，质地很软，经过耙吸，部分甚至已呈半流态。水流挟沙能力已足够。 　　S17-S21区段的水流流向同航道方向应该存在一