绞吸式疏浚船施工组织及管理措施

亢顺利

上海和翔建设工程有限公司 上海 201301

1 绞吸船工作原理及施工方法简介

1.1 工作原理

绞吸式疏浚船是通过安装在船首桥架前端绞刀的旋转、切削、泥水混合，同时泥浆泵通过安装在绞刀尾部的吸口将泥浆吸入、加压提升、经水陆管线输于指定区域（吹填区、泥浆池等）。施工过程分为挖掘、吸浆和输排，施工方法常为钢桩定位横挖法，即以一根落在挖槽中心线上的主定位钢桩为旋转中心，依靠横移作用，使绞刀随着船只在挖槽内作左右往返摆动，切削开挖；前移时象两腿走路，通过双桩交替前移（双桩法）；或通过主、辅钢桩交替，使主桩前移到下一个桩位（主辅桩法）。整个施工过程呈扇形摆动前进，主要工序为定位、摆挖、前移、移锚等[1]。

1.2 施工方法

绞吸船疏浚方法与其工作原理密切相关，施工时根据施工条件（土质、水深、排距等）及要求（挖深、挖宽、边坡等），选择不同的方法进行疏浚，常用的主要方法如下。

（1）分条开挖：根据绞吸船横向摆幅（挖宽）和疏浚河槽宽度（河底宽及边坡），顺河槽分成若干条带进行开挖。若挖槽宽度小于挖泥船一次最大挖宽时，按单条开挖。分条开挖时相邻条带必须重叠1.5m-2.0m，避免漏挖或出现纵向埂脊、连续浅点等。

（3）分段开挖：对于不同的疏浚断面、转弯河段需分成若干直线段、浮管有效延展长度有限制时，以利于提高船机功效和保证疏浚质量，沿河道流向人为划分疏浚段，分段开挖。分段开挖时段与段之间必须重叠一定长度，避免漏挖、出现横向浅埂或连续浅点等。

（3）分层开挖：根据绞吸船一次开挖厚度、疏浚厚度、土质情况、边坡阶梯式开挖布置、水位变化及船只吃水深度等，进行分层开挖。分层开挖时上层宜厚、下层宜薄，具体每层开挖厚度最好通过试挖确定。

（4）赶潮开挖：对于感潮河道、港池、锚地等疏浚作业，施工时要根据潮位变化情况和绞吸船吃水深度开展作业。高潮时开挖上层、平潮或低潮时开挖下层或底层，同时在施工时根据潮位变化情况及时调整绞刀下放深度，确保开挖深度（底高）满足施工要求。

（5）特殊条件下施工措施：疏浚土质较硬时（硬质粘土），要适当降低绞刀转速、横移速度和减小前移距；疏浚土质为沙土、颗粒较大时，为避免堵塞吸口及排泥管道，开挖厚度宜小不宜大；疏浚土质为塑性粘土，或水下渔网、渔具较多时，要定时将绞刀升出水面，进行冲洗、清理。

2 工前准备

根据绞吸船疏浚原理及施工方法、现场施工条件及施工要求，在施工前做好施工准备工作，既有利于疏浚工效提高，又可以保证施工质量。

2.1 制定施工方案

绞吸船疏浚方案的重点是根据船只的最大挖深、挖宽、前移距等，结合工程施工条件及要求，合理确定“分段、分条、分层”和排泥管线的布置，必须明确分段开挖的起止桩号（位置）、分条开挖数量及每条开挖范围、分层开挖布置及每层厚度等；绘制平面图和剖面图，附相关分段、分条和分层开挖的数据资料，并将这些资料输入绞吸船操作控制系统中，由此指导船机疏浚作业[2]。

在划分疏浚段、条、层的同时，确定排泥管线布置，包括水上浮管、水下沉管、陆地管线及出沙口等，确保管路布置满足疏浚作业要求。

2.2 调试设备

施工前必须对绞吸疏浚船进行调试和试验，确保设备正常运转、按方案实施，也是保证疏浚质量的重要基础。

（1）试机：施工前对绞吸船的绞、吸、输开展联合试运转，检测船机各部件运转情况及主机负荷情况，测试和确定最佳绞刀转速、横移速度、泵机功率及压力等，使绞吸船机满足施工要求。

（2）检验施工参数：针对现场的水深、土质、排距等施工条件，测试绞吸船机的最大挖深、左右摆幅（挖宽）、前移距及定位钢桩入土最佳深度等。若参数有变化，对方案进行适当的调整和完善。

（3）比对定位精度：施工前必须对船机的导航定位精度进行比对校验，方法是用手持式GPS定位仪对船机定位进行比对。若经比对，偏差超出5cm，则需要对船机定位进行纠偏处理，确保疏浚船定位精度满足施工要求。

2.3 试挖及其它准备工作

为了使绞吸疏浚顺利实施，在正式施工之前，必须开展以下工作：

（1）扫床及清障：在施工前必须对疏浚河槽、湖泊、港池等进行扫床和清障，清除水下渔网渔具、线缆木桩、堆石等，确保疏浚安全顺利实施。

（2）浚前地形测量：在施工前进行水下地形图测量，详细掌握水下地形情况，既利于指导疏浚作业，又便于浚前浚后地形对比及工程计量。

（3）开展试验性疏浚：为了对施工方案的可行性和疏浚效果进行检验，施工前要开展试验性疏浚作业，长度要视现场情况而定。疏浚试验后，对试验段的疏浚效果进行测量检验，包括挖深、挖宽、槽底平整度等。若满足要求，再全线推广；若存在不足，在工艺和方法上进行调整和改进，确保疏浚质量满足要求。

3 绞吸船疏浚

3.1 准确定位

绞吸船定位的依据是施工方案确定的条带及其中心线，操作人员依据控制系统显示屏的条带影像和船只导航定位系统进行船只定位。定位前先抛设船首两只边锚，通过收、放边锚缆绳，将船首调入开挖条内；下放桥架触底固定船首，然后由锚艇、拖轮等慢慢顶推船尾，使绞吸船渐渐接近条带中心线，就位后马上下放定位钢桩，固定船只[3]。

为了确保定位的准确性和疏浚质量，及时用手持GPS接收仪检测定位钢桩的偏差。若经检测偏离定位轴线超过0.5m限差时，要提升钢桩，重新定位下桩，直至满足要求。若偏差在允许之内，在下次船只前移定位时，进行调整。

3.2 横移摆挖及船只前移操控

绞吸船围绕定位钢桩摆挖，必须将绞刀头置于开挖条带最左侧，然后启动绞刀顺时针旋转，从左侧横移摆挖到最右侧，此时反向反转摆回左侧，以减少残留。在摆挖时，两侧必须到位，并适当超挖，避免漏挖。

绞吸船完成1个摆挖循环后，进行前移，前移时必须控制好前移距和定位轴线，前移距要小于摆挖径向长度（绞刀长），而且要固定，以保证前后摆挖扇形面有一定重叠（以0.5m为宜）。

移锚要在完成几个摆挖循环后，先下定位钢桩固定船位，后向前移锚。

3.3 疏浚质量管理

绞吸疏浚质量管理的重点是挖深（底高）、挖宽及边坡超欠面积比，以及局部欠挖或浅埂等。

（1）挖深、挖宽控制：挖深是根据水深和设计开挖厚度进行控制的，施工时要严格按照水位（潮位）遥感仪传回的实时水位和船上定位信息，控制和调整绞刀头的水下深度，从而控制每层开挖厚度及河槽底高程；对于回淤严重的河槽、湖泊等疏浚时，要有一定超深，超深控制在0.4m-0.5m之间，确保验收时平均底高程满足设计要求。挖宽主要是通过横移摆挖和分条开挖的条带宽度控制的，施工时定位准确，严格执行分条开挖、逐条实施的原则；在河槽两侧要有适当超宽，每侧超宽控制在0.5m-1.5m之间，确保边坡坍塌后河槽底宽符合要求、坡体和护岸结构安全稳定。

（2）边坡阶梯开挖控制：边坡疏浚要坚持岸坡稳定、上欠下超和总体平衡的原则，超欠面积比控制在规范允许之内（1-1.5）。施工时根据分层阶梯的厚度和宽度、水位等进行开挖，或从上到下、或从下到上逐阶开挖；若边坡开挖总厚度小于绞吸船最大挖深时，通过调节绞刀入水深度，一次性按阶开挖完成。底分层超挖值要根据绞刀直径、边坡易塌性等综合确定。

（3）局部欠挖及浅点控制：槽底局部欠挖面积不大于5m2、欠深不大于0.3m、连续浅埂不大于2-2.5m。施工时要严格控制，措施主要有：定位要准确；分条开挖相邻条带必须有重叠；船只前移距必须小于摆挖径向长度；摆挖时必须回刀收底；对于回淤严重的河槽要有一定的超深；疏浚完成一段测量跟进一段，发现欠挖及时退船补挖等。

4 疏浚质量检验

4.1 验收测量

绞吸疏浚完成后，及时组织验收测量。测量方法是GPS联合测深仪测量水下地形图，测图比例为浚前测图比例，若浚前无地形图，则按工程（河道、港池、锚地等）类别采用不同的测图比例（1:500-1:2000），比例不同，测图基线间距与测点间距不同，一般基线间距为图上距离的10mm，测点间距为图上距离的5mm。外业测量时船只沿着测图基线航行，GPS和测深仪在电脑控制下按间距选点、测量、记录，内业自动成图。对于测量船无法到达的局部，采用全站仪或GPS直接选点测量[4]。

4.2 质量检验

根据浚前浚后水下地形图，绘制疏浚剖面图，每个检验批次或单元至少绘制1张剖面图，竖向比例为1∶200。根据浚后地形图和疏浚剖面图，对疏浚工程质量进行检验。检验的主要内容是平均底高、底宽、局部欠挖厚度及范围、浅点数量及浅埂长度、边坡超欠面积比等。经检验局部质量不满足设计及规范要求时进船补挖，然后再测量检验，直至符合质量标准。

5 结语

在充分掌握绞吸疏浚船只工作原理、施工方法及工艺的基础上，通过制定合理的施工方案和加强施工全过程管理，绞吸疏浚不但功效高、适应性强，而且工程质量有保证。