航道疏浚工程关键施工技术分析论文

2024-05-08

航道疏浚工程关键施工技术分析论文(通用8篇)

篇1:航道疏浚工程关键施工技术分析论文

航道疏浚工程关键施工技术分析论文

摘要:随着我国社会的发展科技的进步,运输行业在发展的同时利用科技也发生了很大的改变,尤其是水路运输行业,但是因为航道的开挖建设有一定的阻碍,需要相应的施工技术才能保证航道的畅通。本文以某港口航道疏浚工程为例,首先浅要分析航道疏浚工程的施工前的准备工作,然后对后面航道疏浚工程的关健施工技术进行着重探讨分析。

关键词:疏浚工程;施工准备;绞吸船

航道疏浚工程在现代社会经济的发展中起着非常重要的作用,它是利用专业的机械设备以及水下作业技术,对河流航道进行工程挖掘整理,以达到泄洪防洪,保障饮水供应以及航运等目的的一项重要的技术工程,而且通过航道疏浚工程的施工建设可以不断地提高城市面貌,改善周围的生态自然环境,同时对于提升城市的生活品味也有很重要的意义。

1.工程概况

某港口航道疏浚工程全长15.1km,分为ABC三段,在施工过程中需要在A航道和B航道的交界处开挖一个大约15万吨级的减载平台调头地和港池,其设计规格大约为:B与C航道设计低宽110m,A航道设计低宽大约135m,减载平台调头直径大约500m;BC航道与减载平台调头地设计底标高大约为水下9m,而A航道设计的底标高大约为水下11m。如下图1所示,为该港口航道疏浚工程的现场图。

2.航道疏浚工程的施工准备工作

2.1工程放样与测量

在该港口航道疏浚工程中,放样与测量是施工前非常重要的准备工作,而通常情况下放样与测量所采样的设备主要是SDH-13D型号的测深仪和GPS定位系统等。(1)工程所需样品标准,如钢筋混凝土方块等就应提前设计,即预制块,在预制块上用钢缆系上红色浮进行标记,防止意外丢失;在开挖河道前测量人员应根据重复测量过的控制点对施工区域进行放样。(2)测量过程中避免不了会遭到自然天气的影响,当风速过大时会影响到测量船的稳定性,从而导致出现测量误差;若是碰到大雾等天气就会导致水面上的能见度较低也会影响到测量的精准度,因此在测量时应尽量选择无风且能见度较好的天气进行。

2.2施工设备的选择

航道疏浚工程作为一项水下作业项目工程,在进行具体施工时需要采用大量机械设备,比如在水上需要设置挖泥船及一些附属船舶,而且这些设备的性能是否良好也会影响到航道疏浚工程的施工质量,而且在具体施工时还要选择一些其他相关的施工设备,如根据不同的排距选择相应的绞吸船,如排距在60~600m时应选择80m3/h的绞吸船,排距在600~2500m时应选择350m3/h的绞吸船等。

3.航道疏浚工程的关健施工技术

3.1围堰施工

在该港口航道疏浚工程中,围堰施工是非常重要的一项施工技术,尤其是在进行内航道围堰施工时,要尽量选择地形较好的地区以便形成吹填区,比如低洼地等,而且针对土层的使用,也要尽量选择经人工方式开挖的填土层和粘土层,以便对其进行分层处理,随后参考文献:[1]骆志科.航道疏浚工程中的施工技术研究分析[J].江西建材,(03):123+128.[2]王冬凡.航道整治工程中疏浚施工技术的实例分析[J].中国水运(下半月),(08):259-260.经过碾压后才有利于形成围堰。

3.2挖槽施工

3.2.1挖槽尺寸选择

航道疏浚工程的挖槽施工,其挖槽尺寸必须符合工程设计要求,而且在挖槽的过程中,为了避免出现漏挖的情况发生,还要做好相邻挖槽间的重叠施工,同时其宽度还要控制在5m左右;挖槽施工要严格依照施工流程进行,避免出现槽梗的现象,而且还要连挖边测量,以便有效绘制出航道截面图,然后再根据航道截面图适当的调整挖船的位置,一旦发现漏挖情况,可依据截面图进行被挖施工。

3.2.2挖槽深度确定

航道疏浚工程在挖槽前期还要进行试挖工作,在试挖过程中根据其实际情况确定出挖槽的具体深度,这样才能保证挖槽施工符合工程设计的规范要求;在挖槽试挖过程中,可能会依然存在漏挖和回淤的情况,因此相关施工人员要根据这些实际情况来仔细分析测绘图,在充分掌握和分析之后,就能确定挖槽施工是否要采取深挖的方式。作为施工单位还要根据工程的具体情况,以先易后难,先上后下的施工原则进行具体的工程施工。

3.3泥土处理

3.3.1吹填法

吹填法具体指的是利用泥泵将挖掘出来的泥土运输到填土区中,以便进行综合管理,在综合利用的同时还能够避免泥土回流到航道内,造成水源污染和航道阻塞。在采用吹填法处理泥土时首先要选择适合的泥土场地,在没有接力泵的情况下就近吹填时应按照排泥管线的具体长度和挖泥船的扬程长短来选择合适容量和数量的泥土场地,其次应尽量选择荒地和废坑等地方作为泥场在其四周构筑沟渠,并保持通畅,以便进行起到有效排水的作用。

3.3.2边抛法

①使用长悬臂架通过挖泥船将泥土有效排出,其与长悬臂架一起作业,将泥浆抛到内航道的一侧,对于其中颗粒较大的砂质土则回收进行利用。②通过溢流,即采用泥泵将泥浆吸入其中并运到泥舱内部,在泥舱内部的两侧则有溢流口,通过溢流口可以将其排入到水中,这种泥土处理方法不仅可将泥浆中较大颗粒的泥土挡在泥舱内部,而且在将其进行集中后可以一起进行处理,有效节省了处理时间,提高了工作效率。

3.4水下抛泥法

(1)要保证抛泥场内以及附近的水域所起的.风浪不会对抛泥造成影响,而且抛泥地点要尽量选择地点相邻的地方,可以有效缩减抛泥的距离。(2)在选择码头和挖槽时,要避开淤泥多等水域,要尽量选择容积小且流速快的水域。(3)对抛泥水域的水深和面积大小要适当选择,避免抛泥船转向或出入不方便,而且空间大的水域也能提高抛泥船的工作效率。

4.航道维护

4.1航道浅滩的维护

航道疏浚工程的航道维护非常重要,首先在进行航道浅滩维护时要应用到挖泥船,而当挖泥船在工作时一定要注意避让航道内过往的船只,在保证挖泥船施工安全的同时还要保证航道运行的安全;其次对于挖泥船产生的泥土要保证其能够有效处理,在不影响航道施工的情况下提高挖泥船自身的工作效率。

4.2航道筑坝施工

航道疏浚工程的航道维护还可以通过筑坝施工来实现,筑坝施工不仅可以对航道本身进行有效整治,而且还能扩充航道的尺寸大小,当前的航道维护中筑坝施工较为常见的筑坝类型有锁坝、丁坝以及导堤等,这些类型的堤坝可以单独施工建设,也可以联合起来一起使用,其对于航道都能起到非常好的维护效果。

4.3航道周围的生态防护

航道疏浚工程在施工过程中,尤其是疏浚处理对航道所起到的作用,虽然可以在一定程度上扩充航道面积大小,让航运更方便快捷,但相应地也消耗了大量的能源,同时对周围的生态环境也造成了一定程度的破坏,因此在进行具体施工前要对航道周围的生态环境做足相应的预防维护工作,首先针对疏浚工程可以结合实际制定科学合理的疏浚方案,最大程度的减少对周边环境的破坏;其次要选择合适的疏浚时令和时间;最后要加强航道疏浚工程的管理和控制,合理处理污染的底泥,只有这样才能维护生态环境的可持续发展。

5.结束语

综上所述,本文以某港口航道疏浚工程为例,首先浅要分析了航道疏浚工程的施工前的准备工作,然后对后面航道疏浚工程的关健施工技术进行着重探讨分析,其关健施工技术主要有围堰施工、挖槽施工、泥土处理以及航道维护。围堰施工需要注意的是吹填区域和土层质量的选择,而挖槽施工主要包括挖槽尺寸的选择和挖槽深度的确定,而泥土处理则有三种方法,分别为吹填法,边抛法以及水下抛泥法,而航道维护同样需要从三个方面进行,即航道浅滩的维护,航道筑坝施工维护以及航道周围的生态环境防护,最后希望通过本文的分析探讨可以让我国的航道疏浚工程在施工过程中更好的应用施工技术,既保证工程施工工质量,又能给施工人员以相应的启发。

参考文献:

[1]骆志科.航道疏浚工程中的施工技术研究分析[J].江西建材,2016(03):123+128.

[2]王冬凡.航道整治工程中疏浚施工技术的实例分析[J].中国水运(下半月),2013(08):259-260.

篇2:航道疏浚工程关键施工技术分析论文

港口航道疏浚工程的建设,从施工方案的规划到工程项目的实施,都需要相关部门进行严格的把守。本文就以某港口的航道疏浚工程作为分析实例,对该工程的施工条件进行解析,对施工过程中施工船舶的施工参数进行设计,对生产指标进行确定。并通过对工程项目中的施工土质、船舶生产性能等方面来对施工船舶的生产能力进行分析,探讨分析航道疏浚工程施工工艺。

一、工程简介

某港口工程位于从南向北自A航道其,经B航道至C航道止,全长14.36公里,其中A航道长9.41公里,B航道长1.49公里,C航道长3.46公里。需另在A航道与B航道的交界处新挖一个15万吨级减载平台调头地和港池,其设计规格为:(1)B航道与C航道设计低宽110m,A航道低宽135m,减载平台调头地直径500m;(2)B、C航道以及减载平台调头地设计底标高-9m,A航道设计底标高-11.3m;(3)B、C航道以及减载平台调头地K16+723.46―K23+610.298段覆盖层设计边坡为1:3;A航道K5+196―K10+287段覆盖层设计边坡为1:9,岩石设计边坡为1:2。该航道疏浚工程的设计断面进工程量是1,024.47万m2。航道抛泥区位于港口外东北偏南方向,距离港口门大约13.4km,抛泥区水深>9m,抛泥区规格为(4,989×4,758)m。A、B、C航道以及减载平台调头地至抛泥区的距离分别是9km、15km、19km、13km。

二、施工船舶的选择

根据相关单位对该工程的施工地条件以及环境进行严格的勘查,根据该航道疏浚工程项目所处地理位置以及施工要求等,该工程施工地土质复杂、泥土处理方式复杂、风化岩开挖量大,且施工干扰较大,项目施工任务相当繁重。由于该航道处于营运状态,在施工地周围水域有大量渔船,且进出港口船舶流动性大,若渔船出现违规作业,则会对施工船舶的安全造成威胁。另外考虑到该航道的上层土质主要为中粗砂和淤泥,部分区域是胶结细粉砂,在中层是淤泥,中间夹杂着碎石和粘土,下层则为大量的坚硬粘土。所以正确选择施工船舶是保证航道疏浚工程顺利施工的前提条件。首先,施工船舶应该具备较高的生产率,满足施工工期需求;其次,施工船舶应该具有强大的挖深和挖掘能力,以保证施工水深以及土质的需要;再次,施工船舶应该具有良好的灵活性,方便在施工过程中避让;另外,施工船舶应该是开挖强风化岩的大型绞吸式挖泥船,对风化岩进行开挖,以降低工程造价,保证工程质量;对于在开挖中较难开挖的风化岩还要运用到炸礁船实施炸礁。

根据各施工航道的施工现场情况,该工程选择的施工设备主要有:1,600m3绞吸船,具有开挖砂卵石和风化岩的能力;自航耙吸船,该设备能连续完成挖、运、抛工作;1,300m3/h绞吸船、海狸3,800绞吸船,以作砂的二次吹填;4m3、6m3、8m3抓斗船;以及两艘炸礁船,用作C航道炸礁施工。

三、工程施工工艺

航道疏浚工程在工程完成工程招投标,并签订完成工程合同之后进行工程实施,工程实施首先就是要进行施工准备,然后进行工程生产,再进行工程竣工验收。本文主要探讨的是工程生产阶段,在航道疏浚工程中,主要的施工设施就是施工船舶,本文就从施工船舶在该航道工程中的应用工艺进行解析。

(1)进行A航道点施工时,在A航道采用耙吸船。并运用溢流装舱法,进行分层、分段的施工。用耙吸船在进行A航道南段岩石区边坡以及覆盖层的开挖过程中,由于开挖土质主要是粗中砂,溢流效果不明显,所以在实施溢流装舱环节时,在装载量增长缓慢时,就可以停止挖泥,这样一来就能避免由于长时间流溢,导致对外段施工区的回淤;在进行A航道北段非岩石区时,由于开挖土质主要是淤泥质土,加上落潮流速急,溢流效果较为明显,利用这一条件,在进行装舱时,可以充分利用落潮时间来延长装舱时间。

(2)绞吸船主要是进行航道内风化岩的`开挖,并采用钢桩定位扇形横挖法,进行分段、分条施工。由于绞吸船的正刀挖泥吸入效果不佳,容易在挖槽内残留浅点,而且在开挖较硬的强风化岩的过程中,容易出现滚刀现象。所以在施工过程中采用正刀挖泥、反刀收泥的施工方法。但是要注意对横移速度以及铰刀转数进行控制。

(3)在航道疏浚工程中,抓斗船的主要作用就是开挖泥土装入泥驳,再采用纵挖式进行分层、分段、分条施工。用泥驳将挖出的淤泥运输到抛泥区。

(4)在该工程中,主要的施工工艺是体现在施工船舶的安排与操控之中。在该工程中部分中风化岩以及全部强风化岩的开挖工作,均是由1,600m3/h绞吸船完成。在施工过程中出现许多船舶由于开挖硬土质带来的问题。比如在开挖过程中,会出现很多像灰白色较为坚硬,也没有风化的,粒径在30―45cm的块石,或者出现灰褐色中风化岩以及黄色强风化岩,致使挖泥机磨损严重,特别是铰刀齿的损耗较大。所以,为了让船舶能在工程中顺利施工,收集并整理了现场资料,对出现这些问题的原因进行了总结,并将1,600m3/h绞吸船的施工工艺参数进行了对比改良。

(5)工程施工工序

1)A航道以及吹填砂的施工,要根据节点工期进行开挖层的确认。按照节点工期分为-10m以下以及-10m以上开挖层。根据土质实际情况,在开挖层-10m以上时,可以分为AK11+210―AK11+704.23段,这一段主要以中粗砂和岩石为主,可以安排自航耙吸船进行覆盖层的开挖,开挖岩石层用1600m3/h绞吸船;在AK11+210―AK8+624.27段,主要以中粗砂以及淤泥质土为主,开挖边坡采用1250m3/h绞吸船进行,并用自航耙吸船开挖航道;在AK8+423―AK5+541段,主要是中粗砂以及淤泥混细粉砂,在该段主要采用自航耙吸船进行开挖。在开挖-12m以下时,也要根据施工处的具体情况分段施工。在该工程中可以分为AK7+198―AK11+120段,在该段中没有岩石,所以直接采用自航耙吸船进行航道深度的开挖,挖至设计深度;以及在AK11+142―AK15+759.41段,在该段主要是中粗砂以及岩石,要采用自航耙吸船将上层挖出,再用1,600m3/h绞吸船进行岩石层的开挖。

2)进行减载平台岗地和调头地的施工,主要分为两部分进行施工,首先就是基槽以及码头前沿线以东200m,在该区域几种了风化岩,所以采用1,600m3/h绞吸船将风化岩直接吹值抛石区;另外就是港池,这一区域主要是碎石、含砾砂、中细砂以及粘土,需要用自航耙吸船将挖出的泥土抛至集砂坑,作为回填土使用保证开挖质量。

3)B航道的四周是原泥面,为了便于施工船舶进出要将快速将通道挖出。将该航道分为-7m以上以及-7m以下进行施工。在-7m以上主要是中砂以及淤泥混砂,选择一艘8m3抓斗船以及两艘6m3抓斗船进行施工,为了防止出现干扰,三艘船舶分别从两端向中间施工。-7m以下主要是风化岩、粘土以及中砂,安排同样的施工船舶进行施工,施工方法如-7m以上的施工,但是在下层的风化岩层,需用一艘8m3抓斗船的重斗进行开挖。

4)C航道是一段加深施工航道。在这一航道中的施工,为了防止与作业渔船以及进出港口的航船之间发生冲突,造成施工干扰,所以从西、北两部分开始施工。两艘船舶根据炸礁船的进度,从两端向中间开挖,并进行清渣施工,保证航道通畅。

四、总结

篇3:内河航道疏浚工程施工技术分析

1.1 施工布置

本着“有利施工、方便管理、安全可靠、布局紧凑、运输畅通、减少干扰、经济合理”的原则进行, 并符合招标文件和文明施工要求的原则进行布置。同时, 必须确保与地方国民经济和社会发展总体规划、城市总体规划、新农村建设规划等综合规划相协调, 做好与流域、区域水利规划、水资源综合规划、湖泊保护规划等水利规划的衔接, 实施必要的河道布局上的调整。此外, 施工必须坚持慎之又慎的生态观, 在不破坏原有水系的基础上时进行施工作业。

1.2 施工设备

疏浚施工是一种特殊的工程产业, 必须依靠挖泥船及其附属船舶来完成。因此, 设备性能状态的优劣是疏浚施工正常进行的最关键的因素。在施工设备应遵循的选择原则是技术上先进、经济上合理、生产上适用。所以要充分考虑机械设备技术性能和规格的适用性、生产性、可靠性、维修性、安全性、灵活性, 以及还要考虑设备的购置费、运转费和维修费等。

1.3 工程测量、放样

内河航道施工的测量放样难度较大, 目前主要采用先进的全球卫星定位系统GPS和SDH一13D型测深仪进行疏浚测量、放样。选择风浪小没有雾的好天气进行。施工样标由工程项目部自行设计。出于测量精准度和施工成本的考虑, 通常采用一种钢筋混凝土预制块, 在预制块上面用钢缆系红色浮标, 不易丢失, 又可以重复使用。GPS放出大样, 每个断面两个控制点, 左边为控制桩, 右边为方向桩, 然后根据大样进行加密, 每25 m测放一个断面, 并用钢管或竹竿放出平面分条开挖的边线及中心线。

2 施工方法

2.1 试挖

正式施工前安排经验丰富的挖泥能手上台操作, 选择挖泥船最佳的横移速度、切削厚度、前移 (进档) 距离、主机转速、泥浆浓度等各项挖泥技术参数, 以达到最好的挖泥工效和施工效果, 同时做好试挖的各种原始记录, 编写试验报告, 选择最优组合进行施工。

2.2 挖槽施工

(1) 挖槽深度。

在试挖数据的基础上, 最终确定绞刀和抓斗的下放深度, 保证施工挖深。疏浚施工根据挖泥泄漏和回淤情况增加施工超深。超深的厚度通过施工初期试挖确定, 并根据实际情况和实测资料随时修正。由于疏浚工程工期都比较长, 采用先挖上层和回淤较小的地段, 最后一层和回淤最严重地段留在接近完工时开挖。开挖最下一层土时, 厚度宜薄一些, 并适当放慢横移速度。同时, 根据开挖时到竣工时的时间的长短不同, 预留不同的回淤超深, 并保证完工时挖槽符合设计的要求深度。

(2) 挖槽尺寸。

每条挖槽均与相邻挖槽重叠5m, 以防止漏挖。挖槽边坡分层分阶梯施工, 注意重叠部分, 以避免遗留浅埂。开挖施工过程中对开挖区域进行检测, 绘制开挖断面图, 如发现出现漏挖现象, 及时调整船位, 对漏挖区域进行补挖, 直到满足设计要求。

2.3 疏浚泥浆的输送

(1) 泥浆管路敷设。

为了保证通航, 避免来往船舶对施工的干扰, 管线通过老航道时, 需敷设水下潜管。水下潜管采用柔性连接, 以适应水下地形, 方便沉放起浮。在水面上连接成整体后分段下放, 敷设前需测量老航道的水下地形, 保证下设潜管后的航道水深不小于2.5 m, 敷设前在水深不足的地方重新挖槽。水上输泥管应确保水上浮筒密封无漏, 防止被风浪打沉, 橡胶软管与水上排泥管的接头要牢固;卡箍螺丝拧紧, 防止漏水和脱节。

(2) 输送方式。

疏浚泥浆的输送经泥泵方式完成。泥泵的工作由吸泥和排泥部分组成, 吸泥和排泥的工作过程是连续进行的。远程输泥主要由接力泵站完成。为了远程输泥, 把几台泥泵用输泥管线串联起来工作的输泥泵统称为接力泵站。它是由吹泥船、站池 (泥浆池) 、泵站和输泥管线等一系列设备装置所组成。接力泵站和吹泥船的联接主要有直接串联方式, 设中间站池贮存泥浆方式两种。直接串联方式是将吹泥船直接与接力泵串联。这种连接方式在吹泥船换驳时, 泵站要停顿而吸清水。设中间站池贮存泥浆方式是吹泥船和接力泵分别单独工作, 互不干扰。这种方式较为常用。

2.4 疏浚泥土的处理

2.4.1 水下抛泥法

在受土质、挖泥机具备设备条件和两岸地形条件等限制而不能利用泥土时, 选择地点进行水下抛泥时, 要考虑以下几点: (1) 选择在流速小、容积大及对挖槽、航道、码头、水工建筑物等不产生淤积的水域。 (2) 尽量靠近挖泥地点, 以缩短抛泥距离。 (3) 抛泥区要有一定的水域面积和水深, 以便于抛泥船出入和调头, 节省抛泥作业时间。考虑水深时, 不但要注意泥舱在泥门开启时的吃水, 还要注意泥堆的高度。此外, 在潮汐地区, 最好选在低潮时抛泥船也能自由进入抛泥, 否则就要待潮或减载作业, 降低生产率。水下抛泥法的泥土处理效率很高, 可以在许多情况下获得较低的回淤率。但是, 这是以牺牲挖泥船的工作时间为代价换来的, 因而疏浚效率较低。

2.4.2 边抛法

(1) 旁通。

现场实测和水槽试验都证明, 从旁通口排出的泥浆是立即潜入水底的。这是因为它具有较大的动能和位能。泥浆潜入水底后, 与河底及水体发生摩擦, 能量逐渐消失, 泥浆中的土块在潜入点附近首先沉积下来, 其他颗粒也由粗到细, 随着能量的消耗而逐步沉积, 变成河床的一部分, 而一些极细的颗粒则被紊动扩散于水体中。故水流流速愈大, 泥沙愈细愈易分散, 紊动扩散于水体中的泥沙数量也愈多, 泥沙沉积后离潜入点的距离也愈长, 说明旁通的效果也愈好。为了使更多的泥沙带往挖槽外沉积, 得到较好的疏浚效果, 除了要求有较大的水流流速外, 还要求水流方向与挖槽轴线具有一定的交角。交角愈大, 效果也愈好。

(2) 溢泥。

由泥泵吸上来的泥浆进入泥舱内, 而多余的泥舱两侧的溢流口连续排入水中。这种方法可使泥浆中的土块和粗颗粒泥沙拦截于泥舱内, 至泥土满舱再去抛泥, 这就减少了挖槽内的回淤; 同时, 因从溢流口排出的泥浆具有较小的功能位能, 使泥沙不潜入到河底, 这就有利于泥沙颗粒在较大的面流流速场内紊动扩散, 提高边抛施工效果。

2.4.3 吹填法

吹填法是将挖出的泥土利用泥泵输送到填土地点, 以使泥土综合利用。吹填法处理疏浚泥土, 不仅能使泥土综合利用, 为国民经济的多方面服务, 而且避免了疏浚泥土回淤航道的可能性 ( 特别是在某些河口地区) , 是一种较优的方案。以吹填法处理泥土, 需要认真选择泥场。

3 结语

内河航道疏浚工程是资金、技术密集行业。为了实现既定工程目的, 控制对自然、生态环境产生影响, 必须加强施工技术分析。特别是对于疏浚工程量较大或较复杂的工程, 更应在多方案比较的基础上精心设计, 文明施工、强化监理, 严格验收, 确保疏浚工程目标的实现。

摘要:疏浚工程对提高航道通航或排洪能力具有非常重要的作用。在工程施工前应做好施工布置、设备选择和测量放样工作。着重对施工过程中的挖槽、泥浆的输送和处理技术进行分析。

关键词:疏浚工程,施工,泥浆输送

参考文献

[1]侯保俊.规范项目管理提高水利建筑企业效益[J].山西水利, 2005, (3) :24-26.

[2]郭传达.河道整治工程布设浅析[J].水利科技与经济, 2007, (12) :94-95.

篇4:航道疏浚工程施工监理控制

想要将疏浚工程的基础搞好,就要细致的对招标工作做好,对施工队伍要选好、选准。工程的主要支撑是施工单位,施工的单位直接影响着全部的工程进度、质量以及费用控制,是疏浚工程顺畅开展的关键。同时施工监理的主要目标就是质量控制,质量有所缺失就会体现不出一定的数量,自然进度就会失去。

所以,施工监理工程当中,一定要将基础定制为质量控制,要将节省投资以及工程进度作为工程的实施目标,要按照积极帮助、热情服务、严格监理的原则,对施工的全部过程开展较为系统的管理和监督。以下运用笔者的实践经验,充分的论述航道疏浚工程的施工监理控制。

疏浚工程施工技术要点

航道疏浚能够将水运的通航能力提升,同时能够对航道航行的条件有所改善,对通航里程增加,还能够将航道整体型的经济效益提升,在一定程度上所展现的重要意义较为突出。航道治理的具体工程技术措施主要包含:整治整体工程、渠化作业、养护工程、疏浚工程等。

所涉及到的疏浚工程能够将航道维护和建设合理实现,能够运用机械、水利等方式将水下的土石方,开展转移的处理流程。疏浚工程在施工方面要将流程的定位放在首位,再进行抓泥作业,接着开展装泥作业,然后是运泥作业,最后才能够进行抛泥作业,正确的方式需要按照这样的顺序开展。此外,现场的工程技术人员,一定要具备较为丰富的实践经验,由于疏浚工程会囊括工程地质、气象等多学科的知识,所以要对知识面透彻掌握。

航道疏浚工程在施工监理时进行的三个控制点

1、工程费用的控制

凡是具备合同形式的工程项目中,都会囊括工程费用,而在合同双方中利益的体现形式是工程费用所制约的。巷道疏浚的专业监理工程师,最为重要的职责就是,需要根据合理的工程量,对付款通知进行签发。并且,还需要签发在权利的范畴之内,要对额外工程量以及合同外的工程量充分认可。在进行疏浚的阶段,所产生的额外工程是不能够对其避免的,在承包商发现之后,需要在第一时间拟定监理报告,需要让监理工程师开展现场的计量和调查,之后再根据监理的主要办法对计量上报,对费用核定。

2、质量控制

在普遍的监理工作中,对工程质量监理是较为重要的任务,同时还是一项较为系统性的工程,会囊括疏浚工艺、测量、设备以及船型等许多方面的因素。

2.1中间的测量

将中间测量作用在疏浚工程中,主要是为了对工程计量、工程进度有所掌握,将工程质量有所确保,也同样是对边坡形成以及挖槽施工回淤系统检查的必要对策。测量的工作在工程质量上的提升和控制,具备着较为关键的作用。特别是巷道疏浚工程中,因为属于较为隐蔽的工程,具备着一定的不可预见性,也就是工程不检测,质量难易提升、工程不够放心,同时工作也不能够达标。

2.2对施工技术方案和施工组织设计要严格审查

在开挖阶梯形、分层、分段的过程中,需要保证边坡的坡度和开挖的深度,要对不同标段中所上报的施工组织设计细致的审查,要对桥梁交叉处、边坡坡度以及标段交界处等主要的施工质量进行重点的控制。在审定方案的阶段,有必要召开由各个专家、各标段的施工单位、建设、设计单位所参与的技术论证会,要对施工的方案合理确定。

2.3施工过程的监理

专业的监理工程师、总监代表以及项目总监需要对疏浚工程,开展不定期或者定期的系统巡视,要在第一时间把握住疏浚工程的具体进展状况。需要对挖泥船作业区中的施工水尺,安排监理人员实施驻船的检查方式,在一定程度上是对挖深的质量进行合理控制的关键措施,同时对挖泥导标也需要驻船检查,具体是对挖槽平面的位置进行控制。会在第一时间纠正和发现施工当中所存在的偏差,要保证航槽在进行开挖的过程中,可以严谨的根据初期的设计方案分层开挖。

3、工程进度的控制

在控制疏浚工程的进度中,具体会体现在计划实施阶段中的计划调整、监控,以及工程进度的计划审批等环节中。监理工程师需要具有创新性的意识,要拟定出合理紧凑、具有余地的新型实施计划,才可以对疏浚工程项目中的主要实施过程进行指导。

对疏浚工程的进度中所蕴含的不可预测影响因素有许多,具体会包含:农忙季节劳动力不足、抛泥区矛盾、机械设备故障、气象条件等原因。这一系列的原因都会造成施工的停顿现象。另外,疏浚工程的专业监理工程师还需要按照实际的状况,开展及时并详尽的调整计划,要让工程的整体进度得到保证。

环保监理

在任何的工程监理中,环保监理是较为核心的组成部分,现今,因为工程建设还没有对工程监理机制建立健全,机械或者施工人员,对没有通过处理的污水随意的排放,导致的水体污染情况较为严重。所以,有必要对工程建设的环保监理工作合理加强,对环保工程建设中的监理机制要建立健全。在运用这样的方式下,才可以让各个环保主体互相促进、互相协作、互相制约的运行机制有效构成。就巷道疏浚工程而言,需要督促监理部门对以下的措施进行制定。

1、对环保月评比的活动要组织开展

想要将船舶施工,以及环保达标的积极性、主动性得到推动,监理的部门要在施工船舶的五个标段中,进行环保达标月的评比活动,同时要将评比结果用通报的方式,对船舶所属单位、业主以及河道管理部门正确下发。在船舶评比中持续两次得到优良的,需要进行表彰通报,然而船舶被持续两次评为环保最差的,需要对其实施退场的处理,利用这样的奖优罚劣,会将施工者的环保意识有效提升。

2、对环保监理的实施细则需要实际、切合的指定

想要将环保监理工作的规范化得到保证,需要对环保监理的实施细则开展可行、切实的编制。需要督促河道管理部门和施工单位签订相应的合同,要对船舶废油、废水开展统一形式的回收处理,相对船舶卸泥方面,驻船监理需要严谨的监控,针对抛泥不到位以及乱抛泥等行为,要开展重点的打击处理。

安全监理

巷道疏浚工程基本上都是由大型的疏浚船舶来完成的,在施工安全方面拥有着较高的要求。所以,对安全监控认真开展,是疏浚监理工作当中最重要的组成部分。以下主要介绍了安全监理应该注意的问题。

1、协调会要进行不定期的召开

安全预控想要得到加强,监理的部门需要将组织协调作用充分的发挥,利用协调会等形式将施工的干扰解决。

2、对定期以及不定期的安全检查制度合理确定

需要严格关注安全监控,一方面要对驻船监理等方面的监控措施有效安排,另一方面还需要对安全监理的定期以及不定期检查制度建立健全。定期形式的安全检查需要在每半个月进行一次,然而不定期的安全检查需要实时的开展,主要检查的是施工安全管理体制的安全设施是否完好,以及运行情况是否完善。在安全的隐患被检查出来时,一定要尽快开展整改措施,要在限期内整改完毕,同时要清退出厂完全不能够达标的船舶。

3、船舶安全员助理制度需要建立

疏浚工程中的大型施工船舶有许多,仅仅的用专职的安全员,会达不到管理的相应力度。那么,需要融合相同类别工程的安全监理经验,要建立船舶安全员的岗位,施工单位需要配备较为专职的安全员助理,对安全管理负责,合理将安全管理体系完善。

总结

篇5:航道疏浚工程中的施工技术论文

摘要:本文以某工程为实例,从该工程的土质、水文等特点进行解析,对选择的主要施工船舶施工工艺进行分析,确定了航道疏浚工程的挖槽、边坡的施工方法及工程质量的控制等。

关键词:航道疏浚;质量控制;施工工艺;绞吸挖泥船

长期以来,航道疏浚一直对国民经济的发展,特别是对水上交通、水利防洪、工业发展和城市建设、海上能源产业等有着重要的影响。在航道疏浚工程中,无论是从疏浚工程质量还是从疏浚工程进度、费用等方面考虑,合适的施工方法都在其中起着决定性的作用。本文以海南某水域配套工程为实例,对该工程的工程条件进行解析,针对这些工程条件对航道疏浚工程中的施工技术进行分析。

1.工程概况及工程条件

1.1工程概况

海南某水域配套工程航道入口为某海湾-6.0m水深处,南至该海湾内。航道总长7.05km,航道设计底标高-6.0m,通航宽度110m,边坡为1:5,总疏浚量为1015.29万m3。疏浚土处理方式为吹填造陆,吹填造陆有4个纳泥区。

1.2工程条件

根据对施工区域的工程条件进行勘察,显示该区域以偏北风(WNW-ENE扇区)的平均风速相对最大,偏西南方向的平均风速相对最小,附近海域的潮汐属不正规半日潮性质,通航水位按0.3m考虑;工程海域常浪向为ENE,频率为30.1%,次常浪向为NE,频率22.9%。由此可见,海流及风浪对工程施工影响不大,但航道外段疏浚在无掩护的水域内施工,外海风浪对施工有一定的影响。开挖土大部分以淤泥质类、粘性土类、松散-稍密砂土类为主,因此疏浚土的可挖性较好。另外,由于航道施工水域有大量渔船往来,若渔船出现违规作业则易对施工船舶造成安全威胁。

2.施工船舶的选择

根据现场条件、疏浚土方处理要求、工程量及地质情况,为了保证工程顺利进行,在综合考虑施工船舶的可靠性和适用性,结合各种施工船舶的优缺点进行分析后,决定采用设计产量为3500m3/h的绞吸挖泥船配合斗容为8m3的抓斗船挖泥船进行施工。在本工程中主要施工工艺是合理安排两种挖泥船的配合施工。在距离吹填区域4km范围内的土方采用设计产量3500m3/h的绞吸挖泥船,连接水上浮管,用船上泥泵直接将土方吹填至纳泥区;航道边坡区域土层较薄及航道北侧不适合绞吸船直接施工的区域,利用斗容8m3的抓斗船挖泥船配泥驳开挖后抛至较远的纳泥区。

3.疏浚工程施工工艺

3.1绞吸挖泥船施工工艺

3.1.1船舶定位方法航道疏浚工程主要为水下施工作业,隐蔽性极高,施工船舶在施工中的正确定位是需要重点考虑的问题。本工程中采用DGPS即差分全球定位系统,该系统定位精度<1m。利用《疏浚工程电子图形控制系统》与HYPACK软件通过计算机进行数据处理,在电子屏上显示设计挖泥区段轮廓线、设计挖槽边线、绞刀挖泥运行轨迹、实时导航数据,同时与水位遥报仪、水绞刀深度指示仪相连接可实时显示挖深、瞬时水位、挖槽横断面图或水下三维立体图等。

3.1.2分层施工根据开挖泥层的厚度,施工采取分层开挖。分层挖泥的厚度应根据土质和挖泥船绞刀的性能确定,取绞刀直径的0.5~2.5倍;分层上层宜较厚,以保证挖泥船的效能;最后一层应较薄并预留备淤深度以保证工程质量;当泥层过厚时应在高潮挖上层、低潮挖下层,以减少坍方。施工中分两层开挖,上层厚度取2~3m,下层厚度取1m。

3.1.3分条施工绞吸挖泥船采用钢桩横挖法施工,在施工时需进行分条施工。分条的数量不宜太多,避免增加移锚、移船时间,降低挖泥船的工效。根据当地水流流速及横移锚缆抛放长度,绞吸挖泥船的最大挖宽一般不宜超过船长的1.1~1.2倍。

3.1.4边坡施工开挖边坡时根据设计图纸及现场试挖情况计算放坡宽度。泥面较薄的地方按矩形断面直接开挖到设计深度,泥层较厚的地方则分层按阶梯形断面开挖,上层边角的泥沙受其自身重力、水浮力及水流的作用,自然坍塌后达到设计边坡。

3.1.5吹填施工吹填施工是使用泥泵将挖出的泥土输送到指定填土地点并对泥土进行综合利用。本工程吹填标高控制在围堰顶标高下0.5m。当排泥管线需要穿越航道时选用耐磨损、厚度较高的钢管和胶皮套作为水下沉管,以减少占用水域面积,避免影响过往船舶通航。

3.1.6排水口设置吹填施工排水根据吹填区的平面布置,充分利用分隔围堰起到沉淀池的作用。根据本工程特点,靠近航道的两个纳泥区排水口宜设在吹填区的东北角,面向外海区域。泄水口的宽度为10~15m,其结构采用能调节吹填区水位,易于维护的溢流堰形式,用槽钢(或工字钢)作框架,并用斜撑加固,配以木制活动闸板。施工时随着排水口附近泥面标高的升高相应加高闸板,提高堰顶溢流标高,并利用浮体、防护帘、重块、锚缆和锚块铺设“防污帘”,以降低泄出水的泥浆浓度,防止水体二次污染。较远的两个纳泥区排水口的设置则需与砂袋围堰施工衔接,排水口朝向西北方,面朝大海、背离红树林自然保护区及养殖区。施工流程如下:施工准备→底层抛砂→铺设土工格栅及防老化土工布→充填袋施工→回填砂施工→塑料排水板施工→继续充填袋施工→钢管铺设施工→充填袋压护钢管施工。

3.2抓斗式挖泥船施工工艺

3.2.1施工方法测量人员放置定位浮标后泥驳拖带抓斗船进入施工区,实测水深与施工图水深校核好后根据DGPS系统进行精确定位,随即放下抓斗定住船位。开挖航道时抓斗船布置应充分考虑水流流向,利用水流的.作用冲刷挖泥扰动的泥沙,提高疏浚效果。抓斗船施工为非连续性,施工区开挖泥层较薄、土质松软,采用梅花挖泥法施工,即挖泥时不连续下斗,斗与斗之间留有一定间隔,前移后挖第二排斗时在原第一排两斗之间处下斗,这样依次前进使所挖的泥面呈梅花形的土坑。

3.2.2边坡开挖边坡开挖则采用分层阶梯法开挖,按照“下超上欠,超欠平衡”的原则按矩形断面开挖,最后自然塌落形成边坡。在开挖过程中运用超欠比为1:2的梯形开挖形式进行开挖,从而确保其满足设计坡比1:5的要求。

4.疏浚工程质量控制

施工前工程人员把施工文件输入挖泥船电子图形控制系统;施工中必须勤看水位、勤测水深、勤对船位。根据施工断面图形、实时接收的潮位变化情况及时调整下绞深度,控制挖深,只有当实挖深度符合设计要求时挖泥船方可前移,施工中需注意掌握回淤情况,摸索回淤规律,并经常测量船尾水深,定期进行浚后挖槽检测工作。在施工初期可通过试挖观察和分析回淤情况,掌握回淤规律,以确定备淤深度。施工期间定期对挖泥船定位系统进行校核,并使用导标和DGPS校正船位,挖泥船驾驶员严格按照施工导航图形所显示的开挖宽度控制挖槽宽度,以保证实际开挖位置在设计开挖范围内。分段、分条施工时需保证段与段之间的衔接,并使挖泥船一侧始终处在分条交界处堑口的边线上,在航道各施工段之间交接处按一层接搭20m的重叠长度,防止漏挖。

5.结束语

综上所述,从本工程的施工情况来看,无论是工程质量,还是进度、费用等方面,都基本达到了预定目标,取得了较好的效果。航道疏浚工程为水下施工作业,且随着施工作业的进行及季节、天气变化,水流环境极易变化,这都给航道疏浚施工质量造成了不小的影响。为了达到设计要求,满足业主的使用需要,在有限的时间及资金下,综合考虑土质适挖性、土方调配、回淤影响、施工技术控制等因素,采取最优化的施工工艺进行航道疏浚施工,是航道疏浚工程中的重点。

参考文献:

[1]JTJ319-.疏浚工程技术规范[S].北京:人民交通出版社,1999.

[2]明晨.软弱土质环境下航道疏浚工程的绞吸式施工方法[J].南通大学学报(自然科学版),2016,15(01):44-48.

篇6:航道疏浚工程关键施工技术分析论文

报 告 简 本 概述

长江作为我国第一大河流,是全国内河航运最重要的水运主通道,水运条件十分优越。长江干线航运是连接我国东、中、西部地区的重要纽带,是实施西部大开发战略的重要依托,也是长江沿江经济持续、快速发展的重要支撑。

为保障长江干流航道的畅通,从根本上解决浅滩碍航问题,特别是三峡水库蓄水运用后,上游来沙量逐渐减少,受其影响,长江中下游河道内的洲、滩受到不同程度的冲刷,水流特性更加复杂,从而对护滩建筑物的稳定性提出了更高、更新的技术要求。在新的形势下,要求积极探索新结构、新材料、新工艺的研究思路,确保整治工程效果以及全寿命成本最低。因此,为适应长江中下游不同类型滩体的冲刷变形特点,保证整治工程的质量和整治效果,不仅需要对已有护边滩(底)建筑物的平面布置、结构型式进行总结、优化,更需要对不同种类的新结构、新材料、新工艺的创新和提高。本项目针对长江航道整治边滩护滩(底)工程关键技术问题,开展以下三个专题研究:

专题一“边滩水沙运动特点及护滩(底)建筑物破坏机理研究”; 专题二“长江航道整治护滩(底)建筑物模拟技术研究”; 专题三“边滩护滩(底)建筑物布置与结构研究”。主要研究内容及成果

2.1 主要研究内容

2.1.1专题一

(1)在专题二对长江中下游各类边滩形态、演变特征、护滩建筑物损毁类别、特征及原因等分析的基础上,选择具有代表性的一种边滩形态进行水槽概化模型设计、制作及验证;

(2)通过水槽概化模型的定、动床试验,研究无护滩建筑物条件时边滩上的水流结构与泥沙运动特性;

(3)通过水槽概化模型的定、动床试验,研究有护滩建筑物条件下的边滩上水流结构、泥沙运动特性及滩面受力特点;

(4)护滩建筑物的冲刷变形及破坏过程与水力要素、滩体形态、组成的相互关系;(5)进行护滩建筑物保沙护滩及损毁机理研究。2.1.2 专题二

(1)分析长江中下游各类边滩的成因、河床组成和水流分布特性等,研究滩体和护滩建筑物的分类特点;

(2)通过收集整理长江中下游航道整治护滩工程河段的基本资料,分析护滩建筑物的破坏情况及影响护滩建筑物稳定性的主要因素;

(3)研究护滩建筑物概化模型的模拟技术,包括:护滩建筑物模拟的相似条件、模拟材料的选择与特性、模型沙的选择以及模型操作控制技术等方面。2.1.3 专题三

(1)收集国内外,特别是长江中下游已有边滩护滩(底)建筑物的应用现状及研究成果;

(2)结合工程运行后的实际情况,通过典型案例对散抛块体、坝体、软体排等护滩(底)建筑物的适用条件、优缺点进行分析;

(3)通过水槽试验,进行软体排和四面六边透水框架护滩效果研究;(4)结合专题一研究成果,从护滩(底)建筑物结构和功能破坏两方面进行护滩(底)工程总体效果判别标准探讨;

(5)根据专题一、二研究成果确定护滩带守护部位、重点,采用水槽概化模型试验手段,研究护滩(底)带的平面布置;

(6)采用现场调研、水槽概化模型试验、现场试验等手段,对四面六边透水框架、SX型排和三维植被网草皮护滩结构进行研究,提出加强结构稳定性的措施。

2.2 项目研究取得的主要成果

2.2.1专题一主要成果

(1)根据边滩的形态特征进行水槽概化,滩体形态采用边滩压缩比20%、30%、45%,长宽比5:

1、6:

1、8:1,滩顶高15cm;采用正态模型比尺1:60,河床质泥沙采用d50=0.14mm和rs1.15t/m3的木屑进行模拟,选用专题二研制的护滩带、四面透水框架,基本满足各项相似性要求。

(2)试验结果揭示了边滩水沙运动具有以下主要特点:

①一般滩体侧的纵比降较大,流速越大、或者滩体压缩比越大,纵比降越大;随着水深的增加,或者滩体长宽比增大时,纵比降趋缓。非淹没时边滩上下游的横向比降方向相反;淹没时,在压缩比较大才出现上下游横比降相反方向;边滩附近的横比降随水深增加、压缩比增加、或者长宽比增大而减小;流速越大,横比降越大,各因素引起的比降变化也越明显。

②滩体上游流速较小、水流行近滩体时,受滩体挤压影响使得流速沿程快速增加,滩脚附近横向流速梯度达到最大,在滩体的中下游滩唇处纵向流速达到峰值,而后逐渐减小,最终在离开滩体下游一定距离趋于平稳。淹没时滩体下游出现回流,滩体顶部为滩面流速峰值区,非淹没时滩体下游、边滩顺直段滩唇附近出现回流,滩体迎流面与顺直段交界处为滩面流速峰值区。流速高值区一般对应水位低值区。滩体压缩比、或者长宽比越大,滩唇流速越大;水深越大,流速峰值位置靠向滩体中心;流速越大、水深越小,流速变化愈明显。

③上游泥沙向下输移接近滩体时,泥沙绕滩体侧缘呈带状下行。滩体的上、下游部位有泥沙淤积。水深越大,泥沙输移带趋直、靠近滩体更高部位而下,滩体附近泥沙输移愈分散。

④边滩在无防护状态下,滩体变化以滩槽的重新塑造为主,滩体上、下游端均出现淤积,滩体冲淤部位及冲淤量与水流条件、滩型等有关,滩体总体向下游移动。非淹没情况时滩体迎流面与顺直段交界处为主要冲刷部位,滩脚附近形成深而陡的冲刷坑,滩体瘦长、高大;淹没时水流漫滩,滩体顶部遭受冲刷,滩体宽长、低矮。流速

较大时,滩槽变化较明显,滩体上、下游端淤积程度也较明显;流速越大、或者水深越大、或者滩体长宽比越大,滩体冲刷量越大。

(3)根据大量已建护滩建筑物的效果观测资料分析,认为:

①护滩带护滩后,滩体冲刷量大部分得到控制。四面透水框架护滩后滩体冲刷量明显减小,护滩效果较护滩带好。

②影响护滩带破坏的主要因素包括水流条件、河床组成、护滩带平面布置、自身结构及施工工艺等。流速大小是护滩带破坏的动力因素,局部冲刷坑的形成是护滩带破坏的诱发原因,编织布、系结条、及接缝部位的抗拉强度不够是护滩带破坏的直接原因。

③边滩在有防护状态下,滩体下移速度减缓,受护滩面难以冲刷,而未护滩面受水流作用逐渐冲刷下切,护滩带边缘蛰陷,凸起部位的周边水流局部紊动强烈,加速护滩带边缘冲刷坑的形成,随着冲刷坑的发展,因护滩带具有一定延展性而逐渐下降覆盖冲刷坑,护滩带边缘出现“悬挂、架空”现象。护滩带与滩面间出现空隙,水流从护滩带下部穿过,直接作用于受护滩面;此外,护滩带表面不同部位的流速差造成护滩带底下不同位置的压力差,使得护滩带底下泥沙发生运动,促使护滩带出现鼓包或者塌陷现象。

(4)护滩建筑物受力试验表明:冲刷初始阶段,块体间脉动拉力迅速增大,冲刷至某一阶段达到最大值,之后冲刷坑逐渐达到冲刷平衡,脉动拉力逐渐趋于稳定;流速越大、或者水深越小,脉动拉力就越大。

(5)经试验研究,护滩带的破坏机理为:水流冲刷未护滩面后,护滩带边缘冲刷坑形成,水流紊动加剧,护块与护块之间的脉动力迅速增加,排体下降贴合受冲滩面继续护滩,当坡度较陡时,系结条可能出现紧绷或撕断,块体移动或脱落,护滩效果减弱;随着冲刷坑的发展,边缘排垫出现“悬挂、架空”等变形,原受护滩面受水流淘刷,当冲刷坑发展到一定阶段,变形的护滩带受力达到一定值或排体脉动压力瞬时增大,护滩带变形一侧或两侧的排垫受力大于其抗拉强度,排垫撕裂,系结条断裂、块体脱落,护滩带破坏,撕裂处滩面失去保护,直接受水流冲刷,冲刷坑向护滩带内

部发展。

2.2.2 专题二主要成果

(1)通过收集整理长江中下游边滩滩体冲刷破坏的实例等基本资料结合理论分析,给出影响滩体破坏的主要因素为河段特性、水流特性、泥沙特性、冲刷时间和有无护滩建筑物等。

(2)研究解决了护滩建筑物概化模型试验模拟关键技术,包括模型沙选择、边滩附近的水流结构模拟、护滩建筑物变形及破坏模拟、护滩建筑物受力模拟等。这些模拟技术能较好的应用于整治建筑物破坏机理研究和整治方案的物理模型试验研究。

①选定X型系砼块软体排(简称X型排)作为进行模拟的护滩建筑物,选取两种比尺(1:60和1:10),从几何相似、重力相似、平面布置相似以及变形相似等方面进行相似模拟,解决了护滩建筑物概化模型相似性设计技术。

②系统模拟了滩体周围有无护滩建筑物守护时滩体冲刷破坏情况。无护滩建筑物守护的冲刷主要表现为滩面冲刷,而且滩面冲刷幅度有随流量的增大而加大的趋势;有护滩建筑物守护的左岸滩面基本不动,滩槽交界处受到严重冲刷,而且冲刷力度和冲刷坑的深度随流量的增大而加大,随水深的增加而减弱。

③较好地模拟出软体排型护滩带边缘塌陷、排中部鼓包、排中部塌陷及边缘排体悬挂等主要破坏形式,基本反映了原型河床与护滩带的变形特征,进一步证明本文提出的护滩建筑物的模拟和试验控制技术,能够用于试验解决护滩建筑物的破坏机理和实体模拟技术问题。

原型护滩带边缘塌陷照片 模型护滩带边缘塌陷照片

原型护滩带中部鼓包照片 模型护滩带中部塌陷照片

原型护滩带中部塌陷照片 模型护滩带中部塌陷照片

原型护滩带边缘排体悬挂照片 模型护滩带边缘排体悬挂照片

(3)通过定床试验和清水冲刷试验,分析研究了边滩附近的水流结构及水流紊动规律,建立了边滩附近水流紊动及压力脉动频率、能量、流速与冲刷之间的关系。脉动动能的变化趋势为:靠近左岸的滩面处脉动动能较小,滩槽交界处的脉动动能变化很大,深槽处脉动动能较小变化也比较平稳。脉动动能较强的地方位于滩头和滩尾

处,随着流量的增加,滩尾紊动区的分布范围越来越广泛,其值也越来越大,随着水深的增大,边滩头部和滩尾处的水流紊动动能逐渐变小。

(4)通过试验研究分析了边滩护滩带头部冲刷坑深度的主要影响因素,提出了冲刷坑范围的确定方法和冲刷坑深度的计算公式。2.2.3 专题三主要成果

(1)根据对国内外主要河流上已建护滩建筑物的调研分析,将护滩建筑物分为实体建筑物和透水建筑物结构两类。实体建筑物结构不允许水流透过坝体,导流能力强,建筑物前冲刷坑深,多用于重型永久性工程。透水结构允许水流穿越坝体,导流能力较实体建筑物小,建筑物前冲刷坑浅,有缓流落淤作用。

(2)提出了四种护滩(底)结构的使用条件:①适用于水深大,流速大恶劣条件的散抛块体或袋装沙;②适用于水深较小的坝体护底结构;③适用于河床岸坡较缓的软体排;④施工前不需要进行地基处理、不易下沉、适用于任何地形的新型四面六边透水框架结构。

(3)提出四面六边透水框架是一种值得大力推广的新型护滩结构。

①水槽试验结果表明:四面六边透水框架防护后,减速促淤作用十分明显。与传统护滩工程相比,四面六边透水框架具有能有效地避免实体护岸工程基础容易被淘刷而影响自身稳定问题,且适应河床地形变化能力强,不需要地基处理,不易下沉,自身稳定,施工简单,成本低等优点。

软体排结合框架群护滩效果图

②结合现场试验,透水框架群用于预留变形区护滩(底)、软体排接缝处理及边缘预埋中效果较好。

东流水道透水框架现场试验2个水文年后效果

(4)通过水槽试验,从功能和结构两方面探讨了护滩(底)工程总体效果判别标准。

(5)提出三维植被网护滩新技术。根据植被保持水土的原理,以三维土工网垫作为加筋材料,利用三维植被网垫护滩具有固土性能优良、网络加筋作用突出、消能作用明显及保温功能良好的特点,能很好地应用于长江航道系统整治工程建设中。

3依托工程

随着西部大开发战略的实施和长江航运事业的发展,长江航道建设步伐开始加快。根据长江干流航道治理总体规划,到2020年,长江中下游自中游宜都到河口白茆沙等一大批浅滩水道将进行重点治理。“十五”期间,长江中游陆续实施了长江航道清淤应急工程、碾子湾水道、陆溪口水道、嘉鱼—燕窝水道、罗湖洲水道、张家洲南港下浅区、东流水道等航道整治工程;“十一五”期间,长江中游瓦口子水道、马家咀水道、周天河段等航道整治工程率先实施,另有一批滩险如窑监、戴家洲、牯牛沙、张家洲南港上浅区、马当、安庆、土桥、口岸直等河段(水道)航道整治工程前期工作正在按计划进行。

本项目主要以长江中游马家咀水道航道整治一期工程,长江中游周天河段航道整

治控导工程作为依托工程,采集相关数据资料,进行试验分析研究。

4项目突破的关键技术

4.1 专题一突破的关键技术

(1)通过数值计算与水槽概化试验,揭示了不同边滩形态及不同来流条件下,边滩河段的水位、流速及比降的变化规律,以及推移质泥沙的输移特性。

(2)首次系统研究了不同水流条件下,有、无护滩建筑物防护的不同边滩形态的冲淤特性。

(3)通过对护滩带破坏的影响因素分析、护滩带脉动拉力试验及受力分析,提出了护滩带常见的边缘塌陷、悬挂,排体中部“鼓包”、塌陷等破坏类型的破坏机理。

4.2 专题二突破的关键技术

(1)选定X型系砼块软体排(简称X型排)作为进行模拟的护滩建筑物,选取两种比尺(1:60和1:10),从几何相似、重力相似、平面布置相似以及变形相似等方面进行相似模拟,解决了护滩建筑物概化模型相似性设计技术。

(2)研究解决了护滩建筑物概化模型试验模拟关键技术,包括模型沙选择、边滩附近的水流结构模拟,特别是首次研究了护滩建筑物变形及破坏模拟、护滩建筑物受力模拟等。

(3)通过定床试验和清水冲刷试验,分析研究了边滩附近的水流结构及水流紊动规律,建立了边滩附近水流紊动及压力脉动频率、能量、流速与冲刷之间的关系。

(4)通过试验较好地模拟出软体排的主要破坏形式,给出了护滩带边缘冲刷坑范围的确定方法和冲刷坑的计算公式。

4.3 专题三突破的关键技术

(1)总结了长江航道护滩(底)建筑物多种结构型式以及护滩带平面布置主要型式(整体守护、集中守护和条状间断守护)及其适用条件。

(2)通过现场试验,将透水框架应用于护底排边缘防冲促淤,取得了较好的效果。

(3)结合依托工程对软体排进行了接缝处理、边缘预埋等大量的现场试验,提出了结构优化措施。项目的经济、社会、环境效益及推广应用前景 5.1 经济效益

(1)为长江航道系统整治工程中最为常见的护滩工程提供合理可行的平面布置形式,为整治工程立项和顺利实施提供决策依据,这对于保证整治工程的质量和效果具有十分重要的作用。

(2)项目研究成果推广应用到长江航道系统治理工程中,有利于增强整治建筑物稳定性,延长整治建筑物寿命,减少日常维修量和大洪水水毁维修量,减少维修费用约20%左右。

(3)为长江中下游航道治理提供基础资料和技术支持,加快前期工作进度,提高设计工作效率和质量,缩短约15%左右的设计周期。

(4)为河流模拟与航道整治理论发展提供新素材和新经验,有利于科研成果及时转化为现实生产力,推动航道治理技术创新和技术进步。

5.2 社会效益

长江中游航道整治工程属国民经济公用性的基础设施项目,整治工程实施后将产生广泛的社会效益。

(1)可以确保长江中游航道畅通,避免出现阻碍航行的局面,确保工农业生产的正常顺利进行,为经济发展提供可靠的物质保证。

(2)长江中游航道作为承东启西和联系上下游经济腹地的重要通道,随着长江经济带的发展的国家对西部大开发战略决策的实施,长江运输量将有较大提高,工程实施后,能够保证东西部物质交流与经济交流,为西部经济发展提供水上交通便利。

(3)工程实施后,能够更好地发挥长江三峡工程的航运效益以及满足日益发展的干支直达运输、江海运输和海轮进江的需要。

(4)工程实施后,改善航道条件,同时也改善了港口航行条件可以扩大港口吞吐能力,有助于沿江地区人民生活水平和经济发展水平的提高。

(5)航道治理的经验和方法不仅可以用于长江航道,也可以用于其他河流、海岸工程;还可应用于水利、堤防、水电、港口等众多领域。社会效益显著。

5.3 环境效益

长江中游航道整治工程具有巨大的生态与环境效益。生态、环境保护与经济发展应同步进行,在经济发展的同时必须保护和改善环境。人类社会不能停滞不前。1972年6月在斯德哥尔摩召开的联合国会议,颁布了《斯德哥尔摩人类环境宣言》,会议提出的环境保护的概念,不是着眼于停止发展而是鼓励发展,认为不能因为发展带来某些危害而停滞不前。长江中游航道整治工程是综合治理长江的关键性工程,可以防治洪涝灾害,并为国民经济发展提供有利的航运条件。此外它还是一项巨大的生态工程,其改善生态与环境的效益是明显的。因此,本项目研究可以为今后的国民经济发展带来巨大的环境效益。

5.4 推广应用情况及前景

5.4.1 成果应用情况

随着三峡工程的蓄水运用,长江中游河床将会出现一些新的变化,航道条件也将会产生一些不利的影响。为了减弱三峡工程对长江中游航道带来的不利变化,需要对目前较为有利的滩型进行守护,因此,护滩带这种新型航道整治建筑物必将得到大规模采用。

本项目研究成果已有部分在工程实际中得到应用,另有部分成果在工程设计中采用,丰富了长江中下游航道整治学科内容,为“十一五、十二五”期大规模航道整治工程的实施奠定了坚实的基础。主要研究成果应用情况如下:

(1)本项目提出的四面六边透水框架间隔守护措施,已在东流水道2006~2007、2007~2008届枯季修复工程、周天河段航道整治控导工程、监利河段航道整治一期工程等工程中广泛采用,均取得了较好的效果。

(2)本项目研究的经X型排改进的SX型排已用于东流水道老虎滩2007~2008届枯季修复工程中。

(3)本项目研究的经X型排改进的SX型排、边缘预埋、四面六边透水框架压载即将用于中游窑监河段航道整治一期工程当中。5.4.2 推广应用前景

(1)目前对边滩水沙运动特点的理论与试验研究较少,对护滩建筑物(护滩带等)的破坏机理研究也不够深入透彻,本项目主要研究了边滩的水流结构、输沙特性,护滩前后滩槽的冲淤变化,以及护滩带的破坏机理,研究成果不仅可以直接应用于长江中下游航道系统整治工程中,而且可推广应用到其它类似河段的航道整治工程中,还将丰富航道整治学科的内容。

(2)国务院及交通部对长江航道的建设十分重视,长江航道大规模的系统整治势在必行,本项目的研究成果将在系统整治工程中发挥重要的作用。

(3)根据本项目研究得出的护滩建筑物的适用性,结合不同守护河段的实际特点,选取最适宜的守护结构。

(4)根据不同的水流、泥沙条件和滩型基本特征选取不同的护滩(底)建筑物平面布置型式,以确保护滩建筑物的损毁程度最小。

(5)根据本项目研究得出的加强护滩建筑物稳定性的措施,可提高护滩建筑物的使用寿命。

篇7:航道疏浚工程关键施工技术分析论文

报告简本 1 概述

1.1 研究的总体目标

(1)针对叙渝段航道的典型卵石滩险,本项目的研究成果将提出较好的工程治理方案,从而解决依托工程中复杂卵石滩险的治理问题,达到预定的整治目标,为叙渝段384km的?级航道全线贯通创造条件。

(2)提高依托工程设计质量,增强依托工程整治效果,并通过本项目的研究,制定叙渝段航道在整治后长期保持整治效果的措施,从而降低工程维护成本20%以上。

(3)加快叙渝段航道进一步开发利用的进度,缩短前期工作周期30%左右。(4)总结叙渝段复杂卵石滩险的卵石运动规律、河床演变趋势、碍航成因、整治原则、整治方法等,对以前的研究成果进行较好的补充,山区河流同类滩险整治提供良好的技术参考。

(5)为卵石河床演变与整治理论发展提供新经验,推动科研成果转化为现实生产力,推动航道治理技术创新和技术进步,创造良好的社会效益。

(6)本项目的研究成果总体上达到国内领先水平,关键技术部分达到国际先进水平。

1.2 研究的主要内容

本项目主要通过调研分析、数学模型计算、物理模型试验、船模试验和实船试验等手段,在上游金沙江建库的条件下,研究长江宜宾至重庆段复杂卵石浅险滩、枯水卵石急滩的卵石运动规律,提出技术可行、经济合理的治理方案。1.2.1 专题一研究的主要内容

专题一以铜鼓滩为典型滩险,通过数学模型和物理模型相结合的方法研究叙渝段卵石浅险滩整治技术。铜鼓滩是长江叙渝段主要浅险滩之一,也是依托工程——叙泸段航道建设工程的重点整治滩险之一。铜鼓滩处于两反向河弯间的过渡段,上浅下险,航道弯曲狭窄,1993年曾通过疏浚和炸礁拓宽加深了枯水航槽,但近年来上口的铜鼓子浅区淤积严重,水深不足而碍航。

1.2.2 专题二研究的主要内容

专题二以斗笠子滩为典型滩险,通过物理模型试验、船模研究相结合的方法研究叙渝段卵石急滩整治技术。斗笠子滩是长江叙渝段著名枯水急滩,也是依托工程——泸渝段航道建设工程的重点整治滩险之一。斗笠子在历史上虽然进行过多次整治,但效果均不理想,往往整治后2至3年滩势重新恶化,本专题在已有研究成果基础上,结合工程实施情况和整治效果进一步归纳和总结斗笠子滩的整治思路、整治原则、整治方法等关键技术。

1.2.3 专题三研究的主要内容

本专题的主要研究内容如下:金沙江建库对叙渝段航道水流、泥沙运动的影响研究,金沙江建库对叙渝段航道的总体影响研究,金沙江对叙渝段典型滩险的航道条件影响研究。2 长江叙渝段典型卵石浅险滩的整治技术研究

卵石浅险滩是长江叙渝段的主要碍航滩险。铜鼓滩、神背嘴、风簸碛等卵石浅险滩均为枯水期重点碍航浅险滩,水沙运动条件复杂、航道尺度不足、航行水流条件较差。各滩险在1987,1996年间进行过整治,但由于各种原因,没有达到良好的整治效果。为此,进一步总结川江卵石浅险滩的航道整治经验,研究卵石浅险滩的河床演变规律和整治技术,为项目依托工程――铜鼓滩的航道治理提供技术支撑和科学依据具有重要的意义。

2.1 山区急弯放宽河段的水力特性试验研究

山区河流急弯放宽河段大多形成分汊河型,其碍航特征表现为弯、浅、险,是山区河流整治中最为复杂的河型之一,其成滩机理复杂,整治难度较大。要彻底整治好这类滩险,必须深入研究碍航滩险的水流运动特性、卵石运动规律、河型变化和形成机理、河床演变趋势,才能制定出经济合理的整治方案。

因此,采用概化的物理模型对这类急弯放宽河段的水力特性进行专门试验研究是十分必要的。通过对试验结果的分析,得出山区急弯放宽河段的水力特性如下: 2.1.1 弯道水面的横比降

(1)横比降最大值出现的位置 ,一般在河道是等宽的时候,即放宽率,1时,横比降由弯道进口沿程逐渐增大,,到达弯顶附近,横比降达到最大值,再向下游又逐渐减小。当较大时,最大横比降的位置一般出现在弯道进口至弯顶段,也就是说当下游河道放宽后,会使横比降的最大值的位置向弯道上段移动。

横比降的最大值出现的位置还随着水流强度的变化而有所不同,在同一个弯道中,Fr当弗汝德数较大的时候,横比降的最大值出现在弯道中间稍向上偏的位置,但是当 Fr减小到很小时,其最大值出现的位置会在弯道的进口。2.1.2 弯道水面的纵比降 水面的纵比降和流速是工程应用中最关心的两个水力要素,对于山区通航河流来说,一般都会规定航道内流速和局部纵向比降不能过大。

由于水面横比降的影响,水面纵比降沿横向的分布是不均匀的,同一断面上,凸岸和凹岸之间的纵比降差别很大,方向也往往是不同的;纵比降沿纵向的分布往往也是正负相间的,最大比降出现的位置,是与横向环流的充分发展、使最大流速区由凸岸移向凹岸,从而产生的局部加速区有关。

Jtu,maxFrFr凸岸纵比降的最大值在较大时,均出现在弯道进口段,当减小的时候,JJtu,maxao,max会向下游转移,出现在弯顶段。而凹岸纵比降的最大值,一般都出现在弯道出口段,但是当弯道进口附近水流惯性很大,弯道中心半径也很大时,弯道出流顺畅,Jao,max在凹岸沿程都没有负比降的发生,这种情况下就有可能出现在弯道进口处。2.1.3 水流的分离区

当水流沿弯曲的管道或明渠流动时,有时水流会脱离固体边界,在主流和固体边界之间形成漩涡,这个区域称为水流分离区。

2.1.4 推移质的淤积带

推移质的淤积和水流在横断面上的流速分布关系很大,流速如果大于起动流速,推移质会继续运动而不会落淤,如果某区域流速过小,推移质也无法进入到该区域,则该区域也就没有推移质的淤积。外形上,淤积区的外边界的线形和回流区的边界形状在弯道段很相似,基本接近弯道的外形。出了弯道以后,回流区的边界会向内收缩,而淤积区的外边界会向外扩散。总的来说,淤积区至内岸的最大距离的变化规律基本上和回流

R/Bc区的宽度变化是一致的,都是随着的减小而增大的。

推移质在淤积的过程中,其颗粒的大小在横向的分布,从河心到凸岸呈现出由大到小的分布 4 规律。

2.2 铜鼓滩治理措施研究

表2-1 左、右槽整治方案技术、经济比较表

工程量 试验方案 工程内容 整治效果 综合评价 3(m)

1、上、下深槽平顺衔接,航槽

?疏浚航槽3.5m×80m。规顺,水流平稳,流速、比降满 ?筑3,江心顺坝,长足航行要求,挖槽稳定,航道条整治效果良 600m,坝高设计水位上件根本改善。

好,航道条2m,坝头段长120m为缓变

2、挖槽设计合理,断面系数大挖槽: 左槽 件根本改

坡3,2.5,,坝头嵌入于9,航行阻力较小,符合规范211200 修改 善,建议作

河床。要求。筑坝: 7方案 为该滩的整?筑齿坝:4,、5,、63、上游水位将降低0.01m,整治37080 治方案,供 ,齿坝分别长55m、46m、工程对相邻浅滩影响甚微。设计参考。40m,坝高设计水位上2m,4、整治效果良好,适应航运发 坝头坡1?5。展要求。

5、工程量及投资较右槽方案大。?疏浚铜鼓子浅区和碛翅

1、右槽进口铜鼓子浅区挖槽稳边缘,疏浚底高程为设计 定,该滩“上浅”问题基本解工程量较

水位下3.2m。决,但中、下段碛翅边缘疏浚区小,但整治 ?董碛坝尾筑丁坝群:右

仍有泥沙回淤,该滩“中弯、下挖槽: 效果不及左右槽 槽1,、2,、3,丁坝分 险”状况改善有限。63200 槽方案,可修改 别长128m、66m、40m,坝

2、受河势、滩情限制,该方案筑坝: 作为该滩整2方案 高设计水位上2m。

难于根本改善该滩的航道条件,23400 治工程设计?下深槽筑4,丁潜坝,对航运发展要求的适应性较差。的比选方

丁坝长33m,坝高设计水

3、相对于左槽方案而言,具有案。位上2m;潜坝长55m,坝

工程量及投资较小的优势。顶水深设计水位下6m。2.3 卵石浅险滩整治技术总结 2.3.1 整治原则

(1)根据弯曲分汊卵石浅滩的滩势(浅、险)及碍航性质,分清主次抓住病根,有 针对性地按制定整治措施;(2)长江叙渝段弯曲汊道浅滩枯水航槽弯浅、通航水流条件较差,在航行条件难以彻底改善时,可开辟顺直碛槽通航;(3)新开顺直碛槽宜采取窄深型航槽疏浚与筑坝相结合的枯水整治方法,以维护挖槽稳定。

2.3.2 通航整治汊道的选择

卵石浅滩弯曲汊道在整治前的枯水航槽,存在浅、弯、险等问题;碛槽较为顺直、枯水宽浅,年内冲淤变化不大。(1)受河势条件的制约,弯曲汊道的航道弯曲半径较小,流态紊乱,通过整治航道条件有所改善,但航道尺度难以显著提高;弯曲汊道浅区疏浚后挖槽稳定性较差,整治后又逐渐回淤而出浅。

(2)碛槽枯水宽浅,航深不满足要求,但较为顺直,与上下游主槽平顺衔接,河床组成相对较粗,年内冲淤变化不大。整治的主要目的是研究新开航槽的稳定性,优化工程整治措施。

(3)充分论证各汊道整治方案的优缺点,选择适宜的通航汊道。弯曲汊道弯浅、通航水流条件较差,在难以彻底改善航行条件下,考虑航运发展要求,在进行充分论证的基础上,宜开辟碛槽通航,形成连接上、下深槽的平顺航道。

2.3.3 新开顺直碛槽的整治技术

(1)采取基建性疏浚与整治建筑物相结合的整治方法

沙卵石河床宜以修筑整治建筑物与疏浚相结合的方法。碛槽较为顺直,与上下游河槽平顺衔接,但枯水宽浅,航深不满足要求,且河床组成相对较粗,仅通过增大流速难以实现增大航深的目的,故需进行基建性挖槽,开辟新的航槽。

同时,应利用整治建筑物调整水流结构,增强河段的输沙能力,将多余的泥沙输送出去或改变泥沙的输移方向(如变纵向为横向运动),使其淤至航道以外,或使泥沙淤 积到深槽中,以获得稳定航道。(2)以枯水整治为主

卵石浅滩段虽然在中洪水流量下往往还存在急、险等碍航现象,但主要碍航成因是浅,整治时应以枯水整治为主。采用丁坝、顺坝束水导流整治,在洪水降落的最后阶段,提高冲刷能力,达到最低通航水位时的保证航深。整治建筑物高程在设计水位上1.8,2.5m。(3)采取工程措施增加顺直碛槽分流比,以增强顺直碛槽的输沙能力 ?修建洲头顺坝可以调整左右两槽分流比,增加挖槽稳定性。

?修建洲头顺坝可以增加碛槽流量,但应考虑对推移质运动、坝体稳定性的影响。

?可在弯曲汊道内修建整治建筑物以增加直槽流量。(4)碛槽内筑坝束水攻沙以维护挖槽稳定 2.3.4 新开航槽设计(1)挖槽平面布置 挖槽定线的基本原则: ?挖槽的方向与主流方向一致,并位于主流线上,与主流向交角不应超过15?。?挖槽在平面上常设计成直线,挖槽不可避免出现折线时,其转弯半径应满足要求,并适当加宽。

?挖槽应选择最短线路。(2)挖槽横断面设计

挖槽断面设计的内容包括挖槽宽度和深度。在满足航道尺度的条件下,挖槽概化模型水流条件试验研究表明,在挖槽断面面积一定时,在B/H=17.8时,近底纵向底流速、摩阻流速逐渐最大,输沙强度值最大。因此,窄深型挖槽断面挖槽稳定性优于宽浅型,为了增加汛后冲刷,在整治流量时在B/H,21.5时即可实现较为明显的效果。2.3.5 挖槽稳定性要求(1)挖槽稳定性的一般要求

挖槽的主要问题是汛后推移质回淤问题。为满足挖槽稳定,应使挖槽内的流速大于开挖前挖槽区的流速;应使挖槽河段开挖后的断面平均流速不小于挖槽上游段的断面平均流速;应使挖槽内的流速沿程相等或有所增加。(2)弯曲分汊新开碛槽挖槽内流速控制指标

在满足挖槽稳定性的一般要求的同时,挖槽后的流速应达到一个多大的数值,是在进行模型试验增加挖槽流量、束窄河床增大流速时的控制条件。为满足挖槽稳定,一般要求整治流量时挖槽内流速约为卵石的起动流速的1.1,1.3倍。3 长江叙渝段典型卵石急滩的整治技术研究 3.1 卵石边坡冲刷稳定试验 通过边滩冲刷稳定性水槽试验,主要研究卵砾石边坡的冲刷过程及机理;边滩坡脚卵石的起动;卵石边滩冲刷稳定时的平面形态及水流特性;局部压缩水流时,边滩冲刷情况以及水流条件的变化。

研究表明:卵石边滩的起动和冲刷与坡脚处的流速和水深有关;在卵石边滩冲刷稳定时,卵石边滩的岸线基本与固定边界的岸线平行,且水流的比降比较均匀,流态较好;局部压缩水流时,滩口处比降变化较大,固定边界压缩宽度大于卵石边滩冲刷稳定时后退的宽度。

3.2 标准船型自航上滩水流指标研究

根据交通部最新发布的川江船型标准,结合叙渝段典型卵石急滩——斗笠子滩实际情况,采用川江急滩水流指标理论计算和概化水槽船模试验等方法,研究叙渝段卵石急滩段的水流流速、比降对船舶的阻力以及代表船的型动力情况,提出泸渝段卵石急滩的水力指标。

叙渝段为?级航道标准,标准船队为881kW推轮顶2艘500t或1艘1000t驳组成的1000t级船队,其卵石急滩自航上滩水流指标如下表: 表3-1 急滩自航上滩水流指标 2.0 流速(‰)1.00 3.0 3.5 比降(m/s)3.9 3.1 9 3.3 斗笠子治理措施研究

表3-2 斗笠子滩整治方案一缆表 试验方案 工程内容 工程量 整治效果 综合评价

1.庙角碛疏浚: A(581480.68,3206884.78)、B(581780.72,3207015.73)、有利于改善斗笠 C(582147.76,3207063.34)、方案一 子滩的航行水流整治效果(582253.78,3207106.03)(庙角碛挖槽:条件,但庙角碛挖较好,但

2.支汊疏浚: 3疏浚,支78500m 槽区易于回淤,并挖槽区易 A(581305.20,3206529.72)、汊疏浚)且支汊疏浚区域于回淤 B(81802.22,3206510.03)、也易于回淤。

C(581351.58,3206622.98)、D(581806.41,3206580.18)(挖槽深度设计水位下2m)。

1.庙角碛疏浚同方案一;方案二 挖槽: 未达到分沙效果,2.丁坝分沙:A(581344.84,3206809.84)、3(庙角碛40500m 庙角碛的回淤未基本不可B(581484.29,3206889.80)、疏浚,丁丁坝: 得到根本性的改行方案

C(581509.65,3206848.14)3坝分沙)4800m 善。坝顶高程199.5m。改善斗笠子滩的

水流条件较好,从1.坝1/3旋转7?,坝头左移25m。移坝后 方案三 拆坝: 船模试验和水流

河床高程为设计水位下4m水深。筑坝长度3(移顺坝18000m 最不利比降、流速

200m,坝顶宽度为3m,两侧放坡1:1.5,滩口炸筑坝: 组合来看,船舶自2.在滩口处炸礁,炸礁高程为设计水位下效果一般 3礁,滩口18000m 航上滩能力一般。

5m。下游180m炸礁: 在庙角碛碛翅和

3.以滩口下游180为中心炸礁,炸礁高程为3处炸礁)15870m 碛尾附近有少量设计水位下4m。的泥沙淤积。工程 量最小。10 续表3-2 斗笠子滩整治方案一缆表

试验方案 工程内容 工程量 整治效果 综合评价 改善斗笠子滩的方案四 水流条件好,从船 拆坝:(移顺坝模试验和水流最318000m,滩口炸在方案三的基础上,再在庙角碛尾新建一条不利比降流速组 筑坝: 可作为推礁,滩口岛尾坝:坝高程198.5m(平坡),筑坝长度合来看,船舶自航325200m 荐方案 下游180m100m,顶宽度为3m,两侧放坡1:1.5 上滩能力较好。在炸礁: 处炸礁,庙角碛碛翅和碛315870m 岛尾坝)尾附近仍有少量 的泥沙淤积。枯水期冲刷庙角 碛碛翅处冲刷泥 沙能力与方案四

相差不大。布置分方案五 分沙坝减沙坝后,只是改变(移顺坝拆坝: 淤效果不 庙角碛碛翅局部3,滩口炸在方案四的基础上,再在庙角碛碛首新建两18000m 明显,且 的淤积量,工程河

筑坝: 礁,滩口条分沙坝:坝顶高程200.0m(平坡),坝顶对中洪水段泥沙洪水期主3下游180m宽度3m,两侧1:1.5放坡。第一条坝长度29400m 船舶上行

要输移路线以及处炸礁,165m,第二条坝长度150m。炸礁: 有一定影 庙角碛碛翅的淤3岛尾坝,15870m 响,建议积并没有得到实分沙坝)不采用。

质性的改变。中洪 水期,分沙坝对船 舶上行有一定影

响。工程量最大。3.4 卵石急滩整治技术总结

根据斗笠子滩和筲箕背滩历年整治情况,结合两滩现有整治方案,对叙渝段卵石急滩的卵石运动规律、水力指标、整治原则、整治方法进行总结。

3.4.1 卵石急滩卵石运动规律

?不管洪水期还是中枯水期,推移质输移路线对于斗笠子滩主航槽和筲箕背滩练家槽来说,都是异岸输移。?洪水期推移质输移路线经过主航槽,并产生一定淤积;枯水期水流归槽冲刷洪水期淤积的推移质。?洪水期和枯水期的推移质输移路线方向不一样。斗笠子滩、筲箕背滩洪枯期卵石推移质输移方向的夹角分别为40?、30?左右。

?斗笠子滩和筲箕背滩的卵石运动强烈,均出现三维卵石沙波。斗笠子滩的卵石沙波出现在主航槽以下的斗笠子滩,筲箕背滩出现在练家槽以上的筲箕背滩脊。

?卵石运动与年来水量关系较大。1990年,筲箕背汛期和汛后的地形变化很小,2003年,斗笠子滩汛期和汛后主航槽地形变化也很小。分析其原因,主要是这两年的

3洪水流量较小造成的。1990年、2006年朱沱站年最大洪水流量分别为30000 m/s、27800 33m/s,小于1990,2005年的年最大洪水平均流量32800 m/s,更小于5年一遇洪水流量

3为45100 m/s。3.4.2 整治原则

(1)卵石急滩以调节急滩比降为主

在方案布置时,主要以减小比降为主,最大局部比降能调整到2.0‰左右。从整治效果来看,降低了卵石急滩的比降,流速并未降低多少,船舶自航上滩的能力大大提高。

(2)布置整治方案时既要考虑标准船队自航上滩,又要考虑航槽稳定。3.4.3 整治方法

(1)炸除河底礁石等方法进行扩大过水断面,既能满足船舶自航上滩,又能保持航槽稳定。

扩大过水断面是急滩整治的基本方法之一。通过扩大滩口过水断面,水流相对平顺,急流段的比降相对较小,流速减缓,使调整后的水流条件,能满足船舶自航上滩。

(2)采取局部炸礁方法,减小底部环流,改善流态。由于河床起伏不平,河床高差较大,底部环流得到充分发展。水位越枯,底部环流强度越大,故在设计水位时,虽从表面流速和比降组合来看能满足船舶自航上滩,但较 强的底部环流使船舶不能自航上滩。

(3)修建岛尾坝能局部壅水,达到减小庙角碛碛尾横比降,拓宽缓流区的目的,以便船舶自航上滩。

“上疏下抬”是急滩整治的方法之一,“下抬”的一般方法是在滩下深槽断面修筑潜坝,筑坝壅水,减缓滩口的比降、流速,改善流态,使船舶能自航上滩。4 金沙江建库对叙渝段航道的影响研究

金沙江建库引起的水流、泥沙条件的改变,将使叙渝段河床演变规律发生相应变化,直接影响一些重点滩险的水流、泥沙、河床变化规律,从而造成卵石滩险的河床下切,基岩河床滩险的水流流速、比降加大,这些变化都将影响航道的通航条件。

采用一维数学模型,重点研究建库后长河段水流、泥沙运动规律和水位变化趋势,并通过局部河段平面二维水沙数学模型模拟计算,研究典型重点浅滩河段的河床演变、水流条件、航道尺度的变化情况及发展趋势。

4.1 重点滩险二维数学模型计算

平面二维数学模型计算的主要目的是,分析向家坝水电站修建后,在电站日调节下泄非恒定流情况下,对叙渝段重点滩险平面二维水流流速、流态、水深、河床冲淤变化的影响。分别选取铜鼓滩和风簸碛作为重点研究对象。

为探讨上游金沙江建库后,经水库调节下泄非恒定流过程对长江叙渝段航运条件的影响,建立了非恒定流数学模型。选取重点河段(铜鼓滩、风簸碛河段),计算了河道中水流为非恒定流时流速及水深分布,确定河道中水流流态及水位变化;并对沿程各断面位置处水流运动参数的变化过程进行了研究,着重对流速、水位随时间的变率做了分析,反映流速及水位随时间的变化强度。

?根据水文资料统计分析,向家坝水库在下泄最小流量为1200m3/s时,长江叙渝段(李庄站)年均1.6天流量小于设计流量1950m3/s。

?溪洛渡、向家坝建库后将拦截金沙江大部分悬沙和几乎全部推移质。长江叙渝段推移质泥沙由天然的年均226.4万t减少到年均44.4万t。

?当叙渝段河道基流最小时,向家坝进行日调节时为非恒定流情况下叙渝段河道通航条件最不利工况。

?非恒定流传播沿流程存在洪峰坦化现象,相应沿程流量、水深、流速变幅逐渐减 小。

?不同日调节工况比较发现,最小下泄流量增加,沿程各点水力参数变幅减小。

?向家坝日调节流量过程经长距离河道调蓄作用后,至铜鼓滩、风簸碛河段最小流量较天然枯水流量增大,航道水深增加。

?上、下游河段水力参数变率分析显示,沿程水力参数变率减小,非恒定流引起的河道水流波动沿程衰减。

?长时段日调节对河道变形影响因河床组成和边界条件的差异而不同,对比而言,铜鼓滩段河床变形较风簸碛段明显。

?河床变形后,可通航宽度增加,但同时可能伴随有航深的减小,非恒定流传播增加水深的效果有所反弹,河段航深与天然来流时相当。

4.2 金沙江建库后对叙渝段航道的影响 上游金沙江建库后,叙渝段的来水来沙条件将发生较大的变化,从而导致本段航道水流条件和泥沙运动规律发生改变,这些改变将引起河床演变规律的改变。研究表明:(1)虽然电站日调节流量对叙渝段下泄非恒定流存在洪峰坦化现象,相应沿程流量、水深、流速逐渐减小,但宜宾至太安长140km的河段,水位日变幅都在0.7m以上。越靠近坝址,水位日变幅越大,李庄以上水位变幅近2m。这将对船舶的靠泊和航行安全带来一定影响。

篇8:分析航道疏浚工程中施工技术要点

1 施工前的准备工作

1.1 施工布置

实际施工时, 我们以经济环保, 兼顾效益作为自己的施工原则, 并且以工程招标文件中的基本要求来开展施工工作。与此同时, 我们还要考虑地方国民经济和社会发展总体规划、城市总体规划等的协调发展, 使得流域、区域水利规划的工作连成一个统一的整体, 同时从一定程度上调整河道建设的布局工作。此外, 我们还本着科学与环保的理念搞好施工工作。一方面, 我们以科学发展观为指导, 坚持不破坏当地生态;另一方面, 我们以高效施工为原则, 尽可能地向施工过程要实际的经济效益, 以确保工程施工得以正常开展。

1.2 施工设备

疏浚施工可以被视为一种特殊的产业, 而且要搞好这一工作较大程度上要依赖于挖泥船及其附属船舶进行。所以, 从这一点上来看, 疏浚施工质量的好坏与设备性能状态的优劣是有紧密联系的。为此, 我们要对关键设备进行选择和优化。就总的来看, 在施工设备选择上我们要坚持的原则主要是有三点, 其一是要保持技术上的先进、而且还要有利于降低成本, 并且在生产上比较适合。为此, 我闪一定要在施工过程中考虑设备的适用性、可靠性、可维修性, 还要考虑如何达到安全环何, 以便使设备的购置费、运转费和维修费等都尽可能地控制在合理的范围之内。

1.3 工程测量、放样

对于内河航道施工来说, 往往在施工前要开展工程放样工作, 而在水下开展这样的工作常常是存在着一定的难度。当前来看, 我国在大多数工程施工中, 主要是使用了GPS和SDH一13D型测深仪工具, 做好了工程现场的测量以及放样工作, 此外还选择了风和日丽的天气进行施工。此外, 最为关键的是施工样标完全是通过工程项目部自主决定的。由于在测量中要保持一定的精度, 而且又不能投入大量的成本, 于是我们主要是把钢筋混凝土预制块应用在工程中, 其主要的方法是在预制块上面用钢缆系红色浮标, 这样就可以保持施工痕迹, 同时还便于日后再继续使用。具体来说, 就是先由GPS放出大样, 在任何一个断面上设置两个控制点, 其左为控制桩, 其右为方向桩, 然后以此为基础, 搞好加密工作, 最终就是要在每25m测放一个断面。

2 施工方法

2.1 施工前

在开始施工以前, 一定要先招聘到有一定的施工经验的挖泥能手进行现场施工, 同时还要对挖泥船的横移速度、切削厚度等各项技术参数加以选择, 以便使挖泥工作得到最好的效果, 与此同时, 还要对工作开展得出的相关结果做好记录, 以便选择出最好的施工方案。

2.2 挖槽施工

2.2.1 挖槽深度

在具体施工以前, 先要开展试挖工作, 在此之后, 就要计算出具体的合适的抓斗的下放深度, 以便于开展施工工作。疏浚施工完全可以结合挖泥泄漏等情况, 然后不断使施工超深不断增加。超深的厚度一般情况下是由施工初期试挖的情况来确定, 同时还要以施工的实际情况和测量到的具体的资料做出调整。一般而言, 疏浚工程往往会花费大量的时间, 这就要我们先要挖上层和回淤较小的地段, 最后一层和回淤最严重地段等到工程即将完工时再进行施工。在要开挖最下的一层土时, 要使厚度薄一些, 同时还要降低作业速度。此外, 根据开挖到竣工时的具体时间的不同, 我们可以具体地确定预留不同的回淤超深, 这样才能使最后的挖槽深度可以达到预期的目的。

2.2.2 挖槽尺寸

在施工期间, 有一点值得注意的就是, 任何一条挖槽都必须要与它相邻的挖槽有5m重叠, 这样就可以减少漏挖而带给工程的实际损失。挖槽边坡要分层分阶梯来开展施工, 另外还要注意里面的重叠部分, 以便规避遗留浅埂的现象发生。整个施工期间, 我们还要做好施工区域的检测工作, 并把开挖断面图绘制出来, 如果在施工过程中有漏挖的情况, 则要及时对船位进行调整, 同时还要补挖漏挖区域, 以便能达到设计的要求。

2.3 疏浚泥浆的输送

2.3.1 泥浆管路敷设

为了使通航能够顺利, 使过往的船只不会受到施工的干扰, 实际施工时, 一定要使用管线通过老航道敷设水下潜管的思路。水下潜管一般在施工中是采用柔性连接的连接方式, 这样一来就能够适应复杂的地形施工要求, 以使沉放起浮得以更加顺利地进行。除此之外, 还必须要考虑在水面上连接成整体后分段下放, 敷设前要对老航道的水下地形进行测量, 以确保下设潜管后的航道水深超过25m, 另外, 如果在敷设前在水深不足的地方, 还要考虑重新挖槽。

2.3.2 输送方式

泥泵的工作主要是由吸泥和排泥部分组成, 而这二部分工作是连续进行的。其中, 远程输泥主要是利用接力泵站来完成。为了达到远程输泥, 在施工中, 大多数情况下会把几台泥泵用输泥管线串联起来工作。

2.4 疏浚泥土的处理

2.4.1 水下抛泥法

受土质、施工设备和实际的地质情况复杂等一系列因素的影响, 往往就无法而利用泥土, 所以在进行水下抛泥地点选择时, 以下几点是必须要考虑的:一方面就是要选择流速小、容积大及对挖槽、航道等不产生淤积的区域。另外, 也要尽可能地靠近挖泥地点, 这样就能减少抛泥距离。

2.4.2 边抛法

(1) 旁通。就目前的现场实测和水槽试验都已经说明了一点, 那就是从旁通口排出的泥浆是立即潜入水底的, 之所以会出现这样的现象, 主要是因为其具有较大的动能和位能。一旦泥浆潜入水底, 与河底及水体发生摩擦, 就会慢慢地减少能量, 泥浆中的土块在潜入点附近先是沉积下来, 其他颗粒开始由粗变细, 在能量的消耗的过程中, 慢慢沉积, 就成了河床的一部分, 还有一些更细的颗粒就被紊动扩散于水体中。

(2) 溢泥。由泥泵吸上来的泥浆直接进入到了泥舱内, 采用多种思路可以使泥浆中的土块和粗颗粒泥沙拦截于泥舱内, 至泥土满舱再去抛泥, 这就使得挖槽内的回淤大大降低;与此同时, 由于溢流口排出的泥浆具有较小的功能位能, 就不会使泥沙潜入水底, 这样就使效果有了进一步的提升。

2.4.3 吹填法

吹填法的主要思路就是把挖出的泥土利用泥泵输送到填土地点, 使泥土得到综合利用。吹填法处理疏浚泥土, 不光能够达到综合利用泥土的目的, 为现代化建设服务, 同时也使疏浚泥土回淤航道的概率大大降低, 是较为实用的一种方案。

3 结束语

在具体的施工中, 我们为了使河道畅通, 同时使周边村镇以及城市的安全有保障, 我们主要是采用开挖疏浚河道的方法来提升行洪能力。而对于航道疏浚工程现场管理来说, 往往需要开展全方位和全过程的管理工作, 因为任一环节没有处理好, 可能会对整个现场的项目管理工作带来极大的不便。因此, 为了保持工作能够正常进行下去, 我们有一定要在施工中尽可能地考虑施工项目的成本和质量, 并且以人为管理的重要因素, 使各项管理制度得到落实, 从而使工程施工得以正常进行。

摘要:在本文中, 笔者主要是通过对现代航道疏浚工程中经常使用的主要技术与措施的阐述对如何改善水流条件、维持现有航道标准等几个方面采取不同的工程技术措施, 以此来为日后的航道整治工程的开展提供一定的参考依据, 笔者主要是以实践工作经验中发现的航道疏浚工程中存在的主要问题为出发点, 对所使用的各项技术措施进行分析, 并在此基础上, 提改改进措施和建议。

关键词:航道,疏浚工程,施工,技术

参考文献

[1]杨琳琳, 张国红.浅谈加强公路工程施工质量管理[J].科技信息.2011 (09) .

[2]陆凤相.水利水电施工质量控制浅析[J].技术与市场.2010 (11) .

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