港口航道疏浚工程案例.ppt

港口航道疏浚工程案例,巷口与航道工程质量事故案例,一、事故简介 1983年8月23日凌晨3点多，某沿海港口发生了一起码头滑移坍塌事故，正在进行码头泊位前沿浚深施工的中段180多米岸壁主体结构整体向前滑移坍塌，后方纵深60多米场地随之崩塌。由于事故发生在深夜，幸无人伤亡。,港池泊位浚深严重超挖导致码头坍塌事故,巷口与航道工程质量事故案例,二、事故发生经过 该码头是一座使用多年的长600m顺岸码头，为沉箱重力式结构，其中中段300m设计水深5.0m、两端各150m设计水深3.0m。港池、航道设计水深为4.4m（码头平面和结构图见下图）,码头平面,巷口与航道工程质量事故案例,1983年4月，港口为了扩大经营业务范围，“为海上石油勘探开发提供服务，满足石油基地6000马力三用工作船随时进出，以保证24h作业，决定将中段300m设计水深5.0m的码头、港池、航道浚深至6.0m水深”。同时决定：“为加快进度，减少投资，航道中心线仍取与原航道相同。但为船只进出与靠离码头安全方便，浚深范围比原5.0m港池略有扩大”。与此同时，考虑到码头前沿浚深后，码头的抛石暗基床变为半明半暗的混合基床，“码头需作加固处理，码头加固设计方案和靠泊措施请设计院随后进行”。,巷口与航道工程质量事故案例,结构图,巷口与航道工程质量事故案例,为了抢时间，在码头加固设计方案未完成、码头加固工程还未开始时，建设单位便委托疏浚公司承担浚深施工。疏浚公司首先安排了一艘8m3抓斗挖泥船进场进行码头前沿泊位水域的开挖，在没有进行施工图纸会审、没有透彻理解设计意图、没有组织技术交底、施工人员对工程性质不清楚，对码头结构不了解、施工方案也没制定、对施工质量控制关键点及安全注意事项等均不掌握的情况下，便仓促投入施工。 疏浚挖泥进行到2个月后，连续下了3天大雨，8月23日凌晨3点多，正值大潮最低潮位后约半小时，突然“轰隆隆”一声巨响，码头岸壁中段180多米长度范围内主体结构整体滑移坍塌，后方纵深60多米的场地随之滑落，两端各60多米码头岸壁也出现了不同程度的开裂（见下图）。,巷口与航道工程质量事故案例,巷口与航道工程质量事故案例,三、事故原因分析 码头坍塌事故发生后，组成了由行业内有关专家、码头原设计、承建单位、疏浚单位和建设单位代表参加的事故调查，对事故进行专题调查。调查组通过对事故现场测量、钻探、潜水探摸、计算分析，提出了事故调查报告，得出的结论是：,巷口与航道工程质量事故案例,1、技术方面 （1）码头在当年建造时，采用汽车从岸边向码头后方回填开山石料，由于码头墙后回填没有遵循“先近后远”的原则，把淤泥挤向码头背后，淤泥积聚形成了3个大的淤泥包，造成码头后方排水不畅，码头结构本身存在一定缺陷。 （2）在码头加固设计方案尚未完成、加固措施尚未实施时，就仓促组织了浚深施工。 （3）没有建立实时潮位报告制度。仅在码头角立了一块水尺板供挖泥船观望使用，但没有设置相应的照明设施，没安排人员值守报告潮位，挖泥船在夜间施工时根本无法使用。 （4）挖泥船开挖码头前沿时，缺泛施工质量控制，造成严重超深、超宽，是此次事故的直接原因。码头前沿开挖最大超深达到1.8m，基床抛石也被大量挖起，导致沉箱前趾下悬空（见下图），导致码头失稳。,巷口与航道工程质量事故案例,（5）施工过程中未按规定对码头沉降、位移实施监测。因此当码头结构发生位移时，不能及时掌握岸壁变化，从而没能采取应急措施。 （6）连降3天的大暴雨，又遇天文大潮低潮位，墙前、墙后水位差大，也是造成此次事故发生的诱因之一。,巷口与航道工程质量事故案例,2、管理方面 （1）码头浚深工程没有按照基建程序进行，在码头加固设计方案尚未完成、加固措施尚未实施时，就仓促组织浚深施工。 （2）疏浚施工开始前没有进行施工图会审，不太理解设计意图，没有组织技术交底，施工人员对工程性质不清楚、对码头结构不了解；没有组织制定施工方案，关键部位施工没有相应的施工安全措施；船员对施工质量控制关键点及安全注意事项等均不了解的情况下，便盲目地投入施工，管理缺失是此次事故的重要原因。 （3）挖泥船施工超深超宽严重，并挖起了大量基床块石，但没有被引起足够重视，也未及时报告，作业人员缺泛必要的安全生产知识和质量意识。,巷口与航道工程质量事故案例,四、事故的预防对策 （1）加强码头改造工程项目的程序管理。码头浚深改造工程应该严格执行基建程序，并对可行必性进行认真认证。在完成码头加固设计方案，进行码头加固后，方能开始进行浚深施工。 （2）依法建立健全企业施工生产技术制度，严格按规范进行施工图会审、开工前技术交底和安全注意事项交底。 （3）加强浚深工程施工的技术管理。码头浚深改造工程施工应根据工程特点，依照码头结构和相关地质资料。经勘察和计算编制施工方案、制订关键部位施工技术和施工安全措施，定期进行岸壁稳定性的观测记录和对监测结果进行分析，及时预报，提出建议和措施。,巷口与航道工程质量事故案例,1998年，日照港为满足到港散货船舶吃水要求，以解燃眉之急，使用较少的资金将原有1.5万吨级9号泊位改造成5万吨级泊位。泊位水深由-11.0m加深到-14.0m。经可行性研究认为：码头结构、基础、前沿停泊水域都能在安全可靠的条件下满足改造的需要。首先根据受力条件的变化，对码头进行了整体稳定验算和结构局部强度验算，加大了护舷，规定了系船要求。其次，对码头基床进行了改造，使用抓斗挖泥将抛石基床由暗基床改变为明基床，并将泊位水深浚深至14.0m，除抓斗挖泥船需要精心施工，做到定点、定深开挖外，还需要潜水员配合对码头前肩进行整平和护坡。,五、一个成功的案例,新增浮式靠船墩,原抛石基床面 和泊位泥面,新增栅栏板护面,泊位水深由11m 浚深至14m,此外，为使大型船舶吃水满足要求，还专门设置了浮式靠船墩。改造前后码头断面见图，,巷口与航道工程质量事故案例,巷口与航道工程质量事故案例,不管是重力式码头还是桩基码头，建设前都应该根据地质情况，在结构上充分考虑未来发展的需要。本案之所以能够不采取新的结构措施而进行成功的改造，主要取决于原设计的安全储备和地质条件的适应性。,巷口与航道工程质量事故案例,航道疏浚工程（超深）质量事故案例,巷口与航道工程质量事故案例,一、 工程概况 我国北方某港口新建煤码头工程，航道和港池疏浚工程是码头建设配套工程中的一部分。设计航道长2475m，航道底宽120m，设计深度13.5m，计算超深为0.6m，计算超宽为7m（当时部颁规范），航道边坡为1：4。浚前自然水深5.09.0m，疏浚工程量为248万m3。,航道设计断面,浚前河床断面线,疏浚断面,巷口与航道工程质量事故案例,1、 施工条件 水文气象： 潮汐：最高潮位2.55；平均高潮位1.24m；平均低潮位0.53m；最低潮位-1.43m；平均潮差0.70m；最大潮差2.45m。 潮流：中底层落潮流向ENE，涨潮流向为WSW，最大流速0.22m/s。 风： 冬季多NE和NW风，夏季多SW风，常风向为W风，强风向为ENE，大于7级风出现频率仅0.34%，大于6级风出现频率1.59%。 波浪：常波向为SSW，强浪向这SSW，强浪向与常波向一致。1.2m以下的波高频率占97.65%。,巷口与航道工程质量事故案例,工程地质 根据地质钻孔资料分析，土层分布为上部是海相沉积的淤泥质亚粘土和亚粘土，下部是陆相沉积的砂和卵石层。航道土层分布大致可分为四层： 第一层为淤泥质亚粘土，泥层厚度在12m，灰褐深灰或近于黑色，局部夹有黑淤泥。容重为1.8g/cm3。 第二层为亚粘土，泥层厚度在13.5m，深灰、褐黄色，中塑性，可塑状态，夹锈斑、砂团及少量卵石，容重为1.99 g/cm3。 第三层航道上口为砂混卵石，黄色、杂色、砂颗粒以粗砾砂为主标准贯入击数随深度增加而增加，贯入击数一般为3050。航道外口为细沙和亚粘土。 第四层为卵石层，杂色、粒径大小不等，密实，钻进极困难，标准贯入击数一般大于50。,巷口与航道工程质量事故案例,2、 施工船型：据工程土质、水文气象以及工期要求，选用了两艘4500m3自航耙吸挖泥船进行施工。自航耙吸挖泥船施工工况定为三级工况，土质定为4、6、11级土、,疏浚规范界定耙吸船挖掘4类土比较容易，而挖掘6类和11类土均比较困难。,巷口与航道工程质量事故案例,2、 采取的施工方法、施工工艺：采用自航耙吸挖泥船的装舱溢流法。浚前水深在5m9m，航道上段开挖泥层厚度在78m，且设计边坡较陡。施工开始，首先浚挖边坡和最浅区域，采用分层分带施工方法；浚前水深浅、潮差小，装舱前采用抽舱方法，增加装载量；航道宽度窄，挖槽短，挖一趟不能满载，调头困难，则采用单耙着地调头，缩小旋回圈半径，而且，调头过程中着地耙仍在挖泥，提高了装载效率；针对亚粘土坚硬，在耙头上使用犁型耙齿，同时加开高压冲水，提高了挖泥效率；施工后期扫浅阶段，槽内垅沟过多，采用定深走“S”方法，削除垅沟，提高平整度。,巷口与航道工程质量事故案例,二、 施工简况 1、 简要经过：一艘4500m3自航耙吸挖泥船月日进点开工，一个月后，另一艘4500m3自航耙吸挖泥船进点施工，月日竣工验收测量，实际工期为8个月较合同要求提前完成。 两船共计施工336天，装舱2739船，装载土方288万m3，主机运转6458小时，挖泥时间3342小时。时间利用率达到84%。 由于航道与港池调头区相连，航道与港池调头区同时施工必然产生干扰（港池调头区采用链斗挖泥船施工），因此，航道开工后首先开挖航道上口与调头区相连的1000m区域。一个月后，港池调头区开工，即让出500m范围，避免干扰。工程后期，其它区域进入扫浅，又集中力量抢挖干扰段。,巷口与航道工程质量事故案例,三、 工程质量 1、 合同及规范要求：合同要求航槽浚后无浅点；航道浚后土质为硬底质，当时交通部颁布的水运工程质量检验评定标准中规定硬底质不允许有浅点，计算超深为0.6m、计算超宽航道直行段为7m，航道外喇叭口为10m。设计边坡为1：4。,2、 竣工图反映的工程质量：竣工图总测点数295个，最小水深13.5 m，航道内无一浅点。航道竣工后平均水深15.6m，比浚前平均增深8.15m，除去计算超深0.6m，实际超深1.5m；实际挖方309.2万m3，超深土方44.87万m3，占实际挖方14.5%。实际边坡为1：6.3。,巷口与航道工程质量事故案例,根据施工总结模拟生成的断面图 （不含设计超深的超深量）,根据施工总结模拟生成的断面图 （含设计超深的超深量）,水深断面线,设计断面,平均超深1.5m 超挖45万m3,平均超深2.1m,巷口与航道工程质量事故案例,四、 造成事故原因的分析 工程虽然竣工，但质量控制存在问题，超深过大，造成的原因是多方面的。 1、 施工条件的限制：土质复杂、硬度不均匀是造成超深的重要因素。从地质结构看，挖槽中有淤泥质亚粘土、亚粘土、砂、砂混卵石、亚砂土、卵石等多种土质，分层不规则，同一高程多种土质交替出现，各种土质N值相差很大，部分砂、淤泥质亚粘土较软，而砂混卵石N值为43，卵石层N值大于50。挖槽大部在13.5m处为亚粘土和砂的分界层，上部为亚粘土，比较坚硬，下部是砂，比较松软。扫浅阶段底质，小于设计深度的为亚粘土，达到设计深度的为砂。由于这样的底质结构，扫浅中发生如下现象，耙头定深13.814.0m，挖大于14.0m处耙未着地，由于耙头影响区和高压水的作用，仍有大量泥浆吸入。从测深图上看，随着浅点的减少，大于14m水深部分也逐步增深，难以控制。,巷口与航道工程质量事故案例,施工区域小，航道底宽为120m，航道上段浚前水深只有5m多，并与港池调头区相连，西侧是码头与挖槽平行，距挖槽中心线仅300m，东侧是浅滩，5m等深线距挖槽700m。4500m3自航耙吸挖泥船船长近130m，空载吃水近6m，在航道上段调头困难，并与港池调头区施工的其它船舶产生干扰。 2、施工船型的选用： 4500m3自航耙吸挖泥船在狭窄的航道内施工，船舶操作较为困难，在航道上段施工时采用单耙着地调头，由于调头时着地耙仍在吸泥，且抢挖干扰段及扫浅时调头频繁，致使挖泥时间过长，也是造成超深的因素。,巷口与航道工程质量事故案例,3、 施工方法、工艺的原因：在施工方法上，将本来不长的挖槽分成两段施工，致使调头更加频繁，也是造成超深的因素，计划设想分层开挖而实际上没有做到，急于求成；施工后期平整度差，垅沟过大使扫浅工作量和难度增加；在操作上，下耙深度控制不严，宁深不浅等等都是造成超深的因素。 4、其它原因：施工安排上不尽合理，港池航道同时施工，干扰太大，又无总体施工计划，互受牵制，致使干扰段施工几进几出，也是造成超深的因素之一。,巷口与航道工程质量事故案例,五、 事故处理,巷口与航道工程质量事故案例,六、 拟采取的措施 1、 加强操作人员的质量意识： 耙头下放的深度直接掌握在操耙人员的手中，而挖泥船的驾驶员和操耙手的相互配合也是非常重要的。最重要的是全体操作人员建立起牢固的质量意识，使他们深刻认识到，他们的操作水平直接关系到工程的质量，关系到企业的经济效益。必须严格按照施工组织设计和操作规程做好每一道工序，把好质量关。操耙中决不能为了“图省事”而将耙头一放到底，应根据当时的潮位和定深深度正确放耙。,巷口与航道工程质量事故案例,2、 船型的正确选用 ：航道区域狭窄，边滩水深边浅，4500m3自航耙吸挖泥船较难施展，应在施工前期采用1500m3自航耙吸挖泥船开挖上部泥层和边坡或较松软土质，再由4500m3自航耙吸挖泥船开挖下部泥层或较坚硬土质。而且自航耙吸挖泥船不适应扫浅特别是坚硬