航道疏浚工程.ppt

第四章 航道疏浚工程 疏浚工程是指采用挖泥船或其他机具以及人工进行水下挖掘土石方的工程，本章系统介绍了疏浚工程的任务、特点、分类，疏浚挖槽设计原则、挖槽尺度的确定方法。疏浚土采取陆上吹填工程或水下卸泥的处理方法，抛泥区选择应考虑各方面的影响；本章还介绍了挖槽土石方工程量估算、疏浚工程机械的选择方法。疏浚工程对自然环境和社会环境均产生影响，施工过程中应加以控制，并采取措施减少弃泥二次污染。,航浚8号浚深航道,第一节 概述一、疏浚工程的任务及特点1、疏浚工程采用挖泥船或其他机具以及人工 进行水下挖掘土石方的工程。 对于沙质和沙卵石河床： 采用挖泥船挖除碍航的泥沙堆积物，增加航道水深。 对于石质河床： 采用爆破的方法（常称炸礁）炸除碍航的石嘴、石梁、孤石、岩盘等。,抓斗挖泥船疏浚作业,2、在航道和港口工程中，疏浚工程的主要任务有： 开挖新的航道、港池和运河； 改善航道的航行条件，维护航道尺度， 消除对船舶有影响的流态； 开挖码头、船坞、船闸及其他水上建筑物的基槽； 与开挖相结合的吹填及疏浚物综合利用工程。,3、疏浚特点 通过疏浚，增加航道尺度，改善通航条件， 无需大量的工程材料和人力；不会引起不良后果。 疏浚方法不但常常被单独使用， 而且能与利用整治建筑物改善航道的方法结合。4、疏浚挖槽应满足稳定性要求，减少航道维护工程量,二、航道疏浚工程的分类及原则1、航道疏浚工程分类：（1）基建性疏浚较长时期内根本改善航行条件；（2）维修性疏浚为了保持航期内航道的规定尺度；（3）临时性疏浚为了解决工程量小的疏浚任务。基建性挖槽和维修性挖槽有着密切的联系；而且维修性挖槽工程要比基建性挖槽工程常见得多。,2、航道疏浚工程应遵守的基本原则： 有系统地改善河流航道条件； 积极促进造床工程，最大限度利用水流本身来改善航行条件； 促进河床向有利方向发展，防止或限制河床向不利方向发展； 根据该河段的水文及地质条件来选择疏浚工程的技术工具。,第二节 疏浚工程基本要求一、挖槽设计（一）设计原则1、有利于船舶安全航行，设计挖槽的尺度和走向应满足船舶安全航行的要求。从航行要求来看，航道和水流方向一致对行船最为有利。 挖槽中心线与主流向交角不应超过15度； 挖槽本身不应弯曲，在必要的情况下， 允许有一个角度不大的转折； 挖槽与上、下游深槽必须平顺相接， 在交接处可将挖槽逐渐放宽成喇叭口形； 挖槽必须有足够的宽度和深度； 对于有冰冻的港口航槽选线时， 应注意排冰条件和冰凌对船舶航行的影响。,2、经济合理；3、施工可能性；4、水力最佳； 挖槽应量避开淤积严重、河床多变的地带， 这是挖槽稳定的前提条件； 应使挖槽内的流速大于开挖前挖槽区的流速， 即开挖后挖槽区的流速有所增加； 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。,（二）挖槽尺度1、 断面尺度,挖槽断面示意图,B 底宽 （=航道标准宽度）H 挖槽水深 （=航道标准水深） H = Z - Z0 Z 设计最低通航水位 Z0 挖槽设计河床高程,h挖槽平均开挖厚度m挖槽边坡系数,为了延长挖槽的有效使用期， 可增加备淤深度h,2、平面尺度（1） 航道挖槽 挖槽轴线常设计成直线。 挖槽不可避免出现折线时，其转角应尺量地小， 以便于船舶航行，转折处应适当加宽。 挖槽和自然航道连接段处设计成喇叭口形状。,挖槽转折段加宽示意图,切角法,折线切割法,弯道加宽值计算式与航道标准尺度的加宽值计算公式相同,30,R=(510)L 采用折线切割法。,（2）泊位挖槽泊位分码头泊位和浮筒泊位。泊位挖槽的设计水深可参照航道挖槽设计水深的确定方法计算。 码头前沿挖槽宽度 = 码头前沿停泊水域宽度 河港码头：3 4倍设计船型宽； 海港及河口港码头：2倍设计船型宽。, 码头泊位挖槽长度 = 泊位设计长度 有掩护码头 单个泊位： Lb = L + 2 d 富裕长度d见表4-2 连续泊位： 端部 Lb = L + 1.5 d 中间 Lb = L + d 转折处泊位： Lb = L + d/2 船长系数 见表4-3 开敞式码头 Lb = （1.4 1.5）L,浮筒泊位挖槽范围单浮筒： 系泊半径 R= L + r + l + e双浮筒： 长度 S = L + 2 ( r + l ) 宽度 a = 4 B,二、抛泥区选择1、疏浚土的处理方法： 陆上吹填工程 水下卸泥2、选择抛泥区时应坚持以下原则：（1）疏浚泥土抛置后，应不致再回淤至挖槽或附近的航道。（2）应避免在养殖场、取水口等工、农、渔生产地区选择 泥区，防止对环境产生污染。（3）抛泥区应有足够水深，使抛泥船能打开泥门正常抛泥。,（4）挖槽至抛泥区应有安全航道可通。在条件许可下挖槽至抛泥区的距离尽可能缩短，以提高工效。（5）尽量使所抛泥沙有利于维护挖槽稳定，改善航道，可用疏浚土填塞支汊、坝田及可能引起有害分流的尖潭等。（6）用边抛法抛泥，应慎重研究水流的流速、流向能否将边抛的泥土带出挖槽及航道之外，尽量减少对挖槽及附近航道产生淤积。,三、挖槽土石方估算1、超深,挖槽实际开挖槽底示意图,计算挖深 = 设计挖深 + 计算超深,2、超宽,挖槽实际开挖边线示意图,3、疏浚工程量计算断面,疏浚工程量计算断面示意图,疏浚工程计算超宽和计算超深值表,4、挖槽的土石方计算（1）断面积法,横断面分条示意图,（2）平均水深法,四、疏浚工程机械的选择疏浚工程所用的机械设备：挖泥船及与其配合的各种附属船舶，还包括辅助船舶。1、 挖泥船分类（1） 水力式利用泥泵进行吸泥和排泥， 直吸式挖泥船、绞吸式挖泥船、耙吸式挖泥船（2） 机械式依靠泥斗挖掘水下土石方， 链斗式挖泥船、抓扬式挖泥船、铲扬式挖泥船2、 根据挖泥船的性能选择疏浚设备,3、挖泥船简介 耙吸式挖泥船 绞吸式挖泥船 链斗式挖泥船 抓斗式挖泥船 铲斗式挖泥船,1500立方米自航耙吸式挖泥船航浚11号,自航吸盘式挖泥船,抓斗挖泥船,250立方米/小时自航水力冲沙船,第三节 航道疏浚工程与环境一、疏浚工程对环境的影响1对自然环境的影响包括：对施工区域水力条件改变的影响， 对水域底部形态变化的影响， 对水质带来的变化， 对施工区域空气质量的变化（即气味等的变化）。,2对社会环境的影响包括：施工期机具噪声水平提高的干扰， 弃土与抛泥沿程带来的泄漏影响， 在挖泥和排泥操作扰动水底沉积物并使之重新悬浮时， 造成二次污染对船体磨蚀和人群健康的影响， 水体污染异色，使人产生反感失去旅游观光的价值等。,3、疏浚施工过程对水体中的污染物迁移影响主要表现（1）水中污染物在水体中变化 机械迁移。 物理-化学转化 生物性转化（2）抛泥和弃土过程中污染物的变化 水体中吸附的污染物由水相转化为固相形成新的污染形态 在抛泥区的氧化环境发生变化，形成污染物新的扩散条件和范围，可造成二次污染,二、疏浚污染的控制1、施工过程中的控制（1）在挖泥时采取措施，不使泥浆及有害气体扩散。 （2）采用沙帘的方法。（3）建立不渗漏的抛泥区，以容纳废物。（4）研究采用旁通、边抛等施工方法的地点和时间，尽量减少污染物对人类的危害。,2、减少弃泥二次污染的措施（1）采用化