疏浚与吹填工程技术课件

1、1E412060,疏浚与吹填 工程技术,2021/2/4,1,1E412060 掌握疏浚与吹填工程技术,疏浚工程：采用水力或机械的方法为拓宽、加深水域而进行的水下土石方开挖工程。 疏浚工程分为基建性疏浚和维护性疏浚。 基建性疏浚：，具有新建、改建、扩建性质的疏浚。 维护性疏浚：为维护或恢复某一指定水域。 吹填工程：挖泥船挖取的泥沙，通过排泥管线输送到指定地点进行填筑的作业,2021/2/4,2,挖泥船分类,挖泥船,水力式 机械式 气动式,1E412060 掌握疏浚与吹填工程技术,2021/2/4,3,1E412061 耙吸式挖泥船,2021/2/4,4,2021/2/4,5,1E412061

2、耙吸式挖泥船,耙头功能：挖、吸，装上耙齿可耙松泥土,耙吸船施工过程示意图,一、 工作原理,1E412061 耙吸式挖泥船,见教材与视频,二、 技术性能,耙吸挖泥船技术性能主要技术参数有舱容、挖深、航速、 装机功率等,2021/2/4,6,1、优点： (1) 具有良好的航海性能 (2) 具有自航、自挖、自载和自卸的能力 (3)在挖泥作业中处于船舶航行状态、不占用大量水域或封锁航道 特别适合于水域开阔的海港和河口港较长距离的航道施工。 多用于挖掘淤泥和流沙，也能够挖掘水下黏土、密实的细沙。 2、缺点： (1)船舶在航行和漂浮奖态下作业，挖掘后的平整差； (2) 超挖土方较多,二、 耙吸船的特点,2

3、021/2/4,7,三、生产率计算,1E412061 耙吸式挖泥船,挖泥船循环运转小时生产率,耙吸式挖泥船装舱施工的循环运转小时生产率与：空载航行时间、重载航行时间和抛泥航行时间有关。 影响耙吸船生产率的主要因素是：土质、挖深、挖槽长度与运距。 案例：1E412061,G-一次挖槽长度挖泥满舱装载载重量 s-土质（天然）密度t/m3; W-当地水的密度，t/m3 ; Q-舱容（m3,泥舱装载土方量,2021/2/4,8,1E412061 耙吸式挖泥船,四、时间利用率计算 1、 影响挖泥船时间利用率的客观因素 强风及其风向情况，；风浪波高； 浓雾； 水流； 冰凌； 潮汐； 施工干扰，； 2、时间

4、利用率计算,2021/2/4,9,五、耙吸式挖泥船主要疏浚仪器配置 （一） 压力表(含真空表)； （二）装载指示仪：耙吸挖泥船上通常装有装载指示仪,1E412061 耙吸式挖泥船,三） 差分全球卫星定位系统（DGPS,2021/2/4,10,六、耙吸式挖泥船施工工艺,施工方法有：装舱(装舱溢流)施工法、旁通(边抛)施工法吹填施工法；挖泥采用分段、分层等工艺施工,一） 施工方法 1、装舱法施工 （1）适用条件：有足够的水深和航行、调头水域及适宜的抛泥区。 （2）舱容计算,耙吸船选用的舱容与泥舱内的泥浆平均密度成反比。 对于有舱容可调节的耙吸船在疏浚：淤泥、粉细砂及粉土时宜采用大舱容。 当计算的舱

5、容在挖泥船两档舱容之间时，应取高一档的舱容,2021/2/4,11,一） 施工方法 1、装舱法施工-抛泥方式,舱底抛泥,六、耙吸式挖泥船施工工艺,艏吹,装舱法施工的适用条件？ 装舱法施工有几种抛泥方式？ 如何调节舱容？ 装舱溢流的作用与要求,2021/2/4,12,2、旁通或边抛施工 耙吸式挖泥船设有专门的旁通口，泥泵吸上来的泥浆经旁通口直接排入水中。这种方法称为旁通法。 适用条件（1）（4,边抛法,耙吸船配有边抛管，可以进行边抛式抛泥,一） 施工方法,2021/2/4,13,2、旁通或边抛施工,5) 吹填施工 接岸管吹泥 系泊浮筒接水上管吹泥 喷射吹泥,2021/2/4,14,一） 施工方法

6、,艏吹,喷射,工艺流程,1、分段施工：什么情况下要分段？如何分段？ 按长度、水深 、航行避让、合同要求。 2、分层施工：什么情况下要分层？如何分层？ 按泥层厚度、水深、合同要求。 3、施工顺序： 由浅入深、由上游至下游、先两侧后中间,二）施工工艺要求,2021/2/4,15,六、耙吸式挖泥船施工工艺,二）施工工艺要求 4、其他工艺要求 根据开挖的土质选择航速，对淤泥、淤泥质土和松散的砂，对地航速宜采用23kn；对黏土和中密以上的砂土，对地航速宜采用3 4kn。 应根据土质和耙深，调节波浪补偿器的压力，以保持耙头对地有合适的压力。 对软土，耙头对地压力宜小一些；密实(较硬)土质时宜大一些。 波浪

7、补偿器压力的调节应先大后小,2021/2/4,16,1、耙头的功能 挖、吸泥土。 2、耙头疏松水底泥砂主要方式 三种方式：冲刷、高压冲水、机械切削。 3、耙头的分类 (1)冲刷型耙头 (2)挖掘型耙头,2021/2/4,17,三）耙头的选用,六、耙吸式挖泥船施工工艺,1)冲刷型耙头,2)挖掘型耙,三）耙头的选用,加里福尼亚耙头,六、耙吸式挖泥船施工工艺,2021/2/4,18,三）耙头的选用,六、耙吸式挖泥船施工工艺,IHC活动罩式耙头,IHC威龙耙头,耙头活动罩承担着把耙头的挖掘、水力冲刷、泥浆混合与输送的工作,2021/2/4,19,3、耙吸挖泥船各类耙头适用的土质：表61-2,应根据土质

8、选用不耙头： 挖淤泥、淤泥质土、软黏土宜选用“IHC”耙头（挖掘型）； 挖松散和中等密实的砂选用“加利福尼亚”耙头（冲刷型）； 挖密实的砂土应在耙头上加高压冲水； 挖较硬黏性土或砂土，宜在耙头上加切削齿或采用与推进功率相匹配的切削型耙头,三）耙头的选用,2021/2/4,20,1E412062绞吸式挖泥船,一、基本原理,2021/2/4,21,一、基本原理 绞吸式挖泥船是水力式挖泥船中较普遍的一种。 1、工作过程是： 根据土质安装绞刀绞松泥沙泥泵吸泥(泥) 排泥管输泥至卸泥区,1E412062绞吸式挖泥船,2021/2/4,22,一、基本原理,1) 优点 能够将挖掘、输送、排出和处理泥浆等疏浚

9、工序一 次完成，能够在施工中连续作业。 它是一种效率较高、成本较低、工程质量容易控制的挖泥船，能开挖的土质范围较广。 (2) 缺点 抗风浪能力较差，不适宜在无屏障的开阔水域施工。 排泥距离和排高大于挖泥船泥泵所产生的总水头时，如不采用接力泵就不能施工。水下障碍较多时工效极低,2021/2/4,23,2、 绞吸挖泥船特点,二、 技术性能,主要技术参数：标称生产率、总装机功率、泥泵功率、绞刀功率吸排泥管径、挖深、排距等。 其中主要的挖泥设备是：绞刀、泥泵； 增加挖泥深度，提高挖泥能力的技术措施是： 将泥泵安装在船体尽可能低的位置； 在绞刀架上安装潜水泵。 绞吸式挖泥船的适用范围： 适用工程：港口、

10、河道、湖泊的疏浚工程，特别适合于吹填造地工程； 适用土质：砂、砂质黏土、砂砾、黏性土等,2021/2/4,24,三、生产率计算,绞吸挖泥船生产率包括挖掘生产率和泥泵管路 吸输生产率，以两者中取其较小者代表其生产率。 挖掘生产率主要与挖掘的土质、绞刀功率、横移绞车功率(绞刀前移距)等因素有关。 (一) 挖掘生产率,二) 泥泵管路吸输生产率,R：管路半径m V：管内泥浆平均流速m/h,2021/2/4,25,四、绞吸式挖泥船主要疏浚仪器配置,压力表(真空表)、浓度计、流量计、产量计、绞刀位置指示仪等。 吸泥口堵塞时，仪表的读数变化情况是：浓度表读数小、压力表读数低。 五、 绞吸式挖泥船施工工艺 主

11、要工艺流程,开工展布是挖泥船挖泥开工前的准备工作，包括定船位、抛锚、架接水上、水下及岸上排泥管线等,2021/2/4,26,一） 施工方法,主要施工方法：绞吸挖泥船采用横挖法施工，分条、分段、分层、顺流、逆流挖泥。 1、装有钢桩的绞吸挖泥船在一般施工地区，应采用对称钢桩横挖法或钢桩台车横挖法进行施工； 2、在风浪较大的地区，装有三缆定位设备的挖泥船，应采用三缆定位横挖法施工； 3、,五、 绞吸式挖泥船施工工艺,2021/2/4,27,置于桥梁前部的左右边锚和锚缆,2021/2/4,28,二） 工艺要求,1、分条施工： (1) ，绞吸挖泥船的最大挖宽一般不宜超过船长的1.11.2倍， (2)采用

12、三缆横挖法施工时，分条宽度由船的长度和摆动角宜选用7090，最大(挖泥)宽度不宜大船长的4倍,五、 绞吸式挖泥船施工工艺,2021/2/4,29,二） 工艺要求,2021/2/4,30,2、分段施工,什么情况下应分段施工？ 挖槽长度大于挖泥船水上管线的有效伸展长度时，。 挖槽转向曲线段需分成若干直线段开挖时，。 挖槽规格不一或工期要求不同，应按合同的要求进行分段施工。 受航行或其他因素干扰，可按需要分段施工,二） 工艺要求,2021/2/4,31,3、 分层施工,什么情况下应分层施工？ 疏浚区泥层厚度很厚时应分层施工； 当工程对边坡的质量要求较高时； 当合同要求分期达到设计深度时； 当挖泥船的

13、最大深度在高潮时达不到设计深度，或在低潮时疏浚区的水深小于挖泥船的吃水或最小挖深时。 如何分层？ 分层挖泥的厚度，宜取绞刀直径的0.52.5倍，分层的上层宜较厚，。最后一层应较薄，。 依据土质情况和挖掘设备尺度确定分层厚度。 根据挖泥船吃水的最小挖深与潮水的涨落分层,2021/2/4,32,4、顺流、逆流施工,在内河施工采用钢桩定位时，宜采用顺流施工； 采用锚缆横挖法时，宜采用逆流施工。 当流速较大的情况下，可采用顺流施工，并以尾锚以策安全。 5、定位与抛锚 定位与抛锚应根据风与流条件，严禁挖泥船行进中放钢桩,二） 工艺要求,2021/2/4,33,绞刀类型有：开式绞刀、闭式绞刀、齿式绞刀、冲

14、水绞刀、斗轮式绞刀、立式绞刀等,2021/2/4,34,三） 绞刀选用,适于挖掘硬质土、粘性土和密实沙,齿 形,2021/2/4,35,绞吸挖泥船各类绞刀适用土质：表2062 绞刀选用注意事项,2021/2/4,36,三） 绞刀选用,三） 绞刀选用,五、 绞吸式挖泥船施工工艺,适于清除河湖（水库）底部污染淤泥,工作原理 ：利用上下鼓轮转动带动链节板使泥斗连续转动而自河底挖掘泥土,1E412063 链斗式挖泥船,2021/2/4,37,一、基本原理,链斗式挖泥船是机械式挖泥船。 工作原理 ：利用上下鼓轮转动带动链节板使泥斗连续转动而自河底挖掘泥土。 主要挖泥部件有：斗桥、斗链、泥斗。 二、 技术

15、性能 链斗挖泥船均采用可变速装置，使之在挖泥作业中改变不同的斗速和切削力，以适应挖掘各种不同土质。 衡量该船技术性能的主要参数有：标称生产率、斗容、挖深等。 链斗挖泥船适于在风浪小、流速小、能见度好的开阔水域施工,2021/2/4,38,三、生产率计算(案例),链斗挖泥船的生产率简单算式 四、 辅助船舶的选配 （一）泥驳 （二）拖船（三）其他辅助船舶 五、 链斗式挖泥船主要疏浚仪器的配置 前移距指示仪 泥斗转数指示仪 下放深度指示仪 GPS定位系统等,1E412063 链斗式挖泥船,2021/2/4,39,六、链斗式挖泥船施工工艺,链斗船挖泥装驳,泥驳航行至抛泥区,抛泥,泥驳返航至挖泥区,链斗

16、挖泥船进点定位： 顺流就位？ 逆流就位,1E412063 链斗式挖泥船,2021/2/4,40,六、链斗式挖泥船施工工艺,一） 施工方法：斜向横挖法、扇形横挖法、十字形横挖法、平行横挖法,十字形横挖法,施工方法选择原则： 斜向横挖：水域条件好 扇形横挖：挖槽边缘水深小于挖泥船吃水 十字横挖：挖槽宽度小于挖泥船长度 平行横挖：水流流速较大,2021/2/4,41,二）施工工艺要求,1、，对500m3/h链斗挖泥船挖宽宜为60100m，对750m3/h链斗船宜为80120m. 23 自阅 4、 ，分层厚度一般采用斗高的12倍，. 5、 链斗挖泥船宜采用逆流施工。 6、 链斗船作业时，一般布设6个锚

17、，锚的抛设应满足下列要求： 主锚的抛设位置：在挖槽中心线上。宜偏于泥层厚的一侧，或主流一侧，主锚抛设长度一般为400900m. 尾锚抛设：顺流施工时，应加强尾锚，并增加抛设长度。逆流施工时，尾锚可就近抛设或不抛设、抛设长度宜为100200m(已减少抛设长度,2021/2/4,42,边锚的抛设,逆流施工时，前边锚宜超前20左右，后边锚可不超前，当不设尾锚时，后边锚可抛设成八字形，顺流施工时，后边锚滞后15。 （三） 泥驳作业 一般双面泊驳，单面泊驳换驳方式有： 吊艄换驳：适用于顺流挖泥 夹绑换驳：适用于逆流挖泥 绞驳换驳：适用于顺流挖泥 专配靠驳拖轮：适用于逆流挖泥时，施工水域较窄,2021/2

18、/4,43,换驳方式,2021/2/4,44,1E412064 抓斗挖泥船,工作原理 ：通过抓斗插入泥层和闭合挖掘泥土,2021/2/4,45,一、基本原理,抓斗挖泥船属机械式挖泥船 二、技术性能 优点：设备简单，(挖泥机械的)磨损部件少、(船舶的)造价低廉。 抓斗挖泥船一般以抓斗斗容来衡量其生产能力的大小。 三、生产率的计算 四、仪器配置 五、抓斗式挖泥船施工工艺：流程图 （一） 施工方法：一般采取纵挖式施工,2021/2/4,46,二）施工工艺要求,1、分条、分段、分层施工工艺要求 (1) 什么情况下应该分条？分条宽度如何确定？ (2) 什么情况下应该分段？分段长度取多少？ (3) 什么情

19、况下应该分层？分层厚度如何确定？ 2、其他工艺要求：见教材 3、抓斗的选用(多选与单选,五、抓斗式挖泥船施工工艺,2021/2/4,47,1E412065 吹填工程,一、 吹填工程的主要程序： 二、 吹填工程施工方法：表065-1 三、 吹填土方量计算,疏浚工程: 以水下自然土方计算, 包括超深 超宽和施工期回淤量。 吹填工程: 以吹填方换算成水下自然土方量计算, 包括超填、固结、沉降和流失的土方量,2021/2/4,48,四、 吹填工程施工工艺要求 （一）吹填区内管线布设 1、排泥管管线布置：应满足设计标高、吹填范围、吹填厚度的要求。 2、排泥管线的间距应根据设计要求、泥泵功率、吹填土的特性

20、、吹填土的流程和坡度等因素确定。 各类吹填土的坡度： 表065-2 34自阅,1E412065 吹填工程,2021/2/4,49,二）分期、分区和分层吹填的工艺要求,1、当吹填区水深满足耙吸挖泥船或泥驳的的满载吃水，并具有通航条件时，可采用水下抛填的方法进行水下部分填筑。 2、吹填施工，什么情况下可分阶段完成？ （三）不同土质的吹填施工艺要求：自阅,四、 吹填工程施工工艺要求,1E412065 吹填工程,2021/2/4,50,四）排水口的布设要求 1、排水口的位置应根据吹填区地形、几何形状、排泥管的布置、容泥量及排泥总量等因素确定。 2、 ，一般多布设在吹填区的死角或远离排泥管线出口的地方。

21、 34自阅 5、排水口结构型式有：溢流堰式排水口、薄壁堰式排水闸、闸箱埋管式排水口、围埝埋管式排水口,四、 吹填工程施工工艺要求,2021/2/4,51,吹填围埝及排水口(水门)布置方式,2021/2/4,52,2021/2/4,53,2021/2/4,54,2021/2/4,55,1E412065 吹填工程,当采用陆上吹填时，应做的准备工作有： 选择吹填区、建造围堰、设泄水和敷设排泥管线。 1、选择吹填区 挖泥船泥泵的吹程以内。 泄水对周围无影响。 有足够的面积，能容纳所挖的泥量,吹填区容量,扩展,2021/2/4,56,如分期分层吹填，围堰亦可相应分期、分层填筑，上层围堰坡脚在下层内坡上，

22、且渗水的浸润线不应超出下一层的外坡脚,顶标高：h=hT+hC+hA hT 设计吹填标高 hC 预留沉降量 hA 安全超高，内河取0.30.5m，海港取0.51.0m,1E412065 吹填工程,扩展,2021/2/4,57,吹填区围堰,扩展,2021/2/4,58,1E412070 了解环保疏浚、疏浚环保的概念,1E412071 环保疏浚 一、 概述： 环保疏浚的主要目的是清除(水体中的)污染底泥。 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 三 ：自阅,2021/2/4,59,1E412071 环保疏浚,四、环保疏浚的技术特点 环保疏浚与工程疏浚的区别：表071-2 主要特点是：疏浚泥层厚度薄，疏浚精度要求高，疏浚过程二次污染控制要求严格。 减少弃泥二次污染的措施 （1）采用化学或生物方法，将疏浚泥土变成不污染的陆域土地填充料。 （2）将河底泥烧制陶瓷和粘土砖。 （3）利用疏浚淤泥作为城市绿化材料,2021/2/4,60,1E412072 疏浚环保,1、疏浚对环保的影响 控制环节：应从疏浚现场、运泥路线、抛泥区三个