基槽浚挖技术及设备

作者&投稿:爨咏 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
商业是什么意思~

商业源于原始社会以物易物的交换行为,现代的商业分为线下以及线上两种,极大提高了贸易的效率。

商业保险是指通过订立保险合同运营,以营利为目的的保险形式,它由专门的保险企业经营。商业保险关系是由当事人自愿缔结的合同关系,投保人根据合同约定,向保险公司支付保险费。保险公司根据合同约定的具体条约,承担给付保险金责任。

一、沉管基槽的设计及浚挖

在设计基槽断面之前,往往要先全面了解现场的地质资料、水流水质资料、生态资料,以便确定合理的基槽断面和浚挖方式。

基槽的断面主要由三个基本尺度决定,即底宽、深度和边坡坡度。底宽一般比管段底宽4~10m。基槽的深度为覆盖层厚度、管段高度以及基础处理所需超挖深度三者之和。香港地铁沉管隧道在设计基槽断面时,考虑到基槽底部的垫层须宽出隧道管段每边各1m,最小垫层宽度为 10.3+2=12.3m。为使海上作业船的柱腿能沿隧道弯曲的中线移动及预留出容许偏差量,决定采用能在内刮平 14m 宽垫层的 16m 底宽的基槽。基槽边坡的稳定坡度与土壤的物理力学性能有密切关系,同时,基槽的留置时间、水流情况等也是重要影响因素。表8-1 为不同土层稳定坡度的参考数值。

表8-1 不同土层稳定坡度的参考数值表

在沉管隧道的施工中,水底浚挖所需费用只占整个工程总造价的一个较小比例,通常只有 5%~8%,可它却是一个很重要的工程项目,由于疏浚作业现场的通航环境较为复杂,挖泥船在主航道作业时经常要松缆让航,施工难度较大,作业效率客观影响近 30%,因此浚挖的成功与否直接影响到工程能否顺利、迅速地开展。

水底浚挖工作主要包括三个内容:①沉管基槽的浚挖;②辅助航道的浚挖;③浮运(管段)线路的浚挖。

通常港务部门疏浚航道用的挖泥船,挖深都不超过 20m,一般只有 15m,可是沉管基槽的底深通常为22~23m,有的达到 27~30m。因此,一般不能直接利用现有的挖泥船进行沉管基槽浚挖,需要根据设计要求、地质情况进行一些必要的改装工作。

二、沉管基槽施工

基槽施工主要是利用浚挖设备在水底沿隧道轴线按基槽设计断面挖出一道沟槽,用以安放管段。基槽浚挖是所有浚挖工作中最为重要的一环,应根据现场地质与水力资料确定合理的浚挖方式和浚挖设备。

1.浚挖方式

选择浚挖方式时应尽量使用技术成熟、生产效率高、费用低的浚挖方式;为降低造价,应充分使用已有的浚挖设备,尽量避免采用需重新定制的设备;对航道和环境的影响要尽量小。通过对环境、经济和技术等多方面的探讨,按其效果和费用权衡求得最佳选择。浚挖作业一般分层、分段进行。在基槽断面上,分几层逐层开挖;在平面沿隧道轴线方向,划分成若干段,分段分批进行浚挖。

管段基槽浚挖亦可分粗挖和精挖两次进行。粗挖挖到离管底标高约 1m 处,精挖在临近管段沉放时超前2~3 节管段进行,这样可以避免因管段基槽暴露过久、回淤沉积过多而影响沉放施工。

2.浚挖设备

基槽开挖一般采用挖泥船进行,目前国内外所用挖泥船种类较多,下面介绍几种常用类型:

(1)链斗式挖泥船。这种挖泥船是用装在斗桥滚筒上、能连续运转的一串泥斗挖取水底土壤,通过卸泥槽排入泥驳。施工时需泥驳和拖轮配合。该挖泥船生产效率较高,浚挖成本较低,能浚挖硬土层,开挖后的泥面较平整。但定位锚缆较长,作业时水面占位较大。

(2)铰吸式挖泥船。这种挖泥船利用铰刀铰松水底土壤,通过泥泵作用,从吸泥口、吸泥管吸进泥浆,经过排泥管卸泥于水下或输送到陆地上去。该挖泥船对土质的适应性好,生产效率高,浚挖成本低,不需泥驳配合工作。

(3)自航耙吸式挖泥船。带有泥仓的自航吸泥船也称开底船。挖泥时可不妨碍其他船舶的航行,适用于在船舶航行密集的地点挖泥。工作时,一面慢慢航行,一面用泥泵将水底的泥沙从耙头的吸泥口经过船侧吸泥管的耙臂泵吸到泥仓内,满载后航行到抛泥区,打开泥门将泥沙卸入水中。有的船还可以将船上的排泥管与陆地上排泥管连接起来,利用本船的泥泵,直接把泥沙输送到充填场地去。

(4)抓斗挖泥船。利用吊在旋转式起重把杆上的抓斗,抓取水底土壤,将泥土卸到泥驳上运走。当土质较硬时可使用重型抓斗。一般不能自航,靠收放锚缆移动船位。施工时需配备拖轮和泥驳。该种挖泥船构造简单,造价低,船体尺寸小,长与宽均显著小于其他挖泥船,浚挖深度大,施工效率高。

(5)铲扬式挖泥船。亦称铲斗挖泥船,是用悬挂在把杆钢缆和连接斗柄上的铲斗,在回旋装置操纵下,推压斗柄,使铲斗切入水底土壤内进行挖掘,然后提升铲斗,将泥土卸入泥驳。这种挖泥船适用于硬土层,不需锚缆定位,水面占位小,但挖泥船的造价高,浚挖费用亦高。

(6)其他设备。当浚挖作业遇到岩层时,需采用碎岩船、凿岩船。在离岸条件下的沉管隧道,在浅水中和基槽深度有限时可采用漂浮型或半沉型设备等。

浚挖施工时,挖泥船需有附属船只配合,组成船队进行作业。附属船只包括拖轮、顶推轮、泥驳、运输船、发电船、起锚船等。

浚挖设备的选择:一般情况下,挖深在 10m 以内(由水面计)时,可用吸泥船或链斗挖泥船;挖深 16m以内时,可用4m3铲斗挖泥船或轻型抓斗挖泥船;超过 16m 时要用重型抓斗挖泥船。

3.浚挖方式及浚挖程序的确定

通常在选择浚挖方案时考虑以下三方面的因素:

(1)尽量使用技术成熟,生产率高,费用低的浚挖方式;同时,为了降低造价,通常充分使用已有的浚挖设备,尽量避免采用需重新定制的设备。

(2)选用对航道影响最小的浚挖方式。

(3)选用对环境影响较小的浚挖方式。

通过对环境、经济和技术等多方面的探讨,按其效果和费用仔细权衡不同方案以求得最佳选择。

浚挖作业一般分层分段进行。在基槽断面上,分成二层或三层逐层开挖。在平面沿隧道纵轴方向,划成若干段,分段分批进行浚挖。

香港地铁隧道基槽浚挖作业分两个阶段进行,第一阶段挖到离最终设计标高约 1m处,这一阶段用生产率较高的链斗式挖泥机挖出大量土石,留下凹凸不平的表面待下一阶段挖掘;第二阶段采用整平度较好的 2.3~1 4 m3大小不同的抓斗式挖泥机挖至基底。

悉尼港隧道基础沟槽疏浚也分为粗挖和细挖两种,粗挖在管段沉放的 1个月前开始,细挖在管段即将沉放前进行,这样可以避免最后挖成的管段基槽敞露过久,以致沉积过多的回淤土,影响沉设施工。

为保证基槽开挖的坡度、深度和宽度的精度,要加强测量。开挖深度的监控测量一般采用声呐测距仪,但该仪器不能进行开挖过程的动态测量,不能及时发现超欠挖,故可在吸泥船底部安装一台水下地形扫描仪,每挖 10m测一次作为声呐基准调校点。




基槽浚挖技术及设备
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