长江口深水航道疏浚土“十三五”造地利用研究Ⅱ——疏浚吹填工艺和方案

在分析评价长江口不同疏浚吹填工艺的特点及适用性的基础上,结合疏浚土资源供需关系和圈围工程现状条件,提出"十三五"期长江口深水航道疏浚土造地利用的初步技术方案。结果表明:1)长江口航道常用的"挖运抛+挖吹"和"挖运吹"工艺仅适用于较短运距的疏浚吹填工程;新研制的"耙吸装驳"工艺能适用于长运距的疏浚吹填工程,"十三五"投入应用后可显著拓展深水航道疏浚土的利用空间。2)"十三五"期间,横沙东滩七、八期圈围工程可利用深水航道北槽段疏浚土,采用"挖运抛+挖吹"和"耙吸装驳"的"挖+运+吹"工艺实施疏浚吹填;南汇东滩圈围工程N1库区可部分使用深水航道疏浚土,采用"耙吸装驳"工艺实施吹填;其他零星建设用地圈围工程可使用深水航道南港圆圆沙段疏浚土,采用"挖运吹"工艺吹泥上滩。     

长江南京以下12.5 m深水航道一期疏浚施工中的难点与对策

长江南京以下12.5 m深水航道一期疏浚工程作为国内首个长江内河疏浚吹填工程,在施工期间遇到了前所未有的困难和技术难题。基于对长江内河、细粉砂和亚黏土土质等复杂工况条件的分析,改进耙头和耙齿,优化挖泥施工工艺参数和艏吹方案,提高施工效率,为今后大型自航耙吸挖泥船在长江内河疏浚和艏吹施工提供借鉴。     

长江口12.5m深水航道某段疏浚施工工艺及技术应用

长江口12．5m深水航道维护疏浚工程质量要求执行《长江口深水航道疏浚工程质量检验标准》。本标段工程的航道疏浚主要是用大型自航耙吸式挖泥船进行疏浚挖泥施工。对施工顺序、施工方法和施工工艺进行了阐述,对单船作业效率进行了分析。所有施工船舶设备将配备定位精度优于3m的DGPS,对扫浅施工、清除台风骤淤施工、标段交接处的施工进行了探讨。本标段的泥土处理方式分为外抛抛泥区和通过吹泥站吹泥上滩两种方式。     

长兴潜堤后方滩涂圈围工程疏浚土利用研究*

疏浚土正逐渐成为长江口滩涂造地泥沙资源供给的有效补充。长兴潜堤后方滩涂圈围工程紧邻长江口12.5 m深 水航道南港圆圆沙段,航道疏浚土利用的区位优势显著。在调查掌握南港圆圆沙段航道疏浚土产量、分布、土质及稳定性 的基础上,针对圈围工程特点,比选适合的疏浚吹填工艺,并提出可行的吹泥上滩技术方案。结果表明：南港圆圆沙段航 道疏浚土产量丰富稳定、运距短且土质条件较好,可满足圈围工程吹填用砂的要求。各类疏浚吹填工艺中,艏吹和耙吸装 驳工艺的技术适用性较好,现阶段可采用技术成熟的艏吹方案进行疏浚吹填,而耙吸装驳方案可作为备选,待2013年底正 式投入运营时可应用于圈围工程。研究成果为圈围工程吹填开辟了砂源,实现了航道疏浚与圈围造地的双赢。     

长江口航道疏浚土利用至横沙浅滩数值模拟研究*

针对2020年后长江口深水航道疏浚土全部外抛至海洋倾倒区造成疏浚土资源浪费的问题,利用三维潮流泥沙数学模型SHIWM-3D对疏浚土综合利用至横沙浅滩进行固沙保滩的方案进行了数值模拟,综合分析横沙浅滩流态分布、泥沙输运扩散情况、疏浚土落淤效果以及对深水航道回淤的影响。结果表明：1）航道疏浚土吹泥上滩后部分泥沙直接落淤,部分泥沙则随涨落潮流扩散输运。2）横沙浅滩区域大潮期间呈现冲刷状态,小潮期间呈现淤积状态,疏浚土在浅滩总体表现为淤积。3）航道疏浚土吹泥上滩至横沙浅滩区域对深水航道的回淤影响不大。4）长江口航道疏浚土利用至横沙浅滩的方案是可行的,是解决2020年以后长江口航道疏浚土综合利用的可持续发展方向之一。     

长江口深水航道疏浚吹填一体化施工工艺

针对长江口地区近年来出现的新圈围造地工程,因条件限制或成本控制不宜设置储泥坑的情况,通过长兴潜堤工程实例,介绍长江口深水航道疏浚吹填一体化施工工艺,对工艺中的疏浚施工、艏吹抛锚定位以及吹泥施工等关键技术进行重点阐述。该工艺无需设置中转储泥坑,疏浚土一次性吹填上岸,并用于造地成陆,在长江口地区应用效果较好。     

自航耙吸挖泥船浅水施工加装艏冲装置施工技术与应用

浅区疏浚一直是内河航道维护疏浚的难题。当内河航道水深不能满足自航耙吸船空载施工吃水要求时,耙吸船将无法进行上线下耙疏浚施工。为了解决该问题,将最新研制的艏冲装置系统安装于耙吸船船艏,并利用艏冲装舱施工方法成功解决了浅区疏浚的难题,取得了良好的经济效益和社会效益。     

由长江口向上延伸工程浅谈砂质土层扫浅施工

长江口1 2.5米深水航道向上延伸建设工程航道工程设计标高以上土层为粉细砂层,工程基建期施工工期短,工程量小,施工区域长度短,沙包浅点分布零散。大型耙吸疏浚船舶如何在此类扫浅工程中发挥作用,提高施工效率,为此类扫浅工程施工起着借鉴作用。本工程投入一艘5000m~3耙吸疏浚船舶"航浚5002"轮施工,根据试挖情况和泥样采集整理数据,及时更换疏浚机具,调整施工工艺,取得了良好的效果。     

无围堰条件下横沙浅滩接纳长江口深水航道维护疏浚土的可能性分析

受流域来沙持续减少影响,长江河口拦门沙区域已普遍进入侵蚀状态,滨海湿地资源流失日趋明显。同时,长江口深水航道疏浚维护量也有所减少,疏浚土资源日趋宝贵。近年来疏浚维护量基本稳定在5 500万～6 000万m~3/a。利用航道疏浚土就近补给受侵蚀浅滩,可成为未来疏浚土资源化利用的重要方向。从培育生态滩涂角度出发,无围堰条件下的吹填上滩是需要研究的工艺选项。以横沙浅滩为例,借鉴淤泥质海床在波浪作用下动力响应的黏弹性模型和连云港外航道疏浚土实测流变特性参数,研究分析了淤泥海床在不同来波波高和不同浮泥密度下的波高衰减率,得到浮泥密度1. 20～1. 30 g/cm~3时消浪效果最大等结果。该思路和方法可为长江口航道疏浚土无围堰吹填工艺论证提供参考。建议对长江口航道疏浚土的动态流变特性等开展试验研究。     

耙吸挖泥船北槽疏浚现场测定分析

为进一步掌握自航耙吸挖泥船的长江口北槽区域的疏浚效率、挖泥能力、燃料消耗等情况,为长江口深水航道治理一期疏浚工程合理安排施工力量、进行成本核算提供依据。１９９９年６月对即将投入一期疏浚工程的“航浚４００７”轮与“航浚６００２”轮进行施工现场测定。现对测定项目、测定结果、成果分析和结论作了全面介绍。     

中大型耙吸船艏吹粉质粘土输泥系统参数动态特性研究

中大型耙吸式挖泥船在实施粉质粘土艏吹时,由于粉质粘土的阻力较大,如果不控制好泥浆浓度和输送流速,粉质粘土就会沉积并堵塞艏吹管线而影响吹泥效率。截至目前,国内外还没有针对粉质粘土疏浚物开发出适用的耙吸船艏吹防堵管线系统,也没有关于耙吸船艏吹防堵管线系统参数动态特性的相关研究成果。因此,本文提出了一种适用于粉质粘土疏浚的耙吸船艏吹防堵管线系统,通过构建艏吹输泥的水沙数值模型,系统研究了泥泵特征参数、泥浆特征、输泥管道特征参数等耙吸船艏吹管路系统参数随时间的变化规律,并分析了泥浆浓度、泥管直径、输泥排距等要素变化对耙吸船艏吹管路系统参数的影响程度。     

长江口深水航道治理工程疏浚土扩散研究

长江口深水航道治理三期工程疏浚工程建设过程中,组织6艘装备ADCP的水文测验船,在国内首次采用多固定断面法对耙吸作业过程的溢流疏浚土及北槽内贮泥坑、抛泥区涨落潮抛泥过程中的疏浚土扩散情况进行了观测.首次在长江口成功获取了水体中疏浚土扩散场的实测资料,深化了对长江口疏浚土扩散特性的认识,在此基础上,改进了疏浚溢流和疏浚土处理的时间控制措施.     

长江口深水航道治理工程疏浚土扩散研究

长江口深水航道治理三期工程疏浚工程建设过程中,组织6艘装备ADCP的水文测验船,在国内首次采用多固定断面法对耙吸作业过程的溢流疏浚土及北槽内贮泥坑、抛泥区涨落潮抛泥过程中的疏浚土扩散情况进行了观测.首次在长江口成功获取了水体中疏浚土扩散场的实测资料,深化了对长江口疏浚土扩散特性的认识,在此基础上,改进了疏浚溢流和疏浚土处理的时间控制措施.     

长江口疏浚工程疏浚土抛泥工艺优化

通过现场施工数据分析、现场观测、中子示踪、ADCP监测、数学及物理模型等多种方法对长江口深水航道治理工程的疏浚抛泥施工工艺进行综合研究,并提出了优化措施.研究结果表明,由于长江口独特的土质和水流特性,全潮时段利用距耙吸船施工区段较近的贮泥坑倾倒疏浚土,不考虑潮位和流速的影响的施工工艺造成各贮泥坑的抛泥流失率较大,通过采取限制各贮泥坑抛泥时段以及贮泥坑位置移动至低流速区等优化措施,能有效降低贮泥坑疏浚弃土的流失以及流失疏浚土对航道回淤的影响.     

港口工程中自航耙吸船艏吹施工技术的应用

为探索自航式耙吸挖泥船艏吹施工技术要点及优势,以某港口圈围造地工程为例,结合工程实际提出将航道疏浚土直接艏吹上岸的施工方案;对包括临界流速、管线摩阻损失、管线输送系统、浮管锚定等在内的施工参数进行分析优化;对吹填接管、建立艏吹站、布设吹填管线、接管下锚及吹填等施工要点进行分析。结果表明,与疏浚方式相比,艏吹施工方式具有十分显著的经济效益、社会效益和环境效益,必将在航道吹填施工中得到推广应用。     

1.1万m~3耙吸挖泥船艏吹装驳施工技术

针对充砂袋施工中砂源短缺的问题,以京唐港东南防波堤工程为例,结合另一在建的航道疏浚项目,对耙吸挖泥船艏吹装驳技术进行研究。创造性地提出将传统耙吸船靠岸艏吹施工变更为利用全新研制的海上装驳平台进行装驳作业的施工方法。该技术旨在充分利用现场自然资源,在节约成本、保护环境的基础上确保工程按期完工。目前国内针对耙吸船艏吹装驳尚无成熟的施工工艺,该技术的成功实施对类似工程有重要的参考意义。     

耙吸船艏吹粉质黏性土疏浚物的管线清堵装备及实施方法

粉质黏土在中大型耙吸船艏吹施工过程中输送阻力大，会形成球块状聚集体堵塞吹泥管路，进而影响艏吹施工效率。在系统论述国内外已有的输泥管路堵塞防治方法的基础上，研制了一种耙吸船艏吹管线清堵装备及清堵作业方法，并依托青岛港某疏浚吹填工程进行现场原型试验研究。结果表明，与传统技术相比，此方法施工简易、快速灵活、可操作性强、经济适用且安全可靠；粉质黏土疏浚物艏吹作业在短、中长和长距离条件下均可开展；该方法极大提高了粉质黏土疏浚物艏吹作业实施效率。     

抓绞联合施工工艺在钦州港东航道扩建工程中的应用

针对钦州港东航道扩建工程中耙吸挖泥船施工存在水深不足、施工效率低等问题,采用抓斗船绞吸船联合施工工艺,通过抓斗船疏浚后由泥驳将疏浚土装运至蓄泥坑抛卸,再由绞吸船将其二次吹填上岸.结果表明,该工艺有效规避了水深不足的安全风险,并通过半幅施工半幅通航措施,降低了施工对航道通航的影响,提高了施工效率和经济效益,可为类似工程提...     

耙吸船与电吹船组合吹填成陆在圈围工程中的应用

长江口地区主要利用航道疏浚土进行吹填造地,吹填工程工期、疏浚土土质、成陆质量要求均较高。综合分析吹填区施工现状、疏浚土供应量、吹填成型质量要求,提出利用疏浚土吹填的同时,利用电吹船吹填工艺进行有效补充的吹填施工方法。结果表明:综合利用外来砂和疏浚土,可实现吹填进度与成陆质量达到预期效果。     

板桩码头疏浚吹填施工质量控制

针对板桩码头施工过程中结构稳定性及质量控制要求,结合以色列阿什杜德南部港项目板桩码头疏浚吹填施工,找出板桩码头疏浚吹填施工过程中的质量控制要点,制定相应的质量控制措施,避免了疏浚吹填过程板桩偏位、吹填区域淤泥聚集、泊位水域超挖、欠挖等主要质量问题.针对具体问题,对施工耙吸船做相应适应性改造:耙吸船直吹施工替代装舱施工及高压冲水改侧冲水,可以解决水深小于耙吸船满载吃水区域及邻近板桩区域开挖的问题,避免调遣其他设备进场施工,节约工程成本.