多波束检测技术在长江深水航道和畅洲整治工程中的应用

针对长江南京以下12.5 m深水航道二期工程和畅洲标段深水、大流速工况下软体排检测、深水潜堤断面控制难题,进行多种水下检测方法的对比研究,首次将Sonic2024多波束检测技术应用于水下整治建筑物施工中软体排、深水袋装砂及水下抛石控制,通过测量得到高精度水下建筑物图像、位置和高程数据,实现了水下隐蔽工程可视化与定量化分析,起到较好的指导施工的作用。     

深水软体排铺设全过程质量控制技术

长江南京以下12.5 m深水航道整治工程和畅洲标段软体排铺设范围内泥面高程最深-42.9 m、实测最大流速2.1 m/s,已铺设软体排最长超过640 m。针对深水大流速工况下超长软体排铺设测量控制问题,采用全过程质量控制技术,从软体排铺设前、铺设过程中及铺设后进行全过程控制,经过在深水软体排中的应用,所有排体搭接宽度、整体质量满足设计要求。     

长江深水航道水下坝体抛石设备改造

长江下游河段施工区域地形异常复杂、水深和流速条件对抛石坝体形成非常不利。以长江南京以下12.5 m深水航道二期工程口岸直水道整治工程Ⅱ标段为依托，通过改造抛石设备、增加串筒约束构造来降低抛石高度、减小抛石漂移距的方法，减小外界条件对抛石落点的影响，从而达到控制块石落点的目的，实现了水下抛石精准定位。工程应用效果良好，在提高施工质量的同时降低了成本，为类似项目提供了借鉴。     

深水防波堤工程抛石断面成型控制

通过工程实例，介绍了深水防波堤工程抛石施工技术，探讨影响抛石断面成型质量的几个因素和控制方法。     

港口工程深水大潮差下砂芯防波堤断面比选

针对港口工程传统抛石斜坡堤结构深水大潮差条件下堤心石用量大的问题,进行了深水砂芯斜坡式防波堤研究。结合某实际工程项目中砂芯防波堤断面的比选,主要从断面结构选择、施工可行性、工程造价和潮差作用下的边坡稳定性等方面对各个方案进行对比分析。结果表明,砂芯防波堤断面采用块石围埝方案满足港口工程深水大潮差条件下的设计要求,该结构形式防波堤断面为港口工程深水防波堤或石料缺乏地区的类似工程提供借鉴和参考。     

黄骅港综合港区深水航道水动力数值模拟研究

采用数值模拟方法对黄骅港综合港区20万t级航道工程潮流动力进行研究,分析工程实施后最大流速、最大横流等,以掌握工程实施对周围海域的影响。研究结果表明:(1)方案的实施未改变大范围海域潮流运动规律,变化发生在工程附近海域;(2)综合港区深水航道内流速在-6 m口门附近出现最大值,为垂向平均0.86 m/s、表层0.92 m/s;整个航道内的流速值介于0.25~0.86 m/s之间(垂向平均);航道内最大横流位于航道向北转折段,另外-6 m口门附近横流也较大。     

刮刀整平推进阻力实测试验

针对深水、大流速、低能见度环境下水下抛石基床整平施工效率低、施工精度难以保证的技术难题,进行水下抛石基床自动整平系统研究。设计制作专用试验装置,根据不同的石料铺设状态、整平速度和石料厚度进行分组试验。通过试验得到刮刀整平推进阻力值为23.08kN/m,为该研究提供了关键设计参数。     

深水抛石管强度研究

水下抛石作为一种海底管道保护措施之一,在国内外海洋石油开发中已得到广泛应用,现已由浅水应用到深水。文章的研究目标落管抛石船为深水精确抛石作业船型,文章研究了深水抛石作业系统,确定总体落管抛石作业工艺流程,计算出系统中抛石管线的强度,比较了不同航速、水深下抛石管线的强度。后又研究了落管抛石水下机器人(ROV)在管线强度计算中产生的影响与作用,最终确定了这类船型在不同作业水深下的最大航速预报方法。     

深水无护底薄层抛石施工验收方法

深水区域的无护底薄层抛石结构应用日趋广泛,但现有规范的验收方式难以有效适应实际情况。结合长江口12.5 m深水航道一期工程白茆沙一标段新建闸区域的无护底抛石施工3个阶段的典型段施工,对无护底水下抛石施工技术和质量控制进行系统的分析,为类似工程提供借鉴。     

块石深水精确抛填施工控制技术

在分析国内外块石深水精确抛填施工技术的基础上,开发设计了块石水下实时抛填测控系统和深水抛填装备。通过测试和断面复测,该技术的抛石高程数据和平面位置偏差均控制在规范要求以内。该方法自动化程度高,对工况适应性强,可高效作业。     

深水抛石管强度分析与研究

水下抛石作为一种海底管道保护措施之一，在国内外海洋石油开发中已得到广泛应用，现已由浅水应用到深水。本文的研究目标落管抛石船为深水精确抛石作业船型，文章研究了深水抛石作业系统，确定总体落管抛石作业工艺流程，计算出系统中抛石管线的强度，比较了不同航速、水深下抛石管线的强度。后又研究了落管抛石水下机器人（ROV）在管线强度计算中产生的影响与作用，最终确定了这类船型在不同作业水深下的最大航速预报方法。     

联锁块软体排深水沉排受力的线性有限元分析

长江南京以下12.5 m深水航道一期工程在狼山沙左缘的铺排工程中,遇到流速2 m/s及水深达30 m的沉排条件,使排体受力十分复杂。设计中通过对软体排沉排过程的受力状态进行有限元分析,提出了排体所受水流力的大小与移船距离的相对关系;通过分析深水铺排施工要点,优化排体设计方案。     

滨州港深水航道水动力数值模拟研究

利用数值模拟方法对滨州港拟建5万t级航道工程常态水动力情况进行研究,深入分析工程实施后最大流速、最大横流等,以掌握工程实施对周围海域的影响,也为其它相关研究提供支持。研究结果表明:方案的实施未改变大范围海域潮流运动规律,变化发生在工程附近海域;航道掩护段以内最大流速约1.13 m/s,掩护段以外最大流速约0.68 m/s;内航道段由于受两侧导堤约束,水体基本沿航道顺流,横流较弱,均在0.30 m/s以下,外航道最大横流0.46 m/s。     

弱感潮河段抛石漂移距现场试验研究

长江南京以下12. 5 m深水航道口岸直水道整治工程位于扬中河段,工程离岸远、水深大、水流实时变化、轴线长,潜堤施工抛石落点预测尚存在难题。在扬中河段开展涨、落潮条件下的抛石漂移距现场试验,获得涨、落潮条件下现场抛石漂移距公式,并应用于口岸直水道鳗鱼沙潜堤施工中。结果表明,抛石漂移距受潮流加速度影响,加速时段的漂移距大于匀速时段,减速时段的漂移距小于稳定时段,潮流加速度小于1. 5×10~(-3m)/s~2时,全潮流过程可采用统一漂移距系数0. 892;施工过程中群体抛石中值粒径单块石漂移距小于4. 5 m时,可采用群体抛石中值粒径来估算群体抛投平均漂移距,实测群抛抛石成堤断面与设计断面吻合较好。为弱感潮河段水上抛石落点精准预测提供依据。     

两种新型抛石护岸工艺在深水区应用效果对比

长江下游深水区由于水深流急,传统抛石护脚的施工难度极大。近年来,网兜散抛石和沉箱式抛石这两种新型抛石施工工艺发展迅速。以长江老海坝抛石护岸工程为例,对比了两种工艺的抛石效果与成本,抛石效果主要采用抛石增厚和抛石均匀度两个评价指标进行定量分析。结果表明:沉箱式抛石工艺虽然工程直接费用较高,但抛石增厚效果、抛石均匀度及施工工效均优于网兜散抛石。通过不同研究区的抛石效果对比可知,在深水区抛石效果稳定性控制方面,沉箱式抛石工艺优于网兜散抛石工艺。     

深水大流速大型构件水下安装设备与应用

结合长江南京以下12.5 m深水航道二期工程仪征水道整治工程梯形空心构件深水大流速没顶安装的特点,研发深水大流速安装专用吊具、配套测量架及测量定位系统,改进传统航道整治中混合堤构件安装工艺,提高安装精度和施工效率,有效解决没顶安装环境下轴线偏差、错台、缝宽控制难度大的问题,实现大型构件深水安装安全、高效、高精度的预期目标。     

长江深水航道的水下坝体抛石设备改造技术论述

2018年5月,长江南京以下12.5m深水航道二期工程正式试运行,该深水航道面向国内外船舶开放航行,从南京至长江出海口长达431km全线贯通,它的试运行标志着长江经济带综合体立体交通走廊建设的重大进展。本文就以长江深水航道工程为例,论述了其二期工程中水下坝体抛石设备改造相关施工技术应用要点。     

深水抛石整平船的建造与应用

介绍了自主研发的深水抛石整平船的建造与应用、整平机技术特性、基床整平工艺、基床整平的精度和效率等,实现了深水条件下基床施工以抛石、整平、检测为一体的机械化作业.该船采集的试验数据及经验可为后续研发工作提供借鉴.     

复杂水流条件下抛石漂移距离的试验研究

抛石漂移是河道治理、护岸、潜丁坝、桥墩防冲等实际工程中经常遇到的问题,依托长江南京以下12.5 m深水航道二期工程口岸直水道整治工程,针对抛石漂移距离在试验室水槽内开展了一系列物理模型试验,对水深、流速、抛高、块石质量及块石形状的不规则等因素对抛石漂距的影响进行了研究;同时在考虑水流流速垂向分布的基础上,通过块石在动水中的受力分析推导出水上抛石漂移距离计算公式,利用模型试验结果拟合出公式中各系数的值,并将其计算结果与模型试验数据和现场观测数据进行比较,结果吻合较好,验证了公式的合理性。     

超短基线软体排深水水下定位检测系统设计思路

结合长江南京以下12.5 m深水航道一期工程,根据深水、大流速工况,提出了超短基线软体排深水水下定位系统的设计思路,经过系统开发、测试完成了设计,通过应用实现了软体排在深水条件下铺设定位的可视化,实时调整铺排船作业时的工作状态,确保排体铺设准确。