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。     

考虑后期维护费用的高桩码头结构优化

高桩码头建成后,受水工结构桩基的影响,水动力条件发生变化,部分地区码头面下部泥沙淤积较为严重。为保证码头结构安全,码头下方和后方在后期需要定期疏浚,维护困难且费用较高。为使工程初期投入和后期维护成本达到最优,考虑桩基与土之间的相互作用,采用三维实体有限元分析方法,结合某工程实例分析了泥沙淤积对码头基桩的影响。根据分析结果和结构受力特点,针对不同结构方案进行了优化计算和成本分析。分析表明：桩顶弯矩较大的向岸基桩采用钢管桩、其余基桩采用混凝土大管桩组合桩,工程初期投入和维护成本最优。     

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.     

大型耙吸船在黏性土质条件下的施工

大型耙吸船在黏性土质条件下施工易出现耙头堵塞以及泥舱疏浚土板结、固化等问题,针对这一现象,研究施工设备改造及施工工艺优化。通过引入具备水下泵等先进设备的超大型耙吸船"浚洋1"、强化高压冲水设备、改造耙头等来降低耙头堵塞影响。采用"泥沙垫舱+黏土装舱"的施工工艺,以淤泥及少量沙土作为疏浚黏土与泥舱间的润滑剂,减少黏土在船舶泥舱的滞留,缩短船舶抛泥时间,提高船舶施工效率。     

场地受限条件下的高桩码头加固改造施工工艺

针对场地受限条件下的高桩码头加固改造工程,围绕码头结构拆除和新增桩基施工会对邻近保留结构产生不利影响的关键问题,结合镇江港、泰州港等码头加固改造工程实际案例,总结分析相关施工工艺的优缺点,明确适合于有限施工空间的码头结构拆除原则与方法,提出柴油锤与振动锤联合沉桩的新增桩基陆上施工工艺,对类似高桩码头的加固改造工程具有一定的参考借鉴价值。     

考虑泥沙淤积影响的高桩码头三维有限元分析

泥沙淤积将影响高桩码头的正常使用。为掌握泥沙淤积对高桩码头基桩的影响规律,借助有限元分析方法,结构与土均按三维实体单元建模,桩土间设置接触单元考虑桩土相互作用,采用单元生死近似考虑泥沙淤积过程,岩土参数采用实测位移资料进行校准。分析结果表明,泥沙淤积引起的附加土压力将使最大弯矩出现在基桩顶部,且大部分为陆侧受拉,最危险截面出现在桩头向海的桩顶附近;对泥沙进行清淤处理后,将明显改善基桩受力状态,极大降低淤积对基桩造成的不利影响。     

引孔植桩工艺在深水裸岩码头灌注桩施工中的应用

针对深水裸岩码头灌注桩的施工，无覆盖层导致水上施工平台的辅助钢管桩与灌注桩钢护筒着床困难，以某高桩码头工程为例，进行施工工艺实践研究，提出采用引孔植桩的解决方案。研究结果表明：1)针对水上施工平台搭建难题，可采用平台上冲孔引孔、水上船舶旋挖引孔等新工艺，提前对辅助钢管桩桩位进行引孔施工再植桩，并分析各自工艺的特点、适用性、功效及经济性。2)针对钢护筒埋设问题，可采用平台上旋挖引孔后植入的工艺。较好地解决了桩基入土深度问题，确保了灌注桩质量，可为类似工程提供参考。     

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。     

大型高桩码头整体拆除工艺应用

针对巴拿马科隆港集装箱码头(CCT)项目三期二阶段码头改扩建工程中高桩码头整体拆除施工船舶跨国调遣困难、项目工期紧以及传统水下切桩工艺效率低、风险高等难题,进行多种拆除工艺的对比研究,通过对传统绳锯导向架的改进及新型液压剪切桩的成功应用,形成了适用于陆上高桩码头拆除作业的成套工艺,为高桩码头的改扩建尤其是桩基拆除提供了新思路、新技术,为类似工程提供了借鉴。     

组合式钢板桩施工技术在美洲深水码头改造中的应用

目前大部分钢板桩施工普遍采取陆上施工方式,桩顶标高位于地面以上,但在桩顶标高位于深水的情况下,传统施工方法无法满足要求。本文以智利圣安东尼奥码头三号泊位南侧扩建工程为例,讲述了水下组合式钢板桩在码头边坡防护中的施工技术,包括工艺特点、工艺原理、送桩器和导向架的设计以及钢板桩的打设与水下成型。该工艺的成功实施,为国内外码头港口改造及水下岸坡稳定设计和施工可行性提供了参考,对类似工程有一定的借鉴意义。