挖泥船施工及吹填工程作业指导书.docx
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挖泥船施工及吹填工程作业指导书
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挖泥船吹填施工作业指导书
工程名称：
编制单位：
编制人：
审核人：
批准人：
编制日期：
年月日
挖泥船吹填施工作业指导书
一、适用范围
本作业指导书适合于公司河北曹妃甸港区吹填工程项目。
二、编制依据
《海洋环境保护法》
《港口工程质量检验评定标准》JTJ221-98
《水运工程测量规范》JTJ203-2001
《疏浚与吹填工程质量检验标准》JTJ324-2006
《浙江省水电建设公司三个体系相关文件》B/0版
三、职责分工
1、项目经理部项目总工（技术负责人）或项目副经理负责监督挖泥吹填施工作业的质量、环保、职业健康、安全工作和工程进度。
2、挖泥船队长负责挖泥吹填施工作业的质量、环保、职业健康、安全工作和工程进度。
3、项目经理部各部室负责施工质量、安全、环保、职业健康的监视和检测工作。
4、挖泥船：
负责挖泥吹填施工。
四、主要船机设备
1、挖泥船：
根据施工区域的地质、水文、吹距等情况及业主、设计、施工进度要求配置。
其中施工进度可主要从以下方面进行考虑：
1.1、影响挖泥船台班产量的主要因素
（1）工况影响
挖泥船施工中由于风浪、潮汐、水流速度、避让船舶，及芦苇、树根、水下障碍物等客观原因影响挖泥船的正常施工，以工况系数表示其影响台班产量的程度，见表4-7-37。
表4-1挖泥船工况影响系数
工况级别
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
每班影响时间（h）
＜0.4
0.4～1.2
1.2～2.0
2.0～3.2
工况影响系数
1.00
1.10
1.25
1.45
（2）土质影响
各式挖泥船的土质影响系数见表4-7-38，表中的土质分级参见表4-7-1疏浚工程土质分级表。
表4-2土质影响系数
土质
级别
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
绞吸式挖泥船
0.8
0.8
1.00
1.10
1.32
1.72
2.41
抓斗式挖泥船
1.25
1.05
1.00
1.16
2.00
链斗式挖泥船
0.77
1.00
1.10
1.28
1.74
铲扬式挖泥船
0.87
0.87
1.00
1.00
1.12
1.12
砂卵石1.29
石渣1.29
绞吸式挖泥船挖啥时，砂的密度影响系数见表4-7-39；砂的紧度划分见表4-7-40。
表4-3绞吸式挖泥船砂土质影响系数
名称
中砂
粗砂
紧密度
松散
中密
紧密
松散
中密
紧密
土质影响系数
0.90
1.00
1.35
0.90
1.00
1.35
表4-4砂的紧密度
紧密度
标准贯入击数
天然容重（t/m3）
松散砂
4～10
1.9
中密砂
10～30
2.0
紧密砂
30～50
2.0
（3）排距影响
绞吸式挖泥船施工，不同排泥距离对挖泥船台班产量的影响可用表4-7-41中排距影响系数相除。
表4-5绞吸式挖泥船排距影响系数
船型（m3/h）
土质
排泥距离（km）
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
1720
泥
中砂粗砂
1.00
1.00
1.00
1.10
1.15
1.55
1.21
1.38
2.98
1.33
1.66
1.50
2.10
1.70
1.95
500
泥
中砂
粗砂
1.00
1.00
1.00
1.06
1.10
1.04
1.13
1.21
1.08
1.22
1.39
1.12
1.33
1.60
1.16
1.45
1.22
1.60
1.28
1.35
1.44
350
泥
中砂
粗砂
1.00
1.00
1.00
1.04
1.06
1.10
1.08
1.13
1.21
1.12
1.12
1.19
1.33
1.28
1.37
200
泥
中砂
粗砂
1.00
1.00
1.00
1.05
1.08
1.20
1.10
1.18
1.50
1.16
1.30
2.00
1.22
1.44
1.29
1.37
1.45
1.57
船型（m3/h）
土质
排泥距离（km）
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
100～120
泥
中砂
粗砂
1.00
1.00
1.00
1.05
1.08
1.20
1.10
1.19
1.50
1.16
1.30
2.00
1.22
1.44
1.29
1.38
1.48
1.58
80
泥
中砂
粗砂
1.00
1.00
1.00
1.05
1.08
1.25
1.10
1.19
1.60
1.16
1.33
1.22
（4）排高影响
绞吸式挖泥船施工，不同排泥管径，每增加1m排高，对挖泥船台班产量的影响可用表4-7-42中排高影响系数相除。
表4-6绞吸式挖泥船排高影响系数
船型（m3/h）
40
80
100～120
200
350
500
1720
管径（mm）
φ250
φ300
φ300
φ400
φ560
φ600
φ700
挖泥
基础排高（m）
3
6
6
6
6
6
9
影响系数
1.02
1.02
1.02
1.015
1.015
1.015
1.007
挖砂
基础排高（m）
3
4
4
4
4
5
影响系数
中砂
1.048
1.044
1.027
1.027
1.027
1.011
粗砂
1.32
1.24
1.15
1.15
1.15
1.11
1.2、挖泥船施工产量定额
（1）挖泥船施工产量定额
绞吸式挖泥船施工产量定额见表4-7-43；抓斗式挖泥船施工产量定额见表4-7-44；链斗式挖泥船施工产量定额见4-7-45；铲扬式挖泥船施工产量定额见表4-7-46。
表4-7绞吸式挖泥船施工产量定额参考指标
船型（m3/h）
施工条件
台班定额（m3/台班）
台月定额
台年定额
排距（m）
排高（m）
土质
土况
台班（个）
月产量（104m3/月）
台班（个）
年产量（104m3/年）
1720
1500
9
5
3级土
中密中砂
Ⅰ级
Ⅰ级
7300
4484
60
45
43.80
20.18
400
300
292.00
134.52
500
600
500
6
4
3级土
中密中砂
Ⅰ级
Ⅰ级
3185
1953
60
45
19.11
8.79
400
300
127.40
58.59
350
500
6
4
3级土
中密中砂
Ⅰ级
Ⅰ级
2315
1420
60
45
13.89
6.39
400
300
92.60
42.60
200
500
6
4
3级土
中密中砂
Ⅰ级
Ⅰ级
1276
782
60
45
7.66
3.52
400
300
51.04
23.46
120
400
6
4
3级土
中密中砂
Ⅰ级
Ⅰ级
715
410
60
45
4.29
1.85
400
300
28.60
12.30
100
400
6
4
3级土
中密中砂
Ⅰ级
Ⅰ级
585
360
60
45
3.51
1.62
400
300
23.40
10.80
80
300
6
4
3级土
中密中砂
Ⅰ级
Ⅰ级
510
313
60
45
3.06
1.41
400
300
20.40
9.39
注：
挖粗砂时，可用中砂产量定额除以1.17系数。
表4-8抓斗式挖泥船施工产量定额参考指标
斗容（m3）
施工条件
台班定额（m3/台班）
台月定额
台年定额
水下施工（m）
土质
工况
台班（个）
月产量（104m3/月）
台班（个）
年产量（104m3/年）
0.50
1～4
4级
Ⅰ级
50
60
0.30
400
2.00
0.75
1～4
4级
Ⅰ级
58
60
0.35
400
2.32
1.00
1～4
4级
Ⅰ级
71
60
0.43
400
2.84
1.50
1～4
4级
Ⅰ级
81
60
0.49
400
3.24
表4-9链斗式挖泥船施工产量定额参考指标
船型（m3/h）
施工条件
台班定额（m3/台班）
台月定额
台年定额
运距（km）
土质
土况
台班（个）
月产量（104m3/月）
台班（个）
年产量（104m3/年）
100
2
3级
Ⅰ级
377
60
2.262
400
15.08
表4-10铲扬式挖泥船施工产量定额参考指标
斗容（m3）
施工条件
台班定额（m3/台班）
台月定额
台年定额
运距（km）
土质
工况
台班（个）
月产量（104m3/月）
台班（个）
年产量（104m3/年）
4
4
3～4级
Ⅰ级
727
60
4.362
400
29.08
2、吹填管线：
根据挖泥船型号、设备技术参数及施工区域地质、水文、吹距等情况布置。
五、实施步骤
1、准备工作
（1）项目经理部组织对挖泥吹填施工有关施工人员进行施工技术、环境、职业健康、安全交底；协助办理船舶海上施工作业相关手续。
（2）项目经理部组织测量人员对取砂区进行挖泥前平面、断面测量、绘制水深图及设置取砂区域边线控制点导标，将测量成果提供给挖泥船队。
（3）挖泥船队长负责组织挖泥船施工人员参加施工技术、环境、职业健康、安全交底，了解施工现场水域、水文、气候、地质以及当地环境保护情况。
办理船舶海上施工作业相关手续。
配合好项目经理部对取砂区进行工前放样测量。
（4）挖泥船队长根据审核批准的《施工组织设计》编写吹填施工方案，并上报项目经理部。
（5）项目部测量负责人施工前做好测量仪器的检验和校准工作。
（6）项目部质量、安全负责人施工前做好相关监视、检测资料的收集（质量评定资料、安全管理台帐资料）、上报监理（按需要）、下发施工队（按需要）工作。
（7）项目经理部综合办公室施工前做好施工区当地潮位表、季节气象变化资料的收集工作并发放给各职能部室、施工队。
2、吹填施工
（1）吹填管线布置
a、吹填管线选择
本工程吹填管线采用钢管，规格Φ750～Φ950mm×12m（按实际长度仅供参考），本工程海上部分的吹填管线采用水上浮管形式进行铺设,水上浮管采用整体浮筒；陆上部分采用岸管明敷。
b、水上浮管的组装与铺设
1）水上浮管布置呈近似流线型弯曲，不可形成死弯。
在每节浮管两端设置浮筒，并使其在重载之下仍露出水面之上，以便维修。
施工中浮管上每隔100m抛设浮管锚一只加以固定，涨、落水锚间隔布设。
根据本区域潮流流速较快等状况，锚缆长度为100～150m。
2）水上连接按水上浮管间距采用柔性连接，以适应水流、风浪的影响。
在水上管线铺设时根据吹填区形状、岸管位置、取砂区位置及范围，使排砂管线尽可能地设在受风浪、水流影响小的地方进行布设。
3）连接前应对排砂管道、浮筒或浮体进行全面检查，不得使用破损和严重锈蚀、磨损或老化的管件，对破损、漏水、倾斜的浮筒或浮体必须经过修补后方可使用。
4）排泥管间及排泥管与浮筒之间必须连接牢固，以避免砂浆泄漏或浮筒窜位与翻转。
5）水上浮管夜间每隔50m距离安装一盏中心光强不低于3cd的防雨闪烁灯。
6）浮筒管线应力求平顺，并抛锚固定。
抛锚的数量、角度、位置应合理，避免造成弯多、弯急或胶管匮折的情况。
c、陆上岸管的组装与铺设
1）岸管敷设前必须对排泥管道进行检查，已破损和严重锈蚀、磨损的管件在修补前不得使用，排泥主管线应按新旧或磨损轻重依次连接敷设。
2）对埋入地下、跨越公路、堤防等处的排泥管，要选用较新的管道与管件，并保证接头紧固严密，无漏水、漏泥现象。
3）水陆接头入口处避免浮管出现死弯，水陆接头入口角应大于45度，减少排泥阻力。
4）支撑排泥管的基础、支垫物、支架等必须牢固可靠，不能出现晃动，歪斜等现象，以避免造成排泥管接头损坏。
5）排泥管在吹填区内的铺设高程应高于吹填控制高程，以防止管线在吹填过程中被淤埋。
6）管架头及管线跨越围堤布设：
本工程管架头布设时，为防止涨落潮和风浪对跨越围堤管线的影响，在每座管架处埋设八字地垄锚或在管架头处抛设八字锚两只加以固定，并在管架处每条排泥管上注水沉入铁质浮箱体一只加强固定，在管架头处用石块、沙袋等覆盖进行加强处理，避免浮管及锚缆漂移影响围堤的安全。
管线跨越围堤的位置，为避免坡面结构与铺设的管线在吹砂过程中强烈振动而发生碰撞损坏，要采取一定的保护措施。
首先，用两层袋装碎石铺设成一条2m宽的保护层，再用一层反滤布覆盖在袋装碎石上，然后进行管线跨越围堤的铺设。
7）排泥管主线：
排泥管接头应紧固严密，整个管线和接头不得漏泥、漏水，发现泄漏，应及时修补或更换。
排泥管线铺设时应正确掌握吹填区的特点，使排泥管线铺设合理，排泥畅通。
吹泥（砂）口尽量远离排水口，以减少吹填的流失量。
8）分支管线：
分支管线的布设遵循吹填区的实际成陆及吹填土的自然坡比等具体情况进行，其间距满足吹填平整度的要求。
施工中多采用岔管及三通管，以减少接管及延伸管线的时间，提高船舶的时间利用率。
3、挖泥船常用的施工方法
（1）、限制挖泥船施工的自然条件
挖泥船作为一种水上施工机械，其工作条件除应根据船舶使用说明书及设备状况确定外，还受施工区自然条件的限制（表5-1）。
凡大于表4-7-31所列数值之一者不宜施工。
表5-1挖泥船的自然条件限制
挖泥船类型
风级
浪高
（m）
流速
（m/s）
雾级
内河
海口
绞吸式挖泥船
500m3/h以上
200~350m3/h
120m3/h以下
6
5
5
5
4
0.6
0.6
0.6
1.6
1.5
1.2
2
2
2
链斗式挖泥船
750m3/h
250m3/h以下
6
5
6
1.0
0.8
2.5~3.0
1.8
2
2
铲扬式挖泥船
斗容4m3以上
斗容4m3以下
6
6
5
5
0.6
0.6
3.0
2.0
2
2
抓扬式挖泥船
斗容4m3以上
斗容4m3以下
6
5
5
5
0.6
0.6
3.0
1.5
2
2
耙吸式挖泥船
7
6
1.0
2.0
2
拖轮拖带泥驳
400马力以上
400马力以下
6
6
5~
6
0.8
0.8
1.5
1.3
3
3
注1.中大型湖泊参照“海口”一栏规定采用；
2.1马力=735.5W。
（2）、绞吸式挖泥船施工
a、开挖方式
绞吸式挖泥船施工，开挖方式主要有定位桩横挖法和锚缆横挖法两种，其定位、移位作业过程及示意图见表5-2。
表5-2绞吸式挖泥船施工作业过程及示意图
方式
各种定位、移位作业过程
示意图
定
位
桩
横
挖
法
普通双桩
挖泥船尾部对称布置两根钢桩，工作时以其中一根定位桩（主桩）作为摆动中心，利用绞刀桥架前部左右横移缆绳的交替收放，使绞刀头左右摆动进行开挖；通过另一根定位桩（副桩）进行换桩而前移，主桩的前移轨迹始终保持在（或平行）挖槽中心线上
定位桩台车
定位桩台车是安装在挖泥船尾部开槽内的一只箱体上，可沿船体中心线纵向移动。
主桩穿过台车插入泥中作为摆动中心，挖泥船便可进行正常施工。
当挖深达到要求时，用台车液压油缸将挖泥船向前推移一定距离，然后继续摆动挖泥船进行挖泥。
当挖泥船逐步向前推移到台车油缸最大行程后，放下副桩，提起主桩，台车收回到起始位置，再放下主桩，提起副桩，可开始下一个工作循环
定位桩旋转台
挖泥船后部有一个旋转台，由蜗轮蜗杆驱动旋转。
两根定位桩都装在旋转台上，作业时前桩插入泥中，后桩提起，挖泥船以前桩为中心摆动，挖到规定深度后旋转台旋转，原来的后桩转到前面作为前桩，原来的前桩成为后桩，这样将船推前了一段距离，这时放下前桩，提起后桩，继续摆动施工
锚
缆
横
挖
法
五锚法
挖泥船抛主（首）锚及左右前后四只锚，以主锚作为摆动中心，利用绞车收放横移锚缆，边挖边移，自挖槽的一边横挖到另一边；然后收进主锚缆，前移适当距离，再向相反方向横挖过去。
此法适用于有主（首）边锚位装置和绞车设备的船只
四锚法
当挖泥船逆流开挖，流向基本与挖槽一致时，船尾的浮筒管线可以起到后边锚的作用，这时可以抛一只锚，施工过程与五锚法相同
六锚法
挖泥船抛首、尾锚两只，边锚四只，施工方法与五锚法相同。
此法适用于受潮汐影响的河段和沿海港口
b、施工安排
1.挖泥船开挖宽度挖泥船摆动时，其中心线与挖槽中心线的夹角α=30o～35o为宜，见图5-1；最大挖深一般为船长的1.2～1.3倍，此时α=37o～40o。
图5-1挖槽中心线与挖泥船中心线夹角示意图
2.分条挖泥当挖槽宽度超过挖泥船最大挖宽时，则必须分条开挖。
为防止漏挖，条与条之间要有一定的重迭量，其值与泥层厚度和土质有关，一般为土层开挖厚度的3～4倍（软土质取大值，硬土质取小值）。
分条开挖有两种方法：
（1）当开挖地段水深小于挖泥船吃水，需先挖“船窝”时的分条方法如图5-2所示。
图5-2分条挖泥方法之一
（a）浮管足够长时分条方法；（b）浮管不够长时分条方法
Ⅰ（船窝）、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ—分条顺序
（2）当开挖地段水深大于挖泥船吃水，不需要挖“船窝”时的分条开挖如图5-3所示。
图5-3分条挖泥方法之二
（a）浮管足够长时分条方法；（b）浮管不够长时分条方法
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ—分条顺序
3.分层挖泥分层挖泥主要取决于挖泥船施工性能、开挖泥层厚度、土质情况及工程特殊需要等。
（1）在感潮河段或沿海港口，可利用潮水的涨落进行分层挖泥；在内河施工时，若工期允许，也可以利用较高的挖上层，水位较低时挖下层，如图5-4所示。
图5-4利用潮位的涨落分层挖泥
（2）开挖泥层厚度大，一次挖深到设计底高程易造成滑坡塌方时，应采取分层开挖，分层原则是上层厚、下层薄。
（3）在淤泥严重或质量要求严格的河道上施工，宜采取分层开挖。
第1层采取大量挖泥，剩下一层最后开挖，以保证开挖质量。
（4）当采用不同的船型挖泥时，小船开挖上层，大船开挖下层。
4.水上方处理当施工水位以上的土层厚度大于表5-3数值时，应先将水上方松动处理（爆破或水枪冲，或采取其他措施）后，挖泥船再行开挖。
表5-3施工水位以上土层厚度限额
船型（m3/h）
1720
500
350
200
120
80
施工水位以上土层最大允许厚度（m）
4.5
4
3
3
2.5
2.5
5.水下排泥管（潜管）分为自浮式和非自浮式两种。
绞吸式挖泥船在江、河、湖泊上作业，有时需要跨江（河）排泥来解决水上浮筒管线阻碍通航的问题；此外，在风浪较大的水域，水上浮管不易布置或易损坏的情况下，亦需使用水下排泥管。
自浮式水下排泥管的沉浮用设置在潜管端点的水泵向浮在水面上的排泥管注水，使管线逐渐下沉至河底；上浮时，用空气压缩机向潜管充气，迫使管内的水从尾端排出，使管线浮出水面。
自浮式水下排泥管在其与挖泥船尾部浮筒管和岸线相接处设有端点站（图5-5），上面设有动力装置及水泵、空气压缩机和控制闸阀等，进行管线的潜浮操作。
图5-5水下排泥管（潜管）布置示意图
1—挖泥船；2—浮管；3—端点站；4—球形接头；5—12胶管与4.5钢管相间连接组成的潜管；
6—尾端平台；7—陆上排泥管
非自浮式水下排泥管，可根据施工区域水流、地形及起吊设备情况决定敷设方法。
由于敷设回收均较困难，一般情况较少采用。
6.逆流开挖与顺流开挖绞吸式挖泥船既可逆流开挖也可顺流开挖，主要视施工区具体情况而定，其优缺点见表5-4。
表5-4绞吸式挖泥船顺、逆流开挖比较
开挖方式
优点
缺点
顺流开挖
有利于引导流进入挖槽；施工超深比逆流开挖小，工程质量较好
浮筒管线布置困难，需要浮筒锚较多；浮筒线路较弯曲，易成死弯；流速较大或流向与挖槽交角较大时，船位易走动
逆流开挖
施工展布时水上浮管能形成自然弧度，不需或很少需要浮筒锚；船位较易控制，摆动较灵活；水位将泥沙冲向吸泥口，吹填施工时台班土方量高
由于船只的阻流作用以及绞刀绞松后，未被吸起的泥沙易流入挖槽引起回淤，影响工程质量；施工超深值较顺流开挖时大；在有回淤的河道上施工时，进度较慢
（3）、链斗式挖泥船施工
链斗式挖泥船是横挖式挖泥船，利用船上的绞车收放边锚锚链或锚缆进行横移，收进主锚缆进行前移。
其各种开挖方法的施工特点见表5-5。
表5-5链斗式挖泥船各种方法施工特点
开挖方法
施工特点
示意图
平行横挖法
挖泥船纵向中心线平行于挖槽中心线而横移，此法主要在流速较大的情况下使用；但泥斗充泥量少，横移吃力
斜向横挖法
挖泥船纵向中心线与挖槽中心线成一较小角度横移，泥斗充泥足，挖边缘时易达到规格要求，且不易脱缆
扇形横挖法
挖泥船首横移，尾部基本不动，进行横挖，适宜在挖槽狭窄、边界处水深小于挖泥船吃水的情况下采用
十字形横挖法
挖泥船中部基本保持在原池，船首向一边横移，船尾向另一边横移。
此种挖泥方法适用于开挖断面两边均是浅滩的情况
（4）、耙吸式挖泥船施工
耙吸式
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