抓斗挖泥船施工作业时,当泥层厚度较薄,土质松软时可采用( )施工。
A 、横挖法
B 、纵挖法
C 、梅花法
D 、十字法
【正确答案:C】
1. 水下清淤: 抓斗式清淤、 泵吸式清淤、 普通绞吸式清淤
水下清淤一般指将清淤机具装备在船上, 由清淤船作为施工平台在水面上操作清淤设备将淤泥开挖, 并通过管道输送系统输送到岸上堆场中。 水下清淤有以下几种方法。
a. 抓斗式清淤: 利用抓斗式挖泥船开挖河底淤泥, 通过抓斗式挖泥船前臂抓斗伸入河底,利用油压驱动抓斗插入底泥并闭斗抓取水下淤泥, 之后提升回旋并开启抓斗, 将淤泥直接卸入靠泊在挖泥船舷旁的驳泥船中, 开挖、 回旋、 卸泥循环作业。 清出的淤泥通过驳泥船运输至淤泥堆场, 从驳泥船卸泥仍然需要使用岸边抓斗, 将驳船上的淤泥移至岸上的淤泥堆场中。
抓斗式清淤适用于开挖泥层厚度大、 施工区域内障碍物多的中、 小型河道, 多用于扩大河道行洪断面的清淤工程。 抓斗式挖泥船灵活机动, 不受河道内垃圾、 石块等障碍物影响, 适合开挖较硬土方或夹带较多杂质垃圾的土方且施工工艺简单, 设备容易组织, 工程投资较省,施工过程不受天气影响。 但抓斗式挖泥船对极软弱的底泥敏感度差, 开挖中容易产生“掏挖河床下部较硬的地层土方, 从而泄露大量表层底泥, 尤其是浮泥” 的情况容易造成表层浮泥经搅动后又重新回到水体之中。 根据工程经验[3-5] , 抓斗式清淤的淤泥清除率只能达到 30% 左右, 加上抓斗式清淤易产生浮泥遗漏、 强烈扰动底泥, 在以水质改善为目标的清淤工程中往往无法达到原有目的。
b. 泵吸式清淤: 也称为射吸式清淤, 它将水力冲挖的水枪和吸泥泵同时装在 1 个圆筒状罩子里, 由水枪射水将底泥搅成泥浆, 通过另一侧的泥浆泵将泥浆吸出, 再经管道送至岸上的堆场, 整套机具都装备在船只上, 一边移动一遍清除。 而另一种泵吸法是利用压缩空气为动力进行吸排淤泥的方法, 将圆筒状下端有开口泵筒在重力作用下沉入水底, 陷入底泥后, 在泵筒内施加负压, 软泥在水的静压和泵筒的真空负压下被吸入泵筒。 然后通过压缩空气将筒内淤泥压入排泥管, 淤泥经过排泥阀、 输泥管而输送至运泥船上或岸上的堆场中。
泵吸式清淤的装备相对简单, 可以配备小中型的船只和设备, 适合进入小型河道施工。 一般情况下容易将大量河水吸出, 造成后续泥浆处理工作量的增加。 同时, 我国河道内垃圾成分复杂、 大小不一, 容易造成吸泥口堵塞的情况发生。
c. 普通绞吸式清淤: 普通绞吸式清淤主要由绞吸式挖泥船完成。 绞吸式挖泥船由浮体、 铰绞刀、 上吸管、 下吸管泵、 动力等组成。 它利用装在船前的桥梁前缘绞刀的旋转运动, 将河床底泥进行切割和搅动, 并进行泥水混合, 形成泥浆, 通过船上离心泵产生的吸入真空, 使泥浆沿着吸泥管进入泥泵吸入端, 经全封闭管道输送(排距超出挖泥船额定排距后, 中途串接接力泵船加压输送) 至堆场中。
普通绞吸式清淤适用于泥层厚度大的中、 大型河道清淤。 普通绞吸式清淤是一个挖、 运、 吹一体化施工的过程, 采用全封闭管道输泥, 不会产生泥浆散落或泄漏在清淤过程中不会对河道通航产生影响, 施工不受天气影响, 同时采用 GPS 和回声探测仪进行施工控制, 可提高施工精度。 普通绞吸式清淤由于采用螺旋切片绞刀进行开放式开挖, 容易造成底泥中污染物的扩散, 同时也会出现较为严重的回淤现象。 底泥清除率一般在 70%左右。 另外, 吹淤泥浆浓度偏低, 导致泥浆体积增加, 会增大淤泥堆场占地面积。
2. 环保清淤
环保清淤包含两个方面的含义, 一方面指以水质改善为目标的清淤工程, 另一方面则是在清淤过程中能够尽可能避免对水体环境产生影响。 环保清淤的特点有: ①清淤设备应具有较高的定位精度和挖掘精度, 防止漏挖和超挖, 不伤及原生土 ②在清淤过程中,防止扰动和扩散, 不造成水体的二次污染, 降低水体的混浊度, 控制施工机械的噪音,不干扰居民正常生活 ③淤泥弃场要远离居民区, 防止途中运输产生的二次污染。
环保绞吸式清淤是目前最常用的环保清淤方式, 适用于工程量较大的大、 中、 小型河道、湖泊和水库, 多用于河道、 湖泊和水库的环保清淤工程。 环保绞吸式清淤是利用环保绞吸式清淤船进行清淤。 环保绞吸式清淤船配备专用的环保绞刀头, 清淤过程中, 利用环保绞刀头实施封闭式低扰动清淤, 开挖后的淤泥通过挖泥船上的大功率泥泵吸入并进入输泥管道, 经全封闭管道输送至指定卸泥区。
环保绞吸式清淤船配备专用的环保绞刀头具有防止污染淤泥泄漏和扩散的功能, 可以疏浚薄的污染底泥而且对底泥扰动小, 避免了污染淤泥的扩散和逃淤现象, 底泥清除率可达到 95% 以上清淤浓度高, 清淤泥浆质量分数达 70% 以上, 一次可挖泥厚度为 20~110 cm。 同时环保绞吸式挖泥船具有高精度定位技术和现场监控系统, 通过模拟动画,可直观地观察清淤设备的挖掘轨迹高程控制通过挖深指示仪和回声测深仪, 精确定位绞刀深度, 挖掘精度高。
淤泥固化技术处理
清淤泥浆的初始含水率一般在 80% 以上, 而淤泥的颗粒极细小, 黏粒含量都在 20%以上, 这使得泥浆在堆场中沉积速度非常缓慢, 固结时间很长。 吹淤后的淤泥堆场在落淤后的两三年时间内只能在表面形成 20 cm 左右厚的天然硬壳层, 而下部仍然为流态的淤泥, 含水率仍在1. 5 倍液限以上, 进行普通的地基处理难度很大。 堆场表层处理技术则是利用淤泥堆场原位固化处理技术, 人为地在淤泥堆场表面快速形成一层人工硬壳层, 人工硬壳层具有一定的强度和刚度, 满足小型机械的施工要求, 可以进行排水板铺设和堆载施工, 从而方便对堆场进一步的处理。 人工硬壳层的设计是表层处理技术的关键, 主要考虑后续施工的要求, 结合下部淤泥的性质, 通过试验和模拟确定硬壳层的强度参数和设计厚度, 人工硬壳层技术又往往和淤泥固化技术相结合形成固化淤泥人工硬壳层, 也可以利用聚苯乙烯泡沫塑料(EPS) 颗粒形成轻质人工硬壳层则效果更佳。
最新的清淤技术目前有以下几种:
a. 高浓度原位环保清淤方法。 由于目前常用的环保清淤方法清淤出的淤泥浓度在 15%~20%左右, 水分子的体积要远大于土颗粒的体积, 清淤泥浆的体积大约为颗粒的 4~5 倍。这些高含水泥浆往往需要较大的堆场进行放置, 很多清淤工程因为堆场场地的问题而受到严重制约。 高浓度原位环保清淤能够降低清淤过程中泥浆的增容率, 在中间输送过程中可以使泥浆含水率得到降低, 将淤泥直接变成可以用于填土的土材料使用。 因此, 为了节省占地和降低整个清淤和淤泥处理的成本, 高浓度原位环保清淤技术已经成为未来
的发展趋势。
b. 堆场淤泥快速排水技术。 目前大多数内河清淤的淤泥都在堆场中堆放。 淤泥堆场经过地基处理, 解决其长期沼泽状态的问题后可用于建设、 景观、 农田利用的土地。 而这一地基处理过程就是淤泥固结排水的过程。 淤泥黏粒含量高, 透水性差, 在自重作用下的固结时间长, 自重固结后的强度低。 淤泥的快速排水固结问题成为一个亟待解决的问题。 软黏土地基使用的真空预压法和堆载预压法, 对于淤泥往往难以发挥良好的效果。淤泥含水率极高, 处于流动状态, 颗粒之间的有效应力非常低, 在高压抽真空的状态下淤泥颗粒会和间隙水一起流动, 从而使排水板出现淤堵而无法排水。 如何解决排水系统的淤堵问题成为淤泥快速排水的关键。 堆场淤泥快速排水技术是在淤泥内铺设多层多排水平排水通道, 其层间距、 排间距都在 60 ~80 cm 左右, 以形成高密度泥下排水网络。将该网络与地面密封的水平排水管密封连接, 再与射流排水装置连接后抽气抽水, 可加快淤泥的排水速度。 目前这一技术开发和其中的关键问题尚处于探索的初期阶段。
淤泥资源化利用技术
淤泥资源化利用技术包括把淤泥制成砖瓦的热处理方法。 热处理方法是通过加热、烧结将淤泥转化为建筑材料, 按照原理的差异又可以分为烧结和熔融。 烧结是通过加热800~1 200℃, 使淤泥脱水、 有机成分分解、 粒子之间黏结, 如果淤泥的含水率适宜,则可以用来制砖或水泥。熔融则是通过加热 1 200~1 500℃使淤泥脱水、有机成分分解、无机矿物熔化, 熔浆通过冷却处理可以制作成陶粒。热处理技术的特点是产品的附加值高, 但热处理技术能够处理的淤泥量非常有限, 比如普通制砖厂 1 年大概能消耗淤泥 5 万 m3, 不能满足目前我国疏浚淤泥动辄上百万立方米发生量的处理需求, 从淤泥的大规模产业化处理前景来讲, 固化、 干化、 土壤化的淤泥资源化利用技术是具有生命力的, 若与堆场处理技术相结合则更能显示出效益。
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绞吸式挖泥船安全操作规程一、通则1、进入挖泥船作业现场工作人员必须按规定穿戴救生衣和个人劳动保护用品。管线作业时需二人以上同行。
2、施工作业船只全船消防、救生设备、防碰撞及其他安全设施要保证完整、适用并指定专人负责管护,平时不得挪着它用。施工水域安全防护措施应与当地有关部门协商制定、发布和落实。
3、施工作业船只其工作、行走平台、上层平台的四周护杆应完整,行走跳板要搭设牢固,并应有防滑条。
4、挖泥船及附属船只在航道、码头、港湾内拖航、锚泊和施工时,应按规定设置和显示信号并派人值班。夜间施工必须配足灯光照明。
5、船员应熟悉该项目施工组织设计。了解当地的水文,气象、地质地貌、施工水域资料。察看排泥场,水源和退水设施。项目部应组织制定施工方案、施工质量、环境、职业健康安全等控制措施并进行技术交底。
6、施工船只转移时,应由专人进行制定转移路线、拖带方式、工作人员岗位分工和船只编队等方案并经上级批准后执行。
7、施工船只作业,锚泊、停产及避风等船舶动作按现行《疏浚工程技术规范》中技术标准执行。
8、船员必须经过训练和学习,熟悉本船安全操作规程和各机使用说明书。
二、甲板作业部分1、检查水、陆排泥管的连接是否可靠合理、牢固,排泥场的使用是否合理可靠。
2、检查全船各部的紧固情况,各机械和部件的灵活、可靠。施工前应检查并实施机械运转部位的全面润滑。
3、检查操纵台上各操纵杆是否都处在“空档”位置上,按钮是否在停止工作位置。
4、检查液压绞车速度开关是否处于“最低速”位置上5、检查施工水域、检查施工水深及船吃水、检查开挖断面均正常后,发出施工信号。
三、轮机作业部分1、检查柴油机的各附件连接是否可靠,螺栓是是否紧固,运动件是否转动灵活。各柴油机盘车1---2圈应无特别重感觉。
2、检查冷却系统是否已加满水,各水管接头是否有漏水现象。
3、检查各柴油机机油油位、泥泵驱动齿轮箱油位,柴油箱和液压油箱油位并进行计录和记量。
4、检查蓄电池是否满电,启动系统各线路接头是否松动。
5、检查报警系统、当报警系统起作用时,控制灯应亮。检查启动和合泵开关应处于中位。
6、检查并打开海底阀和海水过滤器前后阀门。检查舷外冷却器应无堵塞、无异物。
四、柴油机启动1、首先将辅机的电池充电按钮“off”按下(如果有的话)。
2、将电控液压阀的电路断开(开关在操作台上)。
3、柴油机启动后其转速在最低空载转速运转5分钟进行热车(见柴油机厂说明书)。
4、检查柴油机各部运转情况,检查机油压力,海水泵的真空压力,各压力表读数。确认:机油压力、机油温度、冷却水温度(含内、外循环温度)、排气温度、液压泵系统油压等仪表值应处于正常范围。
5、当柴油机冷却水温上升到45---50度方可逐步提高转速直至额定转速(参照船柴油机说明书)。
6、检查三相电压表的电压和周波表,指示读数应在正常位置,三相电流应保持平衡。
7、液压系统正常工作温度在50度左右(最大值不超过70度),油温低于15度应进行预热。
五、启动泥泵(合泵)操作1、主机在低速运转(均600R.P.M)时,按下操纵台合泵按钮进行合泵操作,此时主机转速略有变动,随后缓缓提升主机转速,当主机转速增至800~1000 R.P.M时,合泵指示灯(黄灯)亮,表示合泵完成,之后应松开合泵按钮。
2、合泵操作时应判断泥泵是否工作正常:
(1)合泵操作时应缓慢提高主机转速。
(2)真空表值略>0说明抽水正常;泥浆泵输出压力逐渐增加;水封泵压力随之增加。
(3)当合泵完成后,泥浆泵抽水不正常,此时应降低主机转速至脱泵后重加注引水并再次排除吸泥管内空气,然后重新进行合泵操作。
(4)当主机转速超过800 R.P.M以上时,不得实施合泵操作。
(5)泥泵抽水正常时,真空表、压力表值相对稳定。
六、停机1、操纵主机调速手柄,使转速逐渐降至800 R.P.M以下,离合器将自行脱离,此时合泵指示熄灭。
2、提升绞刀桥架出水面,关闭绞刀转动,上好桥架安全保险绳,并适当松出桥架起落钢丝绳。
3、提升侧定位桩插入安全销,然后放松定位桩提升钢丝绳。
4、横移、桥架绞车插入安全销。
5、操纵台手柄复中位,各调速旋纽复位,关闭各开关。
6、轮机部停止主机运转。
7、关闭操纵台电源开关。
七、拖航和锚泊1、拖航或转移工地前,应收回横移锚并固定,收回抛锚扒杆并固定。
2、插入绞刀桥架、横移绞车固定销。
3、收回挖泥信号和灯标,检查并设置拖航信号。
4、脱去尾排泥管并进行编队。
5、把钢桩起升到安全高度插好固定销。或进行倒桩。
6、准备拖缆、系缆。安排人员值班。