引水明渠水位下降的处理办法——疏浚

发表时间:2016/9/18   来源:《工程建设标准化》2016年7月总第212期   作者:李国
[导读] 由于近三年岱海湖水位下降近1.0m,再加上渠底泥沙淤积严重。

(内蒙古岱海发电有限责任公司)
 
        【摘  要】施工准备,施工方法,疏浚措施
        【关键词】疏浚;机械设备;测量控制;施工管理

        由于近三年岱海湖水位下降近1.0m,再加上渠底泥沙淤积严重,造成目前的取水口大量干滩出露,湖水边缘线比三年前后退约100m,明渠中间段约170m长度范围内水深仅为1.2m~1.5m。为保证发电机组取水安全,从实际情况综合考虑对明渠采取疏浚加深的办法。
        1、概况
        岱海电厂位于内蒙古自治区乌兰察布盟凉城县境内的岱海湖南岸。厂址东南距丰镇市55km,西距凉城县城25km,西北距呼和浩特市110km。厂址北侧距岱海湖500~900m,南侧距东房子和东卜村100m。工程对外交通方便。引水明渠疏浚工程清淤疏浚775m(其中:一期630m,二期145m),平均疏浚宽度为22.5m;清淤疏浚741米,平均疏浚宽度为40.0m;清淤疏浚160m,疏浚宽度为100m,在明渠入口处形成一个160m×100m的矩形消能沉淀池,用于缓解泥沙回流对引水明渠的回淤速率;疏浚土方总量178861m3。
        2、施工准备
        2.1机械设备选择
        根据本工程特点,为满足抛石护底施工工况我们安排1条200m3/小时分体双斗轮式挖泥船施工。本船舶有如下特点:
        (1)本船系可拆解运输的200m3/小时分体双斗轮式挖泥船,针对本工程岱海湖施工情况复杂的特点,可以通过拆解、陆路运输、现场组装,起吊下水,调遣时不受季节、航区、气候条件限制,可保证进场时间。
        (2)本船可满足本工程施工的工艺条件,配有GPS定位系统,挖深指示仪和定位桩台车系统,可以按照施工坐标要求通过GPS、定位桩台车、左右横移绞车使施工船舶准确定位,并通过挖深指示仪和桥架深度控制绞车准确控制挖泥深度,不超挖、欠挖,满足施工精度质量要求。
        2.2 施工强度计算
        本工程采用1条200m3/小时分体双斗轮式挖泥船施工,施工强度计算如下:
        每小时清淤200m3,因是野外作业,夜间工作时间短,每天以有效工作时间为10小时计算,清淤工期123天,除去天气原因、船舶大修及其他不可预测的时间外, 有效工期为100天计算,则总产量为200×10×100=200000m3>178861m3,满足施工要求。
        2.3机械设备调运
        本工程设备、材料及施工机械等全部采用公路运输,现有交通条件完全满足施工期运输要求。挖泥船分体运输,即在码头岸边将挖泥船解体成若干块,然后通过100t的吊车将各个部件装车。挖泥船解体需要多个工种配合,船长统一指挥,机舱部和驾驶部各负其责,在解体前,应将挖泥船内部的油舱进行清理,各个部件进行编号确认,按照编号顺序进行装车,这样既可以保证挖泥船部件完整,又可以保证组装顺利完成。
        3、施工方法
        3.1斗轮式挖泥船施工原理
        斗轮式挖泥船是目前世界上使用较广泛的一种施工船型,具有挖掘、输送、排出和处理泥浆等疏浚工序一次完成的优点,特别适合水渠抛石护底工况下施工,在施工中能够连续作业。该种船型的工作基本原理为:
        ①在吸泥管的入口端,安装有旋转式的特制斗轮刀装置,斗轮刀装置以机械动力方式,来切割和绞松水下土层的泥砂,并分离抛石护底及泥沙,使更多泥砂随水流经吸泥管吸入;本工程斗轮式挖泥船采用较为先进的美国Ellicotte公司双斗轮可在左右二个方向以相同的效率工作,无论挖泥船向左或向右摆动时,均能连续不断高效工作,从而提高了产量,具有挖泥流失小,吸入泥浆浓度高,挖掘土质范围广等优点;
        ②通过船上离心式泥泵的作用产生一定的真空把挖掘所得得泥浆经吸泥管吸入,提升再通过船上输泥管线排出;
        ③通过船上安装的定位钢桩和钢桩起落装置,进行挖泥船的定位、船体的横移摆动和纵向前移作业。



        3.2斗轮式挖泥船施工工序
        斗轮船调遣进点后,即进行开工展布作业,具体开工展布作业程序为:
        ①竖钢桩
        由于斗轮式挖泥船在调遣中需放倒钢桩,在调遣至施工现场作业区后,需利用船上自有设备进行竖钢桩作业;
        ②定位
        用大型运输货车将船舶拖至施工现场后用船载差分全球定位系统(DGPS)定位。
        ③抛船舶摆动锚
        船舶施工挖槽两边抛设摆动锚,由钢丝绳与船首摆动绞车相连,通过两部摆动绞车的收放,达到施工船船体以船尾定位钢桩为中心摆动施工的目的。船舶摆动锚抛设作业由施工锚艇配合船上抛锚臂杆进行实施;
        ④连接水上输泥管线
        船舶定位、摆动锚抛设作业完成后,进行浮管连接作业;根据施工要求,船上浮管连接头与水上浮管接头相接,完成开工展布作业。
        3.3挖泥具体施方法
        ①斗轮式挖泥船采用定吸、步进横挖、横移挖泥法交替进行施工,步进即以船舶副桩为步进桩,船舶主桩为定位桩,交替前进,摆动施工;该种工艺具有施工操作简便,易于船舶避让、不易漏挖等优点。
        ②斗轮式挖泥船开挖施工中,及时调整施工挖深,保证取泥的浓度。
        ③分层施工:严格按照设计开挖的分层厚度施工,确保施工质量。。
        ④边坡施工:采用分条、分层、分台阶的方式施工,阶高按1m控制。
        ⑤挖泥控制:采用GPS定位系统进行施工控制,同时利用水砣随时跟踪水深测量,控制挖深。并定时采用测深仪进行校核,指导施工。开挖过程检测及纠正。在施工过程中,测量组定期进行挖深检测,挖泥船每前进10m,船头及船尾检测挖深,挖泥船每前移100m,断面复测,并做好测量记录,掌握施工质量及回淤情况,必要时还要增加测量次数,每次检测必须确保水深测量精度可靠,能及时、正确的反映实际施工质量。
        4、疏浚施工措施
        4.1浚前控制
        (1)精密的测量仪器:GPS全球定位仪、回深测深仪、经纬仪、水准仪等主要测量设备进入工地现场后,即进行严格的检测,确保测量精度。
        (2)精确的测量基准点:对勘测单位提供的测量基准点、基准线和水准点及基本资料和数据,在开工前与勘测人共同进行认真复测校核。
        (3)布设施工水尺:在湖岸边布设一个精确的水位尺,考虑夜间施工视线模糊,在水尺上设立夜间标识,水尺的精度控制在±2cm以内。
        (4)挖泥船精确定位:开挖前,做好挖泥船的移位定位工作,挖泥船进入挖槽后,依照预先放设的定位中心样桩打设定位样桩,并采用GPS全球定位仪进行复核,主桩定位误差控制在±0.5m以内,同时定出罗径仪挖宽方位角。
        4.2浚中控制
        (1)开挖平面控制
        ①在施工期间,及时补齐丢失的样桩,确保疏浚开挖初步准确性。
        ②开挖时,挖泥船操作人员按罗径定位仪显示的位置和定位桩台车系统来控制挖宽、前移量,并时常与边线样桩及中心桩进行相互校核,发现两者相对误差超出0.5m时,及时找出原因,采取纠正措施,防止漏挖、欠挖,条幅与条幅之间搭接1~2m。
        ③采用GPS全球定位电脑监控系统实时船位监控,确保挖泥船严格按设计方位施工。
        (2)开挖深度控制
        ① 开挖期间,水尺每天校核一次,挖泥船操作人员每隔1小时观测一次,并做好观测记录,并指令专人观测生活及辅助生产区的水位尺,每2小时观测一次,并遥报至挖泥船操作人员,与挖泥现场观测记录进行校核,确保水位基面的准确性。

        ②严格按绞刀开挖设计的分层厚度施工,确保施工质量。
        4.3浚后控制
        (1)挖泥船班组对每天开挖完成的清淤区域进行自检,发现不合格点详细地做好标识,挖泥船及时退船开挖修正。
        (2)对每开挖完成每个清淤单元工程后再进行检测及复测,并做好检测记录。
        (3)指定一位专业技术人员负责资料收集、整理,并按合同要求的时间,内容,工程完工提交完整的竣工资料。
        5、结束语
        工程施工确定的总的目标是:合格,确保施工工程质量优良、生产安全,力争保质保量提前完成该工程的疏浚。由于选择更适合本工程的机械设备、合理的安排施工工序,针对本工程的特点采取了必要的施工措施,使得本工程按照预期的目标良好发展。同时也为复杂的水下疏浚清淤工程积累了宝贵经验。
 

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