疏浚设计（共12篇）
疏浚设计 篇1
近年来, 海洋河口疏浚企业迅速崛起, 海洋河口疏浚要求精准化施工作业能力, 这种能力与作业效率和企业效益紧密相关, 但是, 由于二维的表达方式, 信息量少, 直观性差, 难以充分表达出水下地形的真实特征, [1]使得作业人员无法充分获取水下地形情况, 无法对疏浚过程提供最大支持, 事后统计工程土方量 (挖方与填方) 结算工程费用时, 往往容易因为利益问题产生矛盾纠纷。[2]
因此, 当前一些专家学者把三维可视化技术引入到海洋河口疏浚工程, [3]如王丽华用GIS技术实现对航道基础地理数据的管理、分析和维护, 并且结合VRML技术实现航道水下地形的三维显示。然而, 当前的海底三维显示系统存在一些缺点, 如三维数据集构建和发布复杂、三维分析能力不足等, 特别是需要依赖其他软件进行剖面分析、土方量计算等海洋河口疏浚中常用的功能, 这就大大影响了工作效率。
当前, Skyline作为一款优秀的三维数字地球平台软件被广泛应用于各个领域中, 如王向前基于Skyline开发了黑河流域三维可视化系统;张义基于Skyline城市三维地下管线信息管理系统等。但是针对海洋河口疏浚的应用中, Skyline也存在自身不足, 比如无法处理多波束数据、土方量计算功能不能满足需求等。因此, 面对疏浚中新的工作需求, 本文引入了Skyline软件, 并与Arc GIS结合使用, 提出了三维海底地形系统的开发思路。
1 系统整体设计
鉴于当前疏浚行业的工作需求, 依靠单一的软件无法完成三维海底地形系统的开发, 所以本文使用Skyline和Arc GIS结合开发实现。
本软件系统设计为基于SOA (面向服务体系) 的多层B/S架构, 三维海底地形系统不仅解决三维海底地形的展示, 并且能够完成疏浚过程中常用的剖面分析、土方量分析等功能。它的设计整体思想是, 利用北斗集群获取的水下地形的多波束数据, 服务器端对采集的多波束数据进行格式与坐标转换, 生成水下数字地形模型, 存入相应的数据库中管理, 然后利用Skyline软件把海图与水下数字地形模型叠加生成MPT并且发布该三维地形数据集, 同时建立土方量计算软件, 把计算结果建立数据库保存。有了服务器对数据的管理、保存及发布, 通过浏览器发送请求, 获取相应的Web Services对三维海底地形进行浏览显示、疏浚历史查询、土方量计算等功能。
2 系统实现及关键技术
2.1 技术路线
系统应用上分为二维系统和三维系统, 二维系统主要包含了坐标转换、TIN和DEM生成以及土方量计算等, 功能的实现利用Arc GIS Engine, Arc GISEngine是用于构建定制应用的一个完整的嵌入式的GIS组件库, 三维系统主要是对三维水下地形的浏览、分析以及疏浚路线模拟等功能, 它们是借助于Skyline的Terra Explorer Pro, 通过把Skyline的三维插件嵌入HTML网页中, 浏览器端就能实现对已发布的三维水下地形进行一系列操作。
2.2 关键技术
1) 多波束数据处理以及数据标准化。当前三维海底地形数据主要来源于多波束数据, 所谓的多波束数据, 就是指在海底测量工作中, 多波束测深系统是应用最多的工具, 经过处理的数据能够获得cm级别的分辨率的水深点数据。但是由于多波束系统的物理特性所致, 获得到的深度数据量十分庞大且成不规则离散分布。[4]为了实现快速数字地形建模, 本文采用了直接利用离散水深数据点进行不规则三角网TIN的海底地形建模方法来获得数字高程模型, 再由TIN来生成Skyline构建三维数据集MPT所需要的DEM数据, 因而提高了服务器处理点数据的效率。另外, 不同工作区域所采用的坐标系统往往不同, 为了便于数据的管理和使用, 本系统基于Arc GIS开发坐标转换程序, 将异构的其他坐标系的水深数据转换为统一的地理坐标 (例如通用的WGS84坐标) 存入水下地形空间数据库。2) Arc GIS和Skyline结合使用。Arc GIS在空间数据的处理和空间分析方面具有强大的优势, Skyline在三维数据发布、传输以及三维显示方面是Arc GIS所欠缺的, 在本次研究中, Arc GIS负责在服务器端将HYPACK格式的水深数据转换为Arc GIS要求格式的数据, 然后再生成Skyline展示所需要的DEM数据, 并且生成后的数据都具有统一的WGS84坐标系, 另外, Arc GIS也应用在土方量计算过程中, 计算完成后将结果存入数据库中, 以便下次使用能够快速获取结果。Skyline负责将后台三维数据发布, 同时在浏览器不仅以3D的形式显示水下地形, 而且提供缩放、飞行、多视角的水下地形浏览方式。两种软件结合使用是一种新的尝试, 最大限度发挥各自优势。3) 土方量计算。传统的三维海底地形系统偏重于三维地形的展示, 但是对于疏浚工程中所需的土方量计算等功能往往需要依赖于其他专业软件, 这也就增加了用户使用的不便, 因此, 本系统增加了土方量计算功能, 提升了系统决策分析能力。本次研究中, 土方量计算采用的是不规则三角网 (TIN) 进行计算, 这种算法基本思路是:先求出每个不规则三角形所构成的棱柱体的体积, 再把区域内所有的棱柱体的体积累加, 这样就能得到计算区域内的体积。[5]三角网中的点和线的分布密度和结构完全可以与海底地形特征相协调, 很好地适应复杂、不规则地形, 大大提高了计算的精度。
这一程序同时具有剖面计算、图表显示, 疏浚施工过程和过程后的土方量计算、疏浚施工前的土方预估计和施工效果的三维地形预览、以及进行疏浚施工的航线规划等功能。计算结果建立数据库予以存储, 用户在浏览器端, 可按地域、测量日期查看测量成果图、最新的水深图。
3 系统主要功能
本系统采用B/S架构模式, 基于Skyline和Arc GIS平台开发, 在服务器端, 两者协助实现了水深点数据坐标转换、DEM数据生成、三维数据集MPT的发布以及土方量计算等主要功能。浏览器端通过发送请求, 调用相应的Web Services获得相应的服务, 主要实现三维海底地形展示、土方量查询、剖面分析等功能。以下对一些核心功能进行介绍。
3.1 水深点数据坐标转换与DEM数据生成
坐标转换与DEM数据生成使用的是Arc GIS的二次开发接口, 依次将txt文本生成点图层、由点生成TIN、TIN转换成DEM及统一为WGS84坐标系的功能集成封装在一个服务中, 用户将水深点数据上传到服务器中, 后台服务器即对上传的水深点进行处理, 将上传的数据以及生成的数据存入数据库中, 并将生成后的DEM返回到浏览器端, 浏览器端接收返回信息后更新当前目录信息, 用户可以在浏览器端直接把生成的DEM添加到已有的三维数据集中, 即可在三维场景中浏览。如图1所示。
3.2 土方量计算
土方量计算是基于Arc GIS二次开发接口实现, 用户选择要查询的工程项目, 服务器根据用户请求, 检查数据库中是否已有相应的计算结果, 如果数据库中没有该条记录, 则检查参与计算的数据是否完整, 如果完整, 则计算相应的挖方量和填方量, 将结果存入数据库以便下次快速访问, 同时将结果返回客户端, 在客户端中用图表展示。用户可以查询实际挖填方量, 超挖或欠挖土方量, 为事后统计工程填挖方量提供依据。如图2所示。
4 总结
本文将三维可视化技术应用到河口海洋疏浚行业中, 结合当前疏浚企业发展需求, 在B/S架构下, 将Arc GIS和Skyline结合使用, 开发了集多波束数据处理、土方量计算等多功能为一体的三维海底地形系统, 推动了GIS在河口海洋疏浚中的应用。三维海底地形系统具有很强的直观性、高效性和可靠性, 它的应用提升了行业工作效率, 保障了施工双方的利益, 同时也推动了“数字疏浚”的发展。
参考文献
[1]吴稳.长江口水文环境信息与水下地形三维可视化应用研究[D].华东师范大学, 2010.
[2]沈名威, 徐良, 袁伟俊.基于ArcGIS的土方量计算与可视化[J].城市勘测, 2013.
[3]伍莉, 彭文.长江航道水下地形三维可视化研究[J].海洋测绘, 2008.
[4]陆丹等.多波束测深系统中的海底地形可视化技术研究.仪器仪表学报, 2012.
[5]王丽华, 施一民, 王卫安.水下地形分析中基于TIN的土方量计算方法[J].同济大学学报 (自然科学版) , 2004.
疏浚设计 篇2
编制:
审核:
审批:
****年**月**日
河道清淤施工方案
一、编制依据
1、工程招投标文件、施工图纸；
2、有关技术及安全操作规范；
3、渣土运输、堆弃管理等有关规定；
二、工程概况
工程范围包括松溪河及其支流环溪河。松溪河治理河段治理起点为奶场，终点为贵御温泉处；支流环溪河治理起点为大龙潭，终点为环溪河与松溪河交汇处。治理河道总长7011m,修建防洪堤堤线长度为5046.75m（其中:浆砌石重力式防洪堤3130.93m,生态混凝土防洪堤1916.42m），河道疏浚（即清淤）长度7011m.河段治理后形成封闭完善的防洪体系，达到防洪效果，保护居3.86万人。
三、清淤施工方案
1、清淤施工方法
根据翻身河河道具体情况，经过实地查看及清淤方案论证，我单位确定采用长臂挖掘机挖掘施工。
根据工程分区分段特点，将河道治理分成5段（即①松溪河奶牛场段Z0+000～Z0+610.08、②松溪河奶农科路段Z1+250～Z2+113.5、③环溪河大龙潭段K0+000～K0+662.65、④环溪河北衙路至松溪河新光路段K1+750～K5+345.5、⑤松溪河温泉路段K5+345.5～K6+625.00），每段施工顺序按照顺河流方向，自上而下施工，具体施工方法如下：
①
机械准备：箱式运土车20台（视实际情况增减），吊车一台，挖掘机4台（视实际情增减）。
②
首先沿河道两侧修建临时施工便道，靠近施工便道的淤泥用挖掘机挖掘装车外运，因河水较浅，较远处则将挖掘机开进河中将淤泥倒运至便道旁边再用挖掘机装车外运，对于河边为建筑物既不能修建临时便道又无公路的河段，用挖掘机在河中经多次倒运至施工便道或公路旁边，用挖掘机装车外运。挖掘机不能延伸到达的位置则采用人工开挖。对于路坎较高，无法以挖掘机挖掘装车的部位，采用编织带装泥，再以吊车启吊装车，若淤泥较稀，不便装入带中，可经过适当晾晒后再装入带中。
③
河道清淤按照自上游至下游、先中央后两侧的顺序施工。
④
由于采用水中清淤，淤泥含水量大，运输过程中容易造成道路及周边环境污染，因此一部分淤泥挖至岸边需经过晾晒后方可外运。
2、渣土运输及弃土场管理
①淤泥运输
渣土运输将严格按照贵阳市有关渣土运输的有关规定，选用性能良好、车厢封闭较好、证件齐全的车辆，严格按照指定的线路行驶。做到运输车辆不超载，车厢上部全部用篷布覆盖，避免运输过程中渣土散落污染市区道路及周边环境。
为防止渣土在运输过程中的乱倒、乱弃问题，在施工过程中我项目部将采用开挖现场与弃土场双向签票的办法，坚决杜绝渣土乱倒、乱弃。
为保证车辆运输不对市区环境造成污染，在渣土运输的区间段内安排清洁人员，随时对车辆散落下来的土块、泥块进行清扫，并安排专人进行巡视。
②弃土场管理
本工程弃土方，土方：60135
m3、石方：10368
m3、淤泥：107390
m3；共弃方量177893
m3。
本工程位于乌当城区境内，就近弃渣条件无法满足要求，为减少施工外运量，施工中尽量利用河道附近比较宽阔平地作为临时堆料场，石渣经回填，筛选利用后再对弃渣进行外运。为了满中本工程堆渣需要，拟定弃土场位于贵阳市乌当区东风镇商业堆渣场，经考察，其容量足够大，完全满足本工程弃渣堆放要求。
运输距离：从本工程各点到弃土场沿行车路线总共距离为：8～14公里。
为配合弃土场管理，安排普通挖掘机一台在弃土场，协助运输车到土、平整土场等。弃土高度严格按照规划高度，禁止超区域、超高度弃土。
四、施工机械及劳动力配备
1、施工机械配备
挖掘机
四台
20t自卸车
二十辆
吊车
一台
交通车
一辆
2、劳动力配备
根据现场需求，我单位拟投入劳动60人，分别安排在清淤现场、弃渣场。
五、安全质量保证措施
1、安全措施
①项目部建立施工安全领导小组，项目经理任组长，划分领导机构、明确个人职责，健全安全防护制度。
②作业时，设专人统一指挥，相互配合，由机械现场调度员统一指挥，配合机械作业人员。各种施工、操作人员须经安全培训，不得无证上岗，各种作业人员应配带相应的安全防护用具和劳保用品。严禁操作人员违章作业，管理人员违章指挥。
③施工场地要设置交通红灯、交通指示牌及专职疏导人员，以便疏导行人及车辆。施工道口设置明显标语牌，并设专人看守，疏导交通。
④各种机械要有专人负责维修、保养，并经常对机械的关键部位进行检查，预防机械故障及机械伤害的发生。运输车辆服从指挥，信号要齐全，不得超速，过岔口、遇障碍物时减速鸣笛，制动器齐全，功能良好。
⑤施工现场设置专职安全员，对施工人员经常进行安全教育，提高安全意识，每周开一次安全例会。
2、质量保证措施
①在每道工序施工前，施工员依据施工图纸、施工方案对有关施工组进行技术、质量、书面交底，交底内容包括：操作方法、操作要点及质量标准等。
②严格执行自检制度，检测人员及时对已完工作面进行检测，避免出现重复施工现象。
③施工完成并经自检合格后方可向监理工程师及有关上级部门报检、交接。
六、环境保护及文明施工措施
1、严格执行国家有关部委、当地建委关于“文明施工”的有关条例。
2、建立健全文明施工组织及责任制,对施工的全过程、全方位实行项目经理负责制，管理人员责任制，强化文明施工管理。
3、由文明施工小队负责现场及道路洒水防尘工作，保证道路有车辆通过时不扬尘且无水洼、泥浆。
4、租用符合环保要求的运输车辆并与之签订协议：
①进入现场放慢车速，防止扬尘。
②车厢苫盖严密，防止洒落或细小颗粒材料的飞扬。
③外租车辆必须接受环保部门及施工单位的检查。
④禁止车辆带泥上路。
5、在新建道路外侧设围挡，使施工区与社会交通隔开。
七、施工进度计划
由于各段河道治理施工征地尚全部完成，目前只有环溪河北衙路至松溪河新光路段（K1+750～K5+345.5）不需征地，具备施工条件，故本分部工程将先进行环溪河北衙路至松溪河新光路（K1+750～K5+345.5）段的施工，施工工期计划为2014年8月1日至2014年9月20日。
其余各段待完成征地具备施工条件后再进行安排，在征地工作不延误施工进度的情况下，力争2014年12月31日前完成清淤工程。
航道疏浚施工工艺优化组合路径 篇3
【摘 要】 为提高航道疏浚施工效率，在分析当前国内疏浚业施工工艺现状和疏浚市场环境的基础上，结合“互联网+”技术，提出施工工艺优化组合路径：筹建体系，软硬结合；创新管理，多措并举；大数据计算，确定施工参数；多管齐下，多维推进。通过大数据分析，优化航道疏浚施工工艺，可提高港口和航道工程建设中的施工效率，为企业发展创造效益。
【关键词】 大数据；互联网+；疏浚施工工艺
1 背 景
近年来，随着“互联网+”国家政策的实行，在航道疏浚业务内，计算机、传感器、全球定位系统（GPS）、网络电子技术在挖泥船上得到广泛应用，大大提高了挖泥船的安全性和自动化水平。但是，国内始终没有一整套成熟的关于确定耙吸式挖泥船最佳施工参数的理论或方法。疏浚业是一个多学科交互的专业，要对其施工效率进行较为精确的计算和指导，需要对土力学、流体力学的相关应用知识及泥泵等关键疏浚设备的原理有较为深入的了解，同时还要对泥浆流速、密度等多种关键参数之间的关系进行建模计算。目前，在耙吸挖泥和艏吹施工中还无法将经验型的人工操作转化为精确的计算结果用以指导施工，这就对航道疏浚的施工效率造成了一定的影响。
从2008年开始，国内兴起了一股耙吸式挖泥船建造热潮，各种舱容的耙吸船应运而生，国内疏浚市场竞争也愈演愈烈，三大航道局在国内疏浚市场中占有的份额从几乎100%迅速跌至80%左右，而在国际疏浚市场中占有的份额却不到5%。随着大数据、云计算等新兴科学技术的发展，航道施工工艺改进也势在必行。面对严酷的市场环境，提高技术水平，创新管理，形成新的施工工艺管理体系，已迫在眉睫。
2 优化组合路径
2.1 筹建体系，软硬结合
工艺管理组织是管理目标能否实现的决定性因素。公司应在内部常设一个施工工艺管理机构。施工工艺管理小组成员由总经理牵头，总工程师负责日常工作，成员专业涵盖工程技术、航海技术、轮机技术、电气控制等方面。组织成员均有着明确的工作职责，日常管理要求分工到人、责任明确，并建立相关的管理制度。
总工程师对施工工艺管理小组工作负总责，总师室负责施工工艺测试的策划、组织协调及成果的推广应用；分管施工工艺的副总工程师主要负责施工工艺及机具改进，分管科技信息的副总工程师主要负责信息技术，分管电气控制的副总工程师负责仪表仪器；海务监督长负责对施工工艺中涉及船舶适航性及安全可靠性的指导；机务监督长负责对施工工艺中设备适用性及安全性的指导；总师室施工工艺主管负责工艺方式、工艺参数、施工设备更新改造方案的确定及施工效率测试；工程部项目主管负责工程边界条件确定；项目部总工负责现场组织协调及后勤保障；工程船舶船长和轮机长负责船舶端工艺的组织协调；施工员负责施工工艺的具体实施和施工数据的具体分析；电机员负责船舶端仪器仪表设备状态检查；公司总师室负责施工工艺管理小组的日常工作。
2.2 创新管理，多措并举
在新建项目开工前，工程部项目主管须向公司施工工艺管理小组提交必要的施工边界条件、工况等技术资料。当在建项目的施工边界条件发生变化时，应及时报知施工工艺管理小组；当在建项目遇到施工难题时，应报施工工艺管理小组，小组将收集资料，予以判断处理。施工工艺管理小组对收集的资料进行大数据分析、综合计算，以确定最优施工方案。
在工程开工前，施工工艺管理小组负责开展典型段试验，通过大数据计算，确定最佳施工工艺参数；在开工之后，管理小组负责跟踪船舶施工工艺的落实情况，并结合工况提出工艺改进措施。施工工艺管理小组对施工工艺进行分析、提炼，形成固化、可推广应用的施工工艺标准。
2.3 大数据计算，确定施工参数
耙吸式挖泥船现场最佳施工工艺的测定需要建立具体的测试流程，预先制订详细的计划，对数据作严谨、可信的分析，并将得到的真实有用的结果用以指导船舶施工，以切实提高船舶的施工效率。在测试前，施工工艺管理小组均会预先制订具体的施工工艺测试大纲，确定本次施工工艺测试的重点和方法。在测试中，小组计算出船舶的最佳对地航速、耙头高压冲水压力、波浪补偿器压力、泥泵转速等参数。对于吹填施工来说，影响吹填施工效率的边界条件有土质、吹填长度、排管直径、管线布置、标高、耙吸船性能、耙吸船吹填模式等。基于以上数据，最终确定最优化的施工工艺参数及方案，并交予施工人员严格执行。
2.4 多管齐下，多维推进
施工工艺管理小组采取多因素敏感性分析法、大数据分析法、艏吹关键流速云计算法、最佳施工工艺软件体系等对施工数据进行测试分析。在目前的大数据计算中，小组通过正交方阵排列组合和敏感性比较，分析施工参数的变化趋势，确定最佳施工工艺参数，其中关键流速的准确计算直接关系到艏吹施工的效率和经济性。为此，公司还开发了耙吸船施工效率分析、耙吸船管道输送效率分析、耙吸式挖泥船艏吹计算分析等计算软件。具体过程：通过输入工程参数和变量，输出包括图像信息、最佳施工参数组合、特征粒径、特征浓度、沉降速度曲线、原状土、关键流速、泵性能、蒸汽压力、呼吸阀、排水口和局部水头损失系数等分析数据，使软件功能覆盖从工况条件到船舶设备、从耙吸挖泥到艏吹艏喷施工、从公式推导到曲线绘制的耙吸式挖泥船施工的全过程，以此最终甄选出最优的施工工艺流程，形成最优化的施工工艺。
3 优化后的效果
目前，国内尚无全面的耙吸式挖泥船疏浚及艏吹系统的施工工艺管理体系。若该项管理体系成功创建，则代表上海航道局疏浚业在大数据云计算时代科技化、精细化、数值化领域的跨越式发展。长江南京以下12.5 m深水航道工程施工工艺经优化后，施工船舶泵吸效率提高了5.27%。在香港某人工岛吹填工程中，通过优化施工参数、改进施工工艺等一系列措施后，施工船舶泵吸效率提高约17.1%，缩短了取砂时间，有效降低了运砂船机成本的支出，工艺优化后工程总体减少支出约710万元。
4 结 语
航道疏浚工程施工监理 篇4
一、航道疏浚工程施工监理的三大控制
1. 质量控制。工程质量是监理工作的中心任务, 也是一项系统工程, 它涉及疏浚船型、设备、测量及工艺等多方面的因素。
(1) 严格审查施工组织设计和技术方案。分段、分层、阶梯形开挖时, 要确保开挖深度和边坡坡度, 认真审查各标段上报的施工组织设计, 重点控制好边坡坡度、标段交界处及桥梁交叉处等部位施工质量。方案审定时, 还要召开由设计、建设、各标段施工单位和专家参加的技术论证会, 确定合理的施工方案。
(2) 施工过程监理。项目总监、总监代表、专业监理工程师要对工程进行定期和不定期的巡视, 及时掌握工程进展情况。安排监理人员驻船检查挖泥船作业区的施工水尺 (这是控制挖深质量的关键) 和挖泥导标 (主要控制挖槽平面位置) , 及时发现和纠正施工中的偏差, 确保航槽开挖严格按照设计, 分层、定深开挖。
(3) 中间测量。疏浚工程中间检测是确保工程质量、掌握工程进度和工程计量的主要手段, 也是检查挖槽施工回淤和边坡形成的重要手段。测量工作对于工程质量的控制和提高有着重要的作用, 尤其是航道疏浚工程, 由于其完全隐蔽, 具有不可预见性, 真可谓“工程不检测, 工作不放心;工程不检测, 工程不放心;工程不检测, 质量难提高”。
2. 工程进度控制。
对疏浚工程的进度控制, 主要体现在工程进度计划审批、计划实施过程中的监控和计划调整等环节。监理工程师要有超前意识, 制定出紧凑合理并有一定余地的实施计划, 来指导疏浚工程项目的实施。影响疏浚工程进度的不可预测因素较多, 主要有气象条件、机械设备故障、抛泥区的矛盾及农忙季节劳动力不足等原因, 这些都可能导致施工停顿。此外, 监理工程师还应根据实际情况及时调整计划, 确保工程的整体进度。
3. 工程费用控制。
工程费用是任何合同形式的工程项目中涉及合同双方利益的最终体现。航道疏浚监理工程师的主要职责之一, 就是要按照有效工程量签发付款通知。同时, 还要在权力范围内, 认可合同外工程量及额外工程量。疏浚过程中遇到额外工程是不可避免的, 承包商发现后应立即向驻场监理报告, 由监理工程师进行现场调查、计量后, 按照监理办法上报计量, 核定费用。
二、安全监理
疏浚施工全部由大型疏浚船舶完成, 对施工安全要求较高。因此, 搞好安全监控是疏浚监理工作的重中之重。
1. 确立定期、不定期安全检查制度。
要把安全监控当做重点来抓, 除安排驻船监理等日常监控措施以外, 还要建立一套安全专监的定期、不定期检查制度。定期安全检查每半月一次, 不定期检查随时进行, 重点检查施工安全管理体系的运行情况和安全设施的配备及完好状况。对于检查出来的安全隐患, 必须责令其限期整改, 并将安全不达标的船舶清退出场。
2. 建立船舶安全员助理制度。
大型疏浚工程的施工船舶较多, 光靠专职安全员, 管理力度远远不够。结合同类工程安全监理经验, 工程专门设立了船舶安全员岗位, 督促施工单位配备专职的安全员助理负责安全管理, 有效完善了安全管理体系。
3. 不定期召开协调会。为加强安全预控, 监理部门应充分发挥其组织协调作用, 通过协调会等形式解决施工干扰。
三、环保监理
环保监理是工程监理的重要组成部分。目前, 由于工程建设尚未建立健全工程监理机制, 施工人员、机械随意排放未经处理的污水, 造成严重的水体污染。因此, 必须要加强工程建设环保监理工作, 建立健全环保工程建设监理机制。只有这样, 才能形成各环保主体相互制约、相互协作、相互促进的运行机制。针对本工程, 笔者所属监理部门制定了以下措施。
1. 制定切合实际的环保监理实施细则。
为了确保环保监理工作的规范化, 编制了切实可行的环保监理实施细则。督促施工单位与河道管理部门签订合同, 对船舶废水、废油进行统一回收处理, 驻船监理对船舶卸泥进行重点监控, 对乱抛泥和抛泥不到位等行为进行重点打击。
2. 组织开展环保月评比活动。
为了推动施工船舶文明施工和环保达标的主动性和积极性, 监理部门在5个标段的施工船舶中开展了环保达标月评比活动, 并将评比结果以通报形式下发至业主、河道管理部门和船舶所属单位。对于连续2次评为优良的船舶给予通报表彰, 连续2次被评为环保最差的船舶退场处理, 通过奖优罚劣, 大大提高了施工者的环保意识。
四、结论
1. 认真做好招标工作。
选准、选好施工队伍, 是搞好疏浚工程的基础。通过实践笔者深刻认识到, 工程是靠施工单位做出来的, 施工单位关系到整个工程质量、进度和费用的控制, 是工程顺利实施的关键。
2. 施工监理的中心工作是进行质量控制。
没有质量就没有数量, 也就没有进度。因此, 施工监理必须以质量控制为基础, 以确保工程进度和节省投资为目标, 依照“严格监理, 热情服务, 积极帮助”的原则, 对施工的全过程进行全面的监督和管理。
3. 航道疏浚工程施工是一项挖、运、卸连续作业的系统工程。
疏浚作业专项安全方案 篇5
疏浚作业专项安全方案
江西省路港工程有限公司
赣江(南昌—湖口)航道整治工程A合同段项目经理部 2011年8月
疏浚作业专项安全方案
一、工程概况：
赣江（南昌～湖口）Ⅱ级航道整治工程A合同段，其范围从其上游南昌市姚湾至下游鄱阳湖口处，全长175km。河段位于赣江尾闾和鄱阳湖腹地，其中南昌至吴城94km属赣江尾闾河段，吴城至湖口81km属湖区河段。河段在铁河口以上的两岸建有连续的防洪圩堤，在铁河口以下为环鄱阳湖圩堤，多洲滩。河段顺直微弯，弯曲系数1.2～1.3。
其主要施工内容为航道疏通，使其全线三级航道疏浚贯通达到交通运输部颁布的质量标准二级航道要求。
此次疏浚工程在14个浅滩河段布置了23段挖槽，总长度18.894km，疏浚工程量为132.18万m3。工程河段昌邑大桥以上河段河床质多为中粗砂，间有砾石夹砂，少数为粉质粘土或淤泥夹砂，昌邑大桥以下河段多为淤泥和粉质粘土（胶板或胶泥），间有淤泥夹砂。全河段岸线在吴城以上多为砂壤土组成，间有粘土，吴城以下洲滩岸线则多为粘土组成。
二、水上施工环境：
本标段施工环境相对复杂：赣江由南向北注入鄱阳湖，汛期来得早，每年3月即有洪水发生，甚至可能发生较大洪水。汛期一般为3～8月，主汛期在4～6月。本河段每年都会受到鄱阳湖水位顶托，影响期一般发生在7～9月，受顶托影响范围最远可达石上。运河通航船舶较多，对船组施工影响较大。
施工方案的确定：
进场方式：以拖轮带动施工船只到达施工区域范围后通过GPS测量仪器测量实现精确定位至施工位置。
疏浚设施：主要以斗轮式挖泥船（排泥量为350M3/H）配合起锚艇铺设浮管排泥至抛泥区实现抛泥。
疏浚方式：因通行过往船舶较多影响，施工期间通过在航道内工区上游及下游安放禁行航标并对施工船组预留出的通航线路放置通航航标，以航船信号灯远距离对其即将过往船只以示信号警示避让。
精度控制：以沿岸固有的水准点为基准，校核其高程以保证精度后以水准仪测量并换算出当日的工作水位及保证设计挖槽低部深度的挖掘深度，于靠岸水边设置临时水尺，以便随时观测水位；以GPS测量仪器对船舶以及挖槽的边线和抛泥区做精确定位并由工作人员做明显标示。
持证上岗：所有参与该项目实施的管理人员、安全员、特种作业人员必须持证上岗、施工。其证件必须由项目部安全监督部门进行检查确认，登记备案。所有施工作业的船组每条船必须配备专职安全员。船长、驾驶员、轮机长、轮机员、电工必须持证上岗。
明确安全生产目标：
在施工中严格执行《水运工程施工安全防护技术规范》（JTS205-1-2008），并据此确定本工程安全管理目标。安全目标确定为“三无一杜绝一创建”，“三无”即：无工伤死亡事故，无交通死亡事故，无火灾、洪灾事故；“一杜绝”即：杜绝重伤事故；“一创建”即：创建安全文明工地。
三、建立、健全安全生产管理机制：
安全管理体系的构建：贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，根据项目组织结构网络，建立安全生产管理机构网络，由项目经理、项目总工及各部门负责人组成建立安全生产领导小组，由项目经理担任安全领导小组组长，项目总工、专职安全员担任安全领导小组副组长，各部门负责人担任安全领导小组成员，并在项目部内部配备有丰富实践经验和较高管理水平的专职安技干部，各生产班组配备专、兼职安全员。
安全管理制的建立：项目部编制针对本工程的安全管理制度，组织项目部人员及各施工队负责人、兼职安全员学习，施工队再组织各个船组及操作人员学习。建立纵向到底，横向到边的安全生产责任制，积极签订安全生产责任书。对新上岗的人员和换岗人员严格执行三级安全教育和必要的岗前培训，合格者方可上岗。特种作业人员严格实行持证上岗制度。结合施工进度，对全体人员开展经常性的有针对性的安全教育。定期不定期的组织各种各层次的安全生产检查，及时整改消除隐患。采取一切可预防的措施，坚决杜绝事故，特别是重大事故的发生。
巩固安全意识，加深安全理念：认真贯彻执行国家安全生产方面的方针、政策、法令、法规以及上级有关安全生产方面的要求，结合本工程实际情况制定、落实、检查安全生产的管理规章。从组织管理方面指挥安全生产，对安全生产、安全管理负直接责任。在每次计划、布置、检查、总结评比生产的同时，必须相应的有计划、布置、检查，总结评比安全工作。每月定期召开一次全体安全人员会议，分析工程过程中的安全动态，制定相应的安全措施、解决安全难题，并布置下阶段安全生产工作。每周定期对部门管理人员、各作业工种负责人进行安全生产责任教育，并进行一次例行专项检查。经常深入工程施工现场检查安全工作，并不断总结制定安全技术措施，组织安全操作示范；对于不符合安全技术的规程，对照国家安全标准、技术措施进行整改。安全生产的贯彻落实：各工种都必须认真遵守本工种的各种安全生产、安全操作规程，以及本单位、本班组制定的安全生产规章制度。必须服从本单位部门及专职和兼职安全员的安全管理，自觉维护各种安全技术措施。在生产作业过程中，按规程、规定操作并穿戴防护用品，否则产生的事故由个人负责。对有违反安全生产操作行为的个人给予严惩，情节恶劣者将调离岗位。
安全生产操作规程的制定：
1、水上安全施工守则：安全为了生产，生产必须安全。项目部工作人员和船上作业人员必须时刻牢记“安全第一、预防为主、综合治理”的安全方针，树立“责任重于泰山”的安全意识及自我保护意识，自觉履行自己的安全职责，确保人身与设备的安全，特制定以下责任制度：施工过程中，施工操作人员必须按船舶安全工作规程操作，不得违规及强行作业。工程船舶施工，白天必须悬挂施工标记。晚上必须亮信号灯，交通船舶须按《内河避碰规则》进行驾驶。严禁无照及酒后驾驶。船上人员严禁酗酒，船员在上班时严禁穿拖鞋，在甲板上及排泥管上作业时必须穿带救生衣，晚上在甲板上或排泥管上作业时必须两个人以上同行。挖泥船及附属船舶应配置足量的救生圈、救生衣、灭火器、黄沙箱、消防水管、消防水枪等安全及消防设备。所使用的液化气灶具、煤气钢瓶及减压阀等，必须符合国家规范要求，并具有国家有关部门认可的产品合格证。家属、朋友、外来人员禁止上船参观玩耍，以防发生事故。工作人员不得擅自离开岗位，做好值班记录，坚持交接班制度。
2、水上安全操作规程规程：在通航江河上施工应符合现行《内河交通安全管理条例》的规定；严格遵守劳动纪律、坚守工作岗位。船只操作驾驶人员应持证上岗，要了解、熟悉本河段作业区情况，并熟知本机船的动力设备和管系的布置、安装、修理方法、技术要求，做到操作熟练，发现故障做到及时排除。打桩船、起重船、运输船、安装等施工作业前了解作业区域的水深、流速、河床地质等有关情况，为船舶行驶、抛锚定位做好安全准备工作。水上作业生产调度人员必须掌握和及时了解当地的气象和水文情况。遇有大风天气应检查和加固船只的锚缆等设施；遇有雨、雾天视线不清时，船只应显示规定的信号，必要时停止航行或作业。进入施工现场必须正确穿戴好救生衣，按要求配备足够的救生圈，并放置指定的地点；水上施工船舶必须锚固可靠，有足够的抗风浪、水流能力，工作面四周要设栏杆或安全网；停靠船必须系好缆绳，并加保险缆，跳板要搭设牢固，并要订防滑设施。施工期间，每班必须专人进行瞭望，严禁嬉戏打闹，严禁酒后上班，严禁单人操作。水上作业工作面整洁，无油垢、杂物等。坚决杜绝非作业人员进入施工现场。夜间施工必须配足灯光照明，并按航运规则正确设置安全警示灯、警示灯、警示牌等信号，并由专人进行安全信号设施的管理与维护。作业船只定位、抛锚、就位前，必须首先设置航行标志，就位时加强瞭望保持船体稳定，下锚时锚缆附近严禁站人，锚定后设置警示标志。大（雷）雨、大雾或风力大于六级以上的恶劣天气，严禁作业，暴风雨前、中、后，必须进行全面检查并专人值班，发现问题及时处理；遇有台风警报时，必须采取有效的避风措施。
3、施工船组的用电安全措施：船组的现场供电线路、设备安装维护以及拆除必须由专业人员进行（须持电工证上岗）；对于移动机具以及照明的使用应实行二级漏电保护，并定期进行检查、维护、保养。施工船舶上的机械设施只能通过船组人员需严格参照工程船舶自备的操作守则规范操作，安全检查：施工过程中，各船组均要开展班前安全活动制度，并将活动内容记录在册；各船组兼职安全员进行班前、班后岗位安全教育检查。专职安全员进行日常巡回检查，项目经理部管理层在检查生产的同时检查安全。建立以上安全检查制度，并将各次的检查结果记录在册。对检查出的事故隐患，要定人、定时间、定措施加以整改，对重大事故隐患要按整改通知书所列项目及时报告，并按事故调查分析规定处理，且须建立完整的工伤事故档案。对安全工作有了上述保证措施外，还需建立重大责任事故预防措施，并按照程序进行规范处理。
四、航道安全通航的措施：
严格按照海事、航道部门有关规定，悬挂信号旗、信号灯、配备对讲机、配足救生器材和消防设备。施工前及时与海事、航道、水警等部门联系，研究水上船舶施工与航行船只的干扰问题，制定相互避让的方法。驾驶、操作人员持证上岗，按安全生产操作规程谨慎操作，按章悬挂信号，晚上开启信号灯。加强瞭望、观察，随时注意航道及摆动缆周围情况，及时发出注意避让信号，对来往船只采取有效的避让措施，杜绝碰撞等事故发生。
在航道疏浚施工中选择合理的施工方案、工艺，采取“先拓后浚、分段、分条”的施工方法，及时疏通，必要时实行水上交通管制，确保航道安全、畅通。
五、施工时期对应急预案的筹备：
探索大型河道疏浚工程施工方法 篇6
【关键词】大型河道；疏浚工程；施工方法
1、工程概况
该河道治理工程巨大，疏浚总长度约为6.5公里，疏浚土方量约为8.2万方。工程内容较多，具有工程类别多、工程量大、施工作业广等特点。工程施工工期较长，在整个工程施工期间，将跨越冬季、春季。
2、主要技术方案和施工方法
2.1工程测量
2.1.1平面控制测量 施工图上标有各控制点坐标，在甲方交桩后，先进行内业计算，绘制坐标控制网，再进行现场平面控制测量，直线段交桩点上架全站仪，对中整平，打出直线，打桩定点，在定出的直线段基础上，确定弧线段或变截面段的拐点，根据设计圆弧半径尺寸放出弧形曲线及变截面形尺寸，复核无误后即打桩定位，由此放出各结构的中心控制线、边线、土方开挖线及基础施工边线。对施工沿线移交的里程桩号进行复测，且移出施工影响区以外，同时根据结构施工需要时应加桩，缩小施工控制范围，便于施工放样；对重设里程桩应复测，监理工程师核定同意后才可使用。
2.1.2水准测量 从甲方或监理工程师交桩的国家级（书面）水准点开始，按国家四等水准的测量要求进行水准测量，测量所用的水准仪要经专门测绘仪器鉴定部门校核鉴定。塔尺用双面水准尺，黑面三丝读数，红面中丝读数，视距小于等于80m，前后视不等差小于等于3m，黑面读数+K-红面读数小于等于3mm。往返闭合差小于等于20K。若测量成果符合要求，经平差后计算出各临时水准点高程，原始测量记录、高程计算表数据送测量监理工程师检验验收，验收合格，可以使用。若闭合差大于允许误差，或记录数据不清，涂改，则返工重测，直至符合规范要求。施工临时水准点根据本工程实际情况，应在施工沿岸的两侧每200m各设一组（2个），一个用于校核。临时水准点应按规范要求设置在不受施工影响、地基坚实地方，用混凝土埋设及护栏保护。对埋设的临时水准点应统一编号，绘制于施工平面控制图上。施工临时水准点作为工程结构施工高程测放与控制基准点。
2.2河道土方施工
2.2.1泥浆泵施工 泥浆泵冲淤积土及软土段河道土方。堆土至标段划定的堆土区鱼池，河塘及自行填筑围堰的水旱田，送土距离、以及施工用电、用水、回水等统一由项目部安排。
2.2.2土方机械开挖、筑堤防 河道土方开挖主要是采用挖掘机挖、推土机推、平、压。河道及驳岸基础土方用于筑圩堤及道路路基外，均运至相应就近的弃土区。开挖河道及基坑时，先排除积水，作到开挖范围内的干施工。经土方平衡后，留足按照设计断面筑堤防（清坎）、道路地段所需回填土后，推至就近弃土区。南侧堤防由于需做今后道路基础。
2.3驳岸工程施工
2.3.1清障 先用挖掘机挖除面层杂草，以利下道工序施工。对于高压电线管，用人工进行单面开挖，并在电线管上端用绳子系好，利用上端绳子及开挖方向促使电线管朝预定设计方向倾倒，以免影响道路畅通和确保施工安全，电线管挖出后，再进行破碎外运。
2.3.2定位放线 根据业主提供的平面布置图，采用经纬仪定线，设置控制桩，桩定好位后加设备用控制桩，以防控制桩移位，并随时监测校核。根据河道设计断面图将各断面图上的开挖线位置进行实地放样，每隔20米设立开挖样架。根据业主所提供的水准点高程，采用水准仪补充施工需要的固定临时水准点，设立3——4个水准点。
2.3.3基坑开挖 本工程配备1.0M3挖掘机进场施工，根据土方开挖线进行施工，挖掘机退后开挖，后侧堆土至指定区域。每台挖掘机配一台59KW推土机按设计高程推土平整，以作施工沿岸石料堆场河道侧进行土方平衡计算后，预留足够的回填土方，不足部分，就近取土备用。清基槽：根据施工进度分段进行人工修整驳岸基槽，满足设计深度标高和轴线平面位置要求。
2.4灌排涵洞施工
2.4.1沟槽开挖
沟槽开挖根据管道中心线控制桩，放出沟槽宽度的开挖灰线。根据设计提供的地质资料和管道埋深及现场回填土部分较多的实际情况，沟槽采用混合槽断面，即上部采用梯形槽断面，下部直槽部分设横列板支撑。沟槽挖土采用1立方履带式挖掘机，人工配合整修。机械挖土严格控制标高，防止超挖和扰动基底面，在挖至槽底标高以上30cm时，预备底层土，再用人工挖除、整修槽底，边挖边修边。并准备立即进行基础施工。挖土与支撑互相配合，挖掘机挖土后必须及时支撑列板，防止槽壁失稳从而导致坍塌。
2.4.2管道基础
基础施工前必须复核高程样板的标高，在沟槽底部每隔4米设置一样桩，并用样尺检查样桩标高，以控制挖土面和基础面。基础底面应人工挖除，修整槽底。管道基础的C15砼底板应立模浇筑，模板尺寸应满足设计宽度，标高应正确，砼用平板振动机密实。
2.4.3管道铺设
工程管道均采用砼预制管，因此排管顺序应由下游排向上游，承口向上，插口向下，且承插口处应、清洗干净，施工要点如下：待用的管节按产品标准进行逐节质量检验，不符合标准的严禁标严禁使用，并做好记号，另行处理。管节运输至现场，小管采用人工搬运，轻起轻落，防止碰撞管端。排管前应复核高程样板，确保高程无误。管节在沟槽内移动时，操作人员应密切配合，防止碰撞。排管时，应以管内底标高为准。根据高程样板上定出的管道中心位置，垂直引至铁撑柱上，拉好中心线，吊上垂线。在管节就位二端处，设置稳管垫块，以加强管道稳定性。就位后，管节纵向坡度用水平尺校正，并每排设二节管节，即用高程样板复核一次管底标高。每只管节应垫实、稳固，排好后不得摇动。
2.4.4管道接口
雨水管道接口为1：2水泥砂浆的刚性接口，因此在排管时，应在管端敷少量1：2水泥砂浆，然后将后节管插入，上紧，在管道位置、标高正确后将砂浆抹平，且收水粉光。
2.4.5沟槽回填
沟槽复土回填采用1：9灰土夯实，应在管道隐蔽工程验收合格，并经监理工程师签证认可后进行，沟槽复土应及时进行，防止管道暴露时间过长。复土回填时沟槽内无积水，严禁带水复土及回填淤泥等，大块硬料应剔除。复土回填时，不得将土直接卸在管道接口上，管道两侧及管顶以上50cm范围内的复土，必须分层夯实整平。浆砌块石部分同前面做法。
2.5工程中间验收和竣工验收
在开坝放水之前，应进行水下部分结构验收要先行验收，也就是工程中间验收，待放水后结构挡墙墙后上部土方回填及堤防工程等全部结束即进行工程竣工验收。为保证工程中间验收和竣工验收，应做好以下工作：施工中应加强施工资料同步的管理工作，做好各工序及分部分项验收、资料工作，为及时验收和竣工提供完善的资料。
结束语
挖泥船疏浚仿真系统浅析 篇7
河道水文条件的复杂性、疏浚挖掘河床地形和土质的多样性及疏浚设备工作流程的复杂性, 使得在进行每项疏浚工作时, 需要根据具体工程特性来完成疏浚工作。疏浚工作方式是否行之有效是保证挖泥船设备的安全高效运行的主要因素。挖泥船疏浚仿真是应用计算机建立数学模型来模拟真实的疏浚过程, 运用挖泥船疏浚仿真系统对疏浚实际作业过程的模拟, 研究疏浚系统的动态特性变化与高效作业方法, 对于避免泥泵出现汽蚀乃至整船意外事故的发生, 都具有十分重要的意义。
1 国内外疏浚仿真系统发展现状
国际上, 目前在美国、荷兰、日本等国, 疏浚仿真系统得到较好的发展和研究。据资料显示, 美国第一代1疏浚仿真器于1994年的DACS公司开发, 并于1999年进行了硬件和软件升级。荷兰IHC公司开发了两种类型的疏浚仿真器。一种是小型疏浚仿真器, 由一台计算机、两台显示器和一个控制面板组成。该系统可以仿真绞吸式挖泥船、斗轮式挖泥船、斗链式挖泥船和耙吸式挖泥船的疏浚作业过程;另一种是大型疏浚仿真器, 它可以根据用户需求定制成为全仿真式挖泥船仿真器, 该仿真器的控制面板上安装了操作开关和指示仪表, 另外配置一台能够显示并切换多幅疏浚画面的显示器。
国内, 我国挖泥船疏浚仿真系统的研制起步较晚, 2001年武汉理工大学开发了1750方绞吸式挖泥船疏浚仿真器。该仿真器以1750方绞吸式挖泥船为原型, 按照1∶1的比例制造出面板, 对泥泵、管路系统及相关控制系统进行仿真。教育部河海大学疏浚研究工程中心于2006年开发了绞吸式挖泥船疏浚仿真系统, 该系统能够实现对船舶施工过程的全程模拟仿真, 通过1∶1的虚拟视景系统给操作者一个身临其境的环境。
2 疏浚仿真系统的分类与用途
目前国内外挖泥船疏浚仿真系统按大小和复杂程度可以分为小型疏浚仿真器和大型疏浚仿真器, 按其用途又可分为训练、教学、研究、产量预测和疏浚设备辅助设计等几类。
疏浚仿真系统广泛应用在在疏浚作业的各方面。在训练方面, 疏浚作业人员通过使用疏浚仿真系统能够熟悉新型挖泥船的控制盘台和所要操作运行的工作项目, 根据挖泥船的工作原理掌握不同工况的作业方法, 通过了解疏浚作业的制约条件, 掌握优化作业的原理与方法, 观察疏浚作业系统的故障现象、判断故障原因、掌握排除故障的方法;在教学方面, 学生可以获得对疏浚过程及动态特性的感性认识, 也可以用其分析疏浚系统的工作原理, 加深理解;在研究方面, 泥泵、管路和绞刀等设备的工作特性的研究也需要疏浚仿真系统作为主要的工具和手段;在产量预测方面, 通过疏浚仿真系统在不同工况下的疏浚方量估算最终的开挖量;在疏浚设备辅助设计方面, 使用疏浚仿真系统的数学模型对系统的绞刀、泥泵等设备进行模拟, 能够在短期内经济有效地分析比较设备的不同设计方案, 预测实际物理系统的工作过程, 具有输出参数调整容易和输出结果简明清晰等优点。
3 疏浚仿真系统设计方案
3.1 挖泥船疏浚机理
当今的疏浚设备按照工作原理分为水力式挖泥船和机械式挖泥船两大类:其中, 应用较多是水力式挖泥船, 它主要是依靠船舶自航或水力输送, 从而可以将挖掘的介质进行长距离的输送, 而且整个过程挖掘、输送、排放是同时连续进行的。因此, 水力式挖泥船一般为大型疏浚设备, 主要适用于规模较大的疏浚与吹填工程。水力式挖泥船主要有耙吸式、绞吸式、吸扬式、斗轮式等。耙吸式挖泥船和绞吸式挖泥船在我国使用尤为广泛。绞吸式挖泥船主要有船体、柴油机泥泵动力装置、液压系统、定位装置、绞刀、吸排泥管等组成。疏浚作业时, 待设备运转正常后, 放下桥架, 使绞刀放置于水下, 此时柴油机低速启动泥泵, 向吸排泥管内注入清水。然后, 增加柴油机的转速至额定值, 启动油泵转动绞刀。转动的绞刀接触泥土后, 收放横移缆绳, 船在缆绳、工作桩、辅助定位桩相互配合下, 完成左右横移和前移。同时, 泥泵转动使得吸泥管产生真空压力, 将泥浆从水底吸入, 再借助离心力将泥泵通过排泥管送至排泥区, 完成疏浚吹填施工全过程。耙吸式挖泥船疏浚作业的工作原理与绞吸式挖泥船相同, 耙吸式主要用于加深和维护航道, 其主要优点是, 船体不用在固定位置上工作, 可以自由移动, 特别适用于海港区域的疏浚工作。
3.2 疏浚仿真系统的结构
挖泥船疏浚仿真系统的主网络采用以太网结构, 通讯传输介质为光纤。网络上有现场发令采集系统、数据采集存储系统及教练员工作站、操作员工作站、汇报评估工作站和视频处理及输出系统。
1) 现场发令采集系统。现场发令采集系统由按钮、旋钮、旋转手柄、显示仪表、指令灯及采集板卡、现地PLC、操控盘台、USB电源组成。数据采集板卡通过按钮、旋钮、旋转手柄采集现场信号并反馈给中央控制计算机进行计算, 中央控制计算机把计算结果传输给现地PLC, 现地PLC反馈相应信号驱动指示灯和显示仪表。
2) 数据采集存储系统。数据采集存储系统由一台服务器组成, 其主要作用为采集现场发令采集的系统数据, 并提供操作员工作站、教练员工作站、汇报评估工作站、视频处理及输出系统的数据支持和信息输出, 是整个系统的核心。该服务器同时作为仿真处理器, 处理各种数学模型的计算, 为其它站点的调用提供计算结果。
3) 教练员工作站、操作员工作站、汇报评估工作站。由三台配置简单的工控机组成。培训员操控教练员工作站, 为学员设置各种仿真状态和突发事件。学员操控操作员工作站, 根据培训员设置的状态和事件进行施工操作和应急处理。汇报评估工作站用于评估仿真任务的完成情况, 显示系统仿真模拟的预测结果。其中, 操作员工作站为发令系统, 教练员工作站为工程操作站可以干预其它两个工作站。
4) 视频处理及输出系统。视频处理及输出系统由视频处理计算机和视频输出设备组成。疏浚河道的的地质状况、船桥及刀具的准备和运行情况等均由视频处理计算机处理后显示于投影屏幕或者监视器上。
3.3 疏浚仿真系统的建模技术
目前疏浚仿真系统的实用性受到计算机运算速度和本身疏浚理论两方面的限制, 因此从物理仿真对象的数学模型方面出发, 对数学模型加以适当简化, 从而设计出实用高效的仿真模型。根据数学模型的简化方式, 挖泥船疏浚仿真系统一般可以采用以下几种建模技术:
1) 对于系统物理过程中较清楚的部分, 可以直接采用根据实际物理过程建模来进行仿真。
2) 在工作流程中, 由于传感器测量误差与仪表噪音的影响, 仪表读数显示不准确, 有些数据只能反映出变化趋势, 此时可以采用线性关系来建立仿真变量之间的关系, 从而简化数学模型。
3) 在对泥泵、泥泵柴油机、绞刀电动机等设备的稳定工况和过渡工况进行仿真计算时, 为避免使用根据工作原理建立的复杂数学模型进行计算, 可以尽量使用工作特性曲线求取设备在给定工况下工作点的特性, 从而有效地减少计算量。
4) 在挖泥船疏浚仿真系统中, 由于目前有关泥沙运动规律方面的理论尚不完善, 可以适当采用假设的简化数学模型对疏浚过程进行仿真模拟, 如经验公式法或黑箱建模法, 避免使用复杂受力分析下建立的数学模型。
3.4 疏浚仿真系统的模块组成
要使仿真技术能真实有效的全部或部分模拟实际工程工作流程与特性, 需要建立适当的数学模型。数学模型是指将客观事物内部关联因子数学化, 并根据他们之间的因果关系建立数量关系的数学公式、逻辑准则和具体算法。数学模型的适当性也是仿真系统可靠性的基础。因此只有充分了解仿真对象的运动规律, 找出每个因子的约束条件, 才能建立合理的数学模型, 从而真实有效地反应仿真对象的运动规律。在实际的疏浚作业过程中, 泥泵进口真空度和出口压力受被输送泥浆的密度和特性随时间变化而变化的影响。泵出口压力的变化一方面会引起泵轴扭矩的变化, 另一方面又会使泥浆流速发生变化, 这就意味着混合物会加速或减速, 管道的阻力随之发生变化。泥浆在通过泥泵时, 泥浆的密度和固体颗粒或泥团特性的变化会引起泥泵迅速作出响应, 但是对管道的阻力却影响较小, 这是因为管道的阻力是由贯穿整个管道的混合物流动决定的, 这就使整个泥泵管道运输过程形成一个复杂的动态系统。概括而言, 挖泥船疏浚仿真系统的数学模型应主要包括以下几个方面:泥浆输送模型、泥沙切削模型、船舶运动模型、地形数据库、液压系统模型。
泥浆输送模型:为保证泥浆在输送过程中, 不发生泥沙沉淀从而堵管的现象, 就必须使泥浆流速大于临界流速, 即要保证泥泵足够的入口压力和排泥管出口压力。在仿真系统中, 根据泥浆浓度、管系阻力、输泥距离、管路特性、泥泵特性等, 可以较准确的计算出泥泵的入口压力和排泥管出口压力。
泥沙切削模型:根据挖泥船船舶的横移速度、挖掘深度、切削宽度, 并考虑绞刀转速、泥沙遗漏及水流等参数, 计算挖泥船每次切削的土方量。
船舶运动模型:能充分考虑横移液压绞车的工作特性 (包括锚的位置、绞刀的切削阻力) 、潮汐影响及其他参数, 从而精确地描述船舶的横移运动。
地形数据库:在模拟仿真技术中, 将三维地形数据融入到系统里, 使疏浚作业能根据工程地形, 河床土质参数的变化而变化疏浚作业的方式, 使之更与实际工程相类比, 使仿真技术更具可靠性。
液压系统模型:在仿真系统中设置液压系统的控制压力、工作压力及回油压力的计算, 从而精确描述了吊锚绞车、横移绞车、定位桩台车、绞刀架绞车等液压工作部件的工作特性。
3.5 疏浚仿真系统的应用平台与开发软件
挖泥船疏浚仿真系统的软件部分主要包括应用平台和开发软件两方面。
挖泥船疏浚仿真系统一般采用Windows平台, 该应用平台具有可靠性高、功能强大、通用性强等特点, 能够很好地满足各种开发软件和开发环境的需求。
挖泥船疏浚仿真系统的开发软件按照用途可以分为:程序开发软件、数据库开发软件、图形开发软件、地理信息系统开发软件。在程序开发软件方面, 经常使用的有Visual Basic、Visual C++等。王伯勇等利用Visual Basic对Windows的良好封装和Windows自身提供数据库引擎的特点, 采用Visual Basic可视化集成开发环境进行程序开发, 使仿真系统开发效率高、开发周期短;丁宏锴等利用Visual C++数据结构丰富、可重用性强、易于扩展等特点, 采用基于MFC的C++编程方式进行程序开发, 使仿真系统开发难度降低、开发工作量减小、源代码效率增高;林吉良等利用Active X控件面向组件、代码重用率高、控件移植性强等特点, 运用Active X控件技术进行程序开发, 通过将挖泥船通用部件和疏浚对象的数学模型封装到Active X控件中, 使控件具有良好的通用性, 提高了仿真系统的开发效率。在数据库开发软件方面, Windows应用平台下的SQLServer2000使用较为广泛, 它使用结构化查询语言SQL操作数据库, 并具有保证数据完整性、多级安全检查、限制非法用户访问等功能。在图形开发软件方面, 使用较多的是Open GL和3DSM ax, 此外M aster CAM、Pro/E也可用于建立三维模型。王伯勇等运用Open GL和3DSMax图形技术建立三维立体环境, 生成水下和水上视景, 能够动态显示挖泥船的疏浚特性。在地理信息系统开发软件方面, 通过使用基于Windows应用平台的标准控件ap X, 开发人员能够根据用户需要将地图对象集成进各种新的或已有的系统中, 完成仿真系统的地理信息显示功能。
4 结语
通过挖泥船疏浚仿真系统, 疏浚施工的全过程得以完全模拟, 特别是作业过程中的流程和参数变化过程得以可视化, 促使人们能提前了解疏浚过程中的一些技术难点并加以解决, 从而提高实际工作的效率。随着对挖泥船疏浚机理研究的进一步深入, 表征完整疏浚作业过程的各数学模型趋于完善, 仿真系统能够更加真实地对疏浚作业进行仿真模拟, 使之能更方便的用于人们对于疏浚技术的研究和疏浚设备的研发, 同时还能用于疏浚施工方面的教学等工作。同时, 随着疏浚仿真系统网络集成化程度和仿真精确度的进一步提升, 挖泥船疏浚仿真系统将向着多船联合作业仿真、多角度疏浚作业优化模拟、疏浚模拟的全景可视化等方向发展, 有望实现挖泥船疏浚作业的最优方案选择和自动化操作, 能够在较大程度上提高疏浚作业的工作效率和疏浚效果。
参考文献
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内河河道疏浚工程施工探讨 篇8
1 围堰施工与维护
1.1 围堰施工
围堰筑打位置布置在河道交界处, 共需筑打施工围堰九处。围堰顶宽3米, 有临时便道需求的为4米。围堰筑打采用挖掘机、自卸车配合推土机组合施工, 边填筑边碾压。根据围堰运行特点及当地现有材料情况, 所有围堰全部采用土围堰型式, 迎水侧铺设250g土工布防渗防冲, 膜顶标高高出设计挡水位1.0米, 压入土中。土工布顶、中、底部各折叠20厘米。在围堰的临水侧, 为防止河水及风浪的浸蚀, 在围堰的外侧采用抛石压布固脚, 以确保围堰的安全。
围堰填筑分水下方填筑和水上方填筑两步进行, 首先将取土区内的植被清理, 采用推土机清理表层有机质土壤至监理工程师指示的开挖深度, 用挖掘机挖土上自卸车运到围堰填筑处, 推土机推土筑堰。围堰填筑从两侧同时实施, 上下游围堰同时开工。上下游设802KT推土机各一台, 负责各自施工范围内的土方填筑。土方填筑时, 可先将土方运至围堰待筑区, 土料备足后突击用推土机推入水中, 当围堰合拢水中填土高出河面80厘米后, 用推土机分层压实, 进行水上填土, 水上填土采用分层铺土, 每层厚25厘米, 分层压实, 堰体填筑压实达到设计要求, 按设计坡比做足边坡 (水下为自然坡) , 填筑超高按20厘米考虑。
1.2 围堰维护方案和应急措施
1.2.1 在上、下游围堰的迎水坡采用彩条布覆盖, 以增强围堰的抗渗能力, 提高围堰的稳定性。
1.2.2 在施工期间派设专人看守, 日夜巡逻, 发现问题及时处理, 确保围堰在施工期间的安全性。
1.2.3 储备充足的抢险加固物质。保证围堰在正常维护和应急处理时, 抢险加固物质能及时到位。
1.2.4 组建一个专门的围堰加固应急处理队伍并由项目副经理挂
帅, 正常情况下该队伍从事工程施工, 当险情出现时能有条不紊地迅速地到达现场进行除险加固工作。避免临时组建队伍出现无从下手的混乱局面, 以至于延误了抢险时机, 造成巨大的损失。
1.2.5 配备围堰加固应急处理专用机械, 确保围堰的安全性。
1.3 围堰拆除:
采用1.25m3挖掘机挖除。
2 施工降排水
2.1 排水系统布设
根据地质资料和现场考察经分析, 排水系统主要由集水坑与超深龙沟组成。由于本工程土方开挖深度不大, 故超深垄沟采取一次开挖到底的方式开挖。超深垄沟沿河底中心线布设。垄沟尺寸:底宽1.5m, 边坡1:1.5, 深度超过河底设计高程0.5m。沿超深垄沟方向每2000m设置一处集水井, 集水井尺寸:边长4m×4m, 边坡1:2, 深度超过垄沟底部高程1.0m。在集水井底部四周架打木桩、四壁铺设木板防止集水井四壁坍塌。每个集水井中安设一台QS4.5-25-5.5型潜水电泵, 用来排除明水与渗水。
2.2 降、排水工程措施
2.2.1 降水在土方开挖前7天开始进行, 保证基坑土方开挖在干地进行。
2.2.2 超深龙沟在土方开挖前挖成, 并按降、排水方案要求布设集水井, 每个集水井安设QS4.
5-25-5.5型潜水泵, 随时排除明水、渗水, 保证土方开挖在干地施工。
2.2.3 超深龙沟及集水坑应派专人随时清淤, 坑底铺设碎石滤水层, 以免抽水时间较长时将泥砂抽出, 造成坑底土扰动及塌方现象。
2.2.4 降、排水工作组建专门的排水小组, 轮流上岗, 保证降、排水工作24小时不间断。
2.2.5 降、排水工程施工时, 配备2台发电机组备用, 以保证停电时
降、排水工作的连续进行。
3 土方开挖
3.1 工控制测量
人员进场后, 接桩后立即进行中线与高程的复核, 确认无误后立即设置护桩, 确保线路位置的准确, 然后根据施工需要增设加密布点, 满足施工需要。
在测量过程中, 同时确定用地边界, 为施工调查和设计复核提供确依据。
3.2 河道开挖
3.2.1 开挖过程中, 经常校核测量开挖面位置、水平标高、控制桩号、水准点和边坡坡度是否符合施工图纸要求。
3.2.2 机械开挖土方后, 边坡留一定的保护层, 再辅以人工修整达标。
3.2.3 实际开挖轮廓线符合设计要求, 其误差控制在规范要求的范围之内。
3.2.4 开挖过程中随时注意土层的变化, 挖掘机距边坡保持一定安全距离, 确定每次的挖装深度, 避免出现异常情况, 保证设备安全。
3.2.5 所有削坡开挖除监理人另有指示外均为旱地开挖, 开挖前挖好截水、排水设施, 并对开挖施工中的地下水和施工用水排除;
同时根据施工现场的需求设置的临时排水设施与截水设施;开挖过程中准备2台7.5kw排污泵用来排水。施工中确保排水畅通, 防止由于排水不畅而引起边坡失稳。
3.2.6 实际开挖轮廓线必须符合设计文件所示或监理人现场指定的开口线、水平尺寸和高程的要求。开挖最终轮廓线均不得欠挖。
3.2.7 滩面平整后, 河口高程应严格控制, 河口线顺直, 坡面平整。
施工时, 开挖的边坡应预留适宜的保护层, 用人工修整成型, 以满足施工图纸要求的坡度和平整度, 同时又可避免因贴坡修整与原状结合不好而引起边坡塌方而影响工程的施工质量。
4 堤防清基
堤防清基施工方法:采用1.0M3挖掘机与74KW推土机组合的方式进行开挖基面与堤基面清理: (1) 按监理人的批示及有关规定, 完成土方填筑部位的基础清理, 并做好排水工作。 (2) 堤基施工前, 根据勘测设计文件、堤基的实际情况和施工条件制订有关施工技术措施与细则。对堤基开挖或处理过程应及时、详细记录, 经单元工程验收合格后, 方能进行堤身填筑。堤基范围内作深层清理的 (一般指清理深度超过30cm) 庄台、河塘、路埂等作为隐蔽工程, 在开工前按顺序编号登记, 对清理部位、 (桩号) 平面、断面及地貌提供详实的测量及摄像资料。 (3) 堤基基面清理范围包括支堰及其边界外30~50cm;堤基表层不合格土、杂物等必须清除, 堤基范围内的坟墓、房基、水井、泉眼, 各类洞穴及坑、槽、沟、河等均应清淤 (杂) 后按堤身填筑要求进行回填处理。清基后应进行倒毛、平整、碾压。 (4) 所有堤基开挖、清除的弃土、杂物、废碴等均应运到监理人指定的场地堆放, 不得随地弃置, 更不得与筑堤土料混杂。 (5) 堤基处理属隐蔽工程, 堤基清理平整后应及时报请监理人验收, 合格后方能进行堤身填筑, 基面验收后应及时填筑, 若因故延搁, 不能及时立即施工时, 应做好基面保护, 复工前应检验, 必要时须重新清理。 (6) 经深层清理的隐蔽工程部位, 清理后复土, 应视作大堤填筑, 其工程质量要求、检验程序与堤防填筑一致。堤基填土应分层分批, 铺土厚度控制0.2~0.3米, 要按批准的现场碾压试验成果碾压, 经压实后的压实度量小实测值不得低于设计压实密度值。 (7) 压实后的土体取样试验次数每200m3、厚30cm取样一次, 或由监理人根据工程实际确定取样次数。 (8) 堤基清理时, 必须使堤基面的横向有一定的坡度, 以利于明水排水。
摘要：内河河道疏浚工程是资金、技术密集行业。为了实现既定工程目的, 控制对自然、生态环境产生影响, 必须加强施工技术分析。文章结合具体的工程, 对内河河道疏浚工程的施工进行了探讨。
关键词：内河河道,疏浚,施工
参考文献
[1]刘艳艳.基于河道清淤工程的环境影响分析与环境保护措施[J].黑龙江水利科技.2012 (10) .[1]刘艳艳.基于河道清淤工程的环境影响分析与环境保护措施[J].黑龙江水利科技.2012 (10) .
航道疏浚工程施工管理浅析 篇9
关键词：施工管理,进度,质量,成本
1 进度控制
航道疏浚工程施工过程有诸多不可预知因素, 如气象因素, 机械设备故障因素, 人力资源短缺因素等, 这些都可能导致施工工期的拖延。因此, 大多数疏浚合同出现延期是不可避免的, 重要的是, 监理工程师应及时调整计划, 对可能造成工期延误的各种因素做出预判, 在实施过程中或要求施工单位增加疏浚设备及人力资源, 或减少合同工程量, 以确保运河整治的整体进度。施工进度控制管理过程主要有以下几点: (1) 承包人应制定出施工进度计划和日、月、旬的作业计划; (2) 承包方可根据开挖的进尺、宽度、浚前的平均泥面标高和开挖的深度进行计算每日完成土方量;每月实际完成的土方量应通过对疏浚区或吹填区已完成的地段测算得出。在施工期每月进行一次中间测量作为合同工程进度, 计算工程完成数量和进度付款的里程碑依据; (3) 统计计算每日、每月挖泥船实际完成的工程量, 通过收集到的绩效信息, 利用挣值分析掌握工程实际进度状况; (4) 如果实际工程进度与计划相差很大, 承包人除应及时调整计划和采取必要的措施外, 应考虑增加疏浚和设备和人员。
2 成本控制
疏浚工程项目成本管理涉及工程项目的招投标、施工过程、竣工结算全过程。要做好成本管理还需要企业市场、物资、技术、财务部门等多个职能部门统筹、协调、配合。疏浚工程项目成本控制过程主要包含以下几点:
2.1 制定施工的成本预算
制定施工成本预算将是成本控制的基础。成本预算建立了一个经批准的成本基准。准确的成本预算是提高施工管理水平和项目盈利能力的重要前提, 也是施工前所必要成本管理准备活动。制定项目预算的时候在总成本估算的前提下, 施工单位应根据施工组织设计和技术方案采用自顶向下的方法将项目成本分摊到项目工作的最底层工作中, 汇总后最终得出整个项目的总预算, 以此作为成本基准, 便于项目管理部门度量和监控工程施工成本执行状况。
2.2 实现施工成本的控制
控制施工项目成本是监督项目状态以管理和更新项目预算的过程。疏浚工程施工过程中应重点对比分析项目资金支出和疏浚工程完工量。
施工项目成本控制需要借助各种管理和技术手段得以实现。主要方法有: (1) 变更控制管理。变更控制规定了施工过程中的范围、成本等变更所需要遵循的流程; (2) 绩效测量。施工项目中常用挣值管理来评估与测量项目的绩效和进展状况; (3) 偏差管理。施工中利用成本绩效测量指标来评估与成本基准之间的偏差大小, 通过分析偏离成本预算的原因和程度来决定采取何种措施纠偏。
3 质量控制管理措施
工程质量的优劣直接影响河道疏浚效果, 也是施工单位管理和施工水平的体现。因此做好质量控制是疏浚工程施工的控制重点。用科学有效的质量管理策略对疏浚工程施工项目进行管理是完成项目质量目标的重要手段。其管理过程主要包含以下几点:
3.1 勘测设计阶段质量控制
施工单位要委托具有资质的勘测设计单位进行勘测设计, 并配合勘测单位进行施工河道地质勘测, 以获取准确的勘测数据
3.2 施工阶段质量控制
(1) 实施工程监理。依据监理合同对河道疏浚施工方的施工过程进行监理是疏浚工程质量的重要保障, 建设单位应委托有资质的监理单位对施工过程实施监理, 监理单位应严格按照监理合同根据疏浚工程项目的特点制定监管和验收制度, 督促施工单位整改质量问题, 对工程质量进行有效控制。
(2) 加强分包管理。在施工项目实施前需对分包单位的资质和施工能力进行审查, 防止不够资质的分包单位参与工程施工。在施工过程中要加强对分包单位施工过程监管, 指导并监督分包单位按照既定的质量方针和质量计划施工。
(3) 加强施工方案及工序管理。施工单位项目经理组织相关技术人员编制施工组织设计和施工方案并提交给建设、监理、质量监督机构进行审核, 审核通过方可实施。施工工序交接前应做好技术交底工作, 技术交底文件应由项目技术员、质检员、安全员等相关人员共同编制, 编制内容要符合工程的实际, 指导性操作性强。交底文件经施工单位的技术负责人审核后提交监理单位审核, 监理单位审核合格后方能实施。建立完整规范实用的工程技术交底, 是施工质量的重要保障。
3.3 收尾阶段质量控制
工程结束时由建设单位组织各参建单位实施工程验收。疏浚工程竣工验收是施工过程的最后一道工序, 也是工程质量控制的收尾工作, 是全面考核施工质量的重要环节。收尾阶段具体工作内容有:准备竣工验收相关材料, 组织竣工自检。按规定的质量评定标准和体系对完工的分部、分项、单位工程进行质量评定, 并组织竣工验收。竣工验收标准是按设计文件规定的内容和合同规定的内容完成施工, 质量达到国家质量标准, 能满足生产和使用的要求。施工中产生的残余物料运离现场, 临时搭建构筑物拆除, 技术档案归档等。
河道疏浚工程涉及到范围、成本、时间、质量、风险、人力资源等多方面的管理工作, 是项目管理的一类。只有建立一个专业化、相对独立、严密的项目管理团队, 健全各种管理制度, 运用科学的方法和技术管理和实施项目, 才能收到好的经济效益。
参考文献
[1]梁萍.工程量清单计价在工程招标中的应用方法[J].山西建筑, 2007.
[2]范士峰.关于航道疏浚施工管理的讨论[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2013 (07) .
[3]陈嘉林.关于航道疏浚工程施工管理浅析[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2011 (21) .
[4]周成海.航道疏浚工程施工措施[J].江西建材, 2012 (01) .
[5]朱伟华.河道疏浚成本管理与控制的实例分析[J].水利建设与管理, 2013 (10) .
浅述疏浚淤泥的固化技术 篇10
我国幅员辽阔,河流湖泊众多,因此而产生的疏浚淤泥的数量也是一个极大的数字,所以疏浚淤泥的处理和合理应用是我们必须要面对的一个很现实的问题,因此这是一个有很大使用和发展价值的创新环保领域。
我国对淤泥利用的研究起步较晚,但在西方的发达国家中,早就重视起了对淤泥固化的各种研究,并且在实际生活中也有较好地应用。例如:英国、荷兰、法国、瑞典和澳大利亚等国家,早在20世纪80年代末就开始利用淤泥为主要原料,制造高效净化燃料,其热值比普通煤高出30%,而且燃烧过程中不会排放出有害气体。德国目前已有5家淤泥收集、处理工厂,每年处理淤泥300万吨。在日本,淤泥已被用来生产各类建筑材料,以淤泥为主要原料制成的砖块透气性好,重量轻,容易制出不同的色彩,很适宜用于建筑物的装饰,已成为国际市场的畅销货[1]。
淤泥因为本身含水率过高、力学性能较差等原因,必须通过合理的固化处理,将上述两种弊端很好的解决掉,才能投入使用。一般情况下,固化之后的淤泥可作为土建原材料,在生产建筑材料的领域内得到利用。本文浅要论述国内现存的主要的淤泥固化技术。
2 淤泥及其固化
淤泥是粘土矿物等细小颗粒在粒间静电力和分子引力的作用下,经物理化学和生物化学作用,在海洋或湖泊地区等缓慢或静止的流水环境中发生沉积所形成的絮状和蜂窝状结构物,是各种胶体有机质及其吸附的金属元素、微生物病菌、虫卵等物质的综合固体物质[2]。主要的化学成分包括:SiO2、Al2O3和其他一些碱金属氧化物。
淤泥固化就是指:在淤泥原料中加入各种固化材料,通过搅拌、加热烧结等操作,极大地降低含水率,使材料获得足够的强度。目前我国主要的淤泥固化方法有:利用固化剂固化淤泥。最为传统的固化剂是水泥,近年来国内也逐渐开展了较多关于新型固化剂固化淤泥的研究,特别是针对利用工业废料,如矿渣、粉煤灰等作为固化材料的研究[3,4]。除此之外,对淤泥的固化处理还有物理脱水固结法和高温烧结法。这三种固化方向是国内对淤泥进行固化处理的主要研究方向。
2.1 水泥固化
作为最早投入使用的固化材料,水泥的固化效果,特别是对淤泥材料强度的增强效果已经得到了大众的认可,针对利用水泥固化淤泥的研究也较多。一般认为水泥固化淤泥的强度主要来源于两部分水化物的胶结作用,即水泥本身水化产物的胶结作用和水泥水化时产生的Ca(OH)2与淤泥中活性物质之间的硬凝反应所产生水化物的胶结作用[5]。其中前者构成水泥土强度的主要部分。
2.1.1 水泥固化效果的影响因素
影响水泥固化淤泥效果的因素很多,实验研究表明,比较主要的因素有:水泥的掺量、养护龄期、淤泥的初始含水率、水泥的标号等[6,8]。
水泥掺入量的确定十分重要,水泥加入过多或过少都会对加固效果产生影响。研究指出水泥加固的淤泥抗压强度随水泥掺入量的增加而增长,但超过一定掺入量后又会呈下降趋势[9]。朱伟等人的研究表明,水泥的掺量也同时存在一个最低值,当掺入水泥量少于该值时,水泥基本没有固化效果。并且得出了水泥掺量与强度之间的一个定量关系式:qu=k(ac-a0)[6]。式中ac为水泥掺加量;k为水泥固化系数,反映出水泥固化的效果好坏;a0为最低水泥掺加量,当水泥掺加量低于a0时,固化土几乎没有强度。根据这个关系式,对一种淤泥和水泥只要进行几组配比试验,就可以确定出k和a0,进而对实际工程进行有效的指导。
养护龄期对抗压强度影响的表现为:对于不同的水泥掺量,强度并不与养护龄期线性关系,当水泥掺量较少时,强度随龄期增大而增大的速率较小;当水泥掺量较大时,强度增大的速率较大。
研究发现,固化淤泥的无侧限抗压强度随淤泥含水率的增加呈乘幂关系下降,随着初始含水率的增加,固化淤泥的塑性增加,破坏应变增加,而黏聚力降低。随着初始含水率的增加,水分过多导致水化产物在单位体积中的数量较少,难以形成整体强度。在实际工程中,应在满足固化搅拌的施工要求下,尽量降低淤泥的初始含水率以取得较好的经济效益[7]。
2.2 复合固化材料固化
单纯使用水泥进行淤泥固化,存在着很多的弊端,如固化后的材料水稳定性差、加工成本较高等,所以在现在的研究实验中,开始越来越多地关注加入各种辅助固化材料的复合固化剂。与仅使用水泥的固化材料相比,复合固化材料能提高固化效果,大幅度节省水泥的用量。目前研究表明,添加后效果较为优良的有二灰(粉煤灰、石灰)和矿渣。使用这些工业废弃物作为固化剂,在达到预期目的的同时还能起到环保的作用。但是,添加到淤泥中的辅助固化材料种类不应太多、太复杂,因为固化材料的复杂化必然会增加原料的复杂性和应用的局限性[10,15]。
2.2.1 粉煤灰及矿渣的使用
周旻等人通过对湖底淤泥的实验研究认为,灰渣胶凝材料能代替传统固化基材对淤泥进行常温固化处理,固化块的强度、机械性能、抗冻、融性能和耐干、湿性能均满足护坡砖的要求,能用于生产建筑用砖[10]。他们所介绍的灰渣胶凝材料,是一种添加了辅助固化材料的复合型固化材料,其主要成分有:矿渣、脱硫灰渣、石灰、高钙灰等无机工业废料。灰渣胶凝材料能够显著改善固化材料与淤泥反应生成的胶凝物质的性能,同时磨细灰渣对淤泥孔隙的填充效果,又能有效地降低淤泥土的孔隙率。胶凝材料的特性改善以及材料的孔隙率降低都能够很好的提高固化后的淤泥的性质,所以经该材料固化后的淤泥,在前中后期均有较高的强度。
张春雷[12]等人的研究实验第一次利用国产大型淤泥固化处理专用设备和复合型淤泥固化材料,对疏浚出的底泥进行了固化处理和筑堤试验,探索经固化处理之后的淤泥材料的强度、变形、渗透系数等力学性质指标。其实验中应用到的复合固化材料仍是以水泥为主,辅助固化材料为粉煤灰和石膏。使用此种方法处理的淤泥,在强度等方面上可以满足堤防填土的填筑要求。
张大捷[13]等人的研究表明,矿渣在被激发之后,水化产物除了与硅酸盐相同C-S-H凝胶外,还生成高强度、难溶解的沸石类矿物。他们认为矿渣固化淤泥的机制同水泥相一致,但是效果优于水泥的原因可能有以下两点:1、矿渣胶凝材料比水泥材料更细,在参与反应的过程中比表面积也更大,反应会更彻底。2、从水化产物上来看,两者都相同的C-S-H凝胶,但矿渣胶凝材料的水化产物中还出现了斜方硅钙石和白钙沸石,这些细微晶体的强度很高,而且有着极为稳定的热力学性质,同时又极难溶于水,对最终的材料的强度和水稳定性有着十分有利的作用。兰凯[14]等人的实验则分析了混合固化剂掺入比、矿渣占固化剂的质量比和龄期及其交互作用对抗压强度的影响,通过实验建立了具有可信度的模型,最后通过分析得出:矿渣占混合固化剂的质量比在一定区间内(40%～70%)对固化强度的增强效果显著,推荐质量比为65%,这对以后的实验研究和实际生产具有极大的指导意义。
3 其他固化方法
前文中提到,淤泥固化的方法有固化剂固化、物理脱水固结及高温烧结三种方法。第一种方法应用范围最广,前文也进行了相关的介绍。而后两种方法因适用范围、经济性等原因,还没有得到广泛的应用,所以本文对此两种方法只是略作介绍。
3.1 物理脱水固结法
脱水固结是指采用自然风干、离心分离或外力挤压等方法将淤泥孔隙中自由水和吸附水部分或全部脱离出来,使黏土颗粒黏结成密实状态。脱水固结处理方法包括自然风干脱水、机械脱水、堆载预压排水固结等[16]。
物理脱水固结法有一个最大的弊端就是,经此方法处理过的淤泥仍然会具有污染性,因为该方法只是用简单的方法将淤泥中的水份除去,并不会处理到淤泥中各种化学成分,特别是对高污染的淤泥,还必须进行第二次的化学处理,无形之中还是增大了淤泥固化处理的成本。因此次方法的适用范围并不广。
3.2 高温烧结法
高温烧结处理是通过高温处理,使疏浚淤泥脱水,有机成分分解,颗粒之间黏结,或无机物发生熔解,然后再通过冷却,使得淤泥熔合成具有相当强度的固体颗粒。高温烧结法处理的淤泥材料在轻质陶瓷、制砖、熔融微晶玻璃生产等方面都有着很好的适用性,是将淤泥资源合理应用的重要途径,因此开始逐渐引起国内外的高度重视。
高温烧结法固化后的淤泥相对于物理脱水法,最大的优势就在于能够有效地减少原材料中的有害化学成分,起到减污的作用。但是,从另一个角度来说,高温烧结法由于需要将材料加热到很高的温度,所以目前来说经济性不如物理脱水固结法。国内外研究者在这种矛盾的情况下,刻苦钻研,也提出了一些行之有效的处理方法,比如,在进行高温烧结时添加有效的助熔剂,或者对淤泥材料采用低温快烧的方法[17]。从长远的角度来说,高温烧结方法处理后的淤泥在强度性能和质量等方面都要优于其他方法,因此有着更加广阔的应用发展空间。
4 结语
当今世界,各种资源危机已成为迫切需要解决的一大问题,我们应当想方设法将一些目前尚处于被废弃地位但又有广阔利用前景的资源都利用起来。有关环保专家认为,淤泥经固化处理后,可用于市政道路、堤防加固、路基填方工程和建材原料等,不但可有效解决淤泥长期堆放占地和二次污染问题,还可以避免砖瓦窑厂大量挖废耕地、非法取土,缓解城市建设中土方缺口问题[18]。
同时,在固化淤泥的过程中添加各种工业废料作为固化剂,既能改善固化效果、得到更好的实验成果又能够起到环保和废物再利用的作用。这一变废为宝的环保型技术,形成了一个前景广阔、可持续发展的淤泥资源循环综合利用的环保产业,市场前景十分广阔。对创建节约型社会,改善江河湖泊的生态环境和水利治理,有着极为深远的意义。因此,淤泥的固化利用值得我们投入足够的研究精力。
摘要：河流、湖泊疏浚淤泥的固化利用,既可以满足相应的工业需求,同时也能达到废弃资源再利用的目的,是一种绿色、环保的措施,符合世界发展潮流。通过对目前国内现存主要的淤泥固化处理方法的汇总分析,对该研究方向的现状和发展进行了论述和展望。
疏浚设计 篇11
1.中交上航局航道建设有限公司 浙江宁波 315000；2.中交上海航道局有限公司 上海 200000
摘要：随着我国经济的高速发展，社会对于交通运输的需求越来越大，公路、铁路、水运、航空及管道运输的运输量都将继续加大，水运以及投资小、运输量大、运费低、收效快、节约能源等优点，在运输行业中占有不可或缺的地位。水运的大力发展，就需要对航道进行治理，疏浚吹填工艺对于航道建设具有非常显著的成效。
关键词：疏浚吹填工程；质量控制；措施
1.工程概况
本项目位于温州民营经济科技产业基地天成垦区（南片）范围内，北至规划的纬七路，南至规划的纬十浦河，东至围垦工程的新建海塘，西至东海大堤，总面积约334.5万m2（约合5018亩）。
本工程吹填区域分为北区和南区，北区吹填面积176.11万m2、吹填量668.71万m3，南区吹填面积130.97万m2、吹填量404.78万m3。取土区距吹填区平均吹距约4500m（其中单船浮管约500m，岸管约1000m，滩涂管约3000m），最大吹距约5800m（其中单船浮管约800m，岸管约2000m，滩涂管约3000m）。
通过对地质资料的分析和现场的探勘的情况显示，取土区土质大多为淤泥、含细沙淤泥，对吹填的排距影响较小。拟投入2艘3500m3/h绞吸式挖泥船进行各区吹填施工，吹填顺序是北区→南区，北区泥面吹至+5.3米，南区泥面吹至+5.1米。
2.航道吹填工程施工工艺
2.1砂的采集
（1）用吸泥船在取砂点吸砂，吹至运砂船。
（2）运砂、吹砂、铺设软体排
由运砂船运到吹砂船旁，由吹砂船工人用高压水枪将砂稀释，泥浆泵抽至吹砂船主输送管，由船上泥浆泵将稀释后的砂浆吹至主线库区。吹砂船距主线路基距离在1km至2km之间，大于2km时用接力泵接力吹送，主吹砂管直径400mm。
在未铺设管袋之前，先将砂吹至主线路基范围，待海水退潮时，人工铺设软体排和首层管袋，再将已吹至主线的砂用6寸泥浆泵吹入管袋中，在几层管袋吹填完成后，形成管袋围堰。
在吹砂过程中，通过吸砂船泥浆泵吹砂至运砂船，砂沉淀，泥浆流出，然后在吹砂时再次呈现砂沉淀，泥浆流走的现象，两次冲刷，减小含泥量。
在纵向管袋围堰向前吹至近500m长时，铺设横向软体排和管袋，吹填横向围堰，形成围堰闭合体，留出出水口，然后在库内吹填砂，形成吹砂路基。
2.2吹填施工工艺
2.2.1绞吸船施工原理
絞吸式挖泥船装有泥泵和吸泥装置，挖泥时依靠电机直接驱动绞刀进行水下破土，绞刀连续不断的旋转切削，使土层分离并和挖槽内的水混合形成泥浆，再用泥泵将泥浆从吸泥管吸入，经过排泥管送到岸上。投入本工程施工的绞吸式挖泥船为非机动船舶，适宜于开挖沙质土、淤泥等土质。本工程吹填土质为淤泥质土，土质较软，非常适用绞吸式挖泥船施工。
2.2.2吹填施工组织管理
组建一支吹填管线组，具体负责管线的布设和延伸、拼接工作。项目经理部在施工前，由技术负责人向管线组详细讲解管线布设的具体要求，对管线铺设注意事项作交底工作，使吹填管线的铺设满足设计的吹填要求。
2.2.3吹填高程控制
吹填高程的控制是直接影响工程竣工验收的一个重要环节。对吹填高程进行控制是保证施工质量的一个重要手段。在吹填过程中，布设若干标高控制杆，便于吹填标高控制。
2.3吹填区平整控制
2.3.1尾水排放
吹填时应控制每级放水和沉淀间隔时间，若吹填出泥口远离水门，可采用边吹边放水的方法，提高吹填效率。
2.3.2根据现场情况确定吹填出泥口和吹填管线的具体位置，尽可能均匀分布吹填出泥口，以及在施工中经常移动管线。
2.4水门布设
为确保吹填泥浆有足够的落淤长度，减少流失量，降低甚至避免对周边水体环境的影响，水门尽可能要离大部分出泥口远些，水门管线在隔堤施工时预埋。本工程吹填尾水经在施工区内沉淀后通过水门排入纬十浦、纬十浦通过三甲新闸排出围区。
本工程在中隔堤、南侧堤西段各布设4座水门，全部采用闸箱式结构，在排水门布设时留有一定富余高度，以防因堤身沉降折断排水管，水门的排水管长根据隔堤宽度确定。为减少流失量，施工开始后，在箱前放0.2m高的闸板，以后随吹泥进度及吹填区内的水位情况逐步加高，直至吹泥结束。另外，在北区吹填的中后期，为确保中隔堤稳定，在吹填过程中通过设置在南侧堤上的水门调节南区的水位，确保南北区吹填水位差不大于1m。
3.航道吹填工程施工质量控制
3.1做好施工事前控制
主要是在正式开始施工前进行质量控制，重点是做好施工准备工作，主要包括：以一个吹填和挖泥为对象而进行的施工准备，单位工程施工准备；在拟建项目正式开工之前进行的所有施工准备，项目开工前的施工准备；以整个项目的施工现场为对象的各项施工准备，全场行施工准备；以雨期施工或者是单位工程中的一个分项工程为对象的施工准备，分项工程施工准备；在每个施工阶段正式开工之前，在拟建项目开工之后进行的施工准备，项目开工后的施工准备。所需要的组织要求、物质技术条件、现场布置，根据每个阶段的不同施工内容，也有所不同，所以，开工前的相应施工准备必须要做好。
3.2吹砂施工质量控制
3.2.1吸砂过程砂质控制
吸砂船进入指定采砂区后，当班大副根据采砂区的砂层厚度钻探资料，结合吸砂船自身施工工艺需要，合理控制吸砂深度，发现砂源与设计要求的砂质不符时，吸砂船应及时调整吸砂位置，对已装驳而不符设计要求的砂土，及时清舱，重新装驳。吸砂过程中对砂质分析一般采用目测及凭手捏感觉，初步分析砂质质量，及时掌握砂质情况，质检工程师作定期的泥砂颗粒筛分试验工作，形成砂质初步自检体系，确保砂质达到要求。
3.2.2吹填区内砂质控制
除了做好上述两方面的砂样自检工作外，按设计要求在吹填区内取一砂样，并送交有资质的鉴定单位进行砂样分析，以确保砂质质量满足设计要求。在吹填區内取样工作具体由质检工程师负责，会同监理工程师共同采样。
3.2.3竣工验收的质量控制
吹填单元工程完成后，承包人应及时填报单元工程质量评定表，并报监理工程师确认单元工程质量等级，以作为以后评定相应分部工程质量等级的基础资料；施工的技术要求、质量检测标准按合同文件技术规范及有关施工技术规程、规范和质量评定标准执行；工程质量检验、单元工程开工签证、工程支付计量、量测及价款结算申报按合同等有关文件规定执行。
4. 航道吹填工程的施工注意方面
4.1航行船舶密度大的港口、航道不允许水下排泥。排泥形成二次污染的水域不能排泥，而远距离抛排又很不经济，所以疏浚的弃土就需要吹填。
4.2为了利用低洼地区作绿化园地，或作港口堆场和建筑基地，需要回填抬高地坪，并且能与附近港池航道疏浚巧妙地结合，许多新建港区的堆场等陆域都是吹填的，但作为农业利用应对土质进行严格检验。
4.3附近水域有砂土，单纯的吹填造陆，要做好吹填工程施工质量控制，应经常检查围堰和泄水口门的质量情况。应经常检查标高控制杆和沉降杆的设置质量，并定期观测吹填高度，做好记录，测算工程量，以便控制工程进度。对土质有规定的吹填土，应经常取土样进行试验。
4.4对吹填土承载力有严格要求的吹填工程则应考虑：对疏浚所挖的土质应探明情况；对吹填区下卧层土质也应探明情况；对砂性土可采用机械方法使之密实；对用淤泥或粘土吹填的地基，可以用加吹砂层并和粘土（淤泥）分层吹填，及表面开沟排水或采用溢流竖井等办法加速排水固结。
5.结语
总之，航道是水路交通运输系统的重要组成部分，航道通过能力是水运行业发展水平的主要标志之一。吹填工程作为有效解决航道问题的工程之一，只有准确的掌握吹填工程的施工要点，提高施工人员所掌握的技术，并选择合适的吹填设备，吹填工程的施工质量才能得到保证，水运航道周围的环境才能得到改善，航道周围地区的经济才能得到更好的发展。
参考文献：
[1]吕巧志.港口航道施工工艺探讨[J].科协论坛（下半月），2013.（06）：12-13
航道疏浚工程施工质量控制分析 篇12
关键词：航道疏浚工程,施工要点,相应的分析
0前言
随着我国科学技术不断的发展, 机械化逐渐取代了人工, 成为了新一代的航道疏浚方式。航道疏浚技术随着时间的推移越来越优化, 并且逐渐推广到其他施工领域当中。航道疏浚技术需要大量资金和多方面技术的支持, 同时也会涉及到各个行业领域。因此, 在开展航道疏浚工程之前, 应该做好各个方面的准备。
1 航道疏浚工程的前期准备
1.1 放样测量
放样测量是航道疏浚工程的前期准备工作之一。全球定位系统和测深仪是放样测量工作的两大工具, 主要起到了放样和测量航道深度的作用。放样测量工作需要选择在较好的水文天进行, 这样可以避免水文环境对放样测量的数据造成影响, 从而保证放样测量的精确度。此外, 还应该做好浮标, 浮漂的材料可以使用混凝土, 主要是为了放样测量工作的精确度, 同时也在一定程度上节约了航道疏浚的测量陈本。
1.2 围堰位置的选择要合适
围堰位置的选择对于航道疏浚工程来说非常重要。巷道疏浚工程是否能够顺利开展, 完全取决于围堰位置的选择。如果巷道的环境较为复杂, 例如, 有大量的桥梁和拦截闸等巷道建筑, 大型的挖泥船则很难进入, 一定程度上妨碍了施工进度;较小的绞吸船则会因为动力不足, 无法在规定时间内完成施工作业。从这里我们就可以看出, 围堰位置的选择是多么的重要。另外, 航道疏浚工程中的吹填区应该尽量靠近施工区域, 如果吹填区域离施工点较远, 那么挖泥船的排泥管道则不能发挥百分之百的能力, 这就需要在这个施工环节当中增加挖和运等两个环节, 不仅拖延了施工的实践, 还增加了施工的成本。因此, 施工过程中可以根据挖泥船的实际能力, 在河道两旁建立三至四处吹填区, 吹填区的容量一定要大。
2 航道疏浚工程具体的施工工艺
2.1 围堰施工
在建设吹填区是, 不仅可以合理利用低洼的自然地形, 还应该修剪围堰这种人工的吹填区。并且, 还应该尽量将从土层开采出来的粘土或填土进行划分使用, 从而形成新的围堰。在整个施工过程中, 施工队伍应该保证施工的泥料符合国家、地方、行业和企业的标准, 严禁在当中融入淤泥和杂质土。此外, 在开展围堰施工之前, 还应该对施工地基进行初步的清理工作。
2.2 挖槽施工
挖槽施工是航道疏浚施工的核心环节, 在施工过程中主要注意两个方面。
2.2.1 挖槽尺寸
对于挖槽尺寸的设计应该符合施工的实际需求, 并且要做到规范化、合理化。为了防止在施工过程中出现漏挖现象, 应该在两个挖掘点之间进行反复重叠挖掘, 从而保证挖槽足够规范。重叠施工的挖槽块度不应该超过六米, 并且不小于四米。在整个施工流程当中, 施工人员必须按照规定的施工流程来进行, 切忌不能私自额外的施工。首先, 我们要注意在重叠施工的挖槽中不能残留槽梗;其次, 在挖槽施工过程当中还应该继续保持相关的测量工作, 从而可以描绘出新的航道图, 并且可以根据航道图给出的信息及时调整挖船的施工路线, 同时还可以防止漏挖现象的出现。
2.2.2 挖槽的深度
在正式开展挖槽作业时, 应该开展试挖作用, 并且对试挖中的深度进行合理的分析, 从而确定正式挖槽施工中的挖掘深度, 不仅保证挖槽施工的质量, 还加快了挖槽工作的施工速度。但是, 挖槽施工中存在着众多不确定因素, 就算进行了试挖, 在正式挖掘中还是会出现漏挖和回淤的现象, 施工员可以根据漏挖和回淤的实际情况, 结合施工过程中的测量数据进行合理的分析, 从而在施工过程中作出调整。
航道疏浚工程的整个施工流程会受到各个方面的干扰, 通常情况下的施工周期都比较长。施工单位应该根据施工的实际情况, 在施工过程中严格执行“先易后难、先上后下”的施工准则。对于航道中回淤情况不明确的区域可以考虑以后施工, 对于那些回淤情况严重并且信息较明确的区域必须优先施工。疏浚施工队伍还应该考虑到施工周期的因素, 在施工当中预留出适当的回淤深度, 防止挖槽深度不足导致施工延期。
3 航道疏浚挖槽泥土的处理措施
从航道中挖掘起来的泥土必须要经过科学的处理, 以下几种方式是最为使用的。
3.1 水下抛泥法
简单来说, 这种方法就是把从航道中挖掘出来的泥土, 在航道附近抛洒。一般情况下在巷道疏浚施工中采用这种方法处理泥土, 主要是因为这些泥土无法进行二次利用, 为了保证航道周围环境不会因工程而产生较大改变, 这种水下抛泥法是最为有效的。适合水下抛泥的地点有以下三点:
(1) 抛泥流域的水流要比较平缓, 河道有较大的融泥空间, 这样才能够让泥土在被抛出过后重新形成回淤。
(2) 抛泥的流域不应该离施工区域太远, 否则各种费用加起来成本太高, 还不如使用其他方法来进行处理。
(3) 抛泥流域的面积要足够宽广, 水要足够深, 才能让排泥船驶入和驶出。
水下抛泥法在航道疏浚工程中被广泛的运用, 主要就是排泥效果较好, 但是由于排泥的成本较高, 对于各个方面的要求还比较苛刻。
3.2 边抛法
旁通和溢泥是边抛法的两个环节。
3.2.1 旁通
旁通边抛法主要是通过挖泥船的旁通口, 将挖出来的淤泥抛洒到航道中, 淤泥会受到水流速度和地形引力的作用, 泥浆的下沉速度比较慢, 因此, 泥浆不会在淤泥范围内沉淀下来, 不会对疏浚施工造成影响。
3.2.2 溢泥
溢泥是指将泥浆从航道底部抽送到挖泥船, 并且在挖泥船的两侧开出溢泥口。当泥浆满了过后, 多余的泥浆就会顺着两侧的溢泥口流到河道中。在整个的溢泥抛洒的过程中, 那些较大的泥块就会沉淀在挖泥船中, 从两侧留出的泥浆都是细小的颗粒, 很容易随着水流飘走, 从而增强了边抛法的工作效率。
3.3 吹填法
上述所讲的建立吹填区就是为这种排泥方式做的铺垫。吹填法是指将泥浆从航道底部抽送上来, 然后通过管道的输送到航道两岸, 这样做就可以完全避免泥浆回淤的现象出现。吹填法的原理较为简单, 实施起来也比较方便, 成本也不是很高, 但是在实施吹填法的时候应该注意航道两篇是否有条件构建吹填区。因此, 吹填法对航道两岸的地形有很大的要求。
4 结束语
航道疏浚工程的施工周期较长, 整体的工程量都比较大, 所包含的技术层面比较广, 在施工过程中需要综合多方面的施工技术。此外, 在施工过程中还应该注意航道周围生态水文环境的保护, 避免施工污染的出现。
参考文献
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