一种海港港池、航道逆序开挖的方法技术

本发明专利技术涉及一种海港港池、航道逆序开挖的方法，步骤如下：(1)抽砂(2)充灌袋施工(3)疏浚(4)吹填。本发明专利技术将传统吹填造陆工艺中的“围埝～疏浚～吹填”调整为“疏浚～围埝～吹填”，将港池、航道开挖工程范围内的砂层提取出来建造围埝，再将其余土体疏浚后进行吹填，既能解决砂源的问题，亦能减少港池、航道开挖方量。

A method for reverse excavation of harbour port and channel

The invention relates to a method for reverse excavation of harbor basins and waterways. The steps are as follows: (1) sand pumping (2) filling and filling bag construction (3) dredging (4) dredging. The invention adjusts the \enclosure-dredging-dredging-dredging-filling\ in the traditional land filling technology to \dredging-enclosure-dredging\. The sand layer within the excavation project of harbor basin and waterway is extracted to construct the enclosure, and the remaining soil is dredged and filled by dredging. The problem of sand source can be solved, and the excavation of harbor basin and waterway can be reduced. Quantity.

【技术实现步骤摘要】
一种海港港池、航道逆序开挖的方法
本专利技术属于疏浚与吹填、围海造陆
，涉及海港港池、航道，尤其是一种海港港池、航道逆序开挖的方法。
技术介绍
砂土为粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量50％且粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50％的土，按颗粒级配分为分粉砂、细砂、中砂、粗砂等。工程实践中，粉细砂因其施工速度快、挤淤情况较轻、吹填后表层地基承载力较高等优点，作为真空预压工作垫层、大型充灌袋堤心等在软基处理、吹填围埝工程中得到广泛应用；中粗砂因其透水性好，真空度传递效率高等优点，作为真空预压水平排水通道被广泛应用。砂土为近海砂矿资源，在我国分布广泛，储量巨大，是仅次于陆架石油和天然气资源、位居第二的海洋矿产资源，但由于采矿权审批程序的严格，真正进行大规模开发的为数寥寥，多数都在小规模开采，并且无序的乱采、偷采的占多数。不仅造成了资源大量浪费、国家税收巨额流失，而且因此引发的环境问题也日益突出，海砂开发与其他海域使用功能之间的冲突也日益尖锐。自上世纪80年代初伊始，伴随海砂广泛的建筑用途逐步被知晓、发掘，海砂被盗采、滥采的厄运便如影随形，时至今日，仍有日益猖獗之势。因此海事部门对采砂和海上吹砂施工管制愈发严格，目前沿海工程中砂土的来源与供应已成为制约工程的首要因素。综上所述，在砂土资源贫瘠的地区如何找到合适的砂源，是非常必要和紧迫的。随着船舶大型化的发展，航道会向超宽、超深方向发展。以30万吨散货船及30万吨油船为例，其需要的港池、航道、回旋水域设计水深约为25m，按乘潮延时3小时、保证率90％计，乘潮水位为2.89m，得到航道设计底高程约为-22.5m。根据相关工程经验，天津港部分区域-17m标高下存在砂层，地质资料揭示该层呈褐灰色，密实状态，无层理，含贝壳，分布连续。以往工程中，由于航道开挖机械和施工工艺的限制，砂层在扰动下混合着淤泥、淤泥质粘土等被一起挖走，港池、航道的开挖土只能选择外抛或吹填造陆的方式处理，宝贵的沙土并没有得到很好的利用。
技术实现思路
本专利技术目的在于通过创新施工工艺，利用新型设备，提出一种海港港池、航道逆序开挖的方法，既能解决砂源的问题，亦能减少港池、航道开挖方量。实现本专利技术目的的技术方案如下：一种海港港池、航道逆序开挖的方法，步骤如下：(1)抽砂(2)充灌袋施工(3)疏浚(4)吹填。而且，所述的步骤(1)抽砂是以钻探式抽砂船为核心，利用DGPS精确定位在施工区钻探起点，在完成与吹砂管线的接卡展布工作后，根据DGPS定位系统显示设定的位置定深下放钻杆至砂层中，利用高压水泵产生压力水，通过高压水枪冲击砂土，经过水的湿化崩解流动作用，将沉积的砂土形成砂浆，然后将砂浆通过砂泵及管道输送至作业区。而且，将钻杆下伸至设计疏浚底面以上大于1m处，通过高压水枪冲击砂土形成浓度低于60％的砂浆，高压水枪流量为900m3/h；通过抽砂泵和吸砂管将砂浆抽至船内洗砂仓，抽砂泵流量为900m3/h。而且，所述的步骤(2)充灌袋施工是在步骤(1)抽取的砂浆中加入泥水分离剂，再利用砂泵将混合后的泥水通过管道送入充灌袋；送入充灌袋的泥水在泥水分离剂的作用下，泥水迅速分离，泥沙固结，水通过充灌袋袋布排出充灌袋，最终形成充灌袋袋体。而且，所述的泥水分离剂为FeCl3等无机絮凝剂，加入量为0.05g/L，具体根据砂浆的浓度确定。本专利技术的优点和有益效果：1、本专利技术将-17m至-22.5m之间的砂土单独提取出来用在软基处理、吹填围埝工程中，不但能够变废为宝，解决了砂源的问题，还能减少港池、航道开挖方量，经济效益非常显著。2、本专利技术将传统吹填造陆工艺中的“围埝～疏浚～吹填”调整为“疏浚～围埝～吹填”，将港池、航道开挖工程范围内的砂层提取出来建造围埝，再将其余土体疏浚后进行吹填，既能解决砂源的问题，亦能减少港池、航道开挖方量。3、本专利技术在抽取的砂浆中加入泥水分离剂，使泥水快速分离，快速固结，使抽取的砂浆能够真正的应用，既保证冲灌袋施工质量又节省工程投资。附图说明图1是钻探式抽砂船示意图；图2是抽砂工艺断面图；图2中：A～B～C～D为设计疏浚断面；A’～B’为砂层顶面；A～D为原泥面具体实施方式下面结合附图并通过具体实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。本专利技术按以下步骤进行：(1)施工前准备(2)钻探式抽砂船定位、抛锚(3)吹砂管线敷设(4)抽砂(5)充灌袋施工(6)施工测量(7)疏浚(8)吹填步骤(1)中，主要为施工人员、船机设备进场，建成临时设施。船机设备采用钻探式抽砂船，船长40米，宽9.6米，高2.2米，舱内龙骨每隔60公分一道，中间有4个隔舱，中间为洗砂仓。钻探式抽砂船工作原理是利用高压水泵产生压力水，通过高压水枪冲击粉细砂，经过水的湿化崩解流动作用，将沉积的粉细砂形成砂浆。然后将砂浆通过砂泵及管道输送至作业区。钻探式抽砂船的组成：(1)抽砂构件：包括抽砂泵，抽砂泵动力(柴油机或电机)，高压水泵，高压水泵动力，配套的支架，水龙头，油箱室。(2)船体固定和移动为主的辅助装置：以卷扬机配合船锚实现船体的固定，船体移动可以是移动卷扬机，有的时候也使用螺旋桨移动。(3)管线系统：包括吸砂管、输砂管、管线漂浮装置(浮板或浮筒)等。(4)其他的辅助组件：包括供工人休息的休息室或者是放置抽砂设备的舱室。步骤(2)中，采用DGPS即差分全球定位系统。该系统定位精度优于1m。其工作流程是陆地基准台与船台的接收机共同观测同一组卫星(不少于4颗)，由基准台求出观测值改正数，通过数传电台传输到船台，并对船台观测值进行实时修正，进而求得船台所在船位的坐标，利用数据采集、数据处理、自动绘图功能的HYPACK软件通过计算机进行数据处理，在电子显示屏上显示出设计挖泥区段轮廓线，设计挖槽边线，绞刀挖泥运行轨迹，实时导航数据，同时它与水位遥报仪、绞刀深度深度指示仪相连接，可实时显示挖深、瞬时水位、挖槽横断面图或水下三维立体图等。根据风流情况，确定抛锚顺序，一般先抛设上风、上流锚。抛锚时，要掌握好抛锚的位置，约在边锚缆与当时船身的前夹角45°的位置，但不要小于45°，到位后即行抛锚，抛锚后收紧横移缆。步骤(3)中，吹砂管线按下列原则布置：(1)平面布局合理易于实施和经济安全。(2)平面布置应根据船舶的总扬程、吹填区至取砂区的地形、地貌、排距、吹填标高、水位和潮汐变化等条件综合考虑。(3)管线应选择交通方便的道路、堤岸一侧布置。管线走向应平直。(4)吹填区内管线的布置应考虑吹填土粒径大小、泥泵功率、吹填高度及平整等因素。除布设干管外还应布设支管。围堤距管口的距离为10～30m，以防止冲刷围堤。(5)钻探式抽砂船的水上吹砂管线应有自然弯曲的足够长度。可能情况下，应减少水上管线的长度为避免水上管线影响通航，可敷设水下管线，水下管线应选在河床平整、冲淤不大的缓流区。水陆管线相接处，应设架头或平台采用柔性接头。水下管线组装：水下管线主要采用2+①形式，即2节钢管与1节胶皮套相连接，水下管与水上管连接处采用1节钢管+1节自浮管形式，水下管与陆地管连接处视情况应为2+①形式或视情况增加软管数。陆地管线组装和布设：陆地管线采用硬性连接，即钢管直接连接的形式。管线接卡用装载机进行协助和运送管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海港港池、航道逆序开挖的方法，步骤如下：(1)抽砂(2)充灌袋施工(3)疏浚(4)吹填。

【技术特征摘要】
1.一种海港港池、航道逆序开挖的方法，步骤如下：(1)抽砂(2)充灌袋施工(3)疏浚(4)吹填。2.根据权利要求1所述的海港港池、航道逆序开挖的方法，其特征在于：所述的步骤(1)抽砂是以钻探式抽砂船为核心，利用DGPS精确定位在施工区钻探起点，在完成与吹砂管线的接卡展布工作后，根据DGPS定位系统显示设定的位置定深下放钻杆至砂层中，利用高压水泵产生压力水，通过高压水枪冲击砂土，经过水的湿化崩解流动作用，将沉积的砂土形成砂浆，然后将砂浆通过砂泵及管道输送至作业区。3.根据权利要求2所述的海港港池、航道逆序开挖的方法，其特征在于：将钻杆下伸至设计疏浚底面以上大...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘良志，朱福明，程林，宋效第，杨之良，朱平，程栋栋，王聪慧，赵彦，刘大伟，
申请(专利权)人：天津市北洋水运水利勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12