港口航道与海岸工程的应用和发展

港口航道与海岸工程的应用和发展

张仁海

身份证号：21088119880203143X

摘要：近年来，随着社会建设的不断发展，疏浚工程能够清理航道泥沙,保证船只顺利通行,是航道开发和维护的重要措施。但受到地质特殊性的影响,水下礁石难以通过绞吸船等清理,需要通过水下炸礁方法进行清理。由于水下地质复杂,礁石结构不均匀,岩石节理显著,经过爆破后可能产生浅点,或者由于爆破位置不当、未做好防水处理,也可能引起浅点出现。出现浅点后可能需要二次炸礁施工,将大幅增加施工成本。因此本文针对浅点控制技术展开分析,以期能够减少浅点的出现,规避二次炸礁施工。

关键词：港口航道；海岸工程；应用；发展

引言

华南地区是中国沿海地区的一个重要经济区域,拥有众多港口和航道资源。随着经济发展和贸易活动的增加,港口水域航道规划设计变得尤为重要。合理规划设计能够提高港口运输效率、降低航行风险、保障船舶安全,并促进区域经济发展,对港口周围的船舶操纵环境作出综合分析考量也是十分必要的,这也是确保航道规划合理性的重要基础。一旦出现航道设计不合理的情况,不仅会导致工程的功能无法达到预期目标,同时还有可能造成巨大的资源浪费,影响地区经济的健康发展。在此基础上,本文提出港口水域航道合理规划设计探究,充分考虑了在航道规划过程中,各因素之间互相关联、互相制约的关系,实现对航道的规划设计,并通过对比测试的方式,分析验证了设计规划方法的应用效果。

1水下炸礁浅点形成原因

1.1钻孔偏移

钻孔定位精确也是爆破的重要条件,传统方法使用钢丝绳进行船舶作业,但受到船舶随水流移动的影响,钻孔形成偏移,未能按照设计定位钻孔,钻孔精确度偏差也影响到岩石爆破效果,从而形成浅点。此外钻孔过程中钻孔深度和直径未达到设计要求,也会引起爆破效果变差。钻孔后若未能彻底清渣,装入药包达不到设计标准,也会形成浅点。在钻孔作业中,水流带来较大的冲击力,冲击到锚固结构,造成锚固装置稳定性下降,钻机船位置变化,船体移动从而引起钻孔位置的偏差。

1.2存在盲炮

由于水下爆破作业均在水下展开操作,难度升级,难以控制爆破质量。同时受到地质、水文等因素影响,容易发生盲炮问题。盲炮会导致爆破间距改变,使得爆破难以达到设计要求。盲炮出现的原因可总结为以下几点：（1）爆破机械和炸药性能存在问题,无法满足爆破需要。由于炸药和爆破机械需要在水下作业,若防水性能或抗水压能力不足,在水下作业效率降低,难以达到爆破需要,产生药包拒爆情况。（2）导爆管及雷管存在问题。爆破过程中由于导爆管和雷管质量问题,很难达到设计爆破效果,如连接位置质量问题,不传爆形成盲炮。同时受到水流的影响,也可能对爆破网络产生影响,形成盲炮。钻孔后清孔不严格,装药无法满足要求,使用竹竿压撑或者牵拉爆管方式,可能从雷管中直接引出药物,出现雷管爆炸形成盲炮。

2疏浚设计要点

2.1挖泥设备及抛泥区

根据港口航道交叉段疏浚工程施工特点展开挖泥设备选型,该港口航道交叉段疏浚施工应综合使用绞吸式挖泥船和链斗式挖泥船两种设备。其中,绞吸式挖泥船舱容为1980m3,绞刀直径2.18m,计算超深0.35m；链斗式挖泥船舱容为2150m3,绞刀直径1.25m,计算超深0.75m。在开挖期间,对于浮管无法直接连接抛泥区域,则应选用绞吸式挖泥设备。装配有钢桩的绞吸式挖泥船在一般作业过程中采用对称横挖方式；而装配有锚缆横挖装置的绞吸式挖泥船应采用锚缆横挖方式。如果疏浚实践中挖槽宽度超出挖泥船最大挖泥限度时,必须对疏浚区分条、分区。在相应区域内,结合土质坡度比进一步细化分区范围,不同土质的水下坡度比。根据疏浚施工区水下边坡土质情况,如果坡度比超出表中范围,则应适当增大分区；如果坡度比小于表中范围,则应相应缩减分区。在使用链斗式挖泥船开挖施工期间,如果施工区水域环境较好,则挖泥船受边缘水深及挖槽宽度的影响也较小,此时可采取倾斜式横向挖泥工艺。而当施工区水域环境差,挖槽狭窄时,则应采取扇形横向挖泥工艺。当挖槽宽度超出链斗式挖泥船最大限度时,应分条、分区开挖,并按照主锚缆抛出时的具体长度确定分条分区宽度,确保挖泥效果。

2.2疏浚施工工艺

按照方案设计,该港口航道交叉段疏浚施工过程中,应由链斗式挖泥船和耙吸挖泥船挖泥、运泥、抛泥后联合绞吸船抛吹。先由操作人员驱动链斗式挖泥船和耙吸船进入疏浚点和具备抛坑条件的临时转运点,再驱动链斗式挖泥船和耙吸船挖泥、抛泥,最终联合绞吸船在纳泥区吹填。以上过程轮流作业,交替循环,直至完成交叉段疏浚施工任务。绞吸式挖泥船挖泥控制绞吸船挖泥时主要借助桥架端头安装的绞刀将污染底泥切割、混合为泥浆,经排泥管排送底泥。结合该航道交叉段疏浚要求,绞吸船最大挖掘宽度应达到24m,最大挖深应达到10m。绞吸船抛吹实施过程中,必须围绕钢桩圆心划定位置,经船体两侧横移锚摆动挖泥；并按照远挖近吹填的原则,1艘绞吸船和1艘耙吸船对应作业；挖泥关口应设置在泄水远端,以便一次性完成挖泥和泥泵管道泥浆输送任务。绞吸船施工期间,操作人员应通过绞吸船自带的GPS系统实时精准定位,并在船上挖深感应器、流量计、绞刀深度指示器等辅助性仪器的配合下,实现挖泥深度的精准控制。全部操作过程应分阶段、分层次、分条段展开,相邻挖泥带重叠宽度应控制在1.0m以上,1次挖泥厚度应不超出0.2m；先开挖疏浚交叉段上层被污染底泥,再开挖下层底泥。考虑到该港口航道交叉段疏浚区底泥杂质较多,操作人员应密切关注水深、船舶吃水量等的变化,一旦两个参数变幅超出0.1m,应立即调整绞刀下放深度,同时加强绞吸船配套设备状态监控,防止发生机械事故。

2.3爆破控制

完成钻孔后,根据装药量现场绑扎并安装雷管,沿着套管在钻孔内装填药包,整理导爆管,转移船舶对下一爆破点装药,钻机船不允许再穿过已装药区域。使用防水性能良好的爆破器材,将起爆药柱置入1/3位置,放入2发雷管。将炸药置入炮孔内,每个炮孔内炸药量应当根据钻孔间距、岩石厚度等决定,根据以下公式计算炮孔内装药量。根据计算装药量准确装入炸药,采取并联结构连接雷管尾端,并在雷管周围安置导爆管,保证爆破顺利进行。连接后多次检查爆破网络,观察是否存在错接或者遗漏问题。确认后按照先减震孔后主炮孔顺序爆破,并严格控制爆破时间,使用测振仪密切监控爆破进度和速度。爆破前需要做好警戒工作,警戒船舶应固定在警戒区域线展开安全监控,当确认起爆船安全后才能发出安全信号进行起爆工作。完成爆破后可使用抓斗船等清理岩石。爆破后记录是否存在盲炮的情况,发现盲炮后继续进行警戒管理,不允许人员进入现场,在盲炮附近做好标记,并拉好警戒线。由于爆破网络连接问题造成的盲炮需要重新连接起爆,或者在盲炮附近投放药包诱爆。

结语

综上所述,水下炸礁施工容易受到施工水平、水文地形条件等因素影响,形成浅点,浅点数量过多将直接影响到施工质量,需要施工单位二次炸礁,将给施工方增加极大施工成本,还会影响疏浚工程效率。因此水下炸礁施工应重视浅点控制技术,着眼于各个施工环节,加强控制和准备工作,预防浅点形成。需要充分了解施工区域地形地质条件,选择性能优良的爆破机械和药品,严格控制施工水位,并根据岩石情况合理布置炸药,根据岩层厚度和爆破需要计算钻孔深度和直径,进行精准爆破。通过严格控制水下炸礁施工,严格控制各项施工工序,减少浅点形成,更有利于取得良好经济效益,提高施工质量。

参考文献

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