摘要：嘉于硤線航道改造工程是作為嘉興地區(qū)“ 十五”重點(diǎn)項(xiàng)目之一, 新工藝、新技術(shù)的采用為航道改造工程的建設(shè)發(fā)揮了重要作用。本文介紹了水上攪拌船在航道工程建設(shè)中起到了關(guān)鍵技術(shù)及作用, 并對(duì)工程特點(diǎn)和工藝研究進(jìn)行闡述, 同時(shí)說(shuō)明了該項(xiàng)技術(shù)在航道工程建設(shè)中的推廣應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：航道改造攪拌船
1 工程概況
嘉于硤線航道改造工程中的海鹽段工程起點(diǎn)為嘉興市海鹽縣于城鎮(zhèn), 樁號(hào)為K30+572.35; 航道為東西走向,航道基本沿鹽硤乙線,終于海鹽、海寧交界處, 終點(diǎn)樁號(hào)為K41+649.98,全長(zhǎng)11.07km。本合同段為第Ⅱ 合同段, 起點(diǎn)樁號(hào)為K36+186.27, 終點(diǎn)樁號(hào)為K41+649.98 ,全長(zhǎng)5.46 km。
主要工程數(shù)量為: 陸上土方開(kāi)挖67248m3; 航道土方開(kāi)挖707404m3; 航道水下土方疏浚248026m3; A2型護(hù)岸205m; B2 型護(hù)岸9256m; B3 型護(hù)岸500m。
設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按四級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施, 通航500t 級(jí)船舶。航道設(shè)計(jì)斷面為復(fù)式梯形斷面, 底寬40m, 面寬≥60m, 設(shè)計(jì)水深2.5m。彎曲半徑: 一般地段Rmin=330m; 困難地段Rmin =260m; 特別困難地段Rmin=170m。設(shè)計(jì)最高通航水位1.86m( 黃?；鶞?zhǔn)面, 下同) ; 設(shè)計(jì)最低通航水位0.46m。
2 工程特點(diǎn)分析
( 1) 本工程施工戰(zhàn)線長(zhǎng)、交叉作業(yè)多, 現(xiàn)場(chǎng)施工便道、水電接駁、材料運(yùn)輸?shù)榷即嬖谝欢y度, 施工的平面布置是保證工程正常施工的關(guān)鍵之一。
( 2) 本工程施工中不可避免地將受到業(yè)主的征地、拆遷等事宜的影響。
( 3) 本工程的施工必然要與當(dāng)?shù)氐木用癞a(chǎn)生相互影響, 如何協(xié)調(diào)與處理這些關(guān)系也是本工程的主要方面。
( 4) 工程工期為2006 年10 月23 日至2007 年10 月22 日, 整個(gè)工程必須跨汛期施工, 因此如何落實(shí)防汛措施, 同時(shí)又不影響工程施工且保證工期, 也是本工程施工中工期保證的關(guān)鍵。
3 常用施工方法的不足
目前護(hù)岸施工, 一般是在施工點(diǎn)附近臨時(shí)借地設(shè)置拌和場(chǎng), 設(shè)砂、石、水泥堆料場(chǎng)和拌和機(jī)械, 人工進(jìn)料進(jìn)行拌和, 人力三輪推車(chē)推運(yùn)至作業(yè)點(diǎn)進(jìn)行混凝土澆筑, 施工用電為就近接電或發(fā)電機(jī)組發(fā)電。這種施工工藝存在以下不足:
( 1) 工程質(zhì)量難以控制。人工配合攪拌機(jī)攪拌在計(jì)量過(guò)程中不準(zhǔn)確, 使混凝土的配合比難以真正控制到位; 同時(shí), 采用的運(yùn)輸方法易促使混凝土產(chǎn)生離析、泌水現(xiàn)象。
( 2) 施工進(jìn)度緩慢, 工期難以按期完成。由于勞動(dòng)強(qiáng)度大, 作業(yè)面狹窄, 原始的勞作對(duì)現(xiàn)代施工提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。一是工人在施工過(guò)程中受雨季、陰冷氣候制約大; 二是護(hù)岸施工和土方開(kāi)挖不能同步展開(kāi)。通常工人們?cè)谶@個(gè)工作面完成了又要到下一個(gè)工作面,從借地、場(chǎng)地硬化、原材料搬移、機(jī)械設(shè)備的擺放到退耕還田都是既勞民又傷財(cái)?shù)闹貜?fù)而無(wú)用的工作。
( 3) 借地費(fèi)用大, 不經(jīng)濟(jì),標(biāo)化工地建設(shè)難以實(shí)施, 對(duì)環(huán)保有影響。
?、倜總€(gè)點(diǎn)必須借用一畝地( 即667m2) 作為包括碎石、黃砂、水泥堆場(chǎng)及攪拌機(jī)發(fā)電機(jī)組的擺放場(chǎng)地, 并且相鄰點(diǎn)之間的距離不得超過(guò)200m, 導(dǎo)致借地?cái)?shù)量多、面積大、費(fèi)用高、極不經(jīng)濟(jì)。
?、诓牧隙褕?chǎng)按規(guī)范及設(shè)計(jì)要求應(yīng)進(jìn)行硬化處理( 混凝土澆筑) , 每個(gè)點(diǎn)澆筑施工完成后, 硬化的場(chǎng)地需進(jìn)行清理, 以滿足耕植等環(huán)保要求。同時(shí)對(duì)環(huán)境保護(hù)極其不利, 標(biāo)化工地建設(shè)很難實(shí)現(xiàn)。
③安全隱患多, 由于原有老航道深淺不一, 工程船舶靠岸經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生擱淺現(xiàn)象, 嚴(yán)重的會(huì)使船舶遭受重大損壞。另外, 施工材料、機(jī)械上岸均要人工作業(yè), 稍不小心人員就會(huì)落水, 安全隱患大。
4 改進(jìn)建議
針對(duì)上述問(wèn)題, 我們根據(jù)自身?xiàng)l件, 大膽提出把海上混凝土作業(yè)的施工方法應(yīng)用到航道改造工程中的設(shè)想, 即建立一個(gè)小型水上攪拌站來(lái)進(jìn)行混凝土作業(yè),以對(duì)現(xiàn)有的施工工藝進(jìn)行改進(jìn),提高工效。水上混凝土攪拌站, 實(shí)際上就是一艘經(jīng)過(guò)改裝的攪拌船和一艘或( 多艘) 運(yùn)輸船在水上組成混凝土拌和場(chǎng), 并把混凝土泵送至作業(yè)點(diǎn)。把澆筑護(hù)岸混凝土基礎(chǔ)所要用的砂、石料、水泥等建材均由運(yùn)輸船運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng), 在水上形成材料堆場(chǎng), 隨時(shí)隨地供應(yīng)集料; 再由改裝而成的攪拌船( 船上配置吊機(jī)、攪拌系統(tǒng)、泵車(chē)、輸送管等設(shè)施) , 通過(guò)自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)( 電腦操作) 進(jìn)行全自動(dòng)拌和, 將拌和后的混凝土直接泵送到作業(yè)點(diǎn)。
5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
考慮到結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和運(yùn)料的靈活性, 以及該地區(qū)的地理環(huán)境、氣候條件和該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)來(lái)源和經(jīng)濟(jì)合理性, 移動(dòng)式攪拌船采用280t 浮船, 料船用200t 浮船, 其結(jié)構(gòu)形式、斷面結(jié)構(gòu)形式如圖1 所示。
6 結(jié)構(gòu)原理及特點(diǎn)
6.1 結(jié)構(gòu)原理
280 型水上移動(dòng)式攪拌船由浮船、錨錠系統(tǒng)、攪拌主機(jī)、砂石和水泥儲(chǔ)料系統(tǒng)、砂石配料系統(tǒng)、供水系統(tǒng)和混凝土輸送系統(tǒng)等設(shè)備組合而成。由于嘉于硤線航道改造工程海鹽段工程地處東江的繁忙航段, 航道上來(lái)往船舶很多, 河道狹窄, 太大的浮船會(huì)影響航道上船舶的航行安全。通過(guò)對(duì)浮船穩(wěn)定性分析后決定選用長(zhǎng)23m、寬5.8m、排水量200t 的浮船。經(jīng)過(guò)我們的多次論證, 該船穩(wěn)定性好、移動(dòng)靈活, 適合在狹窄的航道上晝夜施工, 同時(shí)還能保證航道的安全和提高攪拌船的機(jī)械利用率。整個(gè)攪拌系統(tǒng)布置在浮船甲板的前半部分, 包括攪拌主機(jī)、砂石配料系統(tǒng)、供水系統(tǒng)和混凝土輸送系統(tǒng), 其中砂石儲(chǔ)料系統(tǒng)可儲(chǔ)存200t 的砂石料, 單獨(dú)采用一艘200t 的料船。
攪拌船的位置, 盡量避開(kāi)漁民放養(yǎng)的網(wǎng)箱, 盡量避開(kāi)狹窄航道, 如有必要, 應(yīng)派疏浚船先疏浚到攪拌船安全?？课恢? 選擇最寬處作業(yè)。攪拌船吊機(jī)操作人員將抓斗徐徐升起, 轉(zhuǎn)向料船, 再將材料緩緩放進(jìn)JZM750 攪拌機(jī)料斗。該吊機(jī)布置在浮船的后半部分, 并可以360°旋轉(zhuǎn), 如圖2 所示。
( 1) 錨錠系統(tǒng)。在攪拌船前后舷各安裝一臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī), 陸上根據(jù)需要均布地垅, 地垅埋設(shè)深度根據(jù)需要設(shè)定, 用鋼絲繩與地垅連接。如攪拌船需小范圍移位, 可通過(guò)前后卷?yè)P(yáng)機(jī)收放來(lái)實(shí)現(xiàn), 既機(jī)動(dòng)又穩(wěn)定。實(shí)踐證明, 錨錠系統(tǒng)能保證浮船的穩(wěn)定性。
( 2) 攪拌主機(jī)。攪拌主機(jī)采用1 臺(tái)JZM750 型攪拌機(jī)組合工作, 該機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 維修方便, 易于操作,且造價(jià)低廉。1 臺(tái)攪拌機(jī), 出料口離甲板面高2m,通過(guò)溜槽將混凝土送往混凝土輸送泵的集料斗。
( 3) 配料系統(tǒng)。采用1 套GZJ1200×2 的電子計(jì)算配料機(jī)向1 臺(tái)攪拌機(jī)配料, 配料機(jī)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序, 通過(guò)電子稱(chēng)量系統(tǒng)準(zhǔn)確地將砂石料配送到攪拌機(jī)的上料斗內(nèi), 配料精度達(dá)到國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和施工規(guī)范要求。由于水上作業(yè)使用袋裝水泥比較方便, 因此水泥的添加采用人工操作。
( 4) 供水系統(tǒng)。JZM750 攪拌機(jī)的供水系統(tǒng)為使計(jì)量準(zhǔn)確, 使生產(chǎn)出來(lái)的混凝土質(zhì)量得到保證, 將儲(chǔ)水池整體提高, 使儲(chǔ)水池的水面保持和攪拌機(jī)供水泵的進(jìn)水口處于同一水平面, 杜絕了倒虹吸現(xiàn)象的產(chǎn)生, 保證了供水量的準(zhǔn)確。
( 5) 儲(chǔ)料系統(tǒng)。一般情況下, 攪拌站的砂石上料系統(tǒng)均采用來(lái)回上料。其缺點(diǎn)是造價(jià)高, 占用場(chǎng)地大, 制造工藝復(fù)雜。根據(jù)船上工作面小的特點(diǎn), 決定取消傳統(tǒng)的上料系統(tǒng), 采用一艘200t 的料船, 該料船中間用鋼板分割成2 個(gè)獨(dú)立箱體, 一個(gè)存放黃砂,一個(gè)存放碎石。隨時(shí)?？吭跀嚢璐赃? 采用攪拌船上的吊機(jī)直接上料。
( 6) 混凝土輸送系統(tǒng)。輸送系統(tǒng)由一臺(tái)水平單動(dòng)雙列液壓活塞式70kW 泵車(chē)及若干長(zhǎng)約1m 的鋼直管和彎管組成。采用泵送混凝土可提高生產(chǎn)效率和降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度, 加快工程進(jìn)度。由于水上施工大部分采用固定平臺(tái)施工, 在攪拌船到岸上的距離內(nèi)采用軟式導(dǎo)管。為了解決潮汐影響布管的問(wèn)題, 特設(shè)計(jì)制造了1 座小型的鉸接便橋, 自動(dòng)調(diào)節(jié)輸送泵管道的位置, 避免了因波浪變化使管道拉長(zhǎng)或縮短,減少了斷管、堵管等問(wèn)題的發(fā)生。
6.2 技術(shù)特點(diǎn)
( 1) 攪拌船穩(wěn)定性能好、移動(dòng)方便、機(jī)械利用率高, 適于點(diǎn)多、線長(zhǎng)及水上大體積混凝土施工。
( 2) 砂石料的配料系統(tǒng)計(jì)量準(zhǔn)確, 自動(dòng)化程度高, 水泥、水和混合料稱(chēng)量誤差不大于±1% , 骨料不大于±2% , 混凝土質(zhì)量有保證。
( 3) 集料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用, 成本低廉, 立體布置占用場(chǎng)地小。可減少陸域借地占用數(shù)量及耕土污染危害。
( 4) 攪拌站可根據(jù)需要在滿足強(qiáng)度要求的前提下, 靈活添加粉煤灰摻和物, 以減少水泥的用量, 降低工程成本。
( 5) 采用泵送混凝土, 在攪拌船和固定平臺(tái)處利用鉸接便橋, 解決了潮汐影響輸送泵布管的問(wèn)題。
( 6) 由于機(jī)械化作業(yè), 晝夜均可施工, 最大限度保證工期。對(duì)突擊地段及應(yīng)急性強(qiáng)的任務(wù)可滿足時(shí)間要求。
( 7) 攪拌機(jī)可各自獨(dú)立工作, 也可組合使用, 節(jié)約了機(jī)械的臺(tái)班使用費(fèi)。該攪拌船的整體設(shè)計(jì)改造效果良好, 適應(yīng)性強(qiáng), 我們堅(jiān)信能在嘉于硤線航道改造工程海鹽段工程施工中發(fā)揮重要的作用。
7 水上攪拌船護(hù)岸基礎(chǔ)的施工
水上攪拌船護(hù)岸基礎(chǔ)的施工工藝流程圖如圖3所示。
8 實(shí)施水上攪拌站應(yīng)把握的幾個(gè)環(huán)節(jié)
( 1) 在攪拌船作業(yè)前應(yīng)完成借地的相關(guān)工作, 否則會(huì)產(chǎn)生作業(yè)條件具備而不能開(kāi)工的狀況。
( 2) 按有關(guān)規(guī)定, 攪拌船作業(yè)不能占用老航道,必須開(kāi)進(jìn)圍堰內(nèi), 因此陸上土方開(kāi)挖應(yīng)提前大規(guī)模展開(kāi), 保證形成相應(yīng)的作業(yè)條件。
( 3) 陸上混凝土基礎(chǔ)澆筑的各分項(xiàng)應(yīng)及時(shí)跟進(jìn),必須精心準(zhǔn)備、周密安排、科學(xué)組織。施工流程如下:測(cè)量放樣→機(jī)械開(kāi)挖基槽→人工修基槽→鋪設(shè)碎石墊層→立?！邶X溝→澆筑混凝土基礎(chǔ)→基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)。在正常情況下陸上作業(yè)的進(jìn)度要滿足混凝土每日能泵送; 同時(shí), 陸上作業(yè)應(yīng)配備足夠的人力及機(jī)械。
( 4) 材料供應(yīng)也要及時(shí)跟進(jìn), 應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)情況及進(jìn)度需要, 合理配置運(yùn)輸船; 同時(shí)還要靈活采用多種方式, 如租船等, 使材料供應(yīng)滿足要求。
( 5) 混凝土配合比要注意使其滿足泵送要求, 為此可能會(huì)提高水泥的用量, 在必要時(shí)可添加一定的緩凝劑。
9 攪拌船作業(yè)應(yīng)急措施
( 1) 合理選擇攪拌船作業(yè)時(shí)的?？奎c(diǎn), 盡量避開(kāi)狹窄航道, 如有必要應(yīng)派疏浚挖泥船先行疏浚到攪拌船安全停靠位置, 選擇最寬處作業(yè), 以利航行船只通行; 避開(kāi)漁民放養(yǎng)網(wǎng)箱位置, 減少施工作業(yè)對(duì)漁民造成的環(huán)境及其他影響。
( 2) 在作業(yè)過(guò)程中, 加強(qiáng)環(huán)保管理, 不隨意向航道拋棄廢物和散倒油污水, 避免污染航道。
( 3) 攪拌船施工作業(yè)應(yīng)合理安排, 遵守交通管理規(guī)則, 施工時(shí)應(yīng)有專(zhuān)人監(jiān)護(hù), 確保其他航行船只安全通行。
( 4) 攪拌船施工作業(yè)應(yīng)有專(zhuān)人定人定崗進(jìn)行機(jī)械維修保養(yǎng)作業(yè), 保證船只技術(shù)性能良好, 消除設(shè)備隱患。一旦出現(xiàn)機(jī)械故障, 能及時(shí)維修, 確保工程順利進(jìn)行。
( 5) 攪拌船上的施工作業(yè)人員應(yīng)穿救生衣, 不穿救生衣嚴(yán)禁上船作業(yè); 夜間施工應(yīng)有良好的照明設(shè)施。
10 結(jié)語(yǔ)
( 1) 在原老航道狹窄、淤積、彎曲, 并有其它船舶航行等復(fù)雜工況條件下, 面對(duì)工程量大、工期短等, 且雨水天氣多的情況, 通過(guò)采用水上移動(dòng)攪拌船技術(shù), 使工程質(zhì)量、工期、安全等目的得以圓滿實(shí)現(xiàn)。實(shí)踐證明, 所采用的施工工藝和施工技術(shù)參數(shù)是可靠的, 合理的。
( 2) 水上移動(dòng)式攪拌船工藝有效解決了航道工程護(hù)岸混凝土基礎(chǔ)澆筑的施工借地不經(jīng)濟(jì)性、借地混凝土硬化造成的退耕還田后的對(duì)老百姓耕作的不合理性及不環(huán)保性。
( 3) 通過(guò)水上攪拌船作業(yè), 提高了勞動(dòng)強(qiáng)度, 加快了施工進(jìn)度, 由原始的用人力三輪車(chē)運(yùn)送混凝土, 改成導(dǎo)管泵送混凝土直接泵送至施工作業(yè)點(diǎn), 提高了施工效率, 保證了工程質(zhì)量, 使“百年大計(jì), 質(zhì)量第一”真正落到實(shí)處。
( 4) 通過(guò)機(jī)械化施工, 護(hù)岸施工和土方開(kāi)挖可以同步展開(kāi), 同時(shí)對(duì)工程船舶靠岸施工材料, 機(jī)械上岸及人工作業(yè)的安全也得到了保證。不僅消除了安全隱患, 也為標(biāo)化工地的建設(shè)創(chuàng)造了良好的條件。
( 5) 航道工程水上移動(dòng)式攪拌船施工技術(shù)在國(guó)內(nèi)屬首次提出。實(shí)踐證明是成功的。通過(guò)施工工藝的研究和開(kāi)發(fā), 形成了具有自主產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù), 在內(nèi)河航道改造工程中具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。
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