中交广州航道局有限公司 广东广州 510221
摘要：随着国家“走出去”的战略，现在很多企业都在国外承接工程，疏浚企业也不例外，土质、工况及疏浚船舶的选择对完成疏浚吹填工程至关重要，国内工程项目的土质条件和国外差别很大，特别是中东地区的土质条件较国内更为复杂，本文以沙特扎瓦尔港工程为例，介绍多种船型如何结合施工开挖复合土质，为类似工程提供参考和借鉴。
关键词：土质、耙吸挖泥船、绞吸挖泥船、抓斗挖泥船
一、工程情况
1、地理位置
扎瓦尔（ZAWR）港位于沙特东部波斯湾的西岸，靠近沙特阿拉伯东部的的朱拜勒港（Jubail），距最近的朱拜勒工业城（JUBAIL INSDUCTRAL CITY）约130km。紧临波斯湾，向东隔海与伊朗相望，向南为巴林、卡塔尔；地理位置优越，陆路交通便利，有公路沟通利雅得等地，港外至迪拜331海里，至霍尔木兹海峡381海里，科伦坡港2165海里，等多条通往世界各地的国际航线。
2、工程规模
疏浚：约24km航道、调头圆、港池、冷却水取水口与排水口，疏浚量达4250万m3，吹填量3000万m3；
水工：7万吨级泊位2个、5万吨级泊位1个、7千吨级泊位1个；
约610万m2的陆域吹填，其中部分需地基处理；以及护岸、防波堤及防浪墙工程；
土建工程，如：港口管理大楼、清真寺、燃料库、消防站、变电站、道路、围墙大门、排水系统、照明、水储存及处理等约25栋建筑物设施。
二、土质情况
1、根据该工程的地质资料绘制地质剖面图，再根据地质剖面图分解各种土质含量。
（1）港池、调头圆、进水口航道、内航道.png)
（2）外航道.png)
2、分析土质分布情况
由于航道12+000～24+115地质钻孔点较疏，为了更全面、准确的了解土质的分布情况，在项目前期安排小抓斗对航道12+000以外进行了试挖，试挖采用千方驳拖带小抓斗沿航道大约每500m间距一个试挖点的方式进行，对有钻孔资料及土质坚硬的位置抛锚定点试挖，结合土质资料，分析土质分布情况如下：
（1）港池、调头圆、进水口航道及港池、内航道（0+000～4+000）区域主要以密实中细砂、粉细砂为主，占85%的工程量，表层有0.3m～0.5m厚的砂岩帽，占14%的工程量，特别是进水口航道及港池区域，砂岩帽含量最多，占该区域工程量的45%。
（2）航道4+000～12+000段土质主要为：上层为0.5～1.5m厚的砂岩帽，占12%的工程量，中下层为密实到极密实的中细砂 ，占88%的工程量。
（3）航道12+000～21+000段土质主要为四种：第一层为淤泥质砂，松软易流动，厚度约0.5m～1.5m，含量较少，第二层为1.0～3.0m厚的砂岩帽，占40%的工程量，第三层为密实中细砂，占20%的工程量，第四层为砂岩，占25%的工程量。
（4）航道21+000～24+115段土质主要有两种：上层淤泥质砂，下层砂岩，硬度大，厚度达到3.0m。
本工程中，中细砂、粉细砂占总工程量的77%，砂岩帽占总工程量的16%，砂岩占总工程量的6%。
三、疏浚吹填工程常用挖泥船介绍
1、耙吸挖泥船
耙吸式挖泥船是一种装备有耙头挖掘机具和水力吸泥装置的大型自航、装仓式挖泥船。挖泥时，将耙吸管放下海底，利用泥泵的真空作用，通过耙头和吸泥管自海底吸收泥浆进入挖泥船的泥仓中，泥仓满后，起耙航行至抛泥区开启泥门卸泥，或直接将挖起的泥土排除船外。有的挖泥船还可以将卸载于泥仓的泥土自行吸出进行吹填。它具有良好的航行性能，可以自航、自载、自卸，并且在工作中处于航行状态，不需要定位装置。它适用于无掩护、狭长的沿海进港航道的开挖和维护，以开挖淤泥时效率最高。耙吸挖泥船的缺点是底质硬时挖不动，耙吸船在基建性疏浚和维护性疏浚中都可使用,但不能在范围狭窄的水域施工。
2、绞吸挖泥船
绞吸挖泥船是利用转动着的绞刀绞松海底的土壤，与水泥混合成泥浆，经过吸泥管吸入泵体并经过排泥管送至吹填区。绞吸式挖泥船施工时，挖泥，输泥和卸泥都是一体化，自身完成，生产效率较高。绞吸船也可采用泥驳停靠旁边进行过驳施工，再由泥驳将疏浚料抛至卸泥区。绞吸挖泥船适用于风浪小、流速低沿海港口的疏浚，以开挖砂、砂壤土、淤泥等土质比较适宜，开挖黏土时，工效较低。
3、抓斗挖泥船
抓斗式挖泥船有自航和非自航两种。自航式的一般带泥舱，泥舱装满后自航至排泥区卸泥；非自航式则利用泥驳装泥和卸泥：挖泥时运用钢缆上的抓斗，依靠其重力作用，放入水中一定的深度，通过插入泥层和闭合抓斗来挖掘和抓取泥沙，然后通过操纵船上的起重机机械提升抓斗出水面，回旋到预定位置将泥沙卸入泥舱或泥驳中，如此反复进行。抓斗挖泥船一般用于航道、港池、及水下基础工程的挖泥工作。适合于挖掘淤泥、砾石、卵石和粘性土等但是不适合挖掘细沙和粉沙土，遇到特别坚硬的土质，抓斗船可先将抓斗换成凿岩棒进行凿岩施工，后硬土质破碎后再换回抓斗开挖。
四、三种船型组合施工
根据以上介绍三种挖泥船的施工原理结合此工程的工况和土质情况，本工程采用以下三种船型组合施工的方法。
1、港池、调头圆、进水口航道及港池、内航道利用绞吸船直挖直吹，疏浚料直接回填至吹填区，在实际施工中个别区域（航道1+000～2+000）出现了粘土，由抓斗施工完成。
2、航道4+000～12+000是航道工程量最集中的区域，自然水深浅，泥层厚，利用三种船型组合分层开挖：
（1）上层砂岩帽层由抓斗完成，剩余泥层厚度约5m～9m；
（2）绞吸船过驳施工该段中下层，利用绞吸船绞刀头破碎能力强的特点，将遗留的砂岩帽碎块打碎并过驳运走，同时绞吸船在施工时，绞刀头深埋在中下层的密实砂中转动，使密实砂松散，易开挖，剩余泥层厚度约3m～6m。
（3）耙吸船完成最后施工，经过上两层施工，砂岩帽碎块遗留很少，密实砂变的松散，耙吸船效率得到很大提高。
3、航道12+000～21+000先分层后分段利用三种船型组合开挖：
（1）表层淤泥质砂先由耙吸船完成；
（2）航道12+000～15+000段表层清完后剩余泥层厚度约2.0m～4.0m，由抓斗船分两层开挖。
（3）航道15+000～21+000段表层清完后剩余泥层厚度约0.5m～2m，利用绞吸船绞刀功率大，破土能力强、施工质量好、航槽一次成型无需扫浅的特点过驳施工一次完成。
4、航道21+000～24+115由抓斗完成，在航道22+000～23+000段，砂岩厚、硬度大，抓斗施工效率低的情况下，采用了先由抓斗带凿岩棒进行凿岩施工，再由抓斗开挖的方法完成施工。
五、结束语
本工程通过对土质的研究和分析，分层分段列出土质的分布情况，再根据耙吸、绞吸、抓斗三种挖泥船各自的施工特点和对土质的适应性，合理安排，多船型组合对复合土质进行开挖，既最大限度的发挥了各自船型的性能，又使三种船舶都保持了高的施工效率，从而提高了产量，缩短了工期，保质保量的完成了项目，创造了较高的经济效益。
参考文献
[1]疏浚工程手册.
论文作者:闫伟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/21
标签：土质论文; 挖泥船论文; 抓斗论文; 航道论文; 砂岩论文; 工程量论文; 工程论文; 《基层建设》2017年第14期论文;