抓斗挖泥船施工质量控制探讨

杨锡贤 易磊

摘 要：本文结合新海蚌轮在阿根廷布市地区工程中的施工情况，对抓斗挖泥船施工质量控制进行探讨，从实践中得出了一些切实可行的改进措施，为以后类似的工程施工提供参考。

关键词：抓斗挖泥船，质量控制，主动耙平器

中图分类号：U674.31            文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2019）08-0075-02

1 抓斗挖泥船质量控制特点

钢桩式抓斗挖泥船的优点在于使用范围广，基本不受水深限制，占用水域面积小，适用于狭窄、水浅和交通繁忙的施工区段，而大型抓斗挖泥船可以挖掘十分坚硬的泥质，不受杂物垃圾石块的影响。但施工连续性较差，没有固定的挖掘痕迹，疏浚平整度差，精确深度控制较差，容易造成浅点和超深现象，质量控制比较难。

2 抓斗挖泥船挖深控制措施

2.1 防止出现浅点的措施

施工出现浅点属常见的工程质量问题，施工区存在浅点就无法通过竣工验收，需进行扫浅施工，扫浅施工相当于对浅区重复施工，移船频繁，耗时耗资，因此在施工中必须采取有效措施，防止浅点出现，确保一次施工合格。

抓斗挖泥船疏浚施工造成出现浅点的原因较多，主要有：抓斗挖泥船定位不准确或者排斗不合理造成漏挖出现浅点、抓斗下放深度不到位造成欠挖、边坡不稳定塌方等。

针对上述原因采取以下措施：

（1）定期对抓斗挖泥船的定位系统进行比对，定期对抓斗零位进行复核，确保抓斗挖泥船的定位误差和深度误差满足要求。

（2）抓斗闭合的过程中两侧可能漏泥，船体在施工中也会有微小的晃动，所以在排斗时要有一定的重叠量。在阿根廷布市工程中新海蚌轮通過试挖比对，确定排斗重叠量为0.4m较为合适。

（3）进距前后排斗也要有相应的重叠量，对泥斗充泥率较高的区域，进关量适当减少，从工程试挖结果得出，前后排的重叠量为1m效果较好。

（4）由于抓斗挖掘轨迹很不平整，还需确定合理的超深量来防止浅点出现。

2.2 超深控制措施

由于抓斗几何形状的限制和各种仪器或操作产生的误差，抓斗挖泥船施工必须要有一定的超深量来确保整个施工区能全部达到设计水深。在抓斗挖泥船疏浚施工中，超深控制始终是难题之一，超深量过小，容易产生浅点，达不到设计水深;超深量过大会增加废方量，降低施工效率，增加施工成本。

为保证施工效率，超深的控制主要是在清底层开挖时进行严格测量和控制。

（1）清底层施工时水位改正要确保精度，勤对潮位，及时记录和潮汐表上的预测潮位比对，如果发现误差过大，应马上对潮位站进行校核;

（2）吊机操作要求平稳，尽量控制抓斗和上方GPS天线位置上下垂直，确保抓斗准确定位，抓斗接近设计标高时要放慢下斗速度，控制标高，严格按标高下斗，并保证抓斗排列均匀;

（3）根据施工进度及时测量，及时根据测量结果做好调整，以保证施工质量和减少超深量。

2.3 根据土质和厚度合理分层控制挖深

不同工程的土质和挖泥厚度不同，挖泥分层也是不一样的，对于松软土质，27方抓斗挖泥船施工分层厚度一般是4-5m，清底层一般预留泥层厚度为1.0～1.2m。比如在阿根廷YPF天然气码头疏浚工程中，部分施工区域泥层厚度为5-6m，因此施工时分2层施工，第1层厚度4～5m，第2层厚度1m。第1层厚度大是为了提高施工效率，对疏浚质量不做严格要求，每关需要施工3遍，施工过程中尽量确保剩余泥层厚度均匀，有利于清底层施工质量。第2层要求按照设计水深施工，预留泥层厚度为1m左右，预留厚度太大容易出现浅点，扫浅更容易加大超深量，厚度太薄，稍微控制不好就出现较大的超深。

3 边坡质量控制和易塌方区域质量控制

边坡控制的总体原则是按设计坡度要求进行分台阶施工，按照“下超上欠，超欠平衡”的原则进行开挖，以达到边坡要求。

3.1 边坡质量控制措施

（1）主要根据土质确定台阶高度，土质较硬的台阶高度小一些，土质较软的台阶高度可以大一些，阿根廷布市工程的土质主要为回淤软土，新海蚌轮施工边坡时台阶高度一般为2m。

（2）在施工边坡时，坡上会有少量泥土滚落到坡脚，造成槽内边线附近的水深达不到设计要求，所以在布市工程施工过程中，靠近边线槽内的两斗（4m）加深0.2m，避免坡脚出现浅点。

（3）由于边坡区域泥层厚度分布不均匀，施工时要注意每个台阶的泥层厚度，合理分遍分层开挖。

3.2 易塌方区域质量控制措施

在阿根廷布市南港区的码头大部分是高桩码头，码头下面是架空的，常年回淤，码头下的区域一般疏浚设备无法进行疏浚，所以当抓斗挖泥船疏浚到码头边时原有土层失去了稳定，经常会发生塌方，会造成码头边出现浅点。为了提高施工质量，针对易塌方区域采取以下措施：

（1）根据塌方情况，靠近码头边的4～6m适当加深。

（2）采取回斗挖法即时将塌方土清除，当施工完一关后，立即对靠近码头边进行再次回斗疏浚，回斗次数视塌方情况而定。

（3）在靠近码头一侧的船边对已施工区段进行水深自检（打水陀），根据自检结果判断是否还有后续塌方，及时调整挖深留足备淤深度。

4 确保施工质量的前提下提高施工效率

工程质量控制过程直接关系到一个工程是否合格，同时也是控制工程成本的核心要素。质量控制直接影响到了工程施工的进度和经济效益。如何在确保施工质量的前提下提高施工效率是我们需要认真思考的重要问题。在阿根廷实施的项目中，我们采用了一些切实有效的施工方法。

4.1 针对泥层薄，流动性较好的土质，采用“梅花”挖法

“梅花”挖法操作要点：挖泥时不连续下斗，而是斗与斗之间留有一定的间隔，前移之后，挖第二排斗时，在原第一排斗两斗之间处下斗，这样依次前进，使所挖的泥面呈梅花形的土坑。采用“梅花”挖法可以减少挖斗数量，提高施工效率，但需要注意在施工时要适当加深，让漏挖的部分坍塌入土坑内，使全断面达到设计水深要求。排斗的间距要根据实际测量结果来确定。

4.2 根据不同的泥层厚度，合理排斗，合理分遍开挖

土质松软，泥层薄，排斗间距应大一些;土质较硬，泥层厚，排斗间距应小一些。新海蚌轮挖宽24m，泥层厚度≤1.2m时，一般排12斗;泥层厚度达到1.5m时，可排14斗;泥层厚度超过1.5m一般要分遍开挖。对于泥层厚度大于1.5m的区域可以采取土方平衡的方法确定排斗数，比如泥层厚度为2m，第一遍可排7-8斗（必须均匀分布），第二遍排12斗。这样比起挖两整遍（24斗）就可以减少斗数，增加泥斗充泥率，提高施工效率。

5 主动耙平器在抓斗挖泥船施工中的应用

针对抓斗挖泥船施工平整度差的特性，利用新海蚌轮的船舶性能特点，项目部研制了新型刮板式主动耙平器用于疏浚施工，起到了削峰填谷的作用，浅点清除效果明显，又减少了超深量，从而提高了工程质量。对于泥层薄的区域，配合采用“梅花”挖法施工，施工效率可以较大幅度提高。由于刮板式耙平器强度不高，只适用于软土质。

新型刮板式主动耙平器工作原理：制作一块24m长的钢板，将船艏的两个锚拆除，利用船艏的两个锚机吊着钢板，同时在甲板上画好刻度尺，通过锚机控制和调整下放深度，在抓斗挖泥船进关前移的过程中拖着耙平器将已开挖的河床刮平。另外为了控制好耙平器下放深度，在耙平器两端各系一根水砣绳，用于校核下放深度。

6 结束语

抓斗挖泥船施工需要根据具体工程的气象、水文、土质、泥层厚度、施工环境等工况条件，结合抓斗挖泥船自身特点制订合适的施工方法并通过试挖和总结，确定合理的排斗重叠量和泥斗下放最佳深度，才能使施工质量和施工效率都能取得较好的效果。