大型耙吸挖泥船在虹喷吹填中的施工质量控制分析

大型耙吸挖泥船在虹喷吹填中的施工质量控制分析

高叶超

连洋航务集团有限公司上海疏浚分公司

摘要：耙吸挖泥船是疏浚工程填海工程中的重要机械，其应用质量将会对工程整体施工质量产生深刻影响。基于此，本文以“一带一路”中的重点工程项目为例对大型耙吸挖泥船在红喷吹填中的施工管理问题进行了研究。文章概述了耙吸挖泥船的类型、原理和应用优劣势并介绍了案例工程的基本情况，然后对虹喷吹填施工质量控制要点进行了论述。

关键词：耙吸挖泥船；虹喷工艺；吹填施工；质量控制

前言：虹喷吹填是填海造陆的一种重要技术，可以为扩大陆地面积，促进港口城市发展起到重要作用。当前，城市与人口规模不断扩大，临海土地资源短缺问题已然不容忽视。在此情况之下，“人造陆地”成为了丰富临海土地资源的重要方法，而在该项工作当中虹喷吹填将成为重要的施工方式。

1耙吸挖泥船的基本情况

耙吸挖泥船是一种可以边吸泥边航行的大型机械，在开挖淤泥、维护航道方面可发挥重要作用，一直是疏浚工程中的重要施工设备。当然，耙吸挖泥船还可以被应用在吹填造陆工程当中。当前，耙吸挖泥船主要有单耙和对耙之分，其挖泥团里类似于真空吸尘器，是利用离心泵将海底的水和泥吸入耙吸挖泥船的泥舱，待吸满后可从舱底将淤泥倒入抛泥区。耙吸挖泥船的船首位置大多装有横向推进器，所以该设备的操纵性能与航行性能绝佳，在施工阶段无需安装定位装置可以自行完成航行与卸载。而且，耙吸挖泥船施工时对航行的干扰小抗风浪能力强，十分适用于在沿海港口、宽阔江面或船舶锚地作业^[1]。不过，耙吸挖泥船也并非毫无缺陷，这种机械适宜在硬度低或土质松散的区域作业，若底质硬无法挖洞，那么就会导致所挖泥沙中含水量过高，施工效率和质量都难以保障。此外，虽然耙吸挖泥船可用于开展基建性疏浚和维护性疏浚，但疏浚水域的宽阔度将会直接影响机械使用效果，若待疏浚水域范围狭窄则不适宜选用耙吸挖泥船作业。

2案例工程概述

本文所选案例是“一带一路”规划中的科伦坡港吹填工程，该工程位于斯里兰卡西南沿海地区，濒临印度洋北侧。这一项目的东西向和南北向长度分别为2km与2.1km，总面积约4.2平方公里，陆地向海面存在渐变水深，最深为-21m。根据合同要求，施工人员需要进行填海造陆，以回填方式在施工区域内形成大于268万平方米的陆域并且达到设计标高。在此环节，吹填交工的标高应位于4.2m-7.4m之间，预留沉降值为0.7m，吹填工程的总作业量为7100万立方米。

在施工条件方面，案例工程所在海域存在不规则的半日潮现象，海域潮差、潮流的流速都相对较小且受风向影响大。风向变化会对项目所在海域的风浪频率以及浪向产生影响，每逢季风期会出现大风大浪。同时，当地取砂区的土质以粗砂为主，呈灰黄色密实度中等但级配良好，部分区域中存在贝壳碎片和黏土块。在案例工程施工中，建设方计划以耙吸挖泥船作为主要施工机械，基于虹喷工艺与吹填技术，完成填海造陆。

3基于耙吸挖泥船的虹喷吹填质控要点

案例工程所选用耳朵耙吸挖泥船虹喷施工，本质上是基于耙吸挖泥船实现取砂、载重航行、海砂稀释、泥泵吸浆和虹喷成陆的过程，其原理就是利用耙吸挖泥船挖泥然后再通过调整海砂浆液浓度和定向虹喷岸排来扩大陆地范围。这种工艺的实用价值极高，但施工难度大且十分容易受到风浪、吹填土土质以及人为操作的影响，稍有不慎就会造成作业偏差。为此，相关工作人员需要从多角度出发强化耙吸挖泥船虹喷和吹填施工的质量控制质量，基于流程化、个性化、精细化施工管理，保证技术的可用性和实用性

3.1保证施工方案切实可用

保证施工方案的适用性和科学性是实现耙吸挖泥船虹喷吹填施工质量控制的基础性工作，施工方案也是施工现场管理的主要依据之一，所以在开展施工质量控制管理过程中，确保施工技术方案可行至关重要。对于本次案例来说，施工人员需要先确定科伦坡港所在区域可以开展虹喷吹填成陆。经过实地调研发现，案例工程所在区域的成陆工作需要耗费极多的中粗砂，对陆域形成阶段的回填砂质要求较高，且取砂区与成陆区距离较远，所以在施工中需要利用大型耙吸挖泥船完成陆域回填施工，并保证虹喷吹填工程量与总工程量占比超过50%。为确保施工方案合理可行，施工前可将陆域高程较低的位置选为虹喷施工区，然后通过开展虹喷施工确定船舶球鼻艏的坐标、完成地形测量与数据分析，进而确定虹喷工艺的施工距离、扩散范围和高度^[2]。基于此，在本次案例工程正式开工后，相关工作人员应该依照如下参数完成施工。施工方案中应规定，大型耙吸挖泥船的虹喷距离、加高半径和影响范围应分别选定为80m、15m、30m，而成陆岸线的坡度应该控制在1:10。

3.2提高虹喷网格的精细化程度

对于大型耙吸挖泥船而言，机动性差、施工质量控制难度大的问题不容忽视，施工技术人员在操纵大型耙吸挖泥船开展虹喷吹填工作时必须着重考虑这些问题，才能保证施工质量。因此，在质量控制过程中，从优化虹喷网格方面开展精细化大型耙吸挖泥船虹喷施工管理十分可行。

虹喷区域施工网格的划分，需要经过系统化信息采集与全面地信息分析。此时，大型耙吸挖泥船性能、成陆顺序、虹喷成陆的特征以及吹填区域的水深都会成为影响网格划分的重要因素，有效划分网格将会为提高虹喷施工精准性和质量控制有效性奠定基础。为此，相关工作人员需要从实际出发，基于施工机械参数与实际施工需要，确定虹喷施工网格的规格。比如，在案例工程当中，大型耙吸挖泥船的虹喷施工网格的单格尺寸可设定为30m×60m。

在实际作业环节，虹喷施工人员需基于全覆盖、全方位的原则对施工区域的水陆域参数进行测量，确定水深与设计标高，进而保证补砂量合理；然后还需要以此为基础划分共喷网格，再理顺网格编号和虹喷施工舱数量后将相关数据导入DTPS，为正式施工提供依据。现场施工时，操作人员需着力保证吹填标高的平整性，该项工作可基于调整大型耙吸挖泥船位置和姿态来完成。此外，现场管理人员还应实时监测虹喷成陆区域的情况，并及时更新网格，这样既能保障当下施工质量，又能避免后续施工资源浪费，可真正实现高质高效地虹喷吹填。

3.3增强虹喷成陆的可视化程度

为提高虹喷施工精准性，现场施工人员还应该重视虹喷施工可视化问题，通过提高可视化程度来控制施工质量。在此环节，大型耙吸挖泥船操纵人员应明确虹喷网格以及虹喷的具体落点和设计标高，然后根据标高在施工区域安放参照物，从而确保施工时有据可循。比如，明确虹喷施工参数，确保虹喷标高参照物位置合理且高度标准，严格依照标高参照物驾驶大型耙吸挖泥船，基于进车、侧推、倒车等操作对虹喷落点进行调整，让堆积标高与平整度符合预期目标^[3]。

3.4深化虹喷施工的流程管理

优化和完善大型耙吸挖泥船虹喷吹填流程，保证所有流程环环相扣是开展质量控制的重要手段。在此环节，相关工作人员应该先明确所有施工流程，然后再基于科学方法完成流程管理，最终保证大型耙吸挖泥船虹喷吹填施工质量。以案例项目为例，项目的虹喷吹填工程主要包括8道工序，第一道工序是制定施工计划；第二道工序是确定虹喷吹填施工范围；第三道工序是开展虹喷吹填区域的实地测量与数据采集；第四道工序是开展虹喷吹填施工网格划分、导入与参照物放置；第五道工序是利用大型耙吸挖泥船开展虹喷吹填施工；第六道工序是基于陆地机械开展吹填区域的现场整平；第七道工序是工程验收；第八道工序是工程交付。

对于虹喷吹填施工项目而言，无论是前期规划、中期施工还是后期验收，都会对项目施工质量产生深刻影响，所以保证施工流程完整性以及施工质量控制全过程性十分必要。在实际作业环节，施工质量管理人员就应该从这一角度出发，基于强化施工管理保障工程质量。比如，加强合同管理和施工方案管理，确保合同与方案内容可以被有效落实；加强测量施工与机械施工管理，为实现水陆全覆盖测量与船舶高质量施工奠定基础；深化施工规范化和标准化管理，严格依照业内规定、工程需要和技术标准开展管理，确保施工技术有效落实。此外，在流程管理过程中，相关工作人员还应该重点关注人力资源管理问题。比如，建立工作资质审查机制，确保现场工作人员的技术水平、安全意识与工作经验符合工程要求；建立规范操作管理奖惩机制，严厉处罚不规范、不合理操作，从根本上保证施工流程顺利开展并降低施工误差的出现几率。

结论：综上所述，基于大型耙吸挖泥船的虹喷吹填施工，能够高效完成填海造陆，进而达到增加临海土地量、扩大沿海城市规模的目的。在实践工作中，技术人员需要从实际出发，明确大型耙吸挖泥船的可用性与实用价值，然后再从多角度出发高效开展施工现场控制，最终保障虹喷吹填工程质量。

参考文献：

[1]龙真健.大型耙吸式挖泥船精挖施工工艺在航道工程中的应用研究[J].价值工程,2020,39(11):171-172.

[2]郭旺,郑洪武.自航耙吸挖泥船复杂工况施工与航行安全管理探析[J].工程建设与设计,2019(15):274-278+292.

[3]宋海展,闫继红,武福亮.大型耙吸挖泥船在虹喷吹填中的施工质量控制[J].中国港湾建设,2019,39(04):63-66.