本發明屬于疏浚施工技術領域，尤其涉及一種絞吸挖泥船開挖珊瑚礁的方法。

背景技術：

珊瑚礁多分布在赤道附近的熱帶和亞熱帶海域，近年來國內疏浚行業競爭日趨激烈，大部分疏浚企業開始向外海和海外尋求市場，越來越多的絞吸式挖泥船開始接觸珊瑚礁的開挖。對于國內的大多數絞吸式挖泥船來說，開挖珊瑚礁的施工工藝和相關經驗都比較欠缺，針對開挖珊瑚礁過程中出現的堵口堵泵頻繁；橫移錨走錨頻繁；施工區水深不足；施工區擺寬不足；施工區域多為航道口門，氣象、海況條件差；吸排泥管線(特別是橡膠短節)磨損嚴重等影響絞吸挖泥船兩率的問題缺乏科學和系統的解決措施。

技術實現要素：

本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種絞吸挖泥船開挖珊瑚礁的方法，提高絞吸挖泥船開挖珊瑚礁的生產率和時利率，解決橫移錨下錨困難無法施工的難題。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：一種絞吸挖泥船開挖珊瑚礁的方法包括以下步驟，(1)研究施工區資料、確定施工分條和施工方式的步驟，施工區資料包括施工區域分布資料和土質資料，參考進度要求以及周圍其它施工干擾因素；(2)進點駐位的步驟，由錨艇或托輪輔助進點駐位，絞吸挖泥船移動至一個分條施工區域邊線后在計算機輔助決策系統上量出適合下錨區域距邊線的距離和角度，錨艇或拖輪配合下錨時根據橫移纜所放出的圈數和目測角度指揮錨艇將橫移錨下至指定位置；(3)開挖施工的步驟，采取“正刀空擺、反刀挖掘”的施工方式，施工過程中控制進刀量在1.0m-1.5m之間，保證在開挖過程中絞刀大部分刀齒共同受力，控制吃刀量在1.0m-2.5m之間，根據土質資料及試挖情況及時調整；(4)進步前移的步驟，反刀開挖至當前分條施工區域邊線后，將絞刀提升至該層層頂標高以上，臺車前移液壓缸活塞頂出，使絞吸挖泥船按規定前移距前移；(5)前移橫移錨的步驟，開始拋設的橫移錨位其橫移纜與絞刀在邊線時的船身的夾角在100°-130°之間，施工過程中絞吸挖泥船不斷的前移，當絞吸挖泥船前移擺至另一邊線時該橫移纜與船身后夾角小于50°時，將橫移錨前移設定距離；(6)移船的步驟，絞吸挖泥船完成一個分條施工區域的挖泥施工后，移船進行下一個分條施工區域，若移船距離較近，采用錨艇、絞吸挖泥船定位樁和橋梁的定位作用協助移船到位，若距離較遠，則采用錨艇或者拖輪將絞吸挖泥船拖帶至新的起挖點；(7)重復步驟(2)至(6)直至整個施工區域完成施工。

本發明的優點和積極效果是：本發明提供了一種絞吸挖泥船開挖珊瑚礁的方法，與傳統的方法相比，本技術方案中，按照本施工方法施工時，能夠在絞吸挖泥船性能尤其是絞刀功率和橋梁重量受限的情況下，大幅提高絞吸挖泥船開挖珊瑚礁的生產率和時利率；本施工方法針對絞吸挖泥船開挖珊瑚礁工區土質較硬，橫移錨下錨困難無法施工的難題，提供了相關的解決辦法；本施工方法針對施工區施工區域水深不足，擺寬不足，提供了相關的施工工藝；系統的研究了絞吸挖泥船開挖珊瑚礁時，不同型號絞刀及防石方式對絞吸挖泥船生產率的影響；系統的研究了絞吸挖泥船開挖珊瑚礁及珊瑚砂土質的相關施工工藝；本工法針對絞吸挖泥船挖珊瑚礁施工時吸排泥管線磨損嚴重，影響時利率的問題提出了針對性的優化方案。

優選地：步驟(2)中在平整度較差的施工區域實施進點駐位時，移船應確定好鋼樁所在的位置的水深，在下鋼樁或下橋梁時控制絞吸挖泥船的速度，水深較大時利用防風錨或錨艇控制船位。

優選地：步驟(2)中的橫移錨選取為具有大抓地力的斯蒂夫普斯錨。

優選地：步驟(3)中采用的絞刀其刀臂上設有防石擋板，防石擋板采用厚度為30mm-40mm的鋼板制作，其高度大于等于刀臂上齒座的高度。

優選地：步驟(4)中空擺時將絞吸挖泥船的橫移速度調至最高，減少吹水時間，待絞刀擺至當前分條施工區域邊線后降低絞吸挖泥船橫移速度同時下放絞刀，絞刀下放至規定開挖深度后，繼續反刀開挖施工。

優選地：步驟(5)中拋錨時將絞刀移至該分條施工區域的邊線，停止絞刀運轉，并下放至巖面進行定位，此時錨艇配合起錨；起錨后收絞橫移纜，避免纜繩勒入邊線外泥層內影響移錨效果；之后放纜繩并指揮錨艇將橫移錨拋至指定的拋錨位置；拋錨后收絞橫移纜，待橫移錨抓地固定后再將絞刀提出巖面，繼續施工。

優選地：步驟(6)中移船前應嚴格檢查移船路線上的水深情況，移船過程中下放鋼樁或橋梁時充分確認水深情況，并在允許的船速內進行操作。

具體實施方式

為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，茲舉以下實施例詳細說明如下：

本發明的絞吸挖泥船開挖珊瑚礁的方法包括以下步驟：

(1)研究施工區資料、確定施工分條和施工方式的步驟；

施工區資料包括施工區域分布資料和土質資料，參考進度要求以及周圍其它施工干擾因素。

開挖珊瑚礁施工在確定施工分條時，既要考慮常規的幾項分條原則，即選擇合適分條寬度充分發揮絞吸挖泥船效率、減少移船次數保證連續施工、考慮風向、流向對施工絞吸挖泥船和浚后水深的影響等；更要充分考慮施工過程中單條內土質變化問題和橫移錨下錨問題。單條內土質變化較大時可能在施工過程中需要不斷的更換絞刀和調整施工工藝，不利于連續高效施工；而對橫移錨下錨問題的考慮必須細致而長遠，自第一施工條至最后一條均要保證施工時橫移錨有合適的下錨區域。

珊瑚礁土質表層堅硬、中部珊瑚碎屑層和下部珊瑚礁灰巖層三層。一般情況下同一深度的土質變化相對較小，此時宜進行大分層開挖，即選擇土質相近的一層，根據土質資料和施工經驗選擇合適的絞刀采取相應的施工工藝，開挖完畢后再更換絞刀調整施工工藝進行下一層的開挖；當然也有在平面和深度上土質變化都較大的復雜工況的存在，此時在施工過程中工藝的調整(尤其是橋梁下放深度的調整)應該更加靈活。

(2)進點駐位的步驟；

一般珊瑚礁施工區區域內的平整度較差，在此區域移船應確定好鋼樁所在的位置的水深情況，在下鋼樁或下橋梁時應嚴格控制絞吸挖泥船速度，水深較大時禁止拋樁作業，可利用防風錨或錨艇控制船位，必要時進行緩樁作業，避免因土質過硬對絞吸挖泥船鋼樁或絞刀造成損傷。

由錨艇或托輪輔助進點駐位，絞吸挖泥船移動至一個分條施工區域邊線后在計算機輔助決策系統上量出適合下錨區域距邊線的距離和角度，錨艇或拖輪配合下錨時根據橫移纜所放出的圈數和目測角度指揮錨艇將橫移錨下至指定位置。

步驟(2)中在平整度較差的施工區域實施進點駐位時，移船應確定好鋼樁所在的位置的水深，在下鋼樁或下橋梁時控制絞吸挖泥船的速度，水深較大時利用防風錨或錨艇控制船位。

步驟(2)中的橫移錨選取為具有大抓地力的斯蒂夫普斯錨。

(3)開挖施工的步驟；

采取“正刀空擺、反刀挖掘”的施工方式，施工過程中控制進刀量在1.0m-1.5m之間，保證在開挖過程中絞刀大部分刀齒共同受力，控制吃刀量在1.0m-2.5m之間，根據土質資料及試挖情況及時調整。

步驟(3)中采用的絞刀其刀臂上設有防石擋板，防石擋板采用厚度為30mm-40mm的鋼板制作，其高度大于等于刀臂上齒座的高度。

此步驟下，絞刀轉數應適當降低，使得絞刀系統的扭矩輸出得以充分地發揮。施工過程中應密切關注絞刀功率和橫移轉矩，及時調整橫移速度，在確保設備安全的前提下盡量的將絞吸挖泥船的挖掘潛能發揮到最大，從而保證施工的生產率。

在挖珊瑚礁施工中必須考慮到的一點是：開挖珊瑚礁土質時，土質較硬，按照正常施工情況下錨，現有寬鰭三角錨橫移錨抓力不足，不能滿足施工需要，造成頻繁走錨，嚴重影響生產率。在傳統的采用錨桿拋錨不能滿足正常施工需要時，可嘗試采取以下拋錨方式解決。

通過對施工區域內土質資料的分析，將橫移錨拋在距船一定距離的土質較松軟的適合拋錨的地點，從而增加了錨的抓力。錨位與施工邊線增加了距離，同時可減少移錨次數，增長一次錨位開挖時間。需要注意的是拋錨地點的選擇應結合土質,以是否適合拋錨為標準，在橫移纜長度允許的情況下錨距船的距離可靈活掌握。

更換抓力較大的斯蒂夫普斯錨(薩克錨)作為施工絞吸挖泥船的橫移錨。斯蒂夫普斯錨兩個錨爪距離較大，錨爪與錨杠夾角為固定角度，錨爪和錨杠構成三角形且錨杠較重，橫移纜收力時錨爪可以一直保持較好的切入角度，使得在土質較硬的情況下，錨更容易切入土壤，為絞吸挖泥船橫移提供拉力。

(4)進步前移的步驟；

絞吸挖泥船完成一個開挖斷面后需進步前移。當絞吸挖泥船擺到施工邊線后，進行換向和進臺車操作。若采取“正刀空擺、反刀挖掘”的施工工藝時，在反刀開挖某層至邊線后，將絞刀提升至該層層頂標高以上后，臺車前移液壓缸活塞頂出，使絞吸挖泥船按規定前移距前移。空擺時要將絞吸挖泥船橫移速度發揮至最高，減少吹水時間，待船正刀擺至邊線后控制絞吸挖泥船橫移速度同時下放絞刀，此時應注意控制下橋梁速度，注意絞刀電流變化和跑刀現象的發生。絞刀下放至規定開挖深度后，繼續反刀開挖。施工絞吸挖泥船前移一個前移距后即完成一個挖泥循環，以此反復直至臺車走完一個行程。

在挖珊瑚礁過程中，為減少倒樁移錨及移船移錨次數，常采取單臺車內拉抽屜施工，即單臺車內分層施工。分層施工時應注意潮水的影響，在落潮過程中開挖下層最后一刀時應根據實際絞刀電流情況適當減少前移距。

反刀開挖至當前分條施工區域邊線后，將絞刀提升至該層層頂標高以上，臺車前移液壓缸活塞頂出，使絞吸挖泥船按規定前移距前移。

步驟(4)中空擺時將絞吸挖泥船的橫移速度調至最高，減少吹水時間，待絞刀擺至當前分條施工區域邊線后降低絞吸挖泥船橫移速度同時下放絞刀，絞刀下放至規定開挖深度后，繼續反刀開挖施工。

(5)前移橫移錨的步驟；

開始拋設的橫移錨位其橫移纜與絞刀在邊線時的船身的夾角在100°-130°之間，施工過程中絞吸挖泥船不斷的前移，當絞吸挖泥船前移擺至另一邊線時該橫移纜與船身后夾角小于50°時，將橫移錨前移設定距離。

步驟(5)中拋錨時將絞刀移至該分條施工區域的邊線，停止絞刀運轉，并下放至巖面進行定位，此時錨艇配合起錨；起錨后收絞橫移纜，避免纜繩勒入邊線外泥層內影響移錨效果；之后放纜繩并指揮錨艇將橫移錨拋至指定的拋錨位置；拋錨后收絞橫移纜，待橫移錨抓地固定后再將絞刀提出巖面，繼續施工。

(6)移船的步驟；

絞吸挖泥船完成一個分條施工區域的挖泥施工后，移船進行下一個分條施工區域，若移船距離較近，采用錨艇、絞吸挖泥船定位樁和橋梁的定位作用協助移船到位，若距離較遠，則采用錨艇或者拖輪將絞吸挖泥船拖帶至新的起挖點。

步驟(6)中移船前應嚴格檢查移船路線上的水深情況，移船過程中下放鋼樁或橋梁時充分確認水深情況，并在允許的船速內進行操作。

大部分的珊瑚礁施工區內水深和土質情況差異較大，移船前應嚴格檢查移船路線上的水深情況，如有需要必須進行緩樁等操作。移船過程中下放鋼樁或橋梁時應充分確認水深情況，并在允許的船速內進行操作。

(7)重復步驟(2)至(6)直至整個施工區域完成施工。