經驗交流：塑料排水帶深水施工技術
發布時間：2010-01-14 共1頁
我國自80年代塑料排水帶應用以來，軟基排水加固技術發展迅猛。目前塑料排水帶已成為排水加固的主要材料，廣泛應用于圍海堵港等地基處理工程。近年來，隨著圍海事業的發展，圍海工程已向深水發展，使人們對塑料排水帶深水施工技術和設備尤為關注。浙江省圍海工程公司根據多年海上施工經驗，結合深水施工的實際情況，成功的研制了深水塑料排水板插設作業船。該設備通過玉環漩門二期堵壩工程中的使用，逐步形成了一套較完整的深水施工工藝。
一、工程概況
漩門二期堵壩工程位于浙江省玉環縣的漩門港，是我國少有的深水堵港工程。二期堵壩在分水山和鷹公山之間，壩長1080m，壩頂高程7.5m，壩底高程一般為-7.2m～-8.0m，最低為-25.0m(黃海高程)，壩頂寬6m，標準壩段底寬為190m。
壩基處理采用塑料排水板結合鎮壓層的復合加固法。插板間距1.2m，標準壩段部位插深一般在26m左右。
二、施工特點
1.水深流急。當地多年平均高潮位為2.88m，50年一遇高潮位為5.22m，即在高潮位時，港址處的水深為10～25m，平均低潮位時也有6～20m，施工時流速達1.0～1.5m/s，隨著碎石墊層和拋石升高，流速增至2.0～3.0m/s。這樣的施工環境，對施工設備的定位錨泊和沉樁管對水流的抗彎曲能力提出了很高的要求。
2.風浪。該工程地處浙江東南沿海，為典型的強潮地區，潮差一般在5～7m之間。浙江省每年7～9月被稱為臺汛期，在這段時間內，一年的潮位最高，而臺風也最為頻繁。為確保工程施工質量及設備、財產和人身的安全，要求設備必須具備快速避臺風和搶戰小風的機動性能。
3.地質情況復雜。該工程總長1080m，其地質情況比較復雜。在軟土層中，局部地區有巖基、沙隔層或貝殼沉積層。在這樣的環境下施工，對水下裝靴樁頭是一個嚴峻的考驗。
4.浮態定位要求高。由于水深，船體是在水浮區的水面進行作業，無法擱淺檢查定位的實際情況，所以必須要求定位準確可靠。
5.工期緊迫。漩門二期堵港工程總插板數量為258萬m，約10萬根。總工期為8個月，這樣的施工強度在國內深水作業中也是少有的。
6.質量要求高。在該工程中規定插設間距誤差為10cm，垂直度誤差小于1.5%，回帶長度小于50cm。
三、施工設備
按中國沿海地帶作業標準及上述施工特點，浙江省圍海工程公司研制了深水塑料排水帶插設作業船。船體系航式雙體作業船，由兩個片體與首尾連接構成一個長方形的施工空間。該船總長46.8m，總寬17m，型深3.2m，吃水深度為1.6m，排水量為700t，一次定位有效施工尺寸為22m×10m。定位與移動設備裝置為4臺5t起錨機，能在水深30m以內、流速2～3m/s的環境中施工。塑料排水帶插設裝置為門架式立柱打設機。該設備安放在作業船上，在施工空間可進行縱向和橫向移動，總高度為40m，總長度為9m，跨度為13m，能夠滿足插入涂面以下37m深的要求。為了補償船體傾斜度，設計時采用門架與立柱之間進行雙鉸鏈連接，使其組成平行四邊搖擺機構，利用門架后支撐螺桿進行前后傾斜調節。整個架子可以躺倒放置在船上，作業時將其豎起。
水上定位裝置采用國際上較為先進的GPS實時差分定位系統，由3臺高精度GPS組成。該系統不僅接收信息快，而且不受天氣、風浪的影響，可在24小時進行定位作業。
水下剪板裝置與裝靴裝置由剪刀管和剪刀箱、剪刀片、樁頭、測深儀、液壓設備等組成。
電腦自動記錄檢測裝置由數字測深儀，樁管插深傳感器、進帶傳感器、報警器、電腦等組成。
四、施工方法
1.深水插板的工藝流程。施工定位—插設塑料排水板—水下剪板和裝靴檢測記錄—移位。
2.施工定位。船體定位：首先在岸上選一坐標點，在其上放置1臺岸臺GPS接收機，然后在計算機上輸入施工區域平面圖及控制點的實地坐標和船舶施工空間尺寸，根據每條船的施工空間進行船位劃分，并直接顯示在計算機屏幕上。這樣移動船位時只要用4臺錨機絞動船舶，至其施工空間與劃分的船位重合時，說明船舶已準確就位。該系統的定位精度達到10cm，能滿足全天候施工的要求。插板機定位：其定位方法為機械定位，精度能控制在1cm以內。在施工時先按每支樁的間距及布置形式在222m×10m的空間范圍內劃分出總排數（縱向）和每排的支數（橫向）。然后移動插設機平臺進行縱向定位，當定位指針與縱向定位刻度重合時說明定位準確，在平臺定位準確后開動小車平臺進行橫向單支定位。這樣完成全船的插設支數以后，再進行下一船的定位。
3.塑料排水帶插設。采用門架式立柱結構的插設機械。為了控制塑料排水帶的垂直度，補償因插設機械行走引起的船體傾斜，在門架的后座上設計有垂直度調節螺桿，可以調節立柱的垂直度。當船體完成定位后，將穿好帶的套管打入土中，至設計標高，將套管拔出，塑料排水帶留在土中。完成插板任務后，再移動船位進行下一段插設。
4.水下剪板和裝靴工藝。根據水深測深儀測出的水深，將剪刀管放入水中，使其前端的剪刀箱離涂面30～50cm，當套管拔出水面，樁頭碰至剪刀箱內的限位器時，說明樁頭已拔至剪刀箱內，即可啟動液壓剪刀將塑料排水帶剪斷。為了提高剪帶速度，將剪切裝置設計為雙向裝置，每一次動作就完成一次剪切任務，而靴頭會自動回位。拔管時，保護活動門就會打開，而排水帶和壓帶導柱就會留在孔底。當套管上拔至一定高度時，導柱和套管一起拔出，而此時的塑料排水板已能完全靠泥土的阻力來固定。然后重復上述動作。
5.自動記錄檢測技術。自動檢測系統主要是通過檢測、樁深、水深、帶深和實際的涂面高程，就可以換算出回帶長度，一般回帶長度控制在30～50cm。如果在下樁過程距離樁底目標高程50cm以上，拔出時其深度報警器會發出警報提醒。
五、性能特點
該船的作業性能好，抗風浪能力強，能在水深30m以內、流速2m/s、8級風、2級浪的環境中施工，而且定位快、定位準，可進行全天候作業，施工速度快，操作簡便。
六、應用效果
漩門二期堵壩工程深水插板的任務為258萬m，工期為8個月，平均每臺月產量為1萬m左右，最多產量可達1.5萬m，扣除天氣、設備保養時間，平均插設時間每支循環為3分鐘，縱橫向行走時間為每分鐘5m，船體定位時間為10分鐘，一次拋錨可在40m×100m范圍內移動船位。
巖土工程師站點
一、工程概況
漩門二期堵壩工程位于浙江省玉環縣的漩門港，是我國少有的深水堵港工程。二期堵壩在分水山和鷹公山之間，壩長1080m，壩頂高程7.5m，壩底高程一般為-7.2m～-8.0m，最低為-25.0m(黃海高程)，壩頂寬6m，標準壩段底寬為190m。
壩基處理采用塑料排水板結合鎮壓層的復合加固法。插板間距1.2m，標準壩段部位插深一般在26m左右。
二、施工特點
1.水深流急。當地多年平均高潮位為2.88m，50年一遇高潮位為5.22m，即在高潮位時，港址處的水深為10～25m，平均低潮位時也有6～20m，施工時流速達1.0～1.5m/s，隨著碎石墊層和拋石升高，流速增至2.0～3.0m/s。這樣的施工環境，對施工設備的定位錨泊和沉樁管對水流的抗彎曲能力提出了很高的要求。
2.風浪。該工程地處浙江東南沿海，為典型的強潮地區，潮差一般在5～7m之間。浙江省每年7～9月被稱為臺汛期，在這段時間內，一年的潮位最高，而臺風也最為頻繁。為確保工程施工質量及設備、財產和人身的安全，要求設備必須具備快速避臺風和搶戰小風的機動性能。
3.地質情況復雜。該工程總長1080m，其地質情況比較復雜。在軟土層中，局部地區有巖基、沙隔層或貝殼沉積層。在這樣的環境下施工，對水下裝靴樁頭是一個嚴峻的考驗。
4.浮態定位要求高。由于水深，船體是在水浮區的水面進行作業，無法擱淺檢查定位的實際情況，所以必須要求定位準確可靠。
5.工期緊迫。漩門二期堵港工程總插板數量為258萬m，約10萬根。總工期為8個月，這樣的施工強度在國內深水作業中也是少有的。
6.質量要求高。在該工程中規定插設間距誤差為10cm，垂直度誤差小于1.5%，回帶長度小于50cm。
三、施工設備
按中國沿海地帶作業標準及上述施工特點，浙江省圍海工程公司研制了深水塑料排水帶插設作業船。船體系航式雙體作業船，由兩個片體與首尾連接構成一個長方形的施工空間。該船總長46.8m，總寬17m，型深3.2m，吃水深度為1.6m，排水量為700t，一次定位有效施工尺寸為22m×10m。定位與移動設備裝置為4臺5t起錨機，能在水深30m以內、流速2～3m/s的環境中施工。塑料排水帶插設裝置為門架式立柱打設機。該設備安放在作業船上，在施工空間可進行縱向和橫向移動，總高度為40m，總長度為9m，跨度為13m，能夠滿足插入涂面以下37m深的要求。為了補償船體傾斜度，設計時采用門架與立柱之間進行雙鉸鏈連接，使其組成平行四邊搖擺機構，利用門架后支撐螺桿進行前后傾斜調節。整個架子可以躺倒放置在船上，作業時將其豎起。
水上定位裝置采用國際上較為先進的GPS實時差分定位系統，由3臺高精度GPS組成。該系統不僅接收信息快，而且不受天氣、風浪的影響，可在24小時進行定位作業。
水下剪板裝置與裝靴裝置由剪刀管和剪刀箱、剪刀片、樁頭、測深儀、液壓設備等組成。
電腦自動記錄檢測裝置由數字測深儀，樁管插深傳感器、進帶傳感器、報警器、電腦等組成。
四、施工方法
1.深水插板的工藝流程。施工定位—插設塑料排水板—水下剪板和裝靴檢測記錄—移位。
2.施工定位。船體定位：首先在岸上選一坐標點，在其上放置1臺岸臺GPS接收機，然后在計算機上輸入施工區域平面圖及控制點的實地坐標和船舶施工空間尺寸，根據每條船的施工空間進行船位劃分，并直接顯示在計算機屏幕上。這樣移動船位時只要用4臺錨機絞動船舶，至其施工空間與劃分的船位重合時，說明船舶已準確就位。該系統的定位精度達到10cm，能滿足全天候施工的要求。插板機定位：其定位方法為機械定位，精度能控制在1cm以內。在施工時先按每支樁的間距及布置形式在222m×10m的空間范圍內劃分出總排數（縱向）和每排的支數（橫向）。然后移動插設機平臺進行縱向定位，當定位指針與縱向定位刻度重合時說明定位準確，在平臺定位準確后開動小車平臺進行橫向單支定位。這樣完成全船的插設支數以后，再進行下一船的定位。
3.塑料排水帶插設。采用門架式立柱結構的插設機械。為了控制塑料排水帶的垂直度，補償因插設機械行走引起的船體傾斜，在門架的后座上設計有垂直度調節螺桿，可以調節立柱的垂直度。當船體完成定位后，將穿好帶的套管打入土中，至設計標高，將套管拔出，塑料排水帶留在土中。完成插板任務后，再移動船位進行下一段插設。
4.水下剪板和裝靴工藝。根據水深測深儀測出的水深，將剪刀管放入水中，使其前端的剪刀箱離涂面30～50cm，當套管拔出水面，樁頭碰至剪刀箱內的限位器時，說明樁頭已拔至剪刀箱內，即可啟動液壓剪刀將塑料排水帶剪斷。為了提高剪帶速度，將剪切裝置設計為雙向裝置，每一次動作就完成一次剪切任務，而靴頭會自動回位。拔管時，保護活動門就會打開，而排水帶和壓帶導柱就會留在孔底。當套管上拔至一定高度時，導柱和套管一起拔出，而此時的塑料排水板已能完全靠泥土的阻力來固定。然后重復上述動作。
5.自動記錄檢測技術。自動檢測系統主要是通過檢測、樁深、水深、帶深和實際的涂面高程，就可以換算出回帶長度，一般回帶長度控制在30～50cm。如果在下樁過程距離樁底目標高程50cm以上，拔出時其深度報警器會發出警報提醒。
五、性能特點
該船的作業性能好，抗風浪能力強，能在水深30m以內、流速2m/s、8級風、2級浪的環境中施工，而且定位快、定位準，可進行全天候作業，施工速度快，操作簡便。
六、應用效果
漩門二期堵壩工程深水插板的任務為258萬m，工期為8個月，平均每臺月產量為1萬m左右，最多產量可達1.5萬m，扣除天氣、設備保養時間，平均插設時間每支循環為3分鐘，縱橫向行走時間為每分鐘5m，船體定位時間為10分鐘，一次拋錨可在40m×100m范圍內移動船位。
巖土工程師站點
