皮带船在吹填造陆工程中的应用与分析论文_耿小曦

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摘要:随着沿海吹填造地工程的日渐增多,皮带抛砂船在吹填造陆工程中的应用频率也有所增加,这一类型船舶的运用具有多重的意义,一方面,能够有效的降低施工成本,另一方面,能够提升施工效率。本文将对皮带船在吹填造陆施工中存在的问题进行分析,并对其主要特征加以阐述。

关键词:皮带船;吹填造陆;应用

引言:经调查发现,当前,皮带吹砂船在吹填造陆工程中的应用已经非常普遍,其构造简单,机动灵活,施工过程中,首先将皮带船驶入取砂区进行采砂,等到满舱后,将砂料运送到指定地点进行抛填,完毕后返回取砂区如此循环,在具体应用中的优点与缺点如下所示。

一、皮带船在吹填造陆施工中的重难点

(一)施工重点

皮带船在吹填造陆施工中的重点问题主要在于如何确保吹填区的吹填标高及平整度满足要求。在吹填造陆工程中我们通常采用的整平方式有两种:水力法整平与机械法整平。其中,水力法主要是利用吹填泥浆的流动性,通过水流挟泥砂的方式对泥砂的流向、速度进行控制,最终使平整度满足要求,该种整平方法常用于绞吸船吹填以及耙吸船艏吹施工。而机械整平法主要是利用外界设备如:推土机、装载机、运输车辆等将吹填砂从地势较高的区域运送至地势较低的区域已实现整平的目的。

由于皮带船抛填砂含水量较低、抛填砂流动性差,采用机械法整平的效果要好于水力法。皮带船抛砂施工要对皮带船的抛砂点进行严格控制,使其能够将砂料准确抛填至所需位置,在完成之抛填后利用推土机、铲车等设备整平,使平整效果更加明显。

(二)施工难点

皮带船在施工过程中,需要驶入指定地点进行抛填,受水深与潮水的影响较大,通常情况下,皮带船满载吃水为4m左右,若要充分满足施工要求则施工区水深需要超过5米,部分吹填造陆施工场地难以满足此要求或者由于潮水等因素满足要求的时间较短。这就要求施工管理人员详细掌握吹填区及周边水深及实时潮位情况,根据潮位变化合理安排皮带船进行施工作业以满足施工效率最大化。

在施工区水深难以满足皮带船满载施工的情况下,皮带船若想到达指定的卸载区需要事先进行减载,以此来增加时间利用率,这也是皮带船在吹填造陆施工中的重难点问题。为了使时间利用率得到显著提升,可以在皮带船取砂回到吹填区候潮时,首先在减载区进行减载,将部分砂料吹填到减载区当中,当船舶的吃水深度小于施工场地水深时再进行抛填,并且以最短的时间完成抛填工作,这样做便无需等到最高潮,实现了良性循环,提升了时间利用率,克服了施工中的难点问题。

二、皮带船在吹填造陆施工应用分析

2.1应用特点

2.1.1施工灵活性较强

皮带船具备自航能力,船体小巧,施工调遣灵活方便,可根据砂源位置及施工需要灵活调遣施工,并且该类船舶吃水较小,可适应部分水深较浅区域吹填施工。相比传统非自航绞吸船则不具备这一特性,在进行长距离的调遣时,耗时较长,辅助设备较多,并且非自航绞吸船吹填效率受砂源地的距离影响较大。皮带船构造类似简易耙吸船,施工过程中,无需辅助设备,在调遣到施工区后即可投入施工作业,而非自航绞吸船在施工之前须完成管线的敷设,并且需要锚艇、交通船、挖掘机、夹管车等辅助设备辅助作业。皮带船操作简单,每艘船投入较少操作人员便可进行施工作业。此外,皮带船彼此互相独立施工,对于填海造地工程来说,通常情况下投入皮带船数量较多,如若其中某艘皮带船发生了故障,对于整体施工效率影响较小。

2.1.2施工效果好成本低

皮带船采砂与耙吸船的工艺相似,通过采砂溢流,使船舱内海砂得到了有效的过滤与清洗,运送到吹填区的海砂含泥量较低,吹填区形成陆域之后,便可以供机械使用。同时由于吹填砂含泥量较少,后期进行简单地基处理后,便可以投入到建设当中,整体的建设周期得到了有效缩短。而采用绞吸船进行吹填,由于绞吸船不具备自航能力,对疏浚土的选择性较差,吹填砂含泥量往往过高,后期地基处理工序复杂,成本较高。

此外,采用皮带船进行抛砂施工,施工成本较低,具有较强的经济性,主要体现在两个方面:一方面,皮带船采砂泵以小型柴油机为动力,皮带的输送以电机为主,在油耗方面,完成相同吹填工程量,皮带船油耗仅为绞吸船的二分之一,并且在使用与保养等方面也是十分方便。另一方面,能够节省大量的工程建设成本,由于皮带船抛填砂含泥量较低,进行简单处理后便能够立即投入使用,使工程建设周期得到了极大的缩短,进而节省了施工建设成本。

2.2应用缺陷

2.2.1环境污染问题

在皮带船施工过程中,将不可避免的对环境造成污染,尤其是在采砂与卸砂过程中。皮带船的采砂工艺与类似自航耙吸船,在同一个项目中一般投入的皮带船数量较多,采砂洗砂过程中主要依靠甲板浸流和溢流的方式,导致大量浑水产生,对砂源地周边环境影响较大。如图1所示,施工期间皮带船须驶入抛填地点进行抛填作业,皮带船抛砂通常采用裸吹或半裸吹施工,极易造成抛填土流失,对周边环境产生污染。而绞吸船吹填区域一般为封闭式,并设有固定排水口,吹填水可以得到有效的沉淀,对周边环境影响较小,而对于皮带船来说围闭吹填施工难度较大、效率较低,很难采取有效的环保措施。因此,在利用皮带船进行采砂施工时,应充分考虑到其对周边环境产生的不利影响。

图1 皮带船抛砂示意图

2.2.2施工船队管理难度系数大

为满足施工需求,施工期间须一次性投入数量较多该种船舶,施工期间安全、质量管理难度系数较大。由于皮带船构造简单,抗风浪、恶劣天气能力较差,船机操作人员素质参差不齐,船机设备落后等原因极易导致皮带船施工期间管理难度系数较大,极易出现安全问题及施工质量问题。采用皮带船抛填砂施工期间往往需要投入更多的现场安全及质量管理人员。

2.2.3对砂源的要求较高

由于皮带船特殊的施工工艺,对砂源的要求较高,砂源的含砂量、以及砂源的面积等都对皮带船的施工效率起着决定性的影响。皮带船取砂深度通常在15m左右,若取砂区砂源深度较深则会严重影响皮带船的取砂效率。受自航溢流施工工艺的影响,砂源地含砂量越高,采砂效率将会随之提升,此外砂源地应能充分满足其航行和调头,面积过小也将严重制约其取砂效率。由于皮带船舱内的海砂主要是从舱底经过皮带机传输到船首并抛填至施工区,砂源的塌落度对皮带船施工效率也有着很大的影响。因此在利用皮带船进行吹砂造地时,应事先对砂源地进行合理的采集和规划,以此来达到降低施工成本、提升施工效率的目的,工程建设工作方能够得以妥善顺利的进行。

三、结束语

综上所述,填海造陆作为当今社会发展中较为主要的工程类型,在其发展过程中,对皮带船需要也呈上升趋势,具体表现在使用次数和范围方面,经过实践检验发现,这一船舶具有较强的可靠性、灵活性、经济性等一系列优点,其未来的发展前景一片光明。但是,皮带船的使用也具有一定的局限性,其对砂源地的要求较高,对环境污染较大,这些都是制约其快速发展的主要原因,对此,应采取积极措施,加强管理正确引导,使我国吹填造陆事业得到更加健康高效的发展。

参考文献:

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[3]宋欣,谭震.港珠澳大桥人工岛工程吹填优化技术研究[J].中国水运(下半月),2017,1702:187-188.

论文作者:耿小曦

论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期

论文发表时间:2018/5/22

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