提高耙吸船在航道拓宽工程中的效率施工

中图分类号：TU74 文献标识码：A

一、工程概况

龙口港航道疏浚工程山东省重点工程项目之一，也是我局在北方的一个重大工程。建设内容包括：扩建和新建航道宽140m、水深-14.5m、航道总长11578.51m。

二、提高耙吸船施工效率的目的和意义

（一）龙口港航道疏浚工程属典型的复杂环境下，硬质类地质条件下的航道拓宽工程，探索耙吸船在该工况下如何提高施工效率的方法，对我局今后承接类似工程有着重大的战略意义。

（二）在恶劣的工况条件下施工，我局航浚12号耙吸船的施工能力只有181m3/h,仅仅相当于正常工况条件下的一半左右。

（三）业主设计变更增加了工程量的同时没有延长工期，使得原本就不富余的工期变得更加紧张，能否提高施工效率将直接影响到工程的成败及经济效益。

三、原因分析及要因确认

在对施工现状进行详细调查后，项目部成员集思广益，寻找原因，通过认真的分析、讨论，找出影响耙吸船施工效率的原因并作出因果图如下：

因 果 分 析 图

（一）人员

1、缺乏主观能动性：大多数人认为恶劣自然条件这一客观的因素决定了一切，主观因素作用不大，因此工作中普遍带有消极情绪；

2、操作方法不适应：对龙口港的复杂工况缺乏足够的经验，按传统方法操作不那么得心应手，一时又很难找到行之有效的应对方法。

（二）设备

1、耙齿磨损快：挖槽内有较多大小不一的石头，这些石头同粘土混合在一起，对耙齿磨损很大；

2、法兰、耙管连接处易断裂：施工船舶耙头第一短节后部法兰与耙管连接处经常出现裂缝，且耙管及耙头螺丝松动频繁，基本上每天需要4~5个小时紧固螺丝。经分析，主要是因为耙齿切入高强度粘土中，阻力较大，对耙头及耙管形成拉伸所致。

（三）方法

1、施工工艺落后：施工工艺上较传统，没有根据工况因地制宜探索新施工工艺，致使滑耙、压耙、钻耙现象严重；

2、施工方法不当：没有充分考虑风向、流向的影响，未有效的利用溢流；

3、排耙不合理，使得挖槽内深浅不一，最大相差4~5米。

（四）环境

1、障碍物多：原航道内遍布遗弃的渔网、废钢丝缆、废轮胎、较大的石块和撤移航标后遗留的坠石，诸多障碍物频繁堵塞吸泥口，施工初期几乎每耙必清，既消耗了人员精力，又影响了施工效率；

2、土质硬：施工区域土质多为粘土、亚粘土，下层有少量残积土，尽管耙吸船采用了高压冲水，但效果仍不理想；高强度的粘土易在泥舱内固结，使得有效舱容缩小；土质不均匀，施工时很难控制挖槽平整度。

通过以上原因分析，经项目部成员及施工船负责人认真比较，确定以下要因：

（1）主要因素：施工工艺落后，方法不当；

（2）其他因素：人员缺乏积极性；设备磨损快；环境不利因素。

四、具体对策实施

（一）主要因素：施工工艺落后，方法不当。

传统的施工工艺不仅不能适应龙口港航道的复杂工况，而且给船机设备带来一定的安全隐患。通过对现场环境和地形的勘察，项目部成员及施工船技术负责人一起为耙吸船制定了一套针对性强的施工方案：

1、拓宽段与原航道深度差异大（10m左右），按照传统的施工方法，船在深水位，耙在浅水位，很容易出现滑耙（耙头从陡坡上滑落）、压耙（耙头受压于施工点不能正常施工）、钻耙（船体移位使耙头钻入船底而不能正常施工）等现象，严重时可能造成耙管断裂。在对水深、潮位、风向、流向等因素进行综合考虑后，航浚12号采用了船体在浅水位，耙从深水位上线，由深到浅均匀拓宽的施工工艺，这种方法有效的防止了滑耙、钻耙、压耙，既提高了施工效率，又起到了保护设备的作用。对比图如下：

2、根据现场风向、流向与航道轴线夹角约50度的实际情况，采用上风、上流的施工方法，灵活调整施工区段，充分利用溢流，达到事半功倍的效果；

3、安排航浚12号分块轮流施工，使整个挖槽均匀加深，而且充分利用海水对底部土质的软化效果，进一步提高施工效率。

4、单船下耙时间控制得当与否和施工效率有着很大的关系，下耙时间过长，抛泥船数减少；下耙时间过短，有效装舱量太低。为找到最佳的下耙时间，项目部进行了多组测试，并作出曲线图如下：

一目了然，航浚12号在这种工况下的最佳下耙时间为一个半小时，有效装舱量可达900~1000m3。

（二）其他因素

1、人员缺乏积极性。

（1）项目经理部制定了一套旨在调动员工主观能动性的奖金制度，每个月根据实际产量超过标准产量的多少来发放超产奖金，鼓励员工开动脑筋，提高产量；

（2）频繁的清耙必将耗费不少的人力，经理部特地为航浚12号配备了2名专门清耙的民工，既体现了管理部门对一线职工的爱护，又可以让驾驶员、水手集中精力操作。

2、设备磨损快。

耙齿是耙吸船破土的利器，也是提高施工效率的关键设备之一。挖槽底部的石头与粘土混合在一起，对耙齿磨损很大，为及时更新耙齿，航浚12号采用了左右耙轮流施工的方法，及时对耙齿进行检查，一旦发现断齿、过度磨损的现象，立即更换新耙齿，始终保持施工耙的破土能力。

3、环境不利因素

环境不利因素是客观的，我们的目标就是在现有环境条件下让船舶的施工能力得到最大限度的发挥。

（1）由于施工区障碍物多，堵耙频繁，项目部成员经过现场观察，研究出一套简单、快捷的清耙方法：当起耙至耙头露出水面后，用千金一头固定在艢板上，另一头套在耙齿上，再放耙落位，一方面对耙头内的障碍物起到了松动的效果，另一方面使耙头倾斜，从而更利于清除障碍物。通过比较，此法比传统的清耙方法节省了2~3倍的时间。

（2）施工区土质多为高强度粘土，吸入泥舱后易沉积固结，附着在舱壁形成体积较大的泥块，抛泥时泥舱两旁的喷水装置作用不大，很难抛干净。为扩大有效舱容，缩短抛泥时间，航浚12号每次抛泥完毕都对舱底、舱壁进行检查，一旦发现有较大规模的固结粘土块，立即开导门、用消防水泵冲洗、甚至派人下舱用锹挖。

五、实施效果

通过准确的要因确认和强有力的实施措施，航浚12号的施工效率不断提高，终于在2005年12月达到了385m3/h，超过了原施工效率(181m3/h)的一倍。航浚12号施工效率的变化过程如下图所示：

六、巩固措施和下一步打算

通过项目部成员及施工船全体技术人员的共同努力，我们成功的把航浚12号的施工效率由181m3/h提高至385m3/h，所采用的对策措施和经验数据对今后耙吸船在类似工况下施工有着很高的借鉴、参考价值，我们将在此基础上不断完善每一个工作环节，巩固成绩。