厦门港湾咨询监理有限公司
摘要：本文介绍了水下整平器的工艺原理、特点及适用范围，并结合工程实例阐述了耙吸船联合水下整平器在港池航道维护工程扫浅阶段的实践应用，该工法扫浅效果明显，对工期的保证及工程成本的节约，起到了关键性的作用，值得进一步推广和应用。
关键词：水下整平器；耙吸船；扫浅
一、引言
耙吸船是一种水力式挖泥船，它具有自航、自载、自挖、自卸的特点，是疏浚工程中的主力军，在世界范围内被广泛应用；但长期以来，耙吸船由于其特定的施工工艺、航行避让等客观因素的影响，施工中会留下较多的浅点、浅区。
众所周知，对于疏浚工程而言最为困难也必须经历的阶段是后期的扫浅。在这一阶段中施工操作必须以浅点位置为导向，挖泥的有效产量低，效率低；施工操作人员精神须高度集中，工作强度大；用以检验扫浅效果的测量须不间断进行，测量投入大。有些工程项目，就是因为在扫浅阶段的投入过大，导致了毛利大幅度降低，甚至亏损。但这个阶段又是为了通过最后验收而必须经历的，由此，如何降低扫浅难度，缩短扫浅时间成为近年来疏浚工程的关注重点。
二、项目概况
广东红海湾发电有限公司2017年港池航道疏浚维护项目位于广东省汕尾市红海湾开发试验区，厂址东北面临白沙湖，东南方靠近南海海域，西边为山丘地带。维护尺度为：港池维护底标高为-15.8m，航道维护底标高为-15.8m，底宽186m，边坡均为1:5，总疏浚工程量为63.21万m3，合同工期为70个日历天。施工土质主要为淤泥（2级土）和软质粘土（3-4级土）。
三、水下整平器的工艺原理、特点及适用范围
水下整平器的外形呈耙状，重约25t，长约16.2m，宽约2.6m，高约1m。整平器的整体为矩形框架结构，由十个小框架组成，框架的前边为楔型耙齿，后部加装刮板和涡流室，结构简图见图1。为提高整个耙体受拉抗弯能力，各小框架两对角线有交叉的加强筋，耙体上面加装一条圆钢筒和一条槽钢，耙体各部位为焊接方式连接。拖点设在两侧靠前的位置，耙体上面有四个吊点，对称分布。
.png)
图1 水下整平器结构简图
1、工艺原理、特点
水下整平器整平施工的工艺原理比较简单，即耙吸船利用拖索连接整平器，拖带放置于泥面的整平器，通过耙吸船的前进产生拖曳力，由拖索将水平拖曳力传递到整平器上，使整平器刮过泥面，将不平整的浅点剔除，并通过抹平功能将剔除的泥土刮至其它超深的区域内，从而达到消除浅点的效果。具体施工工艺流程见图2。
.png)
图2 水下整平器施工工艺流程图
水下整平器的工艺特点如下：
（1）水下整平器比耙吸船的耙头宽且重，过土面积大，破土能力强；
（2）拓展了耙吸船的使用功能，使其具备开挖和整平双重功能；
（3）结构简单、材料易得，容易实现；
（4）通过提高施工作业区平整度，从而保障了耙吸船的作业效率；
（5）没有水动力挖泥设备，泥土扰动小，更有利于水环境保护。
2、适用范围
水下整平器适用于以下工况的施工：
（1）适用于航道、港池的疏浚区域，周边干扰不多；
（2）浪高1.5m以下，风力6级以下；
（3）针对存在高低差的疏浚泥床，高差超过50cm以上；
（4）适用于淤泥质土、粘性土和砂性土的疏浚区域，不适用砾石或礁石的土质。
四、实施情况
本项目工程量大、工期紧、码头作业繁忙且验收要求为设计疏浚水域范围内无浅点，施工单位投入了一艘8000 m3舱容的耙吸船进行施工，由于耙吸船施工工艺、航行避让等客观因素的影响，在项目实施后期的扫浅阶段，港池航道出现浅点数量多、分布散、高低差大的情况。
针对工期紧及耙吸船扫浅效率低、成本大的问题，施工单位采用耙吸船联合水下整平器进行斜向大角度拖平施工，这种做法既节约了调头的时间，又能兼顾扫浅的效果。初始拖平操作时，因为浅点的棱角和高低差较大的原因，水下整平器如果拖到浅点会有顿挫力产生，这时耙吸船会发生突然的颤动，这种颤动可以感觉到，也是正常的。待到航迹线布满导航屏幕后，顿挫力会逐渐减弱，以致没有明显的感觉。这时就应该进行一次较为全面的水深测量。此后水深测量应该频繁进行，原则上是拖平覆盖一次即进行一次水深测量。通过耙吸船的开挖和水下整平器的拖平相结合，项目顺利的通过了交工验收。扫浅效果见图3、图4。
.png)
图3 扫浅前航道效果图
.png)
图4 扫浅后航道效果图
五、经济效益分析
在同一施工区域，2017年港池航道维护项目扫浅阶段采用的是耙吸船联合水下整平器进行扫浅施工，详细施工数据见表1；2015年港池航道维护项目扫浅阶段采用的是耙吸船单独进行扫浅施工，详细施工数据见表2；经测算，耙吸船联合水下整平器工法比单用耙吸船进行扫浅的时间缩短了5天，船舶运转时间减少了27.5%，施工成本节省了约50万元。从此可以看出，耙吸船联合水下整平器工法在控制进度和成本方面成效显著。
表1 2015年港池航道维护项目扫浅施工数据表
.png)
表2 2017年港池航道维护项目扫浅施工数据表
.png)
六、结语
通过广东红海湾发电有限公司2017年港池航道疏浚维护项目的施工成果可以看出，耙吸船联合水下整平器进行扫浅施工，扫浅效果非常明显，对工期的保证及工程成本的节约，起到了关键性的作用，该工法具有广阔的应用前景，值得进一步推广和应用。
参考文献：
[1]胡仲强.大型耙吸船与刮板式耙平器在淤泥底质航道的联合施工应用[J].珠江水运,2019(24):67-69.
[2]纪国梁.底床耙平器在航道扫浅中的施工实践[J].中国水运,2015,15(6):257-258.
[3]王伟.港口疏浚工程施工技术难点分析[J].中国水运,2019,19(05):146-147.
[4]李刚,王振兴. 水下整平系统在基建性疏浚中的节能减排作用[J].中国水运,2014,14(6):354-355.
作者简介：张磊（1983－）、男、汉族、吉林省农安县、工程师、硕士、研究方向：港口航道工程。