黄东 许哲铭

摘要：针对海岸整治工程水深条件限制、疏浚土质复杂等问题，文章采用绞吸式挖泥船与接力泵串联吹填施工工艺，实现在有限的绞吸船功率情况下远距离、高效率地疏浚吹填作业，取得了较好的技术经济效益。

关键词：绞吸挖泥船;接力泵;海岸整治

中图分类号：U615.35+2A481692

0 引言

接力泵施工工艺在疏浚工程中应用较多，能有效地解决远距离排泥吹填问题。在正常条件下，挖泥船自身装机功率能够满足常规排距要求，但当工程设计要求输送距离超过了挖泥船额定排距时，特别是在湖泊环保疏浚、海岸整治疏浚等工程建设中，通常会因水深条件限制要选用施工吃水较小的挖泥船，此类挖泥船额定排距相对较小。为了满足远距离输送要求，通常采用增加接力泵的方法来增大排距。本文以茅尾海综合整治工程为例，就接力泵工艺在海岸整治工程中的实践应用进行介绍和分析。

1 工程概况

茅尾海综合整治工程通过对海岸进行整治疏浚增加茅尾海纳潮量，加大茅尾海潮流动力强度，增强落潮流对泥沙的冲刷减淤作用，保障钦州港的可持续发展，改善茅尾海海产养殖条件，提高当地群众的收入水平。工程设计清淤面积18 km2，疏浚土方量1 600万m3，疏浚区域水深条件差，低潮时大面积露滩，需要候潮进行疏浚施工。

根据地质勘探显示，疏浚区表层为淤泥质土，其下层为细砂到粗砂层，占疏浚总量的70%，硬土质层为黏土、粉质黏土、强风化泥岩，占约30%，按设计挖至-2.5 m，此深度硬土质层不多，主要为中粗砂。另外，施工区域处于茅尾海钦江出口处，原来大部分为大蚝养殖区，因多年海养沉积的混凝土蚝桩、蚝饼及蚝壳等杂物大量存在于表层淤泥中，对疏浚效率有较大的影响。

2 工艺比选分析

根据本工程施工区域水深浅、需乘潮施工的特点，设计浚深-2.5 m，当乘潮水位为+0.10 m时，能满足原设计方案采用的980 m3/h绞吸挖泥船2.60 m吃水要求。但因纳泥区调整，其中有600万m3疏浚物要求排距>8.0 km，且对应整治疏浚区面积大，使用980 m3/h绞吸挖泥船无法达到排距要求，如果用抓斗船倒运淤泥至靠近纳泥区再用绞吸船将淤泥吹填上岸，则需为泥驳开挖临时运输航道，不但要增加投资，工期也很长，而采用具有远距离吹填能力的大型绞吸挖泥船又没有足够水深条件让其进场施工。

为解决工程水深浅、纳泥区距离远、疏浚土杂物多等问题，同时减少对附近海产养殖以及渔船通航的影响，经技术经济比较后，确定采用绞吸挖泥船与接力泵站串联吹填的方案。

3 接力泵参数分析

工程投入1 600 m3/h绞吸挖泥船一艘，船上泥泵总扬程为100 m，选用接力泵的泥泵扬程为60 m。

3.1 水力参数计算

参照水力计算式并结合国内其他工程经验，接力泵的数量可以通过设备总扬程与全过程输送总水头损失的匹配关系来推算。

3.1.1 管线沿程水头损失

沿程水头损失推算采用在长距离管道工程水力计算应用中具有广泛的适用性的魏斯巴赫-达西公式，见式（1）：

H挖——挖深水头损失，取5 m;

Hd——动能引起的阻力损失，计为3 m，代入上式计算得L=3 663 m。

疏浚土主要为淤泥质土及中粗砂，且含有大量固体杂物，在施工过程中泥浆浓度会有较大的变化。为保证接力泵站前泵余压为正值，避免因泥浆浓度变化造成水锤等不良现象。同时考虑所设站点地理条件，选取地基较好的位置放置陆上接力泵站，故取比计算值略小值，距离绞吸船3 620 m位置作为站点。

4 实际生产控制

经过理论计算，确定接力泵的数量与位置后，实施装机铺管作业。铺管前详细进行现场踏勘，水上铺管尽量顺直并平行于涨落潮方向，避免管线过多弯折。实际铺设长度为水上管670 m，水下管至接力泵站2 950 m，接力泵站至纳泥区2 150 m，陆上管线680 m，管线总长6 450 m。

安装好设备后进行试挖，开机时先抽清水，待清水到达接力泵位置时，再开启接力泵，然后开始抽泥浆，控制泥浆浓度为10%～13%，实测流速为4.2～4.3 m/s，实际平均生产效率950 m3/h。经过调试，确定合理流速及浓度控制范围，明确绞吸挖泥船泥泵转速与接力泵的泥泵转速协调关系。

疏浚时，控制好挖泥深度、横移速度，针对疏浚土内含杂物较多以及抓斗船卸泥厚度不均的情况，注意观察泥浆浓度及压力参数变化，避免出现局部压力或负荷过大的情况。控制绞吸挖泥船的泥泵转速与接力泵转速相匹配，避免造成接力泵泵前压力过小或出现负压的情况，加强对出泥口的监测，并与绞吸挖泥船及接力泵仪表参数作对比，同时避免因流速高或过低时，疏浚土中杂物含量发生变化对整体输送效率的影响。

绞吸挖泥船要充分利用涨潮进行施工，提高时间利用率，在候潮期间加紧检修与维护，及时清除绞吸挖泥船绞刀、吸口、泥泵、管头以及接力泵内积存的杂物，减少有效施工时间内的设备故障率。

5 结语

（1）接力泵工艺理论计算结果与应用实测数据基本相符，可以通过水力计算来进行工前的工艺分析及参数选择。

（2）接力泵与挖泥船的功率匹配是关键内容，需结合工程实际情况予以分析调整，并加强施工过程控制，最大程度融合设备能力。

（3）绞吸船与接力泵串联施工较好地解决了海岸整治疏浚因水深浅无法使用大功率疏浚船舶的突出问题，达到了降低投资、提高效率的目的，可为类似工程开发建设提供参考。

参考文献：

[1]丁 濤，俞孟蕻，田俊峰.绞吸挖泥船输送系统沿程压降优化计算方案[J].水运工程，2008（2）：23-26.

[2]宋俊强，刘 文，杨正军.绞吸挖泥船串联接力泵船远距离输送工艺[J].水运工程，2017（5）：173-177.

[3]陈益钟，张志芳.清淤疏浚中接力泵船位置确定及施工方法探讨[J].人民长江，2015（8）：92-94.

[4]张兆顺，崔桂香.流体力学[M].北京：清华大学出版，2015.

收稿日期：2020-04-17