某吹填工程排泥管线及分流箱施工能耗和施工效果分析.docx

某吹填工程排泥管线及分流箱施工能耗和施工效果分析工程概况 本工程施工范围上起海门市星岛养猪有限公司，下迄启东市富隆 村施工范围为 Q9 标延伸段外侧取土区吹填区在江边围海大堤内（Q9标段），平面尺度为长1100m、宽650m，原始标髙-4.0m左右， 要求吹填标髙2.7m,吹填区面积61万m3,吹填工程量约245万m3 主要施工内容是与本标段的疏浚挖泥区内疏浚，将疏浚土吹填至指定 的Q9标延伸段回填区内该区域水深为-4.0~-5.0m不等，原始水深较浅，水道内多浅滩施工区底质以细粉砂为主根据施工情况发现，-6m以上为泥夹砂， -6~-12m主要为细粉砂管线长度：施工前期浮管500m，沉管700m，岸管60m，船上管 60m，总长1320m；排泥管直径850mm；喷口采用直径为350mm的支管 4 根，在大堤上岸处有分流箱一个后期取消支管，采用直径 650mm 缩口整个施工期间，管线长度在1144-1682m之间新海鹭轮施工能力测算长江口北支新村沙水域河道整治工程围区吹填工程施工排距较 短，整个施工期间，管线长度在 1144~1682m 之间土质主要以细粉 沙为主，上层有少量淤泥，便于疏浚作业。

在排泥管线较短，土质易 于挖掘的情况下，如果采用水下泵加舱内泵串联施工，就需在排泥管 线出口加缩口，此举将浪费大量能耗因此，从施工条件及经济利益 最大化原则出发，本次工程绞吸船选择水下泵单泵施工新海鹭轮水下泵功率为1730kw （扬程35m）,根据泥泵功率公式 式中：Ne—泥泵有效功率，1730kwQ—体积流量，，海昌号打清水最髙在10000方/小时左右（流速达 到 4.25m/s））H—总压头，m水柱，P—液体密度，海水水=1.025 t/m3n —泥泵的效率，新海鹭轮取值80%通过计算得出，H~55m管线计算1、管线布设 绞吸船的吹泥管线由水上浮管、水陆管架接头、陆上管线三部分 组成，排距为1.5km左右前期浮管500m，岸管60m，沉江管700m, 船上管60m，总长1320m，排泥管直径850mm，其喷口采用直径为350mm 的支管4根；后期取消支管，船上管60m，浮管562m，沉降管400m， 陆上管600m，总长1622m，排泥口直径缩小为650mm表 1 有关现场各种管路条件下清水沿程阻力损失情况表2、清水水头计算管路总耗用清水水头按下式计算应该是比较准确的，式中“第一 部分”为管路吸入总水头，“第二部分”为管路排出总水头：化简后管路清水特性曲线方程为新海鹭本身弯头 10 个，30°弯头 1 个，50°弯头 5 个，90°弯 头 4 个，闸阀开启2 个，吸泥管吸入口 1 个，橡胶接头 66 个，排泥 管出口排髙4.5m，算出水上、水下、陆上排泥管（附件）局部阻力 水头系数总和=14.93计算得出清水消耗水头如下表所示：表2 不同情况下清水消耗水头列表3、 缩口清水水头计算缩口流出速度采用下式计算式中：D—所需缩口直径（m）；Q—泥泵在额定轴功率时所产生的流量（m3/s）,这里取2.778m3/s。

变径消耗的水头计算如下式中：V—缩口出口流速（m/s）；C—缩口流速系数，一般选用0.601〜0.636,（按0.62计算）； h—变径代替排泥管消耗掉的水头损失（m水柱），未知量； g—重力加速度（9.81m/s2）计算得出加缩口或加分流箱后清水消耗水头如下表表3 加缩口或加分流箱后清水消耗水头列表4、 总清水水头计算计算得出总清水水头如表4表4 不同情况下总清水水头列表 分流箱的应用及施工效果分析1、分流箱的应用 在崇启工程吹填施工过程中，发现吹填管线出口由于受到吹填土自身比重、出口压头等影响，吹填土往往容易在出口产生堆积现象， 另外在一些土质软的区域大口径主管往往很难进入，即使进入后且不 易根据施工现场情况轻易移动为了解决上述技术难题，一种可以适应软地基，提高吹填质量的 绞吸挖泥船吹填管线分流箱该种分流箱方便易做，经济适用，直接 取材于吹填管线主管分流箱两侧相通，两侧封盖用法兰封闭，这样 便于进行吹填过程中及时清除杂物分流箱采用圆柱体结构，主管在 中心位置与其相通，使在吹填过程中箱体内应力平衡，不会产生过大 振动，有利于箱体稳定，便于吹填施工平稳进行通过经分流箱的各 支管吹填，有效避免了吹填土原地堆积的现象，提高了工程质量。

具 体方案如下：一种可以适应软地基，提高吹填质量的绞吸挖泥船吹填管线分流箱，包括主管、分流箱和支管组成主管直径d850mm,厚度16~20mm； 分流箱直径d 850mm,长200mm左右，厚度16~20mm；支管直径d 350mm, 厚度14~18mm，数量4~6个各支管平行分布，平均间隔15cm,各个支管通过疏浚吹填管线分 流箱与主管相连通分流箱两侧相通，用法兰封闭两侧封盖，此举便于吹填过程中及 时清除杂物各支管通过法兰与各小口径岸管相连接本实用新型的优点是：当吹填区域土质软，大口径主管无法进入 时，小口径支管便于安装和移动；分流箱便于制作，直接取材于主管 材料；各个支管使吹填土从不同方向流出，减轻了大口径主管出口处 吹填土原地堆积的现象；支管吹填作业时可同时进行袋装砂围堤作业2、分流箱施工效果分析 通过经分流箱的各支管吹填，有效避免了吹填土原地堆积的现象 提高了工程质量，质量好，效率高，具有施工的可行性，施工效果良 好总结与结论 通过计算结果分析，采用分流箱进行绞吸吹填，新海鹭轮水下泵 单泵施工时清水最高水头和施工中总消耗的水头是匹配的，施工过程 中，能耗少，效率高，质量好，该种工艺在今后类似工程中可以推广 应用。