疏浚岩土工程特性和分级

疏浚土分类与分级一、分类从广义上说，土可分为岩石、黏性土和非黏性土3大类，同时还存在由这3大类土组成的混合土。

在现实工程领域形成了多行业、多标准、多用途的土的分类、分级方法，疏浚土的分类、分级就是其中的一种方法。

水利水电行业疏浚工程土的分类是由水利水电工程土的分类演变而来的，经过多年的使用、修订，现在已经形成较科学的分类方法。

随着大型、高自动化挖泥船的建造和应用，各个国家都对自己的疏浚土的分类标准进行了修订，我国相关行业根据工程特点也都有各自疏浚土的分类标准，但目前尚未形成全国统一的分类标准。

疏浚土是疏浚与吹填工程的直接作用对象，疏浚土包括开挖后的弃土和开挖后专门用于地基填筑土两大类。

了解和掌握疏浚土的特性是疏浚与吹填工程成败的关键，它牵涉施工设备的选择和施工方法的选择两大过程。

疏浚土分类的主要依据是土的颗粒组成、塑性指数、有机质含量等。

一方面它反映了土的自然属性，如矿物成分、颗粒组成、形成状态、有机质含量等；另一方面也反映了土的工程特性，如土的可挖性和可输送性，包括流动性（淤泥）土、软（可）塑性土、硬塑性土、坚硬土、松散沙、密实沙、砾（卵）石、胶结石和风化岩等。

（1）水利水电系统疏浚土分类。

水利水电系统根据土料的颗粒组成、塑性指数和液性指数等指标的不同，将疏浚土分为淤泥土类、黏性土类、粉土类、沙土类和碎石土类等5大类（见表2-8）。

表2-8 疏浚工程土分类表（2）交通系统疏浚土分类。

交通系统根据土料的有机质含量、塑性指数、粒径、天然含水量、孔隙比、单轴饱和抗压强度、黏粒含量等指标的不同，将疏浚土分为有机质土及泥炭淤泥土类、黏性土类、粉土类、沙土类、碎石土类和岩石类等几大类（见表2-9）。

表2-9 疏浚岩土分类表注Q为有机质含量，%；W为天然含水量，%；e为孔隙比；Ip为塑性指数；d为粒径，mm；Mc 为黏粒含量（d＜0.005mm）；Rc为单轴饱和抗压强度，MPa。

二、分级疏浚土的开挖和输送的难易程度直接影响生产效率，是设备选型和制定施工技术方案的重要因素。

中华人民共和国行业标准疏浚工程土石方计量标准JTJ／T321—96条文说明制定说明本《标准》根据交通部工技字［1993］328号文和交通部基技字［1994］15号文的要求制定，由长江航道局主编。

为集思广益，编写时聘请了有关单位在疏浚工程中有丰富经验的十二位同志作为特邀专家，在编写过程中不断地得到他们的帮助。

本《标准》在总结多年来疏浚土石方计量工作经验的基础上，经征求有关单位及专家的意见，反复研究、多次修改而成。

为便于使用者正确理解和掌握本《标准》的条文，编写了条文说明。

本《标准》由编写组全体成员分别提出全面的素材，然后汇总成草稿，并经多次集体讨论、修改。

汇总与修改工作主要由吕惟元执笔。

本《标准》于1996年2月8日通过部审，于1996年11月15日颁布，1997年3月1日起实施。

目次1总则3一般规定4疏浚工程计量5吹填工程计量1总则1.0.1疏浚一般包括采用人力、机械、爆破等方法，为拓宽、加深水域而进行的水下土石方开挖工程。

广义的疏浚还包括采用挖泥船从水下取土进行吹填造地的工程。

本标准名称采用的是广义疏浚的涵义。

1.0.2本条中“特殊工程”系指受客观条件影响限制或建设单位有特殊要求的工程。

如：①在回淤严重或冲淤变化剧烈地区施工；②有浮泥难于确定实际水深；③主要是以保证通航水深而不是疏浚工程量作为考核指标的某些常年维护性疏浚工程。

对于诸如上述这些类似的工作，可根据实际情况，由建设、监理、施工等有关方协商，参照本标准作出具体规定。

1.0.3本标准内容只是计算土石方量方面的一些规定，但计算土石方绝不是一个孤立的事情，它与其它有关标准中的一些技术规定有着密切的联系。

例如本标准只规定了竣工后根据测图如何计算实际完成的土石方量，但该项工程是否达到标准，以及如何进行验收等，还必需根据其它标准的规定执行。

条文中的有关标准主要指现行行业标准：《水运工程测量规范》(JTJ203—94)、《疏浚工程施工技术规范》(JTJ284—89)、《疏浚工程质量检验评定标准》(JTJ243—88)、《港口工程技术规范》(1987)、《港口工程质量检验评定标准》(JTJ242—89)、《水运工程爆破技术规范》(JTJ286—90)、《航道整治工程技术规范》(JTJ285—90)、《疏浚岩土分类标准》(JTJ-T320—96)及《疏浚工程竣工验收暂行办法》等。

疏浚岩土的工程特性和分级疏浚岩土应根据影响疏浚机具的挖掘、提升、输移、泥土处理等工序作业难易程度的工程特性进行分级。

疏浚岩土工程特性指标应包括判别指标和辅助指标。

判别指标着重考虑挖掘岩土的难易程度，并以此为主分析岩土性质状态，确定岩土分类级别。

辅助指标则视施工工序要求结合分析，并用以辅助土的分级。

一、岩石类疏浚岩石的工程特性指标应以岩块的单轴抗压强度为判别指标，并将小于30MPa的岩石分为“稍强”和“弱”二级。

对部分软质岩石、全风化和强风化岩石及珊瑚礁等相对较松软的岩石，可采用标准贯入击数测试判别。

当单轴抗压强度大于或等于30MPa的岩石必须挖除时，应先行爆破、击碎等预处理。

对于标准贯入击数Ν＞30的疏浚岩石，应根据挖泥船的实有挖掘能力和施工经济性进行综合考虑，必要时，也可先采取爆破、击碎等预处理。

疏浚岩石的工程特性和分级见表2.2。

二、土类有机质土及泥炭应以天然重度为判别指标。

淤泥土类中的浮泥、流泥按其存在状态合并列为“流态”级别，其工程特性应以天然重度为判别指标。

淤泥列为“很软”级别，其工程特性应以标准贯入击数和天然重度为判别指标，并以天然含水量、孔隙比、液性指数、抗剪强度、附着力为辅助指标。

淤泥质土的工程特性与粘性土相似，归并于粘性土类。

粘性土类的工程特性应以标准贯入击数和天然重度为判别指标，其中以标准贯入击数为主分为“软”、“中等”、“硬”、“坚硬”四种状态级别，并以液性指数、抗剪强度、附着力为辅助指标。

粉土类中的粘质粉土其工程特性与粘性土相似，应归并于粘性土类，砂质粉土的工程特性与砂土相似，应归并于砂土类。

砂土类的工程特性应以标准贯入击数和天然重度为判别指标，其中以标准贯入击数为主分为“极松”、“松散”、“中密”、“密实”四种状态级别，并以相对密度为辅助指标。

砂土的级配良好状况应以砂土的不均匀系数u C 及曲率系数c C 进行评价。

不均匀系数u C 及曲率系数c C 分别按下式计算：1060/d d C u =()()6010230/d d d C c ⨯= 碎石土类宜以重型动力触探击数5.63N 及密实判数DG 为判别指标，分为“松散”、“中密”、“密实”三种状态级别。

6.疏浚与吹填工程质量控制第一节概述考试要点:1.疏浚的定义及分类2.航道挖槽设计的基本原则3.抛泥区选择的原则4.疏浚岩土工程特性和分级及及其特性指标5.常用挖泥船及其适用范围6.疏浚工程开工条件7.基建性疏浚工程质量检验标准8.吹填工程质量检验标准一、疏浚与吹填的概念疏浚是指采用机械、水力及人力方法进行的水下土石方开挖作业方式。

疏浚工程按其性质和任务不同可分为基建性疏浚、维护性疏浚和临时性疏浚。

基建性疏浚是为新辟航道、港口等或为增加它们的尺度、改善航运条件，具有新建、改建、扩建性质的疏浚。

维护性疏浚为维护或恢复某一指定水域原定的尺度而清除水底淤积物的疏浚。

临时性的疏浚工程，是为了解决工程量小的疏浚任务，一般是在没有经常性挖泥船的疏浚力量不足的河段上，临时利用其他地区的疏浚力量来进行工作的。

吹填是指将疏浚泥砂采用泥泵和排泥管线输送到指定地点的作业方式。

二、航道挖槽设计的基本原则冲积性河流中开挖航槽后，不可避免地要产生回淤。

为了减少挖槽的回淤，必须正确地选择挖槽的位置，设计挖槽的走向、线型、断面形态和尺度，选择合理的抛泥区域，以便建成利于船舶通航而又稳定的挖槽。

挖槽设计应该最大限度地满足航行要求，能保证船舶安全顺利地通过；要尽可能地使挖槽回淤量较少，具有良好的稳定性；应该考虑技术上的可能性，经济上的合理性，使工程量最少，并易于施工。

从上述要求出发，挖槽定线的原则可归纳为以下几点：(一)有利于船舶安全航行设计挖槽的尺度和走向应满足船舶安全航行的要求。

从航行要求来看，航道和水流方向一致对行船最为有利。

1.挖槽中心线与主流向交角不应过大，在可能条件下不应超过15°，斜交的水流可能会引起船舶发生海损事故。

2.挖槽本身不应弯曲，在必要的情况下允许有一个角度不大的转折，在转折处航道应当适当放宽，以便于船舶航行。

3.挖槽与上、下游深槽必须平顺相接，在交接处可将挖槽逐渐放宽成喇叭口形。

总之，挖槽与上、下游航道组成的轮廓应当是平顺微弯的，而不允许急弯或成急促的“S”形反向弯曲。

1.1、根据工程的规模和特征，以及由于岩土工程问题造成工程破坏或影响正常使用的后果，可分为三个工程重要性等级：1 一级工程：重要工程，后果很严重；2 二级工程：一般工程，后果严重；3 三级工程：次要工程，后果不严重；1.2、根据场地的复杂程度，可按下列规定分为三个场地等级：1、符合下列条件之一者为一级场地(复杂场地)：1)对建筑抗震危险的地段；2)不良地质作用强烈发育；3)地质环境已经或可能受到强烈破坏；5)有影响工程的多层地下水，岩溶裂隙水或其他水文地质条件复杂，需专门研究的场地。

1.3、符合下列条件之一者为二级场地(中等复杂场地)：1)对建筑抗震不利的地段；2)不良地质作用一般发育；3)地质环境已经或可能受到一般破坏；4)地形地貌较复杂；5)基础位于地下水位以下的场地；1.4、符合下列条件者为三级场地(简单场地)：1)抗震设防烈度等于或小于6 度，或对建筑抗震有利的地段；2)不良地质作用不发育；3)地质环境基本未受破坏；4)地形地貌简单；5)地下水对工程无影响；1.5、根据地基的复杂程度，可按下列规定分为三个地基等级：1、符合下列条件之一者为一级地基(复杂地基)：1)岩土种类多，很不均匀，性质变化大，需特殊处理；2)严重湿陷、膨胀、盐渍、污染的特殊性岩土，以及其他情况复杂，需作专门处理的岩土。

2、符合下列条件之一者为二级地基(中等复杂地基)：1)岩土种类较多，不均匀，性质变化较大；2)除本条第1 款规定以外的特殊性岩土。

3、符合下列条件者为三级地基(简单地基)：1)岩土种类单一，均匀，性质变化不大；2)除本条第1 款规定以外的特殊性岩土。

1.6、根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级、可按下列条件划分岩土工程勘察等级。

甲级、在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级中，有一项或多项为一级；乙级、除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目；丙级、工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级均为三级。

１、疏浚岩土分类注：QLL—液性指数；ｅ—空隙比；ＲＣ－岩石单轴饱和极限抗压强度M C——粘性土质量２、疏浚岩土工程特性和分级３、施工工艺施工工艺——单从字面上看，施工工艺是一广义词，是指完成一项具体工作所用的方法，在疏浚方面包含范围较大，例如施工总体安排工艺、挖槽分条分层工艺、泥土处理工艺、施工顺序工艺、吹填工艺、抛填工艺、挖泥船操作工艺、耙吸船溢流施工工艺、抽舱施工工艺、边抛施工工艺．．．．．．等等，统称施工工艺。

据施工区设计总宽条件灵活掌握。

（３）、分层方法，根据土质和泥层厚度来确定。

①松散的砂质土（例如曹妃甸工地的疏浚土质，沙粒粒径较小，均匀，呈松散状，易坍塌），可采取大挖深小进尺施工法分层。

因为这种土质易坍塌，采取大挖深小进尺法分层施工可减少移锚和倒台车时间，减少绞刀横移缆的拉力及磨损。

同时可获得较大生产率。

具体进尺大小依据输送生产率和横移速度计算确定。

挖掘生产率＝绞刀横移速度×切削厚度×前移距（台车进尺），一般取挖掘生产率为输送生产率的1.2倍作为挖掘参数设定参考。

②较硬的亚粘土，土类中的4~6级粘土，该级土粘度和硬度都很大，不易塌方和破碎，需用的挖掘力较大，所以不能用大挖深小进尺法施工，应分层施工，分层厚度要减小。

具体分层。

（5）、施工顺序为保证挖槽质量，一般先安排把设计挖槽上中层挖完，最后阶段按反顺序依次施工下层，这样可最大程度低减少回淤给施工质量带来的影响，可有效减少船舶清淤施工。

（6）吹填施工从安排上，尽量减少水上浮筒管线长度，可按分段方式把相同管线长制不好容易造成堵管。

（3）、施工7~8级砂土，挖掘和输送都比较容易，影响生产率发挥的主要因素是驾驶员的技术能力（操作经验）和泥泵功率及叶轮磨损程度（泥泵机叶轮磨损效率衰减）。

要提前预备叶轮备件，泵效降低后要及时更换。

（4）施工9~10级土，挖掘技术和叶轮磨损（叶轮磨损效率衰减）是影响生产率的主要因素。

（5）施工11~13级砂卵石土质，挖掘容易，输送困难。