培训-疏浚岩土工程特性和分级

1 １、疏浚岩土分类 疏浚土分类表 岩土类别 岩土名 分类标准

1、有机质土及泥炭 有机质土及泥炭 Q≥5%

2、淤泥土类 浮泥 W＞150% 流泥 85%＜W≤150% 淤泥 55%＜W≤85% 1.5＜e≤2.4 淤泥质土 36%＜W≤55% 1.0＜e≤1.5

3、粘性土类 粘 土 Ip＞17 粉质粘土 10＜Ip≤17

4、粉土类 粘质粉土 d＞0.075mm颗粒小于总质量50% Ip≤10 10%≤Mc＜15% 砂质粉土 d＞0.075mm颗粒大于总质量50% Ip≤10 3%≤Mc＜10%

5、砂土类 粉 砂 d＞0.075mm颗粒大于总质量50% 细 砂 d＞0.075mm颗粒大于总质量85% 中 砂 d＞0.25mm颗粒大于总质量50% 粗 砂 d＞0.5mm颗粒大于总质量50% 砾 砂 d＞2.0mm颗粒占总质量 2

25%~50% 6、碎石土类 角砾 圆砾 d＞2.0mm颗粒大于总质量50% 碎石 卵石 d＞20mm颗粒大于总质量50% 块石 漂石 d＞200mm颗粒大于总质量50%

7、岩石类 软质岩石 Rc＜30MPa 硬质岩石 Rc≥30MPa 注：Q—有机质含量（%）；Ip—塑性指数；d—粒径（mm）；W—天然含水量（%）。 LL—液性指数； ｅ—空隙比；ＲＣ－岩石单轴饱和极限抗压强度 MC——粘性土质量 3

２、疏浚岩土工程特性和分级 岩 土 类 别 级别 状 态 强度及结构特征 判 别 指 标 辅 助 指 标 标贯击数N 天然重度r(kN/m3) 抗压强度Rc(Mpa) 天然含水量W（%） 液性指数IL 孔隙比 e 抗剪强度τ(kPa) 附着力 F(g/c㎡) 相对 密度 Dr 烧灼减量Ql

（%）

有机质 土泥炭 0 极软 可能是密实的或松软的，强度和结构在水平或垂直方向上可能相差很大，并存在气体 ＜12.8 ≥5

淤泥 土类 1 流态 ＜14.9 ＞85 ＞2.4 无 ＜50 弱 50~150 中等 150~250 强 ＞250 2 很软 极易在手指内挤压 ＜2 ＜16.6 55~85 ＞1.0 ＞1.5 ＜13

粘 性 土 类

3 软 极易用手指捏成形 ≤4 ≤17.6 ≤1.0 ≤25

4 中等 稍用力捏可成形 ≤8 ≤18.7 ≤0.75 ≤50

5 硬 手指需用力捏才成形 ≤15 ≤19.5 ≤0.50 ≤100

6 坚硬 不能用手指捏成形，可用大拇指压出凹痕 ＞15 ＞19.5 ＜0.25 ＞100

砂 土 类

7 极松 极容易将12mm钢筋插入土中 ≤4 ＜18.3 满足Cu≥5，Cu=1~3为良好级配的砂（SW），不能满足以上条件的为不良级配的砂（SP） ＜0.15 8 松散 较容易将12mm钢筋插入土中 ≤10 ≤18.6 ≤0.33

9 中密 用2~3kg重锤很容易将12mm钢筋打入土中 ≤30 ≤19.6 ≤0.67

10 密实 用2~3kg重锤可将12mm钢筋打入土中30mm ＞30 ＞19.6 ＞0.67

碎 石 土 类

11 松散 骨架颗粒含量小于总质量的60%，排列混乱，大部分不接触，充填物包裹大部分骨架颗粒，且呈疏松状态或可塑状态。 N63.5 ＜7 DG＜65 满足Cu≥5，Cu=1~3为良好级配的砾石（GW），不能满足以上条件的为不良级配的砾石（GP） 12 中密 骨架颗粒含量等于总质量的60%~70%,呈交错排列，大部分连续接触，且中密状态或可塑状态 N63.5 7~18 DG 65~70 13 密实 骨架颗粒含量大于70%，呈交错排列，连续接触，或只有部分骨架颗粒连续接触，但充填物呈紧密状态或坚硬状态。 N63.5 ＞18 DG＞70

岩石类 14 弱 锹镐可挖掘 N＜50 ≤10 15 稍强 锹镐难挖掘，但用锤可击碎 ＜30

注：①淤泥质土可在粘性土类中衡量级别，粘质粉土可在粘性土类中衡量级别，砂质粉土可在砂土类中衡量级别。②表中符号N63.5—重型动力触探锤击数，DG—密实判数 4

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。 通常，我们所说的施工工艺在大的方面，主要是指根据项目施工土质条件、工况条件、合同要求等所确定的整体施工方法，例如多船型施工工艺（两种以上施工船型、方法），单船型施工工艺等；小的方面指具体确定的施工操作方法，如上面所举例子。具体工艺参数分别根据施工设备和条件确定。 ４、结合工程实践说明绞吸挖泥船施工工艺 （１）施工布置原则：在施工平面布置上，要从有利船舶产能最佳发挥来综合确定施工开挖顺序和吹填的顺序。总体原则是在船舶有效吹距内，按挖近吹远、挖远吹近来确定开挖顺序，以保证管线长度平衡，避免施工中因安排不当出现管线过短和过长问题，影响船舶效率发挥。除非挖槽和吹填区同时有形象进度限制无法按上述原则安排。 （２）、分条方法：依据施工区风浪影响条件和船舶干扰影响条件确定分条方向。划分时要重点考虑有利于挖泥船抗风施工和避开施工干扰（把干扰讲到最低程度）。分条的宽度以挖泥船最佳挖宽为参数确定，一般绞吸船分条挖槽划分宽度稍小于船体长度（大概是船长的９５％）。具体宽度根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 5

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。具体分层厚度视绞刀功率和绞刀形状、直径及设计挖深等因素确定，一般控制2~4刀厚度作为分层参数。 ③ 较软流态状的0~3级土，该土质容易坍塌和回淤，施工分层厚度可加大。为保挖槽质量，在分层施工顺序上要考虑回淤影响。现将上层挖掉，下面甩一层最后挖，完成后立即测量交验。 ④ 11~13级砂卵石土质，该类土质级配号，原状土密实度大，一般采取分层施工法，分层厚度一般在2~4m；如属松散状态，也可采取大挖深小进尺法施工。但是要考虑该土质重度大（rm），塌方过大时易焖堵绞刀。所以分层厚度要控制在3~4m. （4）边坡施工 边坡开挖参数一般按设计坡比和施工分层厚度确定。 6

（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度段内挖槽疏浚土完成后再接长管线延伸施工，不能图省事让浮筒管线长时间富余，这样不但增加吹填阻力影响挖泥船能力发挥，而且也增加管线磨耗成本，在施工工艺制定时必须避免。特别是在挖掘砂卵石土质和硬粘土时及涌浪大的施工地区，应禁止出现此情况。 5、影响绞吸船施工的主要矛盾（按土质区分） （1）、施工0~3级土，挖泥驾驶员操作水平是影响生产率的主要矛盾，在吹距能力内，只要管线布设平顺，没有死弯和大角度弯头，挖掘和输送都不会存在大问题。影响生产率的环节主要在边线换向操作的掌握上。水平高的驾驶员可提前预判换向进尺时机，在换向环节仍保持较高施工浓度；不熟练的驾驶员在换向时浓度下降较大，且持续时间较长，所以平均生产 7

率较低。 （2）、施工4~6级土，挖掘和输送都是主要矛盾，都直接影响生产率高低，一是该级土质粘硬，挖掘本身很困难；二是该类土易成块状，土质密度大，在管道中呈推移质滚动状态，移动速度慢，输送困难。因此对驾驶员来说4~6级土是比较难挖掘操作的土质。需要有较大的输送流速，控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。 管路输送、叶轮磨损效率衰减快及驾驶员对吸入浓度的均匀控制能力是影响生产率的主要因素。 驾驶员要控制绞刀横移速度使吸入浓度尽量保持均匀，避免追求过高浓度操作，要考虑消化问题。否则易发生肠梗阻，流速衰减、排压增加后持续时间很长不能恢复正常施工状态。 要提前备足泥泵叶轮泵胆等备件，施工期间及时更换，保持泥泵相对高效。 （6）施工14级岩石，挖掘是主要矛盾。 6、典型开工问题，待探讨。 7、施工工艺改进和提高 这是技术提高问题，随着计算机技术在挖泥船上的应用范围扩大，特别是辅助决策系统安装实施后，为探讨施工工艺参数提供了分析条件。从疏浚技术发展角度看，计算机辅助决策系统应用可促进疏浚技术快速提升。 （1）、要重视新技术设备，深入学习理解他的功能。