1.项目基本情况
本项目针对在疏浚吹填工程抛-吹施工过程中存在抛填沙在水动力作用下流失导致工程成本增加、抛填沙堆的运动变化导致绞吸疏浚船挖吹施工产量低下,以及抛填沙的扩散淤积对储沙区周边海域环境产生影响等问题,以合理预估施工过程中的流失量、减小抛填沙扩散的环境影响、改进抛-吹施工工艺、提升绞吸挖泥船疏浚抛填沙的施工效率为目标,开展了深入的研究工作。
2.主要技术内容
本项目针对抛填沙施工存在的问题,建立了一整套适用于抛填沙运动扩散及流失量分析的研究方法,开展了泥沙扩散等机理研究、数值模拟、试验验证和现场实测验证,得到了抛填沙在储沙区抛吹施工时的水下堆积形态、抛填沙堆积范围等结果,建立了抛填沙流失量计算方法;优化了水动力参数控制的抛吹施工工艺,建立了结合潮位、流场变化情况动态调整的施工方法;确定了抛填沙的堆积高度、坡比、范围等形态参数与水动力作用之间的关系,提出了抛沙对周边水域环境影响的有效控制手段。主要成果有:
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创新性地设计了抛填沙机理试验方法,开展了相关试验,揭示了抛填沙的塌方与流失机理,丰富了泥沙基本理论。
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建立了抛-吹施工过程的数学模型,提出了抛填沙流失量计算方法,开发了《疏浚抛沙流失量计算软件》,成功预测了抛填沙在水动力作用下的流失量。
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优化了水动力参数控制的抛吹施工工艺,建立了结合潮位、流场变化情况动态调整的施工方法。
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确定了抛填沙的堆积高度、坡比、范围等形态参数与水动力作用之间的关系,提出了抛沙对周边水域环境影响的有效控制手段。
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取得了1项发明专利授权《一种大方量饱和密实土人工制备的方法和装置》,1项实用新型专利《一种工程船舶船载监测装置》,1项软件著作权《疏浚抛沙损失量计算软件》(登记号2019SR0404944),1篇SCI论文,2篇EI论文,2篇核心期刊论文。
3.应用推广及效益情况
本项目的研究成果成功应用于厦门机场造地工程和古雷增填沙工程等重大吹填工程,显著地提高了工程的施工效率,节约了工程成本。通过开展抛填沙运动扩散流失机理研究,优化了绞吸施工工艺,减小抛填沙流失量,合计实现经济效益5263万元。
本项目研究成果的推广与应用,有效解决了大型绞吸船在进行抛填沙抛吹联合施工时的主要技术难题,拓展了大型绞吸船对该类工况的适应能力,有利于充分释放大型绞吸船的施工产能,提高船舶施工经济效益,同时,将进一步完善大型绞吸船施工技术、工艺体系,有效提升核心竞争力。