泥沙運動在疏浚工程中的考慮

摘 要:利用某軍港疏浚開挖后出現(xiàn)明顯回淤現(xiàn)象的工程實例，探討泥沙運動在疏浚工程的重要影響，得出疏浚方案的制定需考慮泥沙運動影響。發(fā)現(xiàn)目前維護(hù)性疏浚方案設(shè)計時，往往會忽略泥沙運動影響的情況，提出改進(jìn)建議，對工程實際中疏浚方案的確定給出有意義的指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞:疏浚工程泥沙運動回淤

中圖分類號:TU7文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)09(a)-0131-01

Considerations of Sediment movement in dredging engineering

Zhang Lian-song1Zhang Jin-song2

(1Navy North China Sea Fleet，Qingdao 266071，China;274122 PLA troops，Qingdao 266071)

Abstract:Deepen dredging of a naval port，there is a clear back silting phenomenon after excavation.Research the influence of sediment movement to dredging engineering.Analyzing when should consider the influence of sediment movement in dredging scheme，giving some meaningful recommendations to dredging scheme and actual engineering.

Key Words:Dredging engineering;Sediment movement;Back silting;

1 引言

疏浚工程包括基建型疏浚、維護(hù)性疏浚和簡易疏浚。21世紀(jì)以來，隨著世界船舶業(yè)、運輸業(yè)的蓬勃發(fā)展，船舶越來越大型化，吃水也越來越深，深水港的建設(shè)也隨之加快，近年來國內(nèi)幾乎所有港口都在進(jìn)行港池的拓寬和加深。

港口及航道初建，對邊坡穩(wěn)定性和減少泥沙回淤有嚴(yán)格的要求，設(shè)計者和建設(shè)者通常比較重視泥沙運動，在方案確定初期會進(jìn)行詳細(xì)的論證，根據(jù)實際情況進(jìn)行泥沙運動試驗來確定疏浚方案，預(yù)計泥沙運動的影響。但是對于在用港的疏浚方案設(shè)計，則經(jīng)常會簡單的按照港口初建期的水域、泥沙情況來確定，而忽略了多年的港口使用所形成的新的泥沙運動平衡。

2 工程實例

北方某軍港港內(nèi)有一條自然形成的突堤，為整個西港區(qū)提供了有效的波浪掩護(hù)。該港某次疏浚施工中，設(shè)計邊線比較靠近突堤的西側(cè)，經(jīng)現(xiàn)場開挖，疏浚土全部為鵝卵石并含有少量中粗沙，含泥量很低。這一現(xiàn)象引起了施工單位的注意，并在施工了一段挖槽后暫停施工，進(jìn)行測量。經(jīng)過半個月多次測量比對發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域回淤速度明顯大于其它區(qū)域，地質(zhì)取樣發(fā)現(xiàn)回淤土以中粗沙為主，伴有少量細(xì)沙及淤泥質(zhì)粘土。

3 現(xiàn)象分析

上述床面物質(zhì)組成說明該堤岸屬于無粘性泥沙組成的沙質(zhì)(包括卵石)邊岸。研究表明，對于無粘性泥沙，其動力因素通常是波浪和波導(dǎo)近岸流。波浪水質(zhì)點的運動是往復(fù)的周期運動，在其作用下，泥沙僅能做往復(fù)擺動，不能或僅有很小的凈位移。要使泥沙有顯著位移，則要求有水流的搬運作用，包括近岸流、潮流、風(fēng)吹流等。

這一現(xiàn)象引起了業(yè)主的重視，大連理工大學(xué)海動實驗室和港工專業(yè)的學(xué)者，以及該項目的勘察、設(shè)計等單位人員共同進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表示該突堤的形成是多年來泥沙運動的結(jié)果，區(qū)域內(nèi)受往復(fù)流影響，現(xiàn)已基本達(dá)到泥沙運動的平衡點。而疏浚施工設(shè)計邊線靠突堤太近，改變了其岸線形態(tài)、水深，導(dǎo)致泥沙運動平衡受到破壞，泥沙運動開始明顯，并產(chǎn)生了在該區(qū)域明顯的回淤現(xiàn)象。泥沙回淤量大，工程量大大增加，浪費人力物力。但更重要的是，由于此突堤對于波浪的掩護(hù)非常有效，如果破壞其泥沙運動平衡，則可能改變其延展方向，從而破壞了這一天然防浪堤。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，對于港口疏浚施工中的維護(hù)性疏浚，很少考慮泥沙運動的影響，對在用港的疏浚設(shè)計中，往往忽略了泥沙運動的重要性。實際上，盡管在進(jìn)行一項港口工程或海岸防護(hù)工程之前，需要全面查清工程所在海岸的岸灘變形規(guī)律，即天然條件下的泥沙運動情況及海岸的沖淤情況，并且大多數(shù)情況下，也對工程建設(shè)對岸灘演變的影響趨勢做出預(yù)測，以確定工程項目的可行性和設(shè)計的合理性，但是由于目前對波浪、水流和泥沙的運動規(guī)律還沒有完全認(rèn)識清楚，預(yù)期總是跟實際情況有所出入。因此港口自建成并投入使用后，泥沙運動便會持續(xù)地改變著港口的水深、岸線形態(tài)等，并隨著水文條件長時間不變而達(dá)到平衡狀態(tài)。因此即使是維護(hù)性疏浚，如果疏浚方案設(shè)計初期不考慮泥沙運動，也可能會破壞此平衡，從而造成不可預(yù)期的后果。

4 結(jié)語

近年來，我國從南到北，港口建設(shè)如火如荼，但在疏浚設(shè)計中能將泥沙運動要素引入加以重點考慮的寥寥無幾，特別是在用港的維護(hù)性疏浚。作者認(rèn)為，在維護(hù)性疏浚中除考慮水文、氣象、地質(zhì)等要素外，泥沙運動也應(yīng)給予充分考慮，特別是改變原有設(shè)計水深、水域范圍以及港區(qū)內(nèi)岸線發(fā)生較大變化的疏浚項目。因?qū)δ嗌尺\動不重視、分析不清造成港口建設(shè)損失，或者造成疏浚工程工程量大大增加而效果卻大大降低的實例也有不少，應(yīng)引起業(yè)界重視。

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