◎ 肖蘭 長江宜昌航道工程局
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基于港口疏浚吹填施工技術與工藝的探索
◎ 肖蘭 長江宜昌航道工程局
摘 要:隨著我國社會經濟快速、穩定、持續的發展,我國對外貿易經濟也隨之增加,因此進行對外輸出的航空、鐵路運輸等一系列水陸交通運輸集結點樞紐的港口建設已成為我國經濟建設和社會發展的重要組成部分。而疏浚吹填是能保障港口航道碼頭正常投入使用的一項重要的切實可行的水利吹填技術。本文結合國內外疏浚吹填技術實施過程中出現的相關問題以及與疏浚吹填技術掛鉤的理論知識,對疏浚吹填技術進行淺析薄論。
關鍵詞:疏浚吹填技術 工藝與技術 吹填施工
隨著我國社會經濟和對外貿易經濟的快速持續發展,對外貿易的貨物輸出和國內生產資源運輸的流通量日益增大,而基于港口和碼頭的船舶為增加單次的貨物運輸量,設計制造的規模越來越趨于大型化。因此,為了滿足社會經濟發展的需求,處于沿江以及沿海地區的城市紛紛加快了建設水運資源運輸架構的腳步并加大了對港口碼頭建設的投入力度,港口和碼頭的占地規模日益趨向大型化、規模化。而在建造港口碼頭航道需要應用疏浚吹填技術與工藝,因此也會產生大量的疏浚土。而基于現在的狀況,未來我國的水運航海建設以及維護疏浚吹填市場也將不斷的擴大發展,疏浚工程量將不斷增加,成為水利建設的核心內容。
1.1 疏浚工程
疏浚是指為了疏通、擴大以及加深河江湖等水域,而在水下進行的建設挖掘土石過程的工程項目。廣義上的疏浚包含在水下使用炸藥進行爆破以清除障礙物來達到目的。疏浚技術既包括使用人工勞力使河流斷流,也包括使用重工機械設備進行施工挖掘。
疏浚工程分為基建性疏浚和維護性疏浚兩種。①基建性疏浚主要是用來進行河道、港口、碼頭、船塢等水利設施的開建、改造以及擴建。②維護性疏浚是指對指定區域的河道進行維修和保護以延長其使用時間。
疏浚工程主要應用于:開鑿新河道、港口;疏通和處理運河河道;加深、擴展以及清理河道;整治優化港口航道的基礎環境;開挖新的船塢、碼頭等水利建筑物;進行填土造陸;清理河道航道的障礙物等等。
1.2 吹填工程
吹填工程根據作用效果的不同分為兩種,一種是放淤固堤,另一種是場平工程。放淤固堤工程在我國主要用于黃河大堤的加固。通過使用挖泥船等機械設備將黃河大堤內灘過多的淤泥利用加壓泥漿泵輸送到黃河大堤外灘,待處理掉淤泥過多的水分后用來加固黃河大堤,增強堤岸的防護抗壓能力[3]。場平工程,主要用于我國的長江三峽周邊區域的城市中,在進行疏通長江河道時,使用吸砂船在長江河道中心區域采集富集的砂石,然后將砂石運送到岸邊指定的碼頭進行裝載,再通過運輸管道以及壓力泵將砂石輸送到城市中的場平區域。場平工程的實施,不僅處理了河道中富余的砂石,減少水患發生的概率,而且使用清理河道產生的砂石填平了城市中的低洼區域,這可是一舉兩得好方法。
我國疏浚吹填技術的發展歷經了一百多年的歷史。
(1)初始階段,是我國疏浚吹填技術的起步階段,是正處于清朝剛剛打開國門,實施開放政策的時期。我國的疏浚吹填技術相較于其他國家已經處于成熟時期的技術起步較晚,且有關技術方面的理論知識匱乏,缺乏相應的指導,因此我國為后期長遠發展著想,即使在借助學習各國技術起步的過程伴隨著外國勢力入侵的恥辱也沒有放棄,而是以此為戒,鞭策自己對疏浚吹填技術結合國情進行改善和優化。直至我國建立了自己的疏浚工程局,由此書寫了我國近現代化疏浚事業開端的篇章。
(2)中期發展階段,處于新中國成立至改革開放以前時期內。國家將舊中國遺留下來的船舶進行了深入改造和優化,并將改造后的船舶重新投入使用,而且還大規模的擴大港口的吞吐量,大量建造新的港口碼頭。交通運輸部門綜合全國水利疏浚工程局成立全國性的疏浚工程公司,對全國各地的疏浚工程項目進行統一的管理和監督,并加大投入大力培養相關方面的技術人才和專家。國家領導人高度重視我國疏浚業的發展,為其順利開展而頒布相關政策來保駕護航。從此,中國疏浚事業走上了大發展的道路。
(3)相對成熟穩定階段,處于改革開放以后至如今的時期。改革開放以后,我國疏浚事業發展迅速,進行了大量的疏浚工程。隨著我國科學技術水平的不斷提高,我國技術人才將科學技術與疏浚工程相結合,在項目進行過程中充分發揮科學技術的作用,自主研發水利設施設備,加速推動我國疏浚業的現代化進程的發展。從此,我國的疏浚事業已進入相對成熟階段。
3.1 施工前的準備工作
在施工工程開工前,施工單位應該組織相關的技術人員到施工現場對水域的水質、氣候、地質、設施資料、施工水域的安全范圍以及施工的準確位置等進行詳盡的勘測,并根據勘探結果進行分析,確定合理的施工方案以及選擇合適大小的船舶。
3.2 施工工藝思路
施工工藝使用的前提條件是保證疏浚作業區域安全并能按期完成工作。
3.3 施工的船舶選擇
由于疏浚吹填作業地區的不同,疏浚物質的性質以及施工地的氣候、水文和地質也會有很大差別,因此不同區域要采用不同的作業方法,選用不同的挖泥船。
在水域開闊的水港以及航道較長的河港,適合選用具有自航、自挖、自卸等功能的耙吸式挖泥船,不會占用太大的水域空間。若要在河口、航道以及湖泊等地進行疏浚作業,適合選用絞吸式挖泥船,絞吸式挖泥船能夠集挖掘、運輸、排除和處理淤泥等疏浚功能于一身,能后連續不斷的完成工作,節省時間和成本。在風浪小、水速慢等的開闊水域中,鏈斗式挖泥船是最佳選擇,該船只裝配有變速設備,能夠在作業中使用不同的速度和切削能力來挖掘不同的性質的土地。抓斗式挖泥船適用于狹小的水域、碼頭、港口等,且具有設備簡單,造價成本低,損耗少等優點。
3.4 施工工藝
針對不同的地質需采取不同的施工工藝,這樣才能保證施工項目的順利進行。
(1)淤泥。在處理淤泥時,采用絞吸式工藝時,要采取低速,并加大橫向速度和前進的速度。采用鏈斗式工藝時,可以適當加快斗速。而抓斗式工藝則應使用梅花形下斗挖法。
(2)流砂。絞吸式要使用低速。抓斗式則應采用梅花式下斗挖法。鏈斗式則應加快斗速。
(3)可塑性粘土。使用絞吸式挖泥法時,需要調節使用高轉速,排泥的流速也應增加,但橫向移動時的速度需要減少。抓斗式挖泥法則運用排斗挖泥來增強力度。而鏈斗式挖泥也需要降低斗速。
在進行吹填疏浚作業時,相較于傳統的建筑工程施工項目,吹填疏浚工程具有作業產品周期長、靈活性強、設備集約能力高等優點]。但是疏浚工程在進行項目實施過程中需要投入大量的資金來支持項目作業的正常運行,而且會可能產生大量的作業廢料,工程量龐大,因此要保證疏浚吹填工程的順利開展,需要結合多項技術聯合眾多企業共同協調合作,互相監督實施。面對工程量如此大的項目,如果各企業之間不能相互協調合作,資金材料的投入不能合理規劃使用,則不僅僅會導致資源成本的浪費,還可能造成相關施工企業的經費損失投資失利,從而造成利益的損失。由此可見,合理控制成本不僅僅關系著相關企業的穩定可靠的發展,也決定著我國未來疏浚吹填工程項目等的可持續協調發展。因此,怎樣合理的分配控制投資成本將是未來疏浚吹填項目重點研究探索的核心所在。
綜上所述,疏浚吹填工程是一項系統的可持續的工程。如今,我國正處于疏浚吹填技術大范圍應用于港口碼頭航道的建設與圍海造陸的關鍵時期,我們更應該加大對吹填技術施工工藝的探索與研究。結合古今中外不同階段的實例,深入了解分析疏浚吹填工程項目在施工過程中其管理控制、時間、成本分配、質量安全等方面所存在的弊端和不足。在此基礎上,找出我國疏浚吹填技術與工藝在施工中所存在的問題和不足,加以改善和完備。
參考文獻:
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[3]付桂,趙德招,程海峰.國內外疏浚土綜合利用現狀對比分析[J].水運工程,2011 (03):90-96.
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