航道疏浚工程的技術(shù)措施探討

蔡振邦

（廣東正方圓工程咨詢有限公司，廣東 廣州 510000）

航道疏浚工程的技術(shù)措施探討

蔡振邦

（廣東正方圓工程咨詢有限公司，廣東 廣州 510000）

疏浚工程具體是指利用挖泥船或是其他機(jī)械設(shè)備并輔以人工，對水下的土石方進(jìn)行挖掘。通過疏浚能夠使航道的通航條件獲得極大程度地改善，整個(gè)施工過程不需要配備大量的工程材料和勞動力，基本不會造成不良的影響及后果。為保證航道疏浚工程的順利進(jìn)行，并進(jìn)一步提高疏浚質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)在具體施工中，采取合理可行的技術(shù)措施。借此，本文以工程實(shí)例為依托，對航道疏浚工程的技術(shù)措施進(jìn)行論述。期望通過本文的研究能夠?yàn)橥惞こ烫峁┙梃b參考。

航道；疏浚；施工技術(shù)

1.工程概況

工程位于某省境內(nèi)，航道全長約為39.68km，按照三級航道標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)，整條航道的寬度為60m，底部寬度為30m，設(shè)計(jì)水深為3.5m。

1.1 自然與環(huán)境

本工程地處亞熱帶濕潤季風(fēng)區(qū)，其典型的氣候特征為夏季炎熱、雨水較多，冬季寒冷。該區(qū)域的氣溫條件見表1。

工程所在區(qū)域的多年平均降雨量為640.2mm，豐水年與枯水年的降雨量分別為925.8mm和353.2mm；區(qū)域年均勻風(fēng)速約為3.28m/s；地表蒸發(fā)量為550mm～600mm，水面蒸發(fā)量為1100mm～1250mm；年平均相對濕度為70%～80%；本工程所在地的交通條件較好，施工機(jī)械及材料運(yùn)輸車輛能夠順利抵達(dá)施工現(xiàn)場。

表1　工程所處區(qū)域的氣溫條件（單位：℃）

1.2 水文與地質(zhì)

由于工程所在地處于亞熱帶濕潤區(qū)內(nèi)，受季風(fēng)環(huán)流的影響，流域降雨及徑流多集中在每年的7～9月，每年的2～6月，因降水較少，加之受蒸發(fā)的影響，使得流域水位呈下降趨勢，7～9月隨著降雨量和徑流的增加，水位會持續(xù)升高；流域地勢呈西高東低走向，航道兩岸有為數(shù)不多的丘陵，其余全部為平原地貌，由地質(zhì)勘探資料可知，航道附近的地下水為第四系松散層孔隙水，主要賦存于粉土和粉質(zhì)黏土中，地層的透水性相對較差，地下水位的埋深深在0.1m～2.4m，由于受降水的影響，水位的變化幅度較大。

2.航道疏浚工程的關(guān)鍵技術(shù)措施

2.1 施工設(shè)備

依據(jù)工程土方開挖量，并結(jié)合工期要求，經(jīng)過研究后，決定投入以下機(jī)械設(shè)備：絞吸式挖泥船兩艘，抓斗式挖泥船兩艘，泥駁6艘，挖掘機(jī)兩臺，起錨艇、油駁等。

2.2 工藝流程

本工程的施工工藝流程如圖1所示。2.3 施工前期準(zhǔn)備

該階段需要做好如下工作：修建施工道路及臨時(shí)性生產(chǎn)設(shè)施，人員及施工機(jī)械設(shè)備進(jìn)場，對施工場地進(jìn)行清理，并進(jìn)行施工測量。在工程正式開工之前，負(fù)責(zé)測量工作的人員應(yīng)當(dāng)對平面控制點(diǎn)及水準(zhǔn)點(diǎn)的相關(guān)資料進(jìn)行現(xiàn)場核對，確認(rèn)無誤后，可將之作為定位放線的主要依據(jù)。在挖泥船進(jìn)行疏浚施工前，應(yīng)當(dāng)在航道上的起挖點(diǎn)和彎道處設(shè)置明顯的標(biāo)志，同時(shí)，還應(yīng)在航道兩側(cè)適當(dāng)?shù)奈恢锰幵O(shè)置導(dǎo)線樁。對于航道上的平直段，可以每間隔50m～100m左右設(shè)置一組橫向標(biāo)志，在彎道位置處標(biāo)志的設(shè)置可以適當(dāng)加密，這樣便于疏浚施工的進(jìn)行。此外，在疏浚作業(yè)區(qū)域內(nèi)應(yīng)當(dāng)設(shè)置一組水尺，以此來滿足觀測需要，水尺的設(shè)立應(yīng)當(dāng)與四等水準(zhǔn)度的要求相符，可將之設(shè)置在便于觀測且不易被船只碰撞的位置處，并指派專人每個(gè)工作日對航道水位的實(shí)際變化情況進(jìn)行觀測。

2.4 航道疏浚施工的關(guān)鍵技術(shù)措施為確保水下疏浚作業(yè)的順利進(jìn)行，可在施工過程中采用分層、分段的開挖方式，抓斗式挖泥船可以按照順流的方向由上向下以分層的方式進(jìn)行開挖施工，因本工程中疏浚開挖的長度相對較長，故此挖泥船可以采取分段的方式進(jìn)行開挖作業(yè)，每一段開挖的長度可設(shè)置在100m左右，當(dāng)前一段疏浚開挖完畢并檢驗(yàn)合格后，方可對下一段長度進(jìn)行疏浚開挖。由于挖泥船本身的臂長有限，所以在分段的基礎(chǔ)上，可以采取分條的方式進(jìn)行施工，條間可以有0.5m～1.0m左右的重疊區(qū)，防止欠挖的情況發(fā)生。分條開挖的寬度及數(shù)量可以按照施工機(jī)械的能力進(jìn)行確定。此外，為確保疏浚施工過程中可以形成穩(wěn)定性較高的邊坡，可采取階梯型對邊坡進(jìn)行開挖，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，邊坡超挖和欠挖的面積比應(yīng)控制在1～1.5范圍內(nèi)。

2.4.1 技術(shù)交底。在疏浚開挖作業(yè)正式開始前，應(yīng)當(dāng)做好技術(shù)交底工作，可由施工現(xiàn)場主管技術(shù)的人員向挖泥船隊(duì)詳細(xì)介紹工程情況、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、工期要求等，并組織相關(guān)的施工人員到施工現(xiàn)場進(jìn)行勘察，這樣便于施工人員選擇合適的作業(yè)方法進(jìn)行疏浚施工。

2.4.2 施工導(dǎo)標(biāo)的控制要點(diǎn)。在航道疏浚工程施工過程中，放樣是較為重要的環(huán)節(jié)之一，疏浚開挖前，可以按照施工圖紙的要求在施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地放樣，并報(bào)現(xiàn)場監(jiān)理人員進(jìn)行驗(yàn)收，同時(shí)參照設(shè)計(jì)圖上提供的相關(guān)技術(shù)參數(shù)，放出一個(gè)50m的施工小樣、邊線及底腳設(shè)計(jì)樣樁，這樣做的主要目的是防止開挖時(shí)出現(xiàn)挖偏的情況。在施工中，應(yīng)指定人員對導(dǎo)標(biāo)進(jìn)行定期地檢查和校對，避免人為因素造成導(dǎo)標(biāo)移位及丟失的情況發(fā)生。

2.5 絞吸式挖泥船施工技術(shù)措施

2.5.1 工藝流程。絞吸式挖泥船主要是借助船身上的鉸刀對水下土壤進(jìn)行攪動，然后通過離心泵將泥漿吸入到泵體當(dāng)中，再通過排泥管將泥漿排放至指定的吹填區(qū)。由于絞吸式挖泥船實(shí)現(xiàn)了挖泥、輸泥、卸泥3個(gè)環(huán)節(jié)的一體化施工，從而使得作業(yè)效率獲得了顯著提升。

2.5.2 管線布設(shè)。①水上管線。水上管線采用自浮式鋼管與膠管相隔連接的結(jié)構(gòu)，管線的一端與絞吸式挖泥船的排泥管進(jìn)行連接，另一端加裝空氣釋放閥，并與水下管線進(jìn)行連接。

②水下管線。為確保疏浚施工過程中不影響航道的正常通航，需要在水下鋪設(shè)適量的管線，其一端與水上管線相連接，另一端與陸地管線相連接。水下管線采用組裝結(jié)構(gòu)，即三節(jié)鋼管與一節(jié)膠管相連接組成一個(gè)單元，組成多個(gè)單元后堆放備用。

③陸地管線。陸地管線由鋼管、彎頭、膠管組成，采用法蘭加膠墊圈連接，為確保管線連接位置處的密封性，采用風(fēng)動扳手對螺栓進(jìn)行緊固。

2.5.3 施工技術(shù)要點(diǎn)。①絞吸式挖泥船開始施工時(shí)，可先將機(jī)船拖至挖槽起點(diǎn)，在接近挖槽起點(diǎn)時(shí)，拖輪的速度應(yīng)適當(dāng)減緩，盡可能與挖槽起點(diǎn)靠近，并在航行慣性消除后，下放一個(gè)定位樁；隨后將左右邊錨拋出，在船頂懸掛施工信號標(biāo)志，并在上下游設(shè)置施工標(biāo)志，這樣便可正式開工。

②排泥管的接頭應(yīng)當(dāng)緊固嚴(yán)密，不得存在漏泥和漏水的情況，若是發(fā)現(xiàn)泄漏，應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)行修補(bǔ)或更換。在布設(shè)管線時(shí)，應(yīng)當(dāng)對水頭損失予以考慮，并使總的水頭損失小于泵的揚(yáng)程。

③當(dāng)挖泥船展布后，為獲取最佳的生產(chǎn)作業(yè)效率，可先進(jìn)行試挖，以此來確定出最優(yōu)的操作參數(shù)。

2.6 抓斗式挖泥船施工技術(shù)措施

①挖泥船采用縱向移動挖長、橫向移動挖寬的方法進(jìn)行施工，其移位一次的寬度為船身船寬，前移長度為抓斗一次向前開挖的長度，當(dāng)縱向挖完一個(gè)斷面之后，挖泥船應(yīng)在前進(jìn)一定的距離后對下一個(gè)斷面進(jìn)行開挖，前進(jìn)的距離盡可能不要超過抓斗伸開的長度，以免造成漏挖。

②按照設(shè)計(jì)圖紙的要求，并結(jié)合泥層的厚度，可采用分層開挖的方式對航道進(jìn)行疏浚施工，每一層的開挖厚度以斗的抓深為準(zhǔn)，并控制在2m以內(nèi)，當(dāng)挖至最后一層時(shí)，要對下斗的深度及抓距進(jìn)行嚴(yán)格控制，以免超挖。

③結(jié)合工程地質(zhì)資料，邊坡開挖的坡度比設(shè)計(jì)為1∶5，采用分層階梯的形式進(jìn)行開挖，施工中遵循下超上欠、超欠平衡的原則，通過自然塌落形成邊坡。

結(jié)論

綜上所述，航道疏浚是一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工程，由于其中涉及的環(huán)節(jié)較多，從而使得影響施工質(zhì)量的因素較多，為確保疏浚質(zhì)量，并提高作業(yè)效率，必須在工程中采取合理可行的技術(shù)措施，只有這樣，才能保證工程按質(zhì)、按量、按時(shí)完成。

［1］張存保.絞吸式挖泥船疏浚作業(yè)優(yōu)化系統(tǒng)的研究與開發(fā)［D］.武漢交通科技大學(xué)，2013.

［2］丁宏揩.絞吸式挖泥船疏浚動態(tài)特性數(shù)學(xué)模型建立與仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)［D］.河海大學(xué)，2012.

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［4］閉治躍.挖泥船泥漿管道輸送系統(tǒng)效率優(yōu)化與控制研究［D］.浙江大學(xué)，2013.

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