沿海集裝箱碼頭下方及后方清淤技術探究

龔圣勇

摘 要：國內某集裝箱碼頭由于碼頭后方及下方淤積嚴重，淤積厚度最深已達9m，對樁基結構安全造成隱患，急需對碼頭淤積的25萬方淤泥盡快清除，減少樁基壓力，國內近年來采用的小型自制絞吸船由于功率較小，無法滿足要求，針對此情況，本文根據碼頭淤積情況采用了拼裝式絞吸船結合自吸泵工作船，通過設置減載溝快速減載，合理組織施工，及時完成清淤任務，確保碼頭結構安全，為類似工程施工提供施工及技術參考。

關鍵詞：集裝箱碼頭；碼頭清淤；減載溝；絞吸船、自吸泵

中圖分類號：U655.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2017）04-0068-02

1 工程概述

國內某碼頭總長度1500m，分4個泊位，共17個結構分段，建設等級為3個10萬噸級集裝箱泊位、1個7萬噸級集裝箱泊位。碼頭頂面高程為5.20m，前沿設計底高程為-17.50m。碼頭通過6座引橋與后方陸域相接，引橋長度均為109.5m。

碼頭下及后方淤積嚴重，碼頭后沿處最大淤積已達9m，嚴重影響碼頭安全。為保證碼頭安全，需要對碼頭下及后方淤泥進行疏浚。清淤范圍包括碼頭360m～1500m區域，即1#、2#、3#泊位區域（碼頭360m～1170m）碼頭后沿至岸側40m范圍內泥面標高清淤至-5.5m，向岸側邊坡取1：5；碼頭下部區域由碼頭前沿-17.5m標高處向岸側以1：3坡度削至現狀泥面。

2 清淤方案確定

2.1 綜合考慮碼頭回淤情況對樁基的影響，同時考慮施工對碼頭裝卸作業的影響，根據設計要求，初步確定分四步進行施工

第一步：碼頭后沿減載溝施工。

第二步：碼頭后方區域清淤施工。

第三步：碼頭下方清淤施工。

第四步：碼頭前沿外掃淺施工。

2.2 施工順序

根據碼頭回淤嚴重情況，施工時采取分段施工，施工順序為：海岸側按照由陸側向海側的順序進行，東西側按照2#泊位 →3#泊位→1#泊位（碼頭后方與下方同時作業施工），確保整體安全。

2.3 施工總平面布置

根據排出淤泥運輸方式不同，本工程施工總平面布置暫定兩種施工方案：

方案一：

總體施工布置：碼頭下方采用1條特制80方/h自吸泵清淤施工；碼頭后方采用一條150方/h大絞吸船施工；絞吸出來的泥漿直接通過吸泥管排放在碼頭1#泊位東側預先挖出來的儲泥坑內，待坑內泥漿沉淀后采用5方抓斗式挖泥船配合兩條500方泥駁將泥拋運至卸泥點。

方案二：

總體施工布置：碼頭下方采用1條特制80方/h自吸泵清淤施工；碼頭后方采用一條150方/h大絞吸船施工；絞吸出來的泥漿直接通過吸泥管排放在碼頭1#泊位東側的泥駁上，然后通過泥駁將泥漿拋運至卸泥點。

經過分析，方案一具有施工連續性好， 效率高的優點，但缺點是吸出的泥漿由于濃度較低，泥漿在儲泥坑沉淀前在水流作用下流動，可能會重新在儲泥坑附近區域回淤。

方案二具有吸出的泥漿不會對碼頭區域產生影響的優點，但缺點是：①由于泥漿濃度低，每方泥產生的泥漿有5～6方，外運工程量較大；②泥駁在換駁過程中吸泥全部要暫停；影響吸泥工作效率；③泥駁每次進點都要拋錨，靠駁工程量大，可能會影響前沿集裝箱船的正常作業；④泥駁運泥過程中，由于泥漿濃度低，會導致泥漿泄漏，引起水域污染。

結論：由于本工程工期較緊，前期需要迅速減載，綜合考慮先暫選擇方案一進行施工，針對方案一有可能引起附近港池回淤的問題，施工過程中加強對儲泥坑附近及港池的水深監測，如果發現回淤，則立即采用抓斗船進行掃清，如回淤明顯影響碼頭正常施工作業，則采用方案二進行施工。

3 主要施工方法

3.1 碼頭減載溝施工

3.1.1 位置

距碼頭后沿向岸側 5m 處先挖一條底寬 15m 溝槽（原設計為底寬6m，后根據實際絞吸船施工參數，經設計同意后修改為底寬15m），向海側邊坡不陡于 1：3.5，按 2#泊位、3#泊位、1#泊位的次序施工。

3.1.2 主要施工方法

（1）為保證海、岸測側土體的穩定，施工時嚴格按照設計斷面進行施工。

（2）減載溝底標高為-4.0。施工時不得超深，絞吸船鉸刀標高控制為-3.5m。

（3）為準確控制挖泥標高，挖泥控制標高參照碼頭面層頂標高（+5.2m），施工前在碼頭后沿每隔30m左右設置水尺并配有照明設備，絞吸船上施工員每隔30分鐘觀測一次水尺讀數后通知船長對絞吸船鉸刀的高度進行修改。

（4）斷面形成后次日，采用GPS+測深儀對斷面進行測量，并用水坨對測量數據進行比對，測量成果及時上報監理業主。

3.2 碼頭下方清淤施工

碼頭下方施工受碼頭結構空間的影響，正常的疏浚機具無法進入，施工條件困難。本工程采用特制的自吸泵工作船，施工原理采用設置在前端的高壓水泵與吸泥泵配合施工，將沖散的泥通過排泥管排出。

主要施工工藝：

（1）自吸泵工作船由汽車運至碼頭5#引橋，再由汽車吊吊入碼頭后方2#泊位水中，由于自吸泵工作船沒有動力，施工中需交通船（小機動船）配合。

（2）施工定位方法：利用碼頭前沿系船柱與碼頭后沿對直同設點位點，兩點拉一條鋼絲繩，中間橫拉鋼絲繩，形成交叉十字錨，這樣使工作“小船”可以前后左右靈活移動，能到達需施工的任何位置，同時工作船前端沖吸泥裝置可左右擺動，確保碼頭排架下方清泥效果。

（3）船位調整到位后將設在船前的沖泥裝置下放到泥面開始工作。在高壓沖水的作用下將水下泥層粉碎，再利用泥泵的吸泥和排泥功能即在離心力作用下，通過排泥管將泥漿輸送至碼頭1#泊位東側預先挖好的儲泥坑內，由于清淤地點距儲泥坑距離較遠（最遠近1300米），因此在排泥管上根據實際情況安裝增壓泵或在排泥管中部位置設置接力泵將泥漿排放至儲泥坑。

（4）施工中計劃由碼頭后沿分3米一個臺階向碼頭前沿施工，通過設在碼頭邊的水尺控制大頭的下方深度，上欠下超通過自然坍塌逐步達到1：3的坡比。

3.3 碼頭后方清淤

由于碼頭后方清淤方量較大，因此需選用大型清淤設備。本工程采用150方/小時絞吸船一艏，通過陸上運輸至施工現場，現場拼裝下水，施工時利用配置在船體前端的鉸刀將泥鉸松，然后通過排泥管將泥漿輸送至碼頭1#泊位東側預先挖好的儲泥坑內。

施工分區：碼頭碼頭后方以引橋中間區域為一個施工區域進行施工，本工程共分為A、B、C、D四個區域進行施工，一個區域施工完成后，進入下一個區域進行施工。

施工分層分條：根據施工工藝及船舶性能，后方挖泥分4條進行施工，分層厚度根據泥層厚度及鉸刀功率分為兩層施工，施工時嚴格按照分條分層進行施工，上層全部完成后再進行下層施工。

3.4 儲泥坑設置

為保證挖泥效果，排泥地點選定為1#泊位東側預先挖出直徑約50米，深度為3米（底標高-6.0m）的深坑，為確保碼頭及圍堤安全，儲泥坑邊線距碼頭1#泊位東側距離不小于50m，距離圍堤距離不小于70m。根據施工進度情況定期對儲泥坑及周邊的泥面標高進行監測（監測采用測深儀結合水坨），如泥面標高臨近設計給出的警戒值（以1#泊位最東側排架原泥面線為警戒標高），立刻用挖斗式挖泥船進行清淤并運走傾倒。

3.5 施工期沉降位移及水深監測

3.5.1 施工期沉降位移監測

在施工過程中，利用原碼頭后沿的沉降位移觀測點，并在后沿大堤上布置沉降位移觀測點（控制點平面布置見下圖）進行每日觀測，觀測結果每日上報監理、業主，確保碼頭及大堤的穩定。

3.5.2 挖泥水深監測

挖泥斷面形成后，采用GPS+測深儀對斷面進行測量，并用水坨對測量數據進行比對，測量成果及時上報監理業主。

3.5.3 儲泥坑水深監測

儲泥坑及周邊的泥面標高進行監測（監測采用測深儀結合水坨），如泥面標高臨近設計給出的警戒值（以1#泊位最東側排架原泥面線為警戒標高），立刻用挖斗式挖泥船進行清淤并運走傾倒。

4 結語

本次清淤施工的有效工期共計150天，施工過程順利，各項措施安全、合理、有效，經第三方水深測量單位測量，清淤水深及清淤效果滿足設計和使用要求。有關施工方案和技術資料可供類似工程參考借鑒。

參考文獻：

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