淺談抓斗船淤泥開挖質量控制

魯占營

隨著經濟社會的發展，許多港口的吞吐能力和配置滿足不了經濟腹地快速發展的要求，港口碼頭必須進行擴建和升級。科特迪瓦阿比讓港口擴建項目就是在現有碼頭基礎上進行擴建升級的例子。為了滿足取砂回填后碼頭堆場的安全、穩定，地基承載力滿足要求，在堆場回填施工前需要先開挖回填區內上部淤泥層，然后再取砂回填逐步成陸。抓斗船主要運用于河道疏浚、碼頭建設、泥沙裝運、水上重物吊裝、水上打樁等工程建設，在碼頭擴建工程中，利用抓斗船開挖淤泥，并針對其開挖質量進行嚴格控制，以開挖后的淤泥層厚度作為驗收標準，但這樣的工程實例很少，因此并無類似工程驗收經驗可作為借鑒，這就對挖泥手的現場操作和項目管理人員的施工質量監控和驗收方法都是一個很大的考驗。基于此，文章詳細介紹科特迪瓦項目抓斗船淤泥開挖質量控制，以為類似工程提供一些經驗與參考。

1 工程概況

科特迪瓦阿比讓港口擴建工程位于科特迪瓦第一大城市、經濟首都阿比讓市，是近期科特迪瓦最大的項目。

碼頭建設內容為在舊碼頭基礎上擴建新的突堤式碼頭，包括滾裝碼頭和集裝箱碼頭，其后方陸域區為新建碼頭的后方堆場，為了保證地基的穩定性，需要先利用抓斗船開挖上部淤泥層，再進行后續回填施工。滾裝碼頭開挖淤泥面積約19.8萬m2，工程量約45.4萬m3；集裝箱碼頭開挖淤泥面積約37.8萬m2，工程量約176萬m3。開挖出的淤泥泥土利用自航開體泥駁全部傾倒至指定的拋泥區。

根據項目設計文件，將滾裝碼頭和集裝箱碼頭淤泥開挖區進行分區，各分區暫定設計清淤標高如圖1所示，施工中以開挖至砂層和殘留淤泥厚度＜60cm為控制標準。

2 質量控制難點

科特迪瓦項目利用抓斗船進行淤泥開挖施工有以下重難點：①疏浚開挖標高需要根據淤泥層下砂層的實際標高確定，開挖控制難度大；②淤泥開挖各分區清淤標高不同，跳躍性大，無規律；③清淤后軟泥層厚度＜60cm；④規范中無相關的驗收方法可借鑒。

圖1 滾裝碼頭淤泥開挖分區暫定設計清淤標高

在施工中，若抓斗船開挖淤泥層質量控制不好，必須進行二次清淤。但是二次清淤會造成施工成本的增加和影響后續取砂回填的施工進度，因此，必須要對抓斗船淤泥層開挖進行嚴格的質量控制。

3 施工質量檢驗和控制措施

3.1 創新抓斗船淤泥開挖質量檢驗方法

對于抓斗船開挖淤泥層后施工質量檢驗，傳統的淤泥取樣器特點如下：不易操作，檢驗效果慢，成本高。不滿足開挖后大面積質量檢驗的操作簡單，檢驗效果快，檢驗成本低的要求。

經過項目部充分分析和討論，采用潛水員水下探摸取樣和測深儀水深測量相結合的施工質量檢驗方法。此種檢驗方法操作簡單、檢驗速度快、成本低，且可以真實地反映出抓斗船開挖后表層淤泥的厚度，指導后續施工[1]。

取樣探摸時，先在規劃好的探摸點拋設浮標進行標示，然后由潛水員下潛取樣。具體流程如下：采用PVC管，管直徑50mm，長度1.5m，兩端配活動密封塞，由潛水員潛入水底，將管豎直插入泥砂中，水、淤泥及底砂層的砂等將不受擾動下貫入筒內，然后用密封塞塞住上口，用手封住下口輕輕托出泥面后，用密封塞塞住下口，最后保持豎直狀態拿出水面進行檢測。

潛水員潛水探摸取樣流程主要如下：取樣管、鋼卷尺及記錄表準備→探摸取樣點選擇→RTK現場定位、拋設點位浮標→潛水員下潛取樣→管樣檢測、記錄。

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3.2 質量控制措施

3.2.1 定期檢核抓斗船的平面定位系統

抓斗船上部淤泥層在開挖過程中，定位系統對其施工質量影響很大，定位系統誤差較大，將導致抓斗船不能按預定排斗方式進行開挖，出現漏挖現象。特別是在最后一層開挖時，若定位不準，漏挖后將直接增加殘留淤泥層厚度，不滿足施工質量要求，從而造成返工，增加成本、延誤工期。因此，在施工中要求測量人員定期校核抓斗船定位系統，滿足施工要求后才能進行開挖施工。

3.2.2 定期校核抓斗船挖深系統

在抓斗船開挖過程中，挖深系統校核對施工質量控制至關重要，直接影響著開挖過程中的實際挖深，若挖深控制不精確，就會造成超挖或欠挖。超挖造成后續回填砂量增加；欠挖導致施工質量不滿足要求，造成返工。

校核挖深系統可從兩方面進行：①定期檢查吊斗鋼絲挖深涂畫標記，定期進行涂刷，保證吊斗鋼絲深度標記清楚明朗；②對施工中根據抓斗按一定的標高開挖一層，完成后進行水深測量，將測量結果和抓斗船開挖標高進行比對，校核挖泥船挖深系統。

3.2.3 保證抓斗船排斗密度

抓斗船開挖第一層后因排斗密度不足，出現漏挖現象，利用第一層開挖后測量數據繪制水下三維地形圖，明顯能看到挖后泥層表面高低起伏形態。

抓斗船開挖第二層淤泥過程中，根據抓斗的有效斗寬計算出每個網格需要排斗的數量，為防止漏挖每個格網增加1斗，并對所有挖泥手交底，明確排斗要求。同時工程技術人員每日進行現場巡查，根據抓斗挖泥軌跡檢查排斗數量是否滿足要求。若發現排斗數量不足的情況立即對挖泥手進行教育和再交底。

3.2.4 嚴控分層厚度

根據15m3抓斗船抓斗的尺寸和斗容，每挖一斗的有效挖泥寬度大約在2.0m左右。如果挖泥時分層厚度過厚，抓斗合斗、提升過程中就會有一部分疏浚土重新散落至開挖面，直接影響開挖效果。在實際開挖施工過程中，根據各分區浚前水深，參考設計圖建議的開挖標高，同時結合實際開挖中挖到砂層情況確定各分層厚度，制定如下分層厚度控制標準：

（1）上層分層厚度控制在2.0～2.5m；

（2）要求挖泥手根據開挖最后一層前標高和實際砂層情況，嚴格控制最后一層厚度；抓斗船開挖淤泥層完成后，項目部安排潛水員利用1.5m長的PVC管進行全面探摸取樣，結果顯示，嚴格控制分層厚度后殘留淤泥層厚度控制效果良好[2]。

4 效果分析

施工過程中定期校核抓斗船定位精度和挖深系統，嚴格把控抓斗船排斗密度和分層厚度。根據潛水員探摸取樣的記錄，其共取樣11個點，從樣管檢測結果看，抓斗船開挖施工后淤泥層最大厚度為30cm，有效最小厚度為3cm，所有取樣點殘留淤泥層厚度均＜60cm，滿足設計和業主要求。

通過項目部創新的抓斗船開挖淤泥質量檢驗方法，其具有操作簡單、檢驗過程迅速、成本低的優勢，與此同時，結合項目部制定的保證排斗密度和合理分層的質量控制措施，保證了抓斗船開挖淤泥施工質量，避免了二次清淤，又節約了施工成本，還為后續回填作業提供了工作面，具有較好的經濟效益。

5 結束語

綜上所述，科特迪瓦阿比讓項目抓斗船淤泥開挖分項工程，施工要求高、驗收難度大，經項目部討論，制定了抓斗船淤泥開挖質量控制措施，同時創新水下淤泥層探摸取樣檢測方法，有效控制施工質量，驗收方法和結果滿足業主咨工要求，避免因淤泥開挖不徹底留下質量隱患，為以后類似工程提供借鑒經驗。