內河港航施工中回淤問題及應對措施

張洪友

摘要：指出了港航工程項目是內河航道管理中的重要部分，回淤問題是港航施工中的難題，需施工人員采取有效措施解決回淤施工問題。分析了港口航道工程施工中的回淤問題的原因及特征，并以實際工程為例對其提出了相應的應對措施，實際應用取得了良好的施工效果。

關鍵詞：港航工程;回淤問題;挖泥船

中圖分類號：U655文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）14-0249-02

1港口航道工程施工回淤問題

我國東部沿海及主要內河下游普遍為沙質河床，所處自然條件下易發生淤積，隨著經濟的快速發展，沿海周邊地區經濟發展對港航需求量不斷增加，在港口與航道建設時易發生回淤問題。

港航施工中回淤問題具有不確定性、清淤困難等特點，相關人員進行了深入的實地考察與實驗分析，提出了回淤理論及經驗公式，但現有技術無法從根本上解決港航施工回淤問題。

回淤問題是泥沙運動的直接結果，泥沙受風浪等動力作用發生位移，動力條件減弱時泥沙發生淤積。對粒徑<0.03mm的淤泥質海岸與>0.25mm沙質海岸航道，回淤現象不嚴重，沙質海岸淤泥嚴重，可能堵塞航道，需慎重對待。

2港航施工回淤問題的原因

挖泥船施工效率取決于吸泥系統的工作效率，挖泥船作業中常按超0.5m左右的深度進行作業，但不能避免實際的開挖深度與下刀深度間的差距，順流中回淤厚度約為30cm，逆流開挖回淤厚度約50cm，順逆流都會產生因絞刀作用帶來的淤泥不被完全吸收的問題，在水泥作用下沉積到吸泥口后端，積沙厚度超3m時出現漏沙問題。

挖泥船是挖泥作業的主要工具，其性能及吸泥能力直接決定吸泥效果，海貍600絞吸式挖泥船在順流情況下，被鉸刀擾動的泥沙易隨水流流走，挖泥效率能達到10%。逆流開挖條件下，泥沙能較順利的進入吸泥口，挖泥效率達到12%，回淤量較小。因順流時水壓壓彎水泥的輸泥管，施工受到影響，逆流條件下不會對管道產生影響，實際挖泥工作中盡量采用逆流開挖的方式。

一次性的泥土開挖作業中，泥土厚度對回淤量有關鍵的影響，如開挖泥層厚度較薄，吸泥效率較低。開挖泥層較厚使削割泥土不易全部吸人，嚴重影響開挖質量。鉸刀形狀及轉速會對土壤開挖回淤量有一定的影響，要求施工中根據土壤性質，選擇合適的鉸刀，控制鉸刀的移動距離。

3港航施工回淤特征

通常港航工程發生回淤需要有泥沙來源、水流動力及促成淤泥的環境，某港口航道段泥沙淤泥全年不均勻，淤泥現象集中在下半年，結合港口水域的實測風浪資料，分析港口水域波浪情況計算波浪產生的最大河底流速，航道年際回淤情況大致相同，同一噸級航道不同年份回淤深度基本一致。

施工回淤現象隨空間變化規律體現在沿程回淤分布及回淤隨浚深變化規律，斷面平均回淤強度沿航道里程增加先增后減，航道內段起點到轉彎段回淤強度呈現緩慢增加趨勢。在保證航道走向不變，僅脫寬了原航道，相對回淤量隨航道浚深增加，統一斷面航道回淤量逐漸增多。

某港口水域泥沙主要受風浪控制，通過分析多場大風資料，推導出航道回淤量公式，將模型計算大風驟淤量與實測驟淤情況對比，證明模型誤差在35%以內，回淤量隨風級增大。

4長江口北槽沖淤深水航道工程

長江口深水航道質量治理工程引起了北槽河床明顯的沖淤響應。工程前水面橫比降存在，橫沙東灘與北港水流進行交換，漲落潮水流分散匯合在北槽形成不平的縱剖面，江亞北槽分散了北槽水流，不利于北槽上段攔門沙河槽的沖刷。主槽局部區域形成10m深槽。長江口深水航道治理工程北堤封堵了橫沙東灘竄溝，導堤與丁壩共同作用，北槽水流歸順進一步增強。

泥沙預算是地貌演變分析中常用的工具，泥沙預算值代表進入河槽單元的泥沙凈通量。根據地形測量資料，對北槽進行泥沙預算，因無法計算北槽各拋淤區淤泥量，統計數據較不完整，長江口深水航道治理工程北槽各拋淤區無明顯淤積。泥沙預算不考慮此部分數量。

北槽攔門沙河床沖淤對流域水來沙有明顯的季節性響應，枯季河槽沖刷，長江口深水航道治理工程實施后，主槽河床對工程建設產生明顯的沖淤響應。丁壩建設期間，河床沖淤對工程響應掩蓋了的季節性沖淤響應。

分汊河口是常見的河口形態，其維持需一定的水分條件，分汊河口上提下移影響汊道間水沙分配關系。因分汊河口汊道間水利及河槽沖淤互動性，分汊河口演變規律較復雜，開展河口治理工程作用下分汊河口沖淤研究，可探尋分汊河口演變基本特征。

河口河床演變是挾沙水流與河床相互作用的結果，南北槽落潮分流比變化，表明落潮水流動進行了重新調整分配。丁壩束流作用下，丁壩田普遍淤積，北槽進口段長約13km的河段均有一定淤積。

天然條件下穩定的汊道，其潮量與水斷面形成某種關系，南北槽落潮分流比變化引起分汊河床斷面面積變化。南北槽汊段河槽平面擺動受制約，使其與落潮量相適應。南北槽分汊河段各汊斷面平均水深與分流具有較好的響應關系。

5港航施工回淤問題的應對措施

本工程水工項目有12000DWT駁船卸煤碼頭泊位一個，疏浚項目主要內容有港池開挖，擋沙堤水下基槽開挖，碼頭前港池設計底標高為-8.36m，為項目配備的船舶根據現場進度情況確定，采用泥駁將廢棄料運至指定地點拋卸。

5.1改進施工技術

（1）做好科研工作，掌握建港岸在自然條件下的變化規律，結合現場水文及地形演變資料，選擇回淤輕微的海岸，考慮海岸工程建成后對自然狀態下泥沙運動規律的影響。對不能有效利用的人工港進行合理的港航建設規劃。在港航建設中統籌工程方案，在對回淤影響較小的季節組織施工，減少施工中對基槽的回淤，如常年回淤嚴重港池不宜一次性挖掘過深。

（2）做好貫穿港航建設全過程的觀測工作，通過測量取樣數據分析回淤問題，根據分析結果調整施工方案。重力式碼頭基槽回淤采取開挖備淤槽措施，但仍有懸移質落淤，制定施工船舶調配計劃，確保施工段內不發生嚴重回淤問題。

（3）基床是基槽中拋填完塊石的基礎結構，基床頂落淤可能導致碼頭沉降，如基床發生回淤，必須進行清除。基床清淤包括挖掉機床及清除回淤物。

（4）挖泥船根據給定坐標位從外面進入開挖區域，船舶在進入開挖水域后由GPS測量儀器配合在船舶到達設計位置時拋船艏作最終定位。開挖項目投入使用的挖泥船為非自航鏈斗式挖泥船，配備有非自航泥駁，主挖泥船由拖輪拖帶移動。

（5）鏈斗船工作由拖輪拖帶至施工水域通過船上GPS定位后拋設左右邊錨就位。拋錨距離長短根據現場情況確定。工作時船靠在主船兩側裝料，使鏈斗對開挖料切割完成開挖作業。施工中通過前錨完成船體進尺，開挖中控制好主船前后左右進尺。

（6）改進挖泥船的鉸刀形狀，使鉸刀形狀能與施工區域的土層厚度相適應，配合改進后的吸泥系統，提高淤泥的挖掘運輸效率?？赏ㄟ^直接連接挖泥船與泥漿泵，提高輸沙的濃度，每日的輸沙量可達到5000m³左右。

5.2應用泥沙數模

回淤治理前通過泥沙模型模擬回淤問題能指導回淤的治理工作，提升航道的通航能力。泥沙模型模擬實驗在長江深水道泥沙回淤問題治理中發揮巨大的作用，泥沙模型模擬法最初只能實現對泥沙情況的二維模擬，其模擬效果不真實，不能考慮潮汐及浪潮等因素對回淤的影響，為提高模擬的效果，正式施工前對泥沙模型進行改造升級，結合海底及維度位置等因素綜合考慮，擬定施工區域內回淤量的預測，實踐證明模擬結果與實際差距不影響施工質量。

隨著經濟的發展，長江水道運輸能力難以滿足經濟的發展要求，需解決長江港航工程建設的回淤問題，近年來泥沙數模研究提高了對泥沙運動規律的模擬水平，在使用中能根據實際水文條件修改模擬相應數據，使得模型對地形的模擬更加逼真。對實際施工指導水平逐步提高，在航道回淤治理中應用前景廣闊。

6結語

港航工程回淤問題是施工中必須克服的難題，其影響建筑設施基礎的堅固性。對港航建筑質量有根本性的影響，要選用性能良好的挖泥船，根據土質改進鉸刀形狀，重視泥沙數模的作用，提高港航工程泥沙治理水平。