基槽開挖與港池疏浚施工技術在港航工程中的應用

王中雨 中國鐵建港航局集團有限公司第二工程分公司

1.工程概況

連云港徐圩港區四港池43#～45#液體散貨泊船位疏通項目旋水域設定底標高為-15m（該地區理論最低潮面）。43#船位停放點設定底標高-13.3m，44#～45#船位設定底標高-16.0m。此次工程需疏通總量658.94萬m3（其中包括船泊流域和回旋水域）。

2.碼頭基槽開挖施工技術措施

選用鋼樁定位絞吸挖泥船進行基坑挖掘，采用定位小車水平開挖方式，分不同層次、路段進行挖掘。擺動中心采用鋼樁或主錨，左右邊錨協助控制水平和前向挖掘。

2.1 分條

進行鋼樁橫挖挖掘過程中，為避免延長錨和船只的轉移時間，導致挖泥船的疏通工作效率下降，分條數量不可過大。分條的跨度不得超過挖泥船單次挖掘的最大跨度。將絞吸式挖泥船的最大施工寬度控制在船身長度的1.1倍范圍內。由于絞吸挖掘船采用鋼樁作擺動中心，因此挖掘面呈扇形，挖掘施工一旦到達基槽底線，兩段的中心部分就無法進行挖掘，若依舊向前挖進不符合基坑挖掘平底線的水平標準，且對海岸線安全造成嚴重影響。挖進過程中，針對此項難題采用以下挖掘方式解決：絞吸船最后一次挖進時，當絞刀挖入兩分條中心范圍時，選擇絞吸船向前移動的方式完成該部分的挖掘建設。

2.2 分層開挖及邊坡控制

由于基槽挖掘深度較深，施工方式選擇分層挖掘，并依照土壤質地與挖掘方式設定每層挖掘高程，以此確保挖掘面積的準確性和斜坡的穩定性。分層疏浚的厚度為刀具直徑的0.5～2.5倍，低值適用于硬土，高值適用于軟土。常見的淤泥和流動性粉砂分層厚度約為4.0m，板結砂、黏性土分層通常在2～2.5m，若分層過厚極易出現土方塌陷現象，對船只穩固與施工安全造成不良影響。為確保項目成功率，頂層分層要相對淺薄。

選用階梯式挖掘邊坡，根據3500m3絞吸船挖掘邊坡1∶2為例，土質粉砂臺階階梯挖掘高度設定為4.0m（根據絞刀直徑選擇），分層挖掘寬度設定為8m，挖掘時，橫移架挖進一層后，橫移寬度減少8m，施工人員利用橫向移動同步提高刀架造成斜坡。在斜坡建造過程中依照上多下少、多少相對的準則，階梯部分自形坍塌為一定坡度。

3.絞吸式挖泥船疏浚施工

3.1 總體方案

第一階段：根據業主要求，經計算船舶功效及工期分析，擬配置兩組13m3抓斗船，挖泥裝舶，拋至指定的拋泥區。

第二階段：根據業主要求，經計算船舶功效及工期分析，擬配置一艘4500m3/h絞吸船，將疏浚土吹至岸上后方指定吹填區，吹填距離約12km。

總體施工流程：施工準備→控制點交驗和測量控制網布設→施工區域浚前測量→施工船舶設備調遣→第一階段疏浚施工→掃淺→第一階段驗收→剩余區域浚前測量→施工船舶設備調遣→第二階段疏浚施工→掃淺→竣工測量驗收。

3.2 施工方向

第一階段：施工區域較狹窄，為避免兩艘抓斗船相互干擾，兩組抓斗船分別設于端頭和中間，往同一個方向推進。

第二階段：由絞吸挖泥船由內向外采用分層、分條、分段逐步推進。

3.3 拋設橫移錨

拋錨次序需參照風流條件設置，通常先拋上流錨。錨泊時，鉸刀移動至疏浚邊線，掛在水底泥漿中，錨固船體，嚴格控制錨點的定位。地點設定在側錨索與船體前部的夾角45°處，角度控制在45°以上，就位時立即下錨。下錨后擰緊水平線纜，鉸刀只能在錨索穩固之后才能從泥漿中提起。

3.4 試挖

為保證最佳的建造質量和淤泥挖掘效率，航道挖掘前應進行試驗，并選擇最適合的挖泥施工數值，如橫向移動速度、切割厚度、前進（入檔）尺寸、主機轉速、漿濃度等。

3.5 縱向分條、橫向分層

此次項目選擇分條、分層進行施工，施工器械選擇絞吸挖泥船。依照河水流向進行分條。分條跨度不可大于每只挖泥船的極限跨度（具體寬度待確定施工船舶后擬定），確保無遺漏挖掘情況出現。

3.6 邊坡部分的施工

此次疏通項目采用分層逐步挖掘，參照設計斜坡和泥層厚度制定適合的分層開挖斜坡參數，確保邊坡建成效果最大程度達到設計標準。斜坡部分建造為重點掌控部分，在局部堤腳處無邊灘或邊灘較窄處施工時，應嚴格控制超深、超寬值，分層厚度宜薄不宜厚，以此保證堤防的穩固性不會受到通道挖掘的不良作用。高海拔的側灘在旱季會暴露在水面上，自然塌陷形成的坡度不整齊，影響外觀，應改造灘頂至最低通航水位之間的斜坡。

3.7 排泥管線的布設

3.7.1 陸上吹砂管線（岸管）的設置

吹泥管線的平面布置參照挖泥船的總揚程、吹淤距離、吹填標高以及潮汐的變移等因素確定，綜合考慮，最終布置挖泥船管道的位置。

在鋪設全部陸上管道時，利用裝載機、挖掘機輔助將設計的水陸界面與水下管道進行人工連接，陸地管道開口位置設三通接頭，分流布置，一個向前延伸，另一個進入充填區域。在管線的鋪設中可加添膠皮套來進行小角度拐彎和爬坡作業。接入吹填場地的管道起始端鋪設杉木桿制成的管架架設到設計高度。

提前布置陸地吹填配備的預制管道，必須按照吹填管道的鋪設進程連接和加長吹填范圍的支管。為減少水上管道波浪和風對浮管、管支架組合、管架頭本身與周圍水工結構的惡性作用，浮管附近和管架頭周圍設置浮管錨或脊鋼索進行控制。

吹泥管的接口處必須保證牢固，兩管段之間增設密封填料，預防出現泥水滲漏情況。填充材料制成牛脂編織物、橡膠墊圈均可。管道底的砌塊和墊片應穩固，不可發生搖動和變形情況，以免損傷噴砂管道的接頭。

可采用T形或Y形三通管連接吹泥漿管的主管線和支線。在吹填施工期間，管壁磨損均勻，管道在鋪設時可定期繞軸線旋轉，單次進行旋轉角度控制在圓周的1/3，可大大提升管材的使用期。

鋪設陸路管線時擇優選擇最近的直線路線，以免和建造路段、其他建筑物相交。管道下穿路段時有全埋或半埋兩種選擇，利用填充泥土保護管道頂部和兩側。兩側堤坡角度不得超過1∶10，跨堤與下穿管道兩側必須進行壓縮，形成供行人和機動車通過的緩坡。

3.7.2 水上吹泥管線（浮管）的設置

水域管道的施工全部選擇一根鋼管（附浮筒）和一根膠管的1+1組合方法進行，水上排泥浮管兩側端口連接挖泥船與陸地管道。

（1）浮在水面上的浮標管道管段之間的卡箍應穩固緊實，以免受河水流向、波浪和吹填結構作用出現損壞，因此管道設置應盡量選擇流線型，不可出現死彎，并預留充足的浮筒管路余長，以便在絞吸船推進一定距離期間不需要拆卸和更換。漂浮在水面上的管道必須用管道錨加固。

（2）浮筒管線在重載情況下仍然露出水面以上，以便于維修和減少水流阻力。

（3）參照水域潮汐情況確定管道錨的放置地點，受潮流影響水域則須拋漲落流向兩側。

（4）浮標管道與陸地噴砂管道的連接方式必須依照地形和水域標高變化的幅值來合理選定。保證連接嚴密，無漏泥現象，防止由于水位波動導致管道部分嚴重翹曲。

3.8 挖泥

絞吸式挖泥船最常用的方法是對稱鋼樁橫挖法，即以鋼樁為主樁，對準挖槽中心線下插水底，作為橫移的擺動中心，利用絞刀架前部的左右擺動纜（龍須纜）交替收換，左右搖擺用于疏浚挖泥。然后用另一根鋼樁（次樁）代替樁向前移動。主樁的前進軌跡持續行進在挖溝的中心線上，應根據土壤質量和質量要求設定步距，如果土壤堅硬，可以把跨距做大，土壤很軟，跨距做小一些；項目質量要求很高時挖掘到項目的最后一層時，需將步距做得更小。

4.結語

隨著人們對社會環境關注度的提升，做好港航工程施工中基槽開挖與港池疏浚施工，可以在一定程度上起到保護施工水域質量的作用。本文詳細研究了港口航道建設中基坑挖進和港口疏通的建造技術，以期為相關項目參考借鑒。