港航工程建設中的基槽開挖與港池疏浚施工技術探討

孫文浩

（嘉興市港航管理服務中心，浙江嘉興 314001）

0.引言

近年來，隨著我國水路運輸行業快速發展，港航工程建設項目的數量增多。相比于陸地作業，水上和水下作業的難度更大、風險更多，對施工作業提出高要求。基槽開挖和港池疏浚，是為了擴大河床、提高航道的通行能力，滿足船舶不斷增加的通航需求。只有從各個環節入手，合理選擇技術工藝，加強質量和安全控制，才能提高施工效率，實現預期管理目標。以下結合個人實踐經驗，探討了基槽開挖與港池疏浚的施工技術及控制措施。

1.工程概況

1.1 基本情況

以某港航工程為例，基槽挖泥量約28萬m3。設計日均挖泥強度為1560m3，配置絞吸船1艘，日均挖泥量為2800m3，滿足設計要求；護岸基槽開挖量約8.2萬m3，配置抓斗挖泥船1艘；疏浚物的運輸，配置泥駁1艘，裝載量為800m3；置換砂使用定位船進行定位。現場勘查結果顯示，基槽持力層以風化巖為主，底部標高為-24m，開挖時先用絞吸船和抓斗挖泥船，超出作業范圍的部分，采用炸礁施工法，工程量約為0.48萬m3。

1.2 施工特點

（1）基槽開挖的施工量大，施工會干擾周圍水域，導致淤泥產生沉積作用，經實測每日沉積厚度約為10cm。（2）疏浚物的運輸距離遠，而船舶的最大運距為10km，且施工過程中的船只過往頻繁。（3）施工工期較短，基槽開挖為180d，港池疏浚為150d，具有較強的緊迫性。（4）基槽開挖時，要求超深、超寬控制在0.5m、1.5m以內，并且挖到中粗砂。港池疏浚時，要求超深、超寬控制在0.5m、1m以內，不能殘留淤泥或淤泥質土，清淤后的淤泥厚度在30cm以內。（5）施工工序復雜，包括基槽開挖、機床拋石、清理淤泥、基床整平、礁石爆破、安裝沉箱等，前后工序緊密銜接，具有較強的連續性。

2.基槽開挖施工技術要點

以絞吸船開挖為例，遵循分條、分層作業的原則，設置1根鋼樁作為擺動中心，對左右邊錨進行協同控制，確保吸泥船位置準確。技術要點如下：

2.1 分條施工

基槽開挖分條施工，關鍵是控制好每一條的寬度，一個簡單的計算方法是：鋼樁中心至鉸刀頭水平投影的長度。如果寬度過小，分條數量就會過多，施工過程中就要多次移錨，不僅降低了施工效率，管理難度也提升。本工程中，鋼樁作為擺動中心，是開挖作業的基準點，整個開挖面呈現為扇形。后續開挖作業中，到達基槽底部的邊線時，分條中間區域不能開挖，會導致邊線出現偏差。另外，對于兩個分條中間的部位，開挖時將鉸刀置于分條的中間，采用向前兩步臺車的方案進行開挖。

2.2 分層施工

（1）一般情況下，按照鉸刀直徑的0.5～2.5倍控制。（2）結合土質特點，松軟土取最大值即2.5倍，堅硬土取最小值即0.5倍。（3）淤泥的力學性質差，可適當增加開挖厚度至4m左右。另外，開挖邊坡按照1：2控制。以粘土層為例，臺階開挖高度和寬度分別控制為4m、8m。

2.3 測量監控

本工程中，基槽開挖過程中，使用聲納測距儀測量開挖深度。但是，聲納測距儀無法對開挖作業進行動態呈現，不能及時發現超挖或欠挖問題。為了解決這一弊端，同時使用1臺水下地形掃描儀，將其安裝在船體底部，每次開挖10m后，就進行一次測量，作為聲納的基準調校點，從而更為精準地控制開挖深度。

2.4 礁石爆破

如果水下有巖層結構，為了開挖基槽，可采用礁石爆破法。爆破前，徹底清理巖石的覆蓋層，以便在爆破作業后減少淤泥生成量，提高爆破作業的安全性，控制好爆破產生的沖擊波[1]。爆破完成后，要對礁石進行清理，不能出現遺留現象，否則也會影響人員安全和船只通行。

3.港池疏浚施工技術要點

3.1 分區、分條、分層作業

（1）劃分疏浚區。首先對疏浚區進行大致劃分，然后結合絞吸船的擺幅寬度，進一步精確劃分施工條幅，設備從一端開始作業，向另一端推進。絞吸船在開挖過程中，要觀察浮管變化，當浮管拉直、本條幅作業完成，退回設備對下一個條幅繼續作業。排砂管最好置于疏浚區中間，并且由專人現場管控，確保船只設備錯開，避免造成相互影響。（2）確定分條寬度。分條寬度的確定，以取砂厚度和高程為準，相鄰區域的搭接寬度為3m～5m。絞吸船開挖過程中，測量人員使用坐標定位儀進行檢測，調整船位縮小偏差值，避免船體發生劇烈晃動。（3）控住分層厚度。分層開挖作業時，控制好分層厚度，應該結合取砂厚度、鉸刀直徑，并動態監測挖槽深度變化。當挖泥船的荷載變化或潮位變化，就要調整鉸刀頭的形態。一個條幅開挖完成，及時進行測量，當超挖或欠挖均處于允許范圍內，就可退船至下一個條幅。最后對所有測量數據進行匯總，繪制海底基面圖，以便發現漏挖現象，安排絞吸船進行作業。

3.2 注意事項

（1）分析環境因素的影響，尤其是水位變化對疏浚的干擾，應掌握洋流、潮汐的特點，合理設計疏浚施工方案。（2）對于棄土的處理，既不能用于回填，也不能影響臨近的港口、航道，目前處理方案主要有兩種：一是送泥上岸；二是水中拋卸，本工程中采用前者，使用泥駁進行運輸。（3）挖泥船開挖作業中的航行速度慢，載重較輕會受到風力影響，載重較重會受到水流影響。為了應對潮汐風流的影響，保證不偏離預定的航跡線，應根據風力和水流的速度，修正壓差角和船首方向，注意橫槽時避讓，防止壓耙[2]。

3.3 成品保護

基槽開挖和港池疏浚完成后，水面船只拋錨、吸泥船采砂等行為，均可能破壞基槽。對此，應進行成品保護，安排專人進行現場管理，合理安排后續的作業工序，盡量縮短成品暴露時間。

4.施工質量與安全控制措施

4.1 質量控制

（1）開展測量作業前，對所有測量設備進行檢查，確保精度達標、穩定性滿足要求；對現場各個控制點進行復測，建立完善的控制網絡，作為測量作業的依據。（2）絞吸船上配置差分全球定位系統（DGPS），對施工平面進行定位。深度指示器的使用，可控制鉸刀的下放深度，確保滿足設計要求。（3）施工人員進行崗前培訓，熟悉設計圖紙，掌握施工規范，進行技術交底，實現施工作業的規范化、精準化。（4）在疏浚區周圍，建立潮汐監測和報告站點，將潮汐信息發送給疏浚船，根據實際情況調整鉸刀的下放深度，避免深度和平整度上出現嚴重偏差。（5）施工作業中，如果某個工序或作業內容不達標，及時反映給技術人員，分析問題原因，確定是人員、環境、設備因素所致；然后采取針對性的解決措施，盡快恢復正常的施工狀態。（6）根據測量數據繪制測量圖，分析水深、固定斷面等數據，評估施工精度值，不滿足要求的部位進行標注，并督促施工班組及時整改。

4.2 安全控制

（1）按照規范要求辦理施工證件，例如水上水下施工許可證；水上作業人員，均要佩戴安全防護措施，穿戴救生衣；現場配置交通警戒船，根據現場的通行情況進行調度指揮，既確保正常施工，又能減少對過往船只的影響。（2）施工船舶拋錨時，使用相關的指示標志，讓其他船只看到施工范圍，避免誤入這一區域影響施工作業。（3）在設備配置上，要求作業船只帶有廢污油艙，設置圍油欄，長度不低于300m。在施工過程中，船只產生的廢污油裝在艙內，而不能直接排進水域，來保護正常水質。（4）沉管在水下敷設，為了避免過往船只碰觸，因設置顯眼的標志來定位。浮管位于水面上，為了減少對通行的影響，應控制好浮管的長度和位置，不要設置在關鍵航道下方，并設置夜間指示燈，間距控制在40m～50m，為船只夜間航行指引。

5.結語

港航工程建設中，基槽開挖和港池疏浚是基礎而又關鍵的環節，文章結合實例分別介紹了施工技術要點，包括分條分層施工、測量監控、礁石爆破、成品保護等。在施工過程中，加強質量和管理控制，才能確保施工活動按照進度計劃執行，提高綜合效益。