航道整治水下疏浚清渣技術(shù)研究

周爾蕾

（江西省路港工程有限公司，江西 南昌 330200）

0 引言

開展航道整治工程時，最關(guān)鍵的是做好水下疏浚清渣工作。但是從相關(guān)資料分析了解到，在航道整治工程開展時由于技術(shù)因素或環(huán)境因素影響，取得的整治效果不夠好，故而要對此類技術(shù)進行分析，找出最有效的措施開展工作，切實提升水下疏浚清渣工作的質(zhì)量[1]。

1 項目概況

某航道整治工程總線長度為150km，建設(shè)標準為內(nèi)河Ⅲ標準。由于該河道長期得不到治理，通航能力下降。為提升河道通行能力，項目辦按照江西生態(tài)環(huán)境廳提出的相關(guān)標準要求，結(jié)合生態(tài)優(yōu)先綠色發(fā)展理念開展航道整治。

2 航道整治水下疏浚清渣施工工藝技術(shù)

2.1 航道疏浚工程施工準備

2.1.1 工程放樣與測量

現(xiàn)場測量放樣是航道疏浚工作的核心，根據(jù)此次工程的實際情況，現(xiàn)場技術(shù)人員選擇應(yīng)用測深儀、GPS 定位系統(tǒng)進行疏浚放樣，為后續(xù)施工提供指導(dǎo)性作用。

（1）根據(jù)疏浚工程的需要提前設(shè)計樣品，即預(yù)制鋼筋混凝土塊，一般需要在預(yù)制塊上使用鋼纜系紅色浮標進行標記，防止出現(xiàn)丟失的情況。在開挖河道工作實施前，現(xiàn)場測量人員對復(fù)測控制點區(qū)域進行放樣，其精度符合要求，防止數(shù)據(jù)偏差影響工程的精度。

（2）天氣情況影響工程建設(shè)施工最為直接，為了減輕不良天氣的影響，需要選擇在風(fēng)浪小、能見度高的天氣下測量，以確保數(shù)據(jù)精度合格。如果遇到風(fēng)浪比較大、船體穩(wěn)定性不足的情況，則極易導(dǎo)致測量誤差。還有大霧等天氣，河面上能見度很低，極大地影響了測量的精度。因此，要選擇天氣晴好時進行測量，提高測量的精度和質(zhì)量[2]。

2.1.2 施工設(shè)備

航道疏浚施工項目有著較高的專業(yè)性，一般需要應(yīng)用挖泥船及其他船只配合之后完成，所以只有確保船只的性能合格，才能確保疏浚工作的質(zhì)量合格。在具體的疏浚施工中，應(yīng)用如下設(shè)備：

第一，排間距不足4000m 時，應(yīng)用絞吸船施工。

第二，運輸距離如果在5500m 左右的情況下，應(yīng)用吹泥船、泥漿泵等進行現(xiàn)場施工，以確保施工效果合格。

2.2 內(nèi)河航道整治疏浚施工技術(shù)

2.2.1 開工前的試挖

內(nèi)河航道實施開挖疏浚作業(yè)之前，組織專業(yè)技術(shù)人員對現(xiàn)場開展全面分析，并且進行試驗挖掘作業(yè)，同時還要準確計算挖掘的技術(shù)參數(shù)，以滿足現(xiàn)場施工的要求。試挖作業(yè)的質(zhì)量對于正式的挖泥施工有著直接的影響，也是極為重要的影響因素。與此同時，現(xiàn)場施工技術(shù)人員選擇多種優(yōu)化組合的形式，為項目的正常疏浚作業(yè)提供幫助和支持。

2.2.2 挖槽施工

試挖工作全部完成之后，即可進行正式挖槽施工。挖槽施工能否順利完成，取決于挖槽的深度。為了確保挖槽深度符合要求，以試挖的工作為基礎(chǔ)，與之前獲取的各項數(shù)據(jù)信息做對比分析，并設(shè)置好現(xiàn)場的抓斗和鉸刀的下挖深度，從而保持最佳的狀態(tài)，提升施工的質(zhì)量水平。疏浚工作開展后，結(jié)合現(xiàn)場的泄露、回淤等狀態(tài)，明確具體的挖泥深度尺寸。為了避免在施工中出現(xiàn)漏挖或者欠挖的問題，現(xiàn)場每間隔5m 就要進行檢測，使挖槽的結(jié)構(gòu)和其他的槽段重疊使用，不會出現(xiàn)質(zhì)量問題[3]。

2.3 疏浚泥漿的輸送

2.3.1 泥漿管路敷設(shè)

要想使疏浚工作可以順利完成，不會對正常的通航產(chǎn)生不利的影響，在疏浚施工管線穿越通行航道的情況下，就要做好下部敷設(shè)淺管的方式，敷設(shè)前應(yīng)該確保水深符合要求，對于水深不合格的區(qū)域進行重新挖槽施工。為了適應(yīng)地下復(fù)雜地形條件的需要，水下淺管應(yīng)用柔性連接的方式，確保沉放、起伏可以順利完成。水下敷設(shè)淺管的情況下，要重新進行航道通航深度的測量，獲得水下數(shù)據(jù)信息，確保淺管敷設(shè)后航道水深應(yīng)超過原水深2.5m 以上。水上輸泥管道應(yīng)確保水面浮筒達到密封性要求，沒有發(fā)生泄漏的問題。為了使風(fēng)浪條件下依然可以正常使用，水下軟管與排泥管道要穩(wěn)定連接。為了預(yù)防出現(xiàn)漏水、脫節(jié)等問題，可以使用法蘭或者卡箍連接，形成穩(wěn)定的整體結(jié)構(gòu)。

2.3.2 輸送方式

挖槽現(xiàn)場施工所形成的泥漿，利用泥漿泵完成輸送作業(yè)。泥漿泵包含吸泥、排泥兩種功能，需要連續(xù)性開展工作。接力泥泵可以實現(xiàn)長距離的輸泥作業(yè)，也是目前航道疏浚的主要設(shè)備。在接力泵的運行中，要想順利完成遠距離的輸泥作業(yè)，就要利用管線把多臺設(shè)備連接起來，串聯(lián)形成整個輸泥系統(tǒng)。遠程輸泥船的組成部分包含吹泥船、泥漿池、泵站等部分，吹泥船和接力泵站串聯(lián)使用，在吹泥船停靠接駁的情況下，接力泵會在中途停止，并且吸入清水。一般來說，吹泥船與接力泵站都是獨立運行的，在工作中不會存在干擾的情況。

2.4 疏浚泥土的處理

2.4.1 水下拋泥法

在水下拋泥作業(yè)的過程中，要綜合分析多個方面的因素。首先，要選擇不容易出現(xiàn)淤泥的水域范圍，并且要對水域表面的流速、面積展開全面的分析，一般來說流速不能過快、面積要足夠大。航道、碼頭以及存在的各種水上建筑物，都不會導(dǎo)致淤積問題的發(fā)生，以確保水下拋泥可以順利完成（見圖1）。其次，在臨近挖泥點比較小的位置上，盡可能減小拋泥距離的設(shè)定，從而使工作效率符合要求。最后，為了使拋泥船可以順利進入現(xiàn)場，并且可以完成調(diào)頭，提高拋泥的工作效率，應(yīng)在規(guī)定的水域面積內(nèi)完成工作。綜合分析水深的因素，應(yīng)加強堆泥高度的控制，并且要在泥門開啟時，確定艙內(nèi)吃水的情況。此外。為了促進工作效率的提升，應(yīng)該在低潮的條件下進行，使拋泥可以順利完成[4]。

圖1 拋泥船

2.4.2 邊拋法

第一，旁通。經(jīng)過對大量的實際經(jīng)驗分析發(fā)現(xiàn)，泥漿從旁通口流出后，具備較高的動能，基本都會立即沉入河底。在泥漿沉入河底后，隨之與水體產(chǎn)生較大的摩擦作用，此時的泥漿能量會逐步消失，并且慢慢地在潛入點周邊部位沉淀，逐步形成河床的結(jié)構(gòu)。在整個過程中泥漿的顆粒度不斷減小，非常細小的顆粒會因為自重比較小而漂浮在水中，當(dāng)水流速度不斷增大時，泥沙的細度也會變得更細，極易出現(xiàn)分散的情況，擾亂水體內(nèi)存在大量的細小泥沙，這時旁通的效率會提高，作業(yè)效果也會提升，泥沙沉積的位置距離潛入點逐步增大。第二，溢泥。泥漿泵工作時將底部的泥沙吸入泥艙內(nèi)，兩側(cè)會存在多余的泥漿，通過溢流口緩慢排放到水流內(nèi)。與旁通法不同，溢泥時會將大部分的泥塊存留在泥艙內(nèi)，當(dāng)泥艙內(nèi)部逐步填滿后，才開始拋泥作業(yè)，從而可以有效預(yù)防出現(xiàn)挖槽內(nèi)回淤的問題。該方法所排出的泥漿是從溢流口流出的，并不具備旁通的作用，所以大部分的泥沙都不能沉入河底，使泥沙顆粒在水體內(nèi)加速運動，從而可以提高拋泥的工作效率。

2.4.3 吹填法

吹填施工方法就是通過泥漿泵將開挖后的泥土運輸?shù)揭?guī)定填充地點，以更好地提高利用率。該施工方式的優(yōu)勢是泥土的利用率較高，并且不會出現(xiàn)航道回淤的情況，保障疏浚工作快速完成，（見圖2）。

圖2 吹填施工

3 航道水下疏浚清渣運輸棄渣

第一，經(jīng)過對此次工程的分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場需要應(yīng)用4 艘泥駁與2 艘石駁組合的形式開展棄渣作業(yè)。將開挖后產(chǎn)生的全部石渣應(yīng)用泥駁作業(yè)，通過拖船將其拖入規(guī)定部位上，保持整個河床達到穩(wěn)定性標準。經(jīng)過系統(tǒng)定位后，確定拋渣質(zhì)量符合要求，且沒有任何堆積的問題，符合方案設(shè)計的標準，提高應(yīng)用的效果。

第二，在現(xiàn)場疏浚土處理中，該工程使用的是上岸處理方式，具體是組織工作船只將水下渣土全部挖掘到船上。疏浚清理工作結(jié)束后，及時運輸?shù)街修D(zhuǎn)部位上，并且設(shè)置臨時中轉(zhuǎn)區(qū)，以符合疏浚清渣工作標準。疏浚土運輸?shù)脚R時中轉(zhuǎn)部位上存放，達到通航水位標準，由專業(yè)工作團隊運輸?shù)揭?guī)定部位，并最終運輸?shù)揭?guī)定部位上完成作業(yè)。

第三，對于現(xiàn)場存在的礁石來說，通過使用爆破的方式進行處理，并且把碎石運輸?shù)揭?guī)定部位填充作業(yè)。該環(huán)節(jié)將頂部高程控制在145m 以下，且最低位置通航水位不足20m。根據(jù)現(xiàn)場的具體情況做出改進和調(diào)整，各個部位都必須達到航運的標準，且不會對整個航運運輸產(chǎn)生任何的不利影響，提高通航的效果[5]。

4 水下疏浚清渣施工管理

4.1 施工時間安排

要盡量避免在禁漁期施工，以免給當(dāng)?shù)氐臐O業(yè)造成負面影響；禁止在臺風(fēng)等嚴重災(zāi)害的天氣條件下施工，水深測量要避免風(fēng)浪過大，否則會導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)的精度不合格，極大地影響現(xiàn)場施工的效果。

4.2 工程計量管理

在設(shè)計和監(jiān)測工作中，現(xiàn)場主要是通過單波束水深測量設(shè)備組織數(shù)據(jù)測量，而交工驗收與竣工檢測環(huán)節(jié)應(yīng)用多波束水深測量儀器完成，符合工作的需要。工程計量工作通常是利用斷面測量或者水下地形圖測量的方式，單波束水深測量儀器可以充分掌握地下變化的狀態(tài)，以得出準確的工程量數(shù)據(jù)信息。該測量儀器實現(xiàn)現(xiàn)場的全面覆蓋，成圖時因為水深凸出顯示淺點，結(jié)合現(xiàn)場的測量確定，現(xiàn)場的平均水深差值在30～50cm 之間。經(jīng)過應(yīng)用多波束水深測量設(shè)備，確定現(xiàn)場航道結(jié)構(gòu)上是否存在淺點的問題，對于通航安全性產(chǎn)生積極作用。在挖泥量的計算環(huán)節(jié)，要做好超深超寬度的檢測確定，以確保沒有淺點存在。因此，選擇應(yīng)用兩種方法進行工程量計算并不存在沖突，設(shè)計人員可以根據(jù)需要做出詳細的計算確定，并相互印證，以提高數(shù)據(jù)精度。

4.3 工程計量核算管理

在航道疏浚工程招標的環(huán)節(jié)，斷面尺寸、方量是極為重要的技術(shù)參數(shù)，而實際上疏浚方量要綜合分析超深超寬度以及回淤現(xiàn)象，通常來說方量會比較大。因此，結(jié)合濃度參數(shù)展開泥漿的換算。斷面方量和實際開挖泥量對比分析，一旦計算參數(shù)和實際數(shù)據(jù)有過大的偏差，則要及時分析現(xiàn)場形成原因，積極和設(shè)計單位保持聯(lián)系，對現(xiàn)場展開深入測量分析，規(guī)避數(shù)據(jù)偏差問題。

4.4 施工工藝

現(xiàn)場泥沙拋投以及吹填上岸操作中，工作船只不能占據(jù)主航道，選擇合適的航線開展作業(yè)，并且盡量避免對漁業(yè)產(chǎn)生的不利影響。在拋泥作業(yè)方案選擇時，拋泥區(qū)和現(xiàn)場施工時機的選擇極為重要，要分析確定季節(jié)性洋流所產(chǎn)生的影響，防止航道對回淤造成嚴重的影響。

4.5 備淤深度和超深超寬確定

現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)以及航道運輸?shù)碾A段，應(yīng)做好備淤深度的控制，執(zhí)行設(shè)計方案的要求。分層分段現(xiàn)場施工中，疏浚作業(yè)結(jié)束且竣工檢驗前，容易存在淤積的情況，技術(shù)人員利用數(shù)學(xué)模型展開分析計算，得出回淤強度和實際情況的偏差。因此，在施工作業(yè)的過程中，還要對現(xiàn)場的回淤情況展開分析，以確定具體的備淤深度、超寬度、邊坡坡度等參數(shù)信息，及時展開檢查和驗收。

5 結(jié)語

本文以某航道整治工程為案例展開分析，探討疏浚清渣工藝技術(shù)。分析表明，通過現(xiàn)場疏浚處理后，航道通航能力得到了很大的提升，符合當(dāng)前的通航標準要求。今后在類似項目開展時需要加強施工經(jīng)驗總結(jié)分析，做好施工方案的優(yōu)化與調(diào)整及各項數(shù)據(jù)計算分析，同時落實施工環(huán)節(jié)的管控，提升航道水下疏浚清渣效果，為航道通行奠定基礎(chǔ)。