港口航道疏浚工程施工工藝研究

劉衛

（中交第二航務工程局第三工程有限公司，江蘇鎮江 212003）

1 引言

港口航道疏浚工程主要是對特定水域中存在的泥土、砂石進行挖掘清理，以改善港口水域環境與通航條件的工程項目。港口航道水域要保持良好的通航條件，滿足水運的需求，必須定期對周圍水域進行疏浚清理，而由于港口航道疏浚工程多為水下作業，因此，不僅對施工機械設備有特殊要求，對施工工藝要求也較高。提高港口航道施工技術可有效提升疏浚效率，還也能獲得理想的疏浚效果，因此，有必要對當前港口航道疏浚工程施工工藝進行深入研究。

2 港口航道疏浚工程的特點

港口航道疏浚工程不同于一般工程項目，整體施工難度較大，具體表現在以下方面：

1）項目工期緊、任務重。為避免疏浚施工影響港口的正常運營，一般對于工期要求較緊，需要在盡可能短的時間內完成施工任務，否則會干擾船舶正常通航，對港口造成較大的經濟損失，而港口航道疏浚工程開挖作業量往往較大，在有限的施工周期內施工任務較重。

2）疏浚施工過程中干擾因素較多[1]。港口航道疏浚施工過程中，港口仍處于正常運營狀態，施工區域周圍船舶較多，對施工過程會造成一定的干擾。此外，施工過程中氣候因素也會影響施工活動，如臺風、強降雨及其他因素，會對施工船舶以及人員造成較大的安全威脅。

3）土質復雜、開挖作業量大。在港口航道疏浚工程中，往往土質較為復雜，包括中粗砂、淤泥、膠結細粉砂、殘積土、淤泥質土、碎石、黏土、粗礫砂、堅硬黏土以及風化巖石等，開挖難度較大。同時由于港口航道涉及水域較廣，需要進行大面積開挖作業，工程量較大。

4）泥土處理工藝較為復雜。如上所述，港口航道疏浚工程面臨的土質較為復雜，不同土質需要采用不同的處理方法，例如，淤泥需要運輸至既定拋泥區；砂石需要運輸至既定區域進行回填；部分水域可能還需要進行回填，因此，施工工藝較為復雜。

3 提高港口航道施工技術水平的意義

提高港口導航施工技術水平的意義可以從微觀和宏觀兩個層面進行闡述。從微觀層面而言，提高港口航道施工技術水平可以提高施工效率與質量，從而使港口航道保持良好的水域環境與通航條件。施工效率的提升意味著港口航道施工周期的縮短，可有效降低施工對港口正常運營的影響，還意味著港口航道施工質量更高，疏浚效果更好，能創造更好的通航條件[2]。從港口可持續發展角度而言，港口航道施工技術的提升能夠有效確保港口穩定以及通航安全，為港口的長遠發展提供有力保障。從宏觀層面而言，港口航道施工技術的提高對推動我國水運事業的發展具有積極意義。水運作為我國交通運輸網絡的重要構成部分，港口是水運的重要節點，是貨物的集散地，港口航道施工技術的提高意味著港口的通航能力可以得到有效保障，能夠承擔更大的運輸量，這對于我國水運事業的發展無疑是強有力的推動。

4 港口航道疏浚工程施工工藝研究

4.1 施工測量

在港口航道疏浚工程施工前，首要任務就是施工測量，需要對施工區域進行全方位的測量，以獲取相應的數據，為制訂施工方案提供必要的參考。一般陸地控制測量、斷面樁測量放樣主要使用全站儀；水下測量主要采用測繩、水準儀、測深桿等設備。需要注意的是，施工測量所采用的器具在入場前必須經過計量部門的檢定，并且在入場后進行校核，確保測量器具精度符合相關要求，以保障測量數據的準確性。

4.2 試挖

正式施工前，需要先進行試挖作業，通過試挖作業評估施工方案是否合理。試挖前，需要采集施工水域的土質樣本并進行分析，包括土層構成、泥土密度，同時需要安排專業人員對施工水域進行測量，測算開挖作業量，預估疏浚作業完成后的效果。在試挖作業過程中，要全程監控施工各個環節，及時發現存在的問題，同時對作業效果進行評估，以便對疏浚施工方案進行優化，從而確保取得預期的疏浚效果。

4.3 泥土處理工藝

港口航道施工往往面臨的土質較為復雜，不同土質需要采用不同的處理方法，目前比較常用的主要有吹填法、水下拋泥法以及邊拋法3 種，不同處理方法的適用范圍不同，各有優劣，下面進行具體分析。

4.3.1 水下拋泥

水下拋泥法指的是將疏浚泥沙運輸至既定區域進行傾倒此方法由于施工成本較低，在港口航道施工中廣泛采用。水下拋泥作業的關鍵在于拋泥區的選擇，這直接關系到施工成本與施工效率，具體而言選擇拋泥區時應注意以下幾點：

1）船舶通航需求。拋泥區不能選擇在航道經過的區域，避免對過往船舶造成干擾；也不能選擇在挖槽進出口周圍，避免影響挖槽回淤[3]。拋泥區應選擇在不影響通航的邊灘下部以及凸岸區域。

2）航道穩定性要求。拋泥區應盡量靠近下深槽倒套，或選在擬填沒的漲潮流沖出的斷頭溝內，從而降低水下拋泥對港口水質、水域環境、水底地形以及港口航道造成的負面影響。此外，也可以利用拋泥來填塞無法通航的汊道或者抬高邊灘，需要注意的是拋泥區應連接岸灘，防止拋泥區形成孤立沙灘，進而在拋泥區兩側形成副槽。

3）施工作業要求。拋泥區的選擇應契合施工船舶的拋泥方式，并且路程應盡可能短，以節省施工成本，提高拋泥作業效率。

4.3.2 吹填法

吹填法指的是將疏浚泥沙運輸至回填區域，從而利用疏浚泥土吹填造陸的方法。根據挖泥船的類型，吹填法主要分為3 種，吸揚式挖泥船通過管線將疏浚泥沙排放至填泥場；鏈斗式挖泥船、抓斗式挖泥船以及鏟斗式挖泥船則利用泥駁將疏浚泥沙運輸至吹泥船處將其吹填到填泥場；耙吸式挖泥船需要航行至填泥場岸邊，然后連接排泥管輸送疏浚泥沙。填泥場通常需要修筑圍堰和水門，以起到攔泥排水的作用，圍堰材料一般采用的沙袋、土、石塊及草木等。需要注意的是，圍堰范圍內的容積必須滿足泥沙沉淀且能泌出清水從水門排出的要求，避免因圍堰范圍內容積不符合要求，導致泥漿尚未完全沉淀便從水門排出。此外，在圍堰施工時，還應考慮到污染防治的要求，泌出的清水需要在圍堰范圍內氧化一定時間方可從水門排出，這就要求圍堰范圍內的容積應適當增加。

4.3.3 邊拋法

邊拋法是自航耙式挖泥船的一種施工方案，簡而言之就是在航道疏浚作業過程中將疏浚泥沙從挖泥船兩側排出。這種施工方法需要在自航耙式挖泥船上安裝能夠伸出船舷數十米甚至上百米的排泥管，排泥管需要高架承托，同時還需要安裝至少4 臺串聯泥漿泵。疏浚泥沙會被挖泥船處理為粉末狀，順著排泥管排出，在水流的作用下被沖走[4]。邊拋法的優勢在于疏浚泥沙不需要裝艙、不需要運輸、不需要修筑圍堰，在疏浚過程中即可完成對疏浚泥沙的處理，雖然排泥管排出的部分泥沙可能會在施工水域回淤，但一般不會造成嚴重淤積，因此，相較于水下拋泥法與吹填法，邊拋法的施工效率更高，施工成本更低。

由于邊拋法的處理方式特殊，通常僅在以下情況適用：

1）施工水域的流速較大，可以快速沖走排泥管排出的泥沙，或者水溝水域流向和挖槽存在一定交角；

2）施工期要求緊，需要緊急對航道進行疏浚，而且相較于其他方法，邊拋法的疏浚效果更好；

3）施工水域相對較淺，采用其他方法需要創造一定的條件，從而導致項目施工成本增加。

4.4 挖槽作業

挖槽作業的基本要求是：最大限度地滿足通航需求；盡可能降低回淤量；最大限度地控制工程量；便于施工活動開展。開展挖槽作業需注意以下幾點：

1）需要確定挖槽軸線，根據施工水域的流向、風向確定挖槽軸線，要求三者盡可能保持一致，確定好挖槽軸線的起點、中心點以及終點，注意中心點不能處于水流湍急的沱口位置。挖槽軸線應以直線為宜，若必須要轉彎，則轉彎處彎曲半徑要盡可能放大。挖槽軸線應盡可能選擇最短的路線，以縮短疏浚泥沙運輸路程。

2）挖槽縱坡設計。挖槽縱坡通常為倒梯形，挖槽坡度需要根據施工水域的水位情況確定，若施工水域寬闊水位較低，則坡度宜較小；若施工水域狹窄但水位較高，則坡度宜較大。

3）確定挖槽斷面。關于挖槽斷面設計不僅需要考慮疏浚工程施工要求，還需考慮航道通航要求，必須確保挖槽的寬度、深度滿足通航要求。確定挖槽深度時，應綜合考慮施工水域的實際水深和最大水深，保留一定余量，防止因泥沙淤泥導致水位上升。此外，還需要考慮施工水域的土質情況、地理位置等因素，確保挖槽斷面穩固。

4.5 施工注意事項

4.5.1 施工時間選擇

合理選擇施工時間能夠有效確保施工活動順利開展，同時也能有效降低施工活動對水域環境、水生物的影響，具體而言需要考慮以下方面：

1）施工時間的選擇應盡可能避開水生物繁殖期。由于疏浚作業為水下作業，對水域環境與水生物活動會造成一定影響，基于環保理念，施工時間的選擇應考慮此方面因素。

2）氣候因素。施工水域的氣候也是干擾施工活動的主要因素之一，因此，在施工前因全面了解所處區域的氣候條件，盡量避開極端天氣。

4.5.2 施工設備選擇

在港口航道疏浚工程施工中，需要使用專業的疏浚設備，科學選擇施工設備能夠有效保障疏浚效果，提高施工效率。關于施工設備的選擇，基本原則是技術先進、生產適用以及經濟合理，因此，選擇施工設備時需要考慮施工設備的性能、可靠性、經濟性、安全性以及適用性。具體而言，施工設備選擇主要取決于泥土處理方法，即采用不同的泥土處理方法必須選擇相對應的施工設備，比如，吹填法施工若選擇吸揚式挖泥船，則需要合理布置輸泥管線；若選擇鏈斗式挖泥船、抓斗式挖泥船或者鏟斗式挖泥船，則需要配備吹泥船。邊拋法施工需要采用自航耙式挖泥船，同時要配備長度足夠的排泥管、高架承托以及串聯泥漿泵。

5 結語

綜上所述，港口航道疏浚工程具有工期緊、任務重、施工干擾因素多、工程量大以及土質復雜等特點，施工難度相對較大，施工過程中必須要做好施工測量以及試挖等前期準備工作，合理選擇泥土處理方法，同時做好挖槽作業，從而有效確保疏浚施工效率以及疏浚效果，營造良好的水域環境與通航條件，保障港口正常運營。