水利工程建設中的清淤疏浚施工工藝

孔令竹

（上海交通建設總承包有限公司，上海 200136）

1 引言

水資源是維持生態系統穩定的基礎。受經濟生產和居民生活等因素的影響，部分河湖的生活垃圾聚集、淤泥堆積現象愈發嚴重，不利于養護堤岸、河道防洪。針對河道淤積問題，需要采取行之有效的清淤疏浚措施，因此重點研究清淤疏浚施工工藝具有重要意義，通過科學的施工工藝取得良好的清淤疏浚效果，并實現淤泥的無害化處理以及高效利用[1]。

2 工程概述

本工程位于上海市青浦區白鶴鎮，西起老白石路對應水域，東至油墩港。工程實施范圍為上海市境內蘇申港內港線西段航道（含外青松公路橋、G1503 高速公路橋范圍），江蘇省用地范圍內的工程內容不在本工程范圍內。本次疏浚航道長度為4 975 m，規劃航道面寬120 m，疏浚底寬為80 m，航道底縱坡i=0。陸上開挖量約48.6 萬m3，疏浚土方量約148.2 萬m3，總疏浚工程量約196.8 萬m3。疏浚土級別1 級、2 級和3 級比例分別為25%、15%和60%。疏浚斷面參數見表1。

表1 疏浚斷面參數表

3 施工工藝

根據設計要求，本工程采用陸上開挖和水下疏浚兩種方式施工。按照先陸上開挖、再水下疏浚的流程有序施工。

3.1 陸上開挖

經現場踏勘，較多施工段現狀護岸前沿邊線均位于設計航道底邊線至河道規劃藍線范圍內，開挖面積均較大，故考慮新建護岸前沿線前方土方以及取直段土方采用陸上開挖方式施工,即常規的“挖、運、卸”工藝，挖土采用挖掘機，運土和卸土采用泥駁船、自卸車。

挖掘機挖土時采用“分區、分段、分塊”方式，開挖深度原則上以實際開挖情況進行控制，具體以現場實際情況進行調整，以“能挖則挖”為原則操作施工。挖深后，現狀護岸前沿臨水處預留約3 m 寬土方(老擋墻)暫不開挖，使期自然形成水壩，待壩內土方裝運完成后再采用挖斗挖泥船挖除水壩。場內短駁的設備配置方案為2 臺挖機和4 臺自卸車[2]。

為確保工程有序進展，分塊開挖同時最多不超過3 塊，且塊與塊分散開挖，以確保施工期間不同時占用較長航道。

本工程陸上土方運輸分為兩種形式：

1）陸上土方使用土方車轉運施工工藝流程：測量放線→分塊分層開挖→土方車轉運→轉運至土方棄置區；

2）陸上土方水上運輸施工工藝流程：測量放線→分塊分層開挖→土方轉運至臨時靠泊點→裝載至運泥船→水上運輸→靠泊在臨時卸泊點→吹泥管線吹填至土方棄置區。

3.2 水下疏浚

3.2.1 施工定位

以鋼樁定位的方式對自航挖泥船定位，在取得較高定位精度的同時減小鋼樁占用的面積，留出充足的自航挖泥船作業空間。

3.2.2 開挖方法

以鋼樁定位為準，分為多個長度約為500 m 的施工段，再分層、分條依次開挖，每層厚度為2 m，每條寬度為10～12 m。開挖期間，用GPS 和數字化測深儀及時檢測，評價開挖質量。分條開挖時，相鄰兩條重疊3 m 寬，避免漏挖。

施工區浚前水深不足且有自然回淤時，先開挖淺段，再逐步拓寬加深，解決挖泥船受制于施工場地條件的問題。挖泥船從上游開始，逐步向下游運行，挖泥擾動的泥沙將被水流沖刷，進一步提升疏浚效果。

若浚前水下土質以硬黏性土為主并且水下地形平坦，全槽逐層向下均勻挖泥，避免壟溝的出現。若浚前斷面中間與兩側的水深基本一致，按照先中間、再周邊的順序開挖。

本工程施工現場有多座橋梁，開挖時嚴格控制開挖深度，尤其是兩岸堤坡腳下、橋墩、橋臺的挖深，以免因超挖而影響橋梁的結構完整性和穩定性。以規劃的開挖范圍為準，拋設臨時浮標，加強現場管控，使船舶能夠正常通航。

3.2.3 障礙物的處理

施工現場有沉船或其他障礙物時，在施工前做全面的勘探，確定障礙物的位置、深度、尺寸，必要時可采用磁力儀或側掃聲吶做深入的檢查，掌握障礙物的實際情況后，制訂處理方案，采取打撈、拆遷等處理方法。若通向拋泥區的航線或拋泥區內有障礙物，需設置浮標標示。在清理障礙物后，需要將其轉移至指定位置，不可隨意存放，否則仍有可能影響疏?；蛘Ｍê絒3]。

3.2.4 現場控制

施工過程中，定期校核挖泥船的定位標志，經過暴雨、大風等惡劣天氣后，也需校核。定位采用GPS，提高定位精度。通過GPS 或導標校正船位，由挖泥船在指定的施工位置按特定的深度要求開挖。根據設計要求確定挖槽邊坡的放坡寬度，將水下斷面開挖成臺階形。開挖分段、分層、分條依次進行，相鄰兩段、兩條間充分銜接，避免漏挖。后施工地段與先施工地段的重疊寬度不少于土體厚度的1.5 倍，適度重疊可避免淺埂。根據下超上欠的原則，超欠比為1.0～1.5。

施工前，校核驗潮儀、水尺等儀器，保證檢測精度；施工期間，定期檢查，并根據挖泥船的吃水深度及時修正。

對于因泥層厚度、水流、波浪等因素而引起的回淤現象，在此區域開挖時需適當增加施工超深，根據施工初期的試挖結果控制超深量，并以實際施工情況為準，靈活修正。隨著施工現場水位的變化，動態控制挖泥船抓斗的下放深度。開挖期間，由專員及時通報水位、開挖深度各項觀測結果，作為開挖作業的參考?？紤]到本標段開挖期間可能有回淤現象，采取的開挖順序是先挖上層和回淤較小的地段，接近完工時再開挖最后一層和回淤最嚴重地段，并根據開挖至竣工的持續時間靈活控制回淤超深的預留量，確保施工后的挖槽滿足深度要求[4]。

3.3 安全管理措施

在施工區設置必需的信號。請港監派人指導，設立足夠的航標、浮標和燈標等，以確保船只的航行安全。施工期間遵守當地航運規定，注意避讓過往船只。施工單位與當地航運主管部門密切溝通，接受相關部門的管理。船舶操作人員嚴格遵循規章制度，按照規范開展工作，確保船舶航行、作業、停泊均在安全的前提下進行。對于多霧地區，加強安全管理，根據交通運輸部霧天航行規則進行現場施工，禁止碰撞。參與本工程施工的運輸船舶，應按照船檢和海事部門有關規定，配備合格的持證船員，根據航行和施工需要準備足量的助航、通信、救生等配套設備，定期盤點，保證各類配套設備的質量可靠，數量充足。水下作業時，由專人在現場指揮，施工人員依據訊號規范進行水下作業。

4 疏浚土管理

4.1 消納場地建設

依據消納場地位置，以場地為單位專門制定與場地匹配的船舶或車輛運輸線路，必要時應組織船舶試航；水上運輸和土方處置上岸時，應注意吹泥船等處置船舶?？恳?，注意對航道已有護坡、護岸的保護措施，必要時增加臨時靠船樁等保護設施，以及增加對護岸水平和沉降位移監測的措施，相關監測數據每日報備監理單位；水上吹泥船航道寬度，應至少滿足半幅通航要求，不得阻礙航道，并且具備能滿足運輸船回轉調頭的水域；吹泥船位置上游或下游，應配備至少1～2 處運輸船舶臨時?？吭O施，嚴禁船舶在既有護坡、 護岸上臨時安裝帶纜、系纜設施。

1）消納場所采取吹填方式的，排泥場圍堰斷面形式根據吹填厚度、圍堰土質等綜合考慮，做好場內尾水監管措施，主要措施包括場內黏土層防滲、防滲膜防滲等。

2）在水源保護區、周邊有重要水體或其他敏感位置的，吹填區場地應設置尾水池，并增設尾水循環設備和對應管道，實現尾水循環利用，減少排放量。

3）在尾水檢測結果滿足DB 31/199—2018《污水綜合排放標準》的相關要求后，才可排放尾水。排泥場地邊界處設置連續封閉的圍護設施，管理施工現場，不妨礙正常交通秩序。且必須保證圍護設施的完好、整潔，必須保持施工現場與外界的有效隔離；杜絕無圍護施工，杜絕使用殘缺圍護。圍擋的高度以2 m 為宜，采用耐火性質的硬質材料。由專員對排泥現場采取封閉式管理措施，使員工在指定范圍內施工，并要求與施工無關的人員均不可進入現場。

4.2 信息化管理

1）建立基于北斗定位系統的信息化監管系統：系統具備作業現場實時視頻監控，船舶高精度實時定位及歷史軌跡查詢，運輸線路電子圍欄，電子工單和工程量自動統計等功能，對疏浚、運輸、裝卸等作業內容進行全覆蓋、全天候的監管。

2）軟件：項目參加各方可以直接通過電腦網頁登入平臺，平臺融合天地圖、衛星圖及疏浚施工平面圖，功能模塊包含系統管理模塊、監控管理模塊、船舶管理模塊、日報管理模塊、可視化展示模塊等，實現疏浚船舶的數字化管理。在各類功能模塊的配合下，管理人員能夠及時監視現場施工信息，采取針對性的管理措施。

3）硬件：疏浚施工區、卸點排泥場安裝視頻監控設備，接入信息化平臺，可獲取疏浚土裝卸等重點環節實時視頻監控和歷史記錄；疏浚挖泥船、運輸船、安裝亞米級高精度北斗定位設備，可獲取挖泥船、運輸船實時船位、航速信息和歷史軌跡。

4）電子圍欄功能：根據疏浚土運輸方案，將運輸船既定航線逐艘錄入，劃定電子圍欄，設置圍欄報警功能，當船舶偏離既定航線即觸碰電子圍欄觸發平臺報警提示。

5）自動航線記錄和電子工單功能：通過劃定挖泥船作業區和吹泥點，運輸船舶裝載完成離開挖泥船作業區和進入吹泥點，系統自動記錄，完成一次定點定航線記錄。通過對航行軌跡查詢，可以獲取該航次疏浚土對應的疏浚斷面及對應卸點，解決疏浚土定點定向的信息化監管，大大提高疏浚土的可追溯性。

5 結語

綜上所述，清淤疏浚是優化水利工程使用狀態的重要方式，工程人員應根據淤泥無害化處理、資源利用最大化的要求制訂清淤疏浚方案，配套挖泥船及輔助設備，依據規范在指定范圍內進行清淤疏浚。經過本文的分析，提出水利工程清淤疏浚施工工藝的應用要點，希望所提內容對同仁有參考作用。