航道疏浚工程的技術措施探討

蔡振邦

（廣東正方圓工程咨詢有限公司，廣東 廣州 510000）

航道疏浚工程的技術措施探討

蔡振邦

（廣東正方圓工程咨詢有限公司，廣東 廣州 510000）

疏浚工程具體是指利用挖泥船或是其他機械設備并輔以人工，對水下的土石方進行挖掘。通過疏浚能夠使航道的通航條件獲得極大程度地改善，整個施工過程不需要配備大量的工程材料和勞動力，基本不會造成不良的影響及后果。為保證航道疏浚工程的順利進行，并進一步提高疏浚質量，應當在具體施工中，采取合理可行的技術措施。借此，本文以工程實例為依托，對航道疏浚工程的技術措施進行論述。期望通過本文的研究能夠為同類工程提供借鑒參考。

航道；疏浚；施工技術

1.工程概況

工程位于某省境內，航道全長約為39.68km，按照三級航道標準進行建設，整條航道的寬度為60m，底部寬度為30m，設計水深為3.5m。

1.1 自然與環境

本工程地處亞熱帶濕潤季風區，其典型的氣候特征為夏季炎熱、雨水較多，冬季寒冷。該區域的氣溫條件見表1。

工程所在區域的多年平均降雨量為640.2mm，豐水年與枯水年的降雨量分別為925.8mm和353.2mm；區域年均勻風速約為3.28m/s；地表蒸發量為550mm～600mm，水面蒸發量為1100mm～1250mm；年平均相對濕度為70%～80%；本工程所在地的交通條件較好，施工機械及材料運輸車輛能夠順利抵達施工現場。

表1　工程所處區域的氣溫條件（單位：℃）

1.2 水文與地質

由于工程所在地處于亞熱帶濕潤區內，受季風環流的影響，流域降雨及徑流多集中在每年的7～9月，每年的2～6月，因降水較少，加之受蒸發的影響，使得流域水位呈下降趨勢，7～9月隨著降雨量和徑流的增加，水位會持續升高；流域地勢呈西高東低走向，航道兩岸有為數不多的丘陵，其余全部為平原地貌，由地質勘探資料可知，航道附近的地下水為第四系松散層孔隙水，主要賦存于粉土和粉質黏土中，地層的透水性相對較差，地下水位的埋深深在0.1m～2.4m，由于受降水的影響，水位的變化幅度較大。

2.航道疏浚工程的關鍵技術措施

2.1 施工設備

依據工程土方開挖量，并結合工期要求，經過研究后，決定投入以下機械設備：絞吸式挖泥船兩艘，抓斗式挖泥船兩艘，泥駁6艘，挖掘機兩臺，起錨艇、油駁等。

2.2 工藝流程

本工程的施工工藝流程如圖1所示。2.3 施工前期準備

該階段需要做好如下工作：修建施工道路及臨時性生產設施，人員及施工機械設備進場，對施工場地進行清理，并進行施工測量。在工程正式開工之前，負責測量工作的人員應當對平面控制點及水準點的相關資料進行現場核對，確認無誤后，可將之作為定位放線的主要依據。在挖泥船進行疏浚施工前，應當在航道上的起挖點和彎道處設置明顯的標志，同時，還應在航道兩側適當的位置處設置導線樁。對于航道上的平直段，可以每間隔50m～100m左右設置一組橫向標志，在彎道位置處標志的設置可以適當加密，這樣便于疏浚施工的進行。此外，在疏浚作業區域內應當設置一組水尺，以此來滿足觀測需要，水尺的設立應當與四等水準度的要求相符，可將之設置在便于觀測且不易被船只碰撞的位置處，并指派專人每個工作日對航道水位的實際變化情況進行觀測。

2.4 航道疏浚施工的關鍵技術措施為確保水下疏浚作業的順利進行，可在施工過程中采用分層、分段的開挖方式，抓斗式挖泥船可以按照順流的方向由上向下以分層的方式進行開挖施工，因本工程中疏浚開挖的長度相對較長，故此挖泥船可以采取分段的方式進行開挖作業，每一段開挖的長度可設置在100m左右，當前一段疏浚開挖完畢并檢驗合格后，方可對下一段長度進行疏浚開挖。由于挖泥船本身的臂長有限，所以在分段的基礎上，可以采取分條的方式進行施工，條間可以有0.5m～1.0m左右的重疊區，防止欠挖的情況發生。分條開挖的寬度及數量可以按照施工機械的能力進行確定。此外，為確保疏浚施工過程中可以形成穩定性較高的邊坡，可采取階梯型對邊坡進行開挖，根據設計要求，邊坡超挖和欠挖的面積比應控制在1～1.5范圍內。

2.4.1 技術交底。在疏浚開挖作業正式開始前，應當做好技術交底工作，可由施工現場主管技術的人員向挖泥船隊詳細介紹工程情況、質量標準、工期要求等，并組織相關的施工人員到施工現場進行勘察，這樣便于施工人員選擇合適的作業方法進行疏浚施工。

2.4.2 施工導標的控制要點。在航道疏浚工程施工過程中，放樣是較為重要的環節之一，疏浚開挖前，可以按照施工圖紙的要求在施工現場進行實地放樣，并報現場監理人員進行驗收，同時參照設計圖上提供的相關技術參數，放出一個50m的施工小樣、邊線及底腳設計樣樁，這樣做的主要目的是防止開挖時出現挖偏的情況。在施工中，應指定人員對導標進行定期地檢查和校對，避免人為因素造成導標移位及丟失的情況發生。

2.5 絞吸式挖泥船施工技術措施

2.5.1 工藝流程。絞吸式挖泥船主要是借助船身上的鉸刀對水下土壤進行攪動，然后通過離心泵將泥漿吸入到泵體當中，再通過排泥管將泥漿排放至指定的吹填區。由于絞吸式挖泥船實現了挖泥、輸泥、卸泥3個環節的一體化施工，從而使得作業效率獲得了顯著提升。

2.5.2 管線布設。①水上管線。水上管線采用自浮式鋼管與膠管相隔連接的結構，管線的一端與絞吸式挖泥船的排泥管進行連接，另一端加裝空氣釋放閥，并與水下管線進行連接。

②水下管線。為確保疏浚施工過程中不影響航道的正常通航，需要在水下鋪設適量的管線，其一端與水上管線相連接，另一端與陸地管線相連接。水下管線采用組裝結構，即三節鋼管與一節膠管相連接組成一個單元，組成多個單元后堆放備用。

③陸地管線。陸地管線由鋼管、彎頭、膠管組成，采用法蘭加膠墊圈連接，為確保管線連接位置處的密封性，采用風動扳手對螺栓進行緊固。

2.5.3 施工技術要點。①絞吸式挖泥船開始施工時，可先將機船拖至挖槽起點，在接近挖槽起點時，拖輪的速度應適當減緩，盡可能與挖槽起點靠近，并在航行慣性消除后，下放一個定位樁；隨后將左右邊錨拋出，在船頂懸掛施工信號標志，并在上下游設置施工標志，這樣便可正式開工。

②排泥管的接頭應當緊固嚴密，不得存在漏泥和漏水的情況，若是發現泄漏，應及時采取措施進行修補或更換。在布設管線時，應當對水頭損失予以考慮，并使總的水頭損失小于泵的揚程。

③當挖泥船展布后，為獲取最佳的生產作業效率，可先進行試挖，以此來確定出最優的操作參數。

2.6 抓斗式挖泥船施工技術措施

①挖泥船采用縱向移動挖長、橫向移動挖寬的方法進行施工，其移位一次的寬度為船身船寬，前移長度為抓斗一次向前開挖的長度，當縱向挖完一個斷面之后，挖泥船應在前進一定的距離后對下一個斷面進行開挖，前進的距離盡可能不要超過抓斗伸開的長度，以免造成漏挖。

②按照設計圖紙的要求，并結合泥層的厚度，可采用分層開挖的方式對航道進行疏浚施工，每一層的開挖厚度以斗的抓深為準，并控制在2m以內，當挖至最后一層時，要對下斗的深度及抓距進行嚴格控制，以免超挖。

③結合工程地質資料，邊坡開挖的坡度比設計為1∶5，采用分層階梯的形式進行開挖，施工中遵循下超上欠、超欠平衡的原則，通過自然塌落形成邊坡。

結論

綜上所述，航道疏浚是一項較為復雜且系統的工程，由于其中涉及的環節較多，從而使得影響施工質量的因素較多，為確保疏浚質量，并提高作業效率，必須在工程中采取合理可行的技術措施，只有這樣，才能保證工程按質、按量、按時完成。

［1］張存保.絞吸式挖泥船疏浚作業優化系統的研究與開發［D］.武漢交通科技大學，2013.

［2］丁宏揩.絞吸式挖泥船疏浚動態特性數學模型建立與仿真系統設計［D］.河海大學，2012.

［3］范世東，劉正林，朱漢華.疏浚作業優化模型研究及系統實現［J］.武漢理工大學學報（交通科學與工程版），2012（2）：151-153.

［4］閉治躍.挖泥船泥漿管道輸送系統效率優化與控制研究［D］.浙江大學，2013.

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