環保理念下的港口航道疏浚工程措施

張曉林，程文明

（1.中交水利水電建設有限公司，浙江 寧波315200；2.中交上海航道局有限公司，上海200136）

1 引言

隨著現代環保理念的不斷深入，疏浚工程成為水環境管理和生態修復的主要途徑。疏浚工程對工程區域的自然環境產生的變化、廢氣排放、油品遺漏等問題都是社會環境的重點問題。

2 港口航道疏浚工程的設備選擇

2.1 設備選擇因素

在設備選擇的過程中，設備類型和功率的選擇需要滿足施工條件與相關任務要求。在設備選擇時，首要，應該分析的是自然條件，其次，應該考慮設計及要求。其中，自然條件方面包括疏浚工程所處的陸上地形和水下地形，且與周圍區域的地質、水文條件之間密切相連。例如，在選擇拋泥方式進行疏浚時，應該充分考慮當地水域的條件。

2.2 工作條件選擇

現代的疏浚設備主要以挖泥船為主，按照工作方式的差異可以被劃分為絞吸式挖泥船、耙吸式挖泥船和抓斗式挖泥船，各種類型挖泥船的施工特征和適用條件也存在著一定的差異。

例如，最為常見的絞吸式挖泥船可以獨自完成疏浚工作涉及的不同環節，如挖泥、輸泥和卸泥工作。通過絞刀的工作，在工作區域進行切割和攪拌后，再通過排泥管將所有的泥漿輸送至指定的區域。所以，挖泥船的尾部通常會設置一些移船設備，以便于在作業過程中對船舶的位置進行調整。這種設備在內河與湖泊的疏浚工作當中會得到廣泛應用，但是在某些無防浪設施的海區，使用性能可能會受到一定程度的干擾。

耙吸式挖泥船可以實現邊走邊挖，將所有挖泥設備進行結合應用。其主要設備類型包括泥耙、泥泵、管道系統、泥艙等。這種挖泥船的主要技術優勢在于抗風浪能力出色，輔助設備較少，可以在行進過程中進行挖泥。因此，工作環境要求低，對周圍船舶的影響程度較低。

抓斗式挖泥船以非自航方式為主，抓斗懸掛在旋轉式吊臂之上，吊臂在挖泥機的旋轉動力支持下完成卸泥過程，循環完成疏浚作業。由于這種設備可以達到良好的深度，所以在水下基礎工程和陸地開河工程中得到了非常廣泛的應用[1]。

2.3 技術參數與設計方案

疏浚工程施工本身是一種特殊的工作，從整體的工作效率和經濟效益的角度來看，需要對某些關鍵設備進行選擇和優化，設計更加合理的疏浚設備方案。在技術方面進行優化有助于成本降低，將生產的經濟社會效益最大化。例如，在挖泥船的選擇上可以根據疏浚土的運輸距離進行選擇，在輸送距離為4 000m以下時選擇絞吸式挖泥船，4 000m以上時選擇耙吸船等。諸如此類的措施都直接影響工程質量和工程進度，還涉及施工環境和設備選擇的合理性。具體到工程本身來看，方案設計的重點要參考JTJ 319—1999《疏浚工程技術規范》等技術要求，且根據具體工程和設備技術狀態展開調整。而且當某些疏浚工程要利用到多臺設備時，設備之間互相的協調性和經濟合理性也應該成為考慮因素。

3 環保理念下港口航道疏浚泥土處理工程措施

3.1 泥土處理工程

泥土處理是整個港口疏浚工程施工方案設計的核心部分。合理的疏浚泥土處理方案不僅有助于節約工程成本，還能從根源上提升工程效率，且符合環保理念要求。疏浚泥土的特點在于含水量和孔隙比都比較高，再加上這項工程對水體污染的潛在影響比較大。當前的技術手段下，主要通過海洋傾倒和吹填利用2種方式進行處置。

海洋傾倒是一種最簡單的泥土處理方案。顧名思義是直接將疏浚泥土倒入海洋當中，依靠海洋本身的吸納能力將泥土中的有害物質全部吸收。但是在環保理念下，這種處理方式雖然簡單，卻會帶來比較嚴重的海域污染，產生懸浮物，部分重金屬元素也會進入海域當中，導致非常嚴重的毒害效應，對生態環境甚至會產生某些不可逆的影響。而吹填綜合利用法則是將挖出的泥土利用排泥管、泥泵等設備輸送至水下淺灘區域進行填筑，采用物理方法或化學方法進行綜合規劃。這種方式的優勢在于能夠發揮環境保護的功能，并且將這些材料轉化為建筑可用材料，在綜合利用的過程中避免疏浚土對航道再次產生淤積。但這種處理工程方法的技術要求比較高，可能會耗費更高的成本，在疏浚土處理技術未能有效規劃的前提下，也有對生態環境產生二次污染的風險[2]。

3.2 吹填工程處理方案

合理設計的吹填方案涉及標高確定、吹填管線設計和接力泵布置等多方面的內容。標高確定按照吹填土的沉降情況，按照以下公式來展開計算：

式中，HR為設計高程，m；HS為使用高程，m；ΔH為地基加固和沉降的預留高度，m。ΔH的確定可以按照地基加固的方式，并結合JTS 147—2017《水運工程地基設計規范》的要求進行最終計算確定。

管線設計方面需要保障平面布局和吹填條件的合理性，尤其是需要和周圍工程形成協調運行模式。水上管線則要考慮設備的使用性能，在滿足使用要求的前提下盡量地控制長度；陸上管線則應該布置在交通便捷的海岸一側[3]。吹填過程中接力泵的應用主要是在泥泵功率不足和排距較長的前提下設置的串聯設備，按照以下要求執行：

式中，Hs為水頭差，m；n為接力泵站級數，m；H為水頭，m。

水上接力泵選擇水深符合接力泵工作要求的區域，陸上接力泵則選擇地勢條件較好的區域。具體的施工方案優化可以在正式疏浚前展開模擬，并根據試挖結果對設計方案展開合理調整，或是在疏挖過程中對出現的具體問題進行針對性解決，如評估設備系統的狀態、選擇最佳工作參數等。

3.3 環境保護方案

綜合考慮疏浚工程對環境造成的不利影響后，需要在方案設計環節進行針對性的環境保護。具體來看，由于疏浚土當中的懸浮物擴散對海洋環境造成的破壞程度比較大。因此，需合理設計作業時間，避免在海洋生物繁殖期或潮位較高的時期進行作業，在一定程度上可以起到保護海洋生態的效果。對于挖泥船產生的廢氣和廢渣，則安排專門的接收處理船展開集中處理，同時控制尾氣排放量和噪聲污染。環境保護方案的整體要求在于控制設備作業過程中的環境污染程度，必要時選擇某些環境設計優化方案。

總而言之，無論采取怎樣的疏浚設備和疏浚工藝都要考慮各個環節對環境產生的不利影響，避免污染物的大幅度擴散。而挖掘作業對于底棲生物的破壞情況同樣嚴重，在條件允許的范圍內改變水動力條件，減少有毒有害污染物的排放，也可以避免對環境產生負面影響。

4 結語

綜上所述，本次研究對港口疏浚工程施工進行了優化和相關研究，并從環境保護的角度分析了設備應用和工藝選擇過程中需要考慮的因素，同時提出了處理方案和工程設計方法。在今后的工程實踐環節，需意識到港口疏浚對環境產生的污染和影響，提出針對性的環保方案，在施工前期準備、中期工程布置和后期方案驗證等多個階段確定最佳工作模式，提高工作質量，為我國港口疏浚行業提供技術支持。