淺談長江口航道維護耙吸船施工工藝

張亞

摘 要：本文試圖通過多年長江口航道維護實踐，分析總結長江口航道維護耙吸船施工工藝，以期針對航道不同區段、不同淤淺尋求科學合理的施工工藝，對施工進行可操縱性指導，進而提高航道維護效率。

關鍵詞：長江口航道;耙吸船;施工工藝

中圖分類號：U61? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）03-0050-03

長江是我國的黃金水道，流經七省二市，貫穿我國人口和產業最密集的地區，長江口深水航道于2011年5月18日正式進行維護，全長125.27km，設計深度12.5m（理論最低潮面），設計底寬350～460m。長江口航道回淤特征有：回淤總量大、回淤空間分布高度集中、回淤的時間分布高度集中的特點。長江口深水航道為無備淤水深航道，采用定深挖泥、隨淤隨挖的維護模式。多家科研單位、國內專家、多家大型國有施工企業多年來不遺余力地投入到該航道治理的研究中，長江口航道經13年的建設及近10年的維護實踐，積累了豐富的治理經驗，其中航道維護疏浚的施工工藝日趨成熟，高效地保障航道安全暢通。參建單位及專家對于維護疏浚施工工藝的研究始終沒有停止，本文試圖通過多年長江口航道維護實踐，分析總結長江口航道維護耙吸船施工工藝，以期針對航道不同區段、不同淤淺尋求科學合理的施工工藝，對施工進行可操縱性指導，進而提高航道維護效率。

1 一般工藝

長江口航道維護疏浚主要船機設備為耙吸式挖泥船，經多年實踐，以艙容9000立方以上耙吸船為宜。施工方法主要為裝艙溢流法，其一般施工過程是：耙吸挖泥船進入指定的開挖帶內，將耙管放至水平狀態后啟動泵機，將耙頭下放至泥面，將耙管內的清水直接排出舷外，待泥管充盈高濃度泥漿后再打開進艙閘閥裝艙;當泥艙裝滿后仍繼續泵吸泥漿進艙，使泥艙上層低濃度的渾水從溢流口溢出。根據不同土質和船機特性控制裝艙溢流時間，盡可能使泥艙的裝載量達到最大，然后停泵起耙，把裝載的泥砂運到指定拋泥位置卸泥。

2 枯季疏浚掃淺工藝

長江口深水航道每年12月—次年5月為枯季，期間回淤量少，約占全年回淤總量的15%左右。掃淺原則為加強水深監測，保證每月1～2次航道全測、2次加密測量。可根據航道測量水深情況和氣象條件研判深水航道沖淤變化頻繁變動段在后續一定時段的回淤態勢，在航道處于強潮動力周期時段，對淺值小于或等于20cm的淺點可暫不安排掃淺施工，通過水流沖刷和定期水深監測，沖刷效果顯現后再安排疏浚船舶施工航槽內仍然存在的淺點或淺區，以提高掃淺效率。

對航道零星淺點、小塊異形淺區，為加快掃淺進度和降低維護疏浚量，可在保證施工和航行安全的前提下，采用“正倒車"法、長短距往返掃淺施工法、"S型”、“8字型”、“米字型”以及大斜線等多種不同施工方法（見圖1）進行疏浚掃淺維護。

對航道零星淺點和小塊異形淺區，可在航槽內通航船舶流較小時段，采用正倒車法，在短時間內小范圍反復多次上線，加大小塊淺區過耙次數和過耙面積，快速掃除淺區范圍的淺點。

對航道菱形和形狀不規則淺區，可根據淺區形態在通航船舶流許可時段，分別采用“S型”、“8字型”、“米字型”及大斜線等施工方法，通過耙頭在短時間內多次多方位掃過淺點，增加不規則淺區的過耙面積，通過耙齒切削和泥泵真空吸力清除淺區砂包恢復通航水深。

3 洪季琉浚掃淺工藝

長江口深水航道每年6月～11月為洪淤季節，隨著上游來水來砂增加，回淤量驟增且集中在上航道下段、下航道上段，為確保航道暢通，洪季掃淺采用與枯季不同的施工工藝。

3.1分段搭接施工

針對每次測圖合理分配施工力量，安排施工能力較強和操縱性靈活的挖泥船在集中回淤區段進行分段施工，同時盡量安排船型相近或相同的船舶同區段施工，確保施工節奏一致，另外要求同區段施工船舶加強溝通協調，船舶流密集時，調整施工節奏，盡量避開同時槽內施工。

3.2選用合理的疏浚機具

影響船舶施工效率的工藝因素有很多，采用合適的挖泥機具等疏浚設備至關重要。采用適用于挖掘長江口土質的挖掘型耙頭（圖2），其耙頭須帶有液壓裝置用以調節活動罩角度，且耙齒帶有高壓沖水噴嘴，遇密實土質可啟用高壓沖水，提高施工效率，泥艙內均有高壓沖水提高拋泥效率。

耙吸挖泥船各種耙齒如圖3所示。其中，寬齒：適用土質為有機質土、泥炭、淤泥土類、中砂類（開高壓沖水）以上;窄齒：適用土質為粉土類（開高壓沖水）、細砂類以上（開高壓沖水）、碎石土類;雙犁形齒：使用土質為粘性土類。

4 浮泥及驟淤影響下航道維護工藝

4.1驅趕浮泥的施工工藝

臺風或寒潮大風后，在航槽內常會形成具有一定流動性的較厚浮泥層。施工船舶應根據浮泥的不同階段通過調整波浪補償器壓力和裝艙溢流時間，尋求在最短時間內取得清除浮泥和恢復通航水深的效果。由于深水航道維護施工船舶的施工區段調整較為頻繁，不同施工區段的土質也有一定區別，因此施工船舶必須定期做泥樣分析，及時調整工藝參數，確保高效掃淺。

4.2根據不同浮泥變化階段的施工工藝

4.2.1浮泥生成和發育期

隨著氣溫上升、臺風影響等天氣因素的變化，在浮泥早期出現時應對深水航道重點回淤區段每日開展浮泥動態監測，通過高低頻水深研判浮泥范圍和厚度，根據浮泥分層密度研判其對深水航道內通航船舶的安全影響，同時加強觀察浮泥區域施工耙吸船舶的進艙泥樣和裝艙濃度的變化，要求在浮泥區域施工的船舶適時增大高壓沖水壓力，延長裝艙溢流時間，加強對浮泥體的擾動，以促進航槽內浮泥的擴散和被水流帶出航槽。

4.2.2浮泥發育高峰期

浮泥發育高峰和峰值階段，在加強疏浚船舶投入的基礎上，應適當調整施工參數，保持高壓沖水的（高）壓力值，落潮時段應適當增加溢流時間，借落潮優勢流沖散浮泥，漲潮時段可適度減少溢流時間，減少浮泥向上游移動，盡快降低浮泥層厚度，以促進航槽內水深的恢復。

4.2.3浮泥消散期

應在保持高峰階段施工工藝的基礎上，采取由航槽內向航槽外布線施工的方法，在促進浮泥消散的同時，優先保障航槽中部水深的恢復和航行船舶的通航安全度，并保持高壓沖水壓力值，繼續促進浮泥消散，提高清淤效果。

4.2.4浮泥固結階段

經過一定時間的強化疏浚后，航槽內仍會殘存部分未清除盡的浮泥，該階段部分浮泥將固結在河床表面形成淤泥質回淤土，此時應恢復常規施工工藝，將高壓沖水恢復到正常值，并恢復常規的溢流時間。該階段應加強浮泥影響區域的水深監測，并對殘余的淺區淺點采用針對性工藝進行掃淺。

參考文獻：

[1]劉杰.長江口深水航道沖淤演變與回淤研究[M].北京海洋出版社，2014.

[2]劉杰，程海峰，趙德招.長江口12.5m深水航道回淤特征[J].水科學進展，2014（3）：358-365.

[3]范期錦，高敏.長江口深水航道治理工程的設計與施工[J].人民長江，2009（8）25-30.

[4]馮俊.浮泥發育時雙頻回聲測探誤差及其對適航水深監測的影響[J].水運工程2011

[5]周海，季嵐，應銘.長江口南港-北槽深水航道常態回淤原因研究總報告（2013年度）[R].中交上海航道勘察設計研究院有限公司，2014.