河道疏浚施工技術與管理

徐海波 楊興明

(1.安徽省(水利部淮河水利委員會)水利科學研究院，安徽 蚌埠 233000；2.安徽省建筑工程質量監督檢測站，安徽 合肥 231000； 3.渦陽縣水利局，安徽 亳州 233600)

1 概述

河道是河水流經的路線，泛指具有通航的河流的水道。河道的通暢與人民生產生活息息相關，不僅具有防澇排泄、疏通洪水、水運交通等作用，部分河道還兼具了生態、景觀等功能。由于各種主觀客觀因素的影響，淤堵是河道管理中遇到的主要問題之一，嚴重影響河道防洪、通航、生態等功能的發揮。隨著城市建設和城鎮化的快速推進，人們生活水平不斷提高，河道防護區域內的工業、農業、財產的重要性越來越高，提高蓄滯洪區內土地的利用率，加快洪水下泄速度，降低洪水對堤防安全的影響程度，這些都需要通過加高堤防、退堤、擴寬或挖深河道等措施提高堤防防御標準。為此，國家投入巨資在多個地區進行中小河流治理建設。

河道疏浚是河道治理的主要措施之一，通過擴寬或挖深河道，疏通洪水通道，加快洪水下泄速度。目前河道疏浚施工方式主要有人工開挖、機械開挖兩種。機械開挖是河道治理工程中廣泛使用的疏浚方式，根據作業方式分為干作業法和水下作業法[1,2]。不同的地質條件、施工環境、棄土范圍是疏浚施工工藝、施工管理考慮的重要因素，且隨著新設備、新信息技術的廣泛應用對河道疏浚技術發展和管理提出了更高的要求。本文主要總結了目前河道疏浚施工技術、施工管理的特點和不足，提出了疏浚工程的信息化智能化管理是今后一段時期主要的發展方向，對類似工程的施工、管理、質量檢測等具有一定的借鑒意義。

2 施工技術

施工技術的選擇是河道疏浚施工的主要核心，決定了施工機具、人員配備和管理方式的選取，關系到整個項目成敗的關鍵。根據作業環境不同，疏浚方式分為干作業法和水下作業法，不同的作業方法具有各自的特點、缺點和適用范圍。

2.1 干作業法

干作業法主要指通過打設圍堰，對施工區域進行疏浚的方法，可分為干土開挖法和水力沖挖法；干作業法施工流程圖見圖1。

干作業法是將作業區水排干后，用挖掘機對河道土體進行開挖，開挖土體通過汽車運輸至棄土點。該方法具有清淤直觀、徹底，施工方便，容易操作，對開挖設備、技術要求不高，質量檢查客觀，棄土的后期處理方便特點；缺點是需要在施工區域上下游布置圍堰，把河水抽干，施工工期受限(非汛期施工)，可能影響周圍地勢地形等結構穩固及周邊建筑物穩定安全，運輸距離短等；適用于流量較小，沒有通航要求的小型河道。

水力沖挖法是在施工區域內用水力沖挖設備的高壓水槍沖刷底泥形成泥漿，通過吸泥泵、管道等將泥漿運輸到棄土區。在施工過程中，首先在河道中提前設置底凹區域，利用大型水力沖擊設備，將河道中堆積到一起的土體等堆積物沖擊到低凹區域之內，通過罐車、管道對產生的漿液輸送至岸邊。該方法具有施工機具簡單，漿液運輸方便，施工質量易于保證、不會對周圍環境造成二次污染等特點；缺點是需要布置圍堰，施工工期受限，棄土中含水量較大后期處理困難，施工環境惡劣，對生態環境影響較大；適用于流量較小，水深較淺，沒有通航要求的小型河道。

2.2 水下作業法

水下作業主要利用船只作為施工平臺，通過輸送系統將河底淤泥輸送到棄土點；根據輸送淤泥的方式的不同，可分為抓斗式、絞吸式、耙吸式等[3]，其施工流程圖見圖2。

抓斗式作業法是通過在船只上布置前臂抓斗伸入河底，利用液壓系統將底泥封閉在抓斗中，然后將淤泥卸入到駁泥船中，用駁泥船將淤泥運輸至棄土點。具有靈活機動，施工工藝簡單，不受河道內垃圾、石塊等等障礙物影響，基本不影響河道通航功能，施工過程不受天氣影響等特點；缺點是對極軟弱淤泥敏感度差，開挖過程中對水質影響大，清淤效率比較低。適用于開挖泥層厚度較大、施工區域內障礙物多的中小型河道。

絞吸式作業法是通過在船只上布置絞刀，利用絞刀的旋轉對底泥進行切割和攪動形成泥漿，然后通過離心泵和管道將泥漿運輸至棄土點。該方法將挖、運、吹一體化進行處理，運輸泥漿全封閉管理，泥漿不會散落或泄露，基本不影響河道通航功能，施工過程不受天氣影響，施工精度高。不足之處是絞刀為開放式開挖，容易造成底泥污染物擴散，對于土質較硬或含有碎石河道工效較低，泥漿運輸距離有限制，棄土場占地面積大；適用于泥層厚度大的中、大型河道。

耙吸式作業法是在船只上布置離心泵從水底將水和泥吸入泥倉，可以邊航行邊開挖，泥倉裝滿后行駛到拋泥區進行排泥。具有船只操縱性好，不用拋錨定泊，對航行干擾小，運輸距離不受限制等特點；缺點是土質較硬時挖不動，泥漿含水量高，工效比較低，對水域施工范圍有要求；適用于底泥較軟，施工區域范圍廣的河道、海域。

出于對河道航運、環境、工期等因素考慮，在地質條件滿足要求情況下，內河多采用絞吸式作業法進行疏浚；但施工過程中往往會受到疏浚管線、棄土堆積、機械配件、人員配合等多方面影響，如何對疏浚工程施工過程進行有效的管理顯得尤為重要。

3 施工管理

疏浚工程主要利用設備對河道淤泥進行開挖疏通，實施過程中施工管理工作尤為重要。疏浚施工管理是一項復雜的系統工程，涉及到工期、成本、組織、安全、質量、驗收等多項內容，為確保工程建設質量，必須對項目進行科學有效的管理。本節主要從進度、成本、質量等3個方面進行闡述。

3.1 進度管理

施工進度直接影響著工程是否按照約定的工期完成，間接影響著企業經濟效益，任何企業都非常重視工程進度的管理。疏浚工程屬于隱蔽工程，影響工程進度的因素較多，如施工機具的選取、設備維修與保養、天氣影響、人力投入不足、施工計劃不合理等。施工單位、監理單位應結合工程實際情況，對可能影響工程進度的各種因素做出估計，并制定相應的措施。為此建議做好以下幾點:

1)根據河道地質勘察資料、棄土點等信息，選取合理的施工機具和施工方法，編制施工組織設計和施工方案，準備足夠的施工機械和人員；

2)根據設計資料，制定每月、每日的疏浚工程量，并定期與實際完成的工程量進行對比，找出差距和不足，若計劃與實際相差很大，應及時對計劃進行調整，增加疏浚設備或人員；

3)做好儀器維修與保養，疏浚工程主要靠挖機、挖泥船等設備進行，施工過程中施工機具不可避免會產生各種各樣的故障，應派專人對儀器進行保養，盡量減少機具故障對工期的影響。

3.2 成本管理

每個企業想要獲得經濟效益，必須對成本進行控制和管理。針對疏浚工程，首先應對設計文件、圖紙進行詳細研究，根據編制的施工組織設計和技術方案，自上而下將項目成本分攤到工程的最底層單元中，進而匯總得到整個項目的總預算，便于施工單位各部門進行成本核算。其次做好施工過程中的成本控制，尤其是變更控制管理、績效測量和偏差考核。再次是引進先進的成本管理方法，避免單純依靠傳統的人工報表方式進行財務管理，造成實際成本與財務核算間信息的傳遞和處理嚴重滯后，不能實現成本的動態控制。最后是成本管理要落實到人，責權同當；成本管理要細化到具體每個人，明確每個人、每個崗位的責任和權利，使成本考核落實到人，避免干好干壞一個樣，干與不干一個樣。

3.3 質量管理

工程質量直接影響了河道疏浚效果，決定了是否達到工程實施的目的，是施工單位技術能力最直觀的體現，是疏浚工程施工控制的重點。建議做好以下幾個方面：

1)做好施工過程的質量管理，針對疏浚工程的特點，監理單位、施工單位應建立完善的質量管理制度、質量保證體系，確保質量責任落實到個人；監理單位做好施工質量監督、檢查、驗收，確保質量體系有效運行。

2)加強質量環節控制，施工人員必須熟悉圖紙，領會設計意圖和關鍵點，施工班組做好技術交底，定期復核工程質量控制點(基準點、潮位信息、GPS校驗等)。

3)嚴格落實施工“三檢制”，并及時開展監理單位平行檢測和項目法人第三方質量檢測，把好施工質量考核的各個環節，確保質量達到標準，滿足生產和使用要求。

4 發展方向

信息化是水利工程發展的重要方向，疏浚工程也不例外。目前，對于疏浚工程的信息化管理工作正在起步階段，如朱文亮[4]基于現有疏浚作業系統，提出一種狀態不等式約束轉換方法，構建了具有控制安全性的等價疏浚系統，既能夠提高泥漿濃度，同時限制系統長時間過載運行；王祥冰[5]利用最小二乘法對絞吸式挖泥船涉及到的絞刀轉速、泥泵轉速、臺車行程、絞刀橫移速度、管路平均濃度與流速、絞刀切泥厚度與前進距離等參數進行回歸分析，建立了疏浚工藝數學模型；繆正建[6]基于數據庫技術、土質三維建模技術、模型檢測與集成技術，建立了疏浚工程土質三維與可視化分析系統。疏浚工程的信息化涉及機械設備、位置定位、泥漿運輸、工程計量、質量控制等多個方面，有些技術還需要進一步研究，但對疏浚工程的管理具有重大的推動作用，是疏浚工程重要的發展方向之一。

5 結語

1)疏浚工程主要有干作業法和水下作業法兩種施工方式，不同的施工方法具有不同優點、缺點和適用范圍；在施工過程中，應在充分了解施工區域河道內的地勘資料、工期要求、環境特點、通航要求等選取合適的施工機具和方法。

2)進度、成本和質量是疏浚工程管理的主要核心，在施工管理過程中業主單位、監理單位、施工單位應加強進度、成本和質量考核，重點檢查計劃的落實情況，確保管理的有效性。

3)信息化管理是疏浚工程的主要發展方向之一，是提高管理效率、節省成本、質量控制和提高管理人員技術能力的主要途徑。