雅瑤水道清淤施工技術研究

孫朝陽 中國水利水電第十二工程局有限公司

1.工程簡介

雅瑤航道疏浚工程全長6900m，總工程量940090m3，當排沙距離擋土墻或坡腳2m時，按1:5的坡比向河心放坡。清淤至設計河底高程-2.5～-3.5m。本工程疏浚量約11.5萬m3。清淤后，可起到防洪排澇的積極作用，在日常活水運行調節中，使河道水流通暢不淤，有利于改善水質。

2.河涌現狀情況

雅瑤水道寬度50-200m。主要問題是局部河段較窄，排水能力不足；部分河段岸頂高程較低，防洪、排水標準不高；河道淤積嚴重，導致河道過流能力不足，給河道排水帶來很大的安全隱患。針對雅瑤水道來水能力不足、淤積、水質差等問題，采取疏浚工程措施，清除河底淤泥和阻水巖屑，盡可能增加來水能力，恢復過流能力，加強河間聯系，改善水動力條件。

3.雅瑤水道清淤施工技術措施分析

根據雅瑤水道現狀，泥沙中生活垃圾和建筑垃圾（如磚石等）較多，考慮到周圍環境、潮位對河流自身條件的影響以及脫水廠與河流的距離，我們主要采用絞吸式挖泥船的疏浚方式，輔以水位挖掘機的疏浚方式和人工疏浚來控制邊坡疏浚質量，挖掘機采用平斗施工方式，直接成坡疏浚河底邊坡上漂浮的軟質淤泥；“絞吸式挖泥船+管道輸送處理站”的施工方法與“生態挖泥船水上疏浚+底孔船舶運輸+挖泥船轉泥池+人工疏浚”的施工方法相結合。

雅瑤水道排沙距離擋土墻或坡腳約10m，坡比為1:5。清淤達到設計河底高程-2.5～-3.5m。為保護岸線及構筑物的穩定性，岸線附近及與河流有關的構筑物（橋梁、涵洞、箱涵等）宜采用人工開挖。

3.1 絞吸式挖泥船清淤施工方法

3.1.1 絞吸船清淤方法基本流程

沿河道勘探（水深、淤泥厚度等探測）→ 絞吸式挖泥船定位泥沙→ 水下管道敷設→ 水上輸沙管道敷設→陸上輸沙管道敷設→ 分段分層疏浚→ 管道輸送至脫水場及干燥處理。

（1）施工定位。絞吸式挖泥船挖泥時，根據不同的定位裝置進行分工，這些裝置通常用作對稱鋼樁交叉鉆孔法和鋼樁手推車交叉鉆孔法。當挖泥船在風浪大的地區配備三臺電纜定位設備時，采用三電纜定位水平鉆探方法。在流量大或風浪大的地區，配備有錨索橫挖設備的絞吸式挖泥船采用錨索橫挖法施工。在疏浚時，簡單的進度是使用兩根鋼樁交替放置在水下作為機身旋轉的中心，錨被左右放置，絞車擺動，一方面扇形疏浚，另一方面使船前進，稱為雙前樁水平鉆取方法。單樁向前側鉆法，即以鋼樁為主樁，始終以挖中心線為中心振蕩，將另一根鋼樁作為輔助樁，將樁向前移動并更換鋼繩。本工程定位方法根據施工時的具體環境選擇。

（2）絞吸式挖泥船工作原理工藝流程：工藝流程見圖1。

圖1 絞吸式挖泥船工藝流程

（3）分條開挖法。在進行絞吸式挖泥船時，采用適當的扇形橫挖法，即挖泥船將位置樁設置在河底的淤泥層中，注意機身中心的位置，并通過液壓車樁臂軸的伸縮位置，注意到樁定位機向船尾平臺機身的位移，使車身在前進反應力的短距離下向前推進，每個壓力距離為1.0-1.5米，最大推進距離為3.5米，相比之下左右絞車錨定挖泥船代替繩索，使挖泥船機身以樁船尾位置為中心，船長為半徑的三分之一左右移動，從而達到挖泥船風扇形成交叉鉆孔作業。由于河道鉆探工程的設計和寬度，挖泥船采用單一鉆探施工。

（4）分層開挖法。絞吸式挖泥船在施工帶內疏浚時，應按50～80cm的適宜開挖厚度分層開挖疏浚。根據本工程的土層厚度，施工時一般分為兩層。適當的分層開挖可以有效地減少淤積量，提高開挖精度，減少疏浚過程中疏浚區的再淤。

對于一般邊坡河段，設計邊坡高程以上一側多余土方開挖采用挖水機拋入河道，然后在河道開挖區采用絞吸式挖泥船，用斗頭分層挖土，用泥漿泵吸泥，經全封閉排泥管線輸送，多級接力泵系統加壓輸送，吹入周邊排泥場。其余地段土方由絞吸式挖泥船按設計斷面直接開挖，運至排泥場。

對于橋區河段，一定范圍內的土方采用人工配合挖泥船按設計斷面開挖，然后用自航泥駁運至絞吸式挖泥船開挖區，再由絞吸式挖泥船開挖運至排土場。

3.1.2 管道敷設

絞吸式挖泥船到位后，伸出實際使用的浮動管。一根6米長的鋼管用來穿過漂浮的浮動管道。柔性鋼管連接到1.5米長的軟管上，為挖泥船的出口管和潛水管提供了良好的移動空間。浮動管道的鋪設線類似于一個簡單的彎道。由于浮動管道受水流、風浪和注水結構的影響，管道各部分之間的夾子必須非常堅固可靠。同時，必須嚴格控制浮管的擺動和管道的平整度。

在兩個方向每隔100m放置一個小錨，防止管道因水流和風速的影響而大幅度擺動，影響施工和生產。

施工前，泥漿管道將連接在河岸上。每三根泥漿管配備一根橡膠管，用于柔性連接。管道一端用定制鋼板和橡膠墊密封。使用工作船將管道拖入水中，并將其半潛式拖曳。管道到達預定位置后，連接兩端末站，末站設水泵、壓縮空氣泵（2m3/min空壓機）及相應的閘閥。通過向海底管道注水并通過呼吸閥排氣，可以將管道淹沒。

岸管由直徑Φ350mm鋼管的彎頭和不同角度的橡膠管組成，通過法蘭、橡膠墊圈和螺栓連接。岸管采用人工吊裝敷設，敷設時應盡量平直，避免死彎。

3.2 水上挖機清淤方法

3.2.1 水上挖機邊坡修整施工基本流程

根據本工程河道的具體情況，經施工現場勘察，施工順序為沿河自上而下；先確定河道部分采用水上挖掘機進行施工，再由小型運泥車運至排泥區進行脫水處理，最終運至污泥處理廠。具體施工步驟如下：

河道疏浚按從上游到下游、從中心到兩側的順序進行施工。在水上挖掘機疏浚施工中，通過其部件和輔助工具在水面上移動和固定，用抓斗進行河道疏浚施工。首先，挖掘河中央的淤泥。在施工過程中，挖泥船將河道淤泥挖至20cm處，再將挖泥船填滿，然后沿河道向下游運行。同時，將挖泥船挖運至脫水場指定的儲泥罐進行脫水處理；可以把卸泥點設置為臨時碼頭。在某一區域疏浚完成后，檢查人員立即用探桿探測疏浚深度，避免漏挖或開挖深度不足。

3.2.2 人工開挖清淤

人工開挖疏浚一般成本高、人員集中度大、參與人數多、疏浚相對效率低，但是由于其有施工簡單、不會造成下游污染、疏浚精度高、邊界控制好和對附近建筑物影響較小等優點；因此，在本工程河流相關構筑物（橋梁、涵洞等）附近采用人工疏浚方法。

圖2 浮管連接

3.3 淤泥脫水處理及運輸方案

由于項目區域附近缺乏泥沙處理。污泥在各施工區收集，運至污泥臨時堆場脫水。污泥含水率降至60%以下后，用長臂挖掘機將臨時碼頭的污泥挖裝至自卸汽車上，運至堆場處置。

兩棲挖泥船是用來運輸河流泥沙的。首先，污泥由接駁船運至臨時碼頭，由長臂吊鉤機開挖至臨時污泥場脫水。含水量達到要求（60%以下）后，由專用環保車運至指定的泥沙存放地點。

4.總結

總之，疏浚清淤技術將在雅瑤水道工程中得到廣泛應用和發展，技術將更加成熟。雅瑤水道清淤施工中，在吸收好的先進技術的基礎上，提出更好、更完善的清淤施工技術。綜上所述，疏浚工程作為保證河流水質、保護生態環境的一項重要工作，需要采取合理的清淤施工措施和途徑，提高相關工程質量，為改善民生、發展經濟提供足夠的動力，保障河道通航功能、水力發電與防洪建設奠定堅實基礎。