港航工程施工中基槽開挖與港池疏浚施工技術應用

桂天林

中國鐵建港航局集團有限公司第三工程分公司 山東 青島 266000

引言

在當前的施工建設過程中，港航工程主要內容包括吹填造地、水下炸礁、水下開挖與清障等，在實際工程施工過程中，無論是哪種港航工程，其質量均與基槽開挖與港池疏浚工作的效果之間存在著直接的聯系，現階段，為保證港航工程施工效果能夠滿足預期的需要，則需合理應用基槽開挖與港池疏浚施工技術。

1 工程概況

某港航工程航道長度約為40km，工程項目施工內容主要包括航道與港池疏浚兩部分內容，在疏浚工程施工設計時要求控制疏浚范圍至-23.3m處，疏浚的土運輸至指定的拋泥區域。對該工程施工現場進行勘察后可以了解到，疏浚區域土質主要為粉細砂、巖石與淤泥，同時，以航道里程規格為計算參照，可以了解到，該工程項目疏浚前總量在1774.56萬m3，原航道二區前期工作已經完成了7.33萬m3的疏浚工作，剩余疏浚量為1767.23萬m3，其中包括1748.89萬m3的砂與淤泥、17.34萬m3的巖石[1]。

2 工程特點

對本次工程施工區域環境條件與施工技術要求進行分析后可以了解到：首先，該工程的主要疏浚區域位于外航道，工程施工時會受到季風天氣的影響較大，為避免工程施工因浪涌較大而無法安全工作，則需要保證挖泥船是具有良好抗風浪能力的大型挖泥船；其次，由于航道的設計水深為23.3m，需要疏浚深挖的深度較大，在工程施工過程中應保證挖泥船的挖深能夠滿足工程設計深度的需要；再次，疏浚區存在著一定數量的巖石，盡管鉆孔資料顯示巖石量不大，但巖石的分布較為分散，在前期航道探查時發現在已探明的設計巖石區域外還有零散的巖石分布；最后，該工程的整體工期相對較短，為進一步提升清淤施工的效率，需要盡可能提升疏浚施工的靈活性。

3 基槽開挖與港池疏浚施工技術

3.1 施工工藝流程

為便于后續工程施工活動的順利進行，需要在明確工程施工區域環境具體情況的基礎上，對基槽開挖與港池疏浚施工技術進行細致分析，并將工作拆解為具體的工作流程，并制定科學的工程施工操作規范，以便為后續工程施工活動的順利開展提供有效的支持。具體來說，首先，為保證后續工程施工設計規劃工作的合理性，工作人員應當以測量控制點復核結果為基礎，對施工區域進行復測，并明確施工區域基槽泥面的標高；其次，借助GPS定位系統，對基槽開挖地點進行精準定位，并做好標注；再次，用探測儀對標注的區域進行測定，然后以測量結果為基礎，完成卸泥區與卸渣區浮標的布設工作，為后續卸泥、卸渣工作的開展提供有效的參照；最后，完成卸泥、卸渣區域布設工作后，采用分段開挖的方式進行基槽開挖與港式疏浚施工，并且在施工完成后，及時開展工程質量驗收，保證施工效果能夠滿足工程預期需要[2]。

3.2 基槽開挖施工技術要點

3.2.1 基槽挖泥施工。在當前的港航工程中，基槽開挖施工順序應與疏浚區域的自然段分段順序相一致，由于本次工程施工區域地理位置較為突出，若工程在雨季進行施工，挖泥船的航速在浪涌的影響下會小于旱季的航速，具體來說，在本次施工過程中在雨季挖泥船的航速在2.0～2.5kn范圍內，旱季挖泥船的航速在2.5～3.0kn之間。在實際施工過程中，首先，駕駛員控制挖泥船以固定的航速駛向挖槽的起點，在接近指定位置時，降低航速，并在到達指定位置時，發出備耙指令，在此過程中，應保證挖泥船的方向與船位的有效控制。其次，在操耙手接收指令后，將耙臂投入式中，并且將耙臂彎管與吸入口連接起來，然后先后打開泥泵、低濃度外排閥，將與淤泥一起吸入挖泥從船中的“清水”排出船艙，在增加淤泥吸入量的同時，進一步提升挖泥船的工作效率。再次，在挖泥船達到挖槽起點時，耙手在接收到駕駛員發布的命令后，將耙頭放到泥面上，并且調整泵機轉速至正常，開啟挖泥模式，與此同時，觀察儀表盤，在發現指示濃度上升至合適范圍后，打開裝艙閥，關閉外排閥，進行淤泥裝艙操作，需要注意的是，在進行挖泥操作時，為保證下耙深度能夠滿足挖泥施工的需要，耙手需要實時監控挖泥的壓力數值、淤泥濃度、流速等指標的變化情況，便于對下耙深度進行隨時的調整。最后，在挖泥船行至挖槽終點處時，先將耙頭與耙中升到安全的高度，在吸入船艙的泥漿濃度下降后，打開外排閥、關閉裝艙閥，排出多余的“清水”，然后終止挖泥操作[3]。

3.2.2 挖槽施工。在本次工程的挖槽施工過程中，具體施工工藝為溢流裝艙工藝、分段、分條、分層控制施工。其中，分段控制施工在實際使用過程中，應保證分段工作以航道平面布置與疏浚土的分布情況為基礎進行分段控制區域的劃分，在本次工程施工過程中，分段施工主要被分成39+0～32+0、30+0～27+0、26+0～22+0、16+0～12+0這四段。分條控制施工過程中應當以航道挖槽設計寬度為基礎，在本次工程施工過程中，每段區域可以分成4條進行施工操作。分層控制施工時，由于開挖區的泥層深度并不一致，為保證工程質量能夠滿足相應標準的要求，可以借助分層控制的方式，進行挖槽施工，在本次工程施工過程中，每層泥層的厚度應在2.0～2.5m之間。

3.2.3 基槽開挖監控測量。在進行基槽開挖施工時，超挖、欠挖情形出現的可能性相對較高，并且受施工區域潮汐數據可能與實際情況之間存在偏差、抓斗挖泥船工作狀態存在一定差別等情況的影響，基槽開挖施工進行時，縱坡開挖的效果可能與預期施工效果之間存在一定的不同。現階段，為切實解決上述問題，開展基槽開挖數據監控成為一項極為必要的舉措，現階段，較為常用的開挖深度監控設備為聲吶測距儀，但是由于這一儀器設備無法實現開挖深度的動態化測量，進而導致欠挖、超挖這類問題的控制難度相對較大，為對聲吶測距儀的使用不足加以彌補，可以在挖泥船的底部安裝水下地形掃描儀，在每次淤泥的開挖深度達到10nm時，就組織一次深度測量，通過這種將聲吶作為基準調校點，對基槽開挖深度進行實時監測的方式，能夠實現開挖深度的精準管控。

3.3 港池疏浚施工技術要點

3.3.1 巖石區疏浚施工。通過對該施工區域原有的航道地質資料與本次施工前檢測得到的航道地質鉆探資料進行綜合性分析后可以了解到，該工程施工區域的巖區挖槽長度較短，同時存在多處孤立巖石淺區，首先，為使得巖石相對集中區域的破巖情況能夠滿足設計深度的需要，可以通過對這部分巖石進行絞吸分層分條處理，在將巖石攪碎后，用排泥管將其吹到航道外再進行清理的方式，完成巖石的粉碎處理；其次，在處理孤立巖石淺區時可以通過應用絞吸船或者帶鑿巖棒抓斗船對巖石進行粉碎處理；再次，對于工程施工設計范圍外新發現的一些巖石，可以通過抓斗船對其進行清理；最后嗎，在進行巖石處理過程中，為避免絞吸船與挖泥船之間發貨所能施工干擾，可以在用絞吸船處理某段巖石時，將挖泥船安排至其他區域進行疏浚施工，通過這種安排方式，實現工程施工效率的提升。

3.3.2 地貌突變區疏浚。在本次工程施工過程中，26+0～27+0的航道范圍內存在砂脊，最淺浚前水深約為-10.0m，這種地貌突變的情況給疏浚施工的進行產生了一定的影響。現階段，為降低挖泥船在滿載后的觸底風險，可以利用絞吸船對該區域進行分層施工，將這一區域的浚前施工深度調整到合適深度。

3.3.3 底層無巖石區疏浚施工。在底層無煙區域疏浚施工時，可以參照自航挖泥船的疏浚施工流程，對該區域進行分層、分條開挖施工，然后將疏浚物進行溢流裝艙處理，在裝艙工作完成后，將其外拋至拋泥區域。

4 施工質量安全控制措施

4.1 施工質量控制

在工程施工過程中，工程施工質量與內外部因素之間均存在著一定的聯系，現階段，為保證工程施工質量能夠滿足工程預期施工要求的需要，應當在施工過程中加強施工質量管理。第一，現階段，較為常用的施工質量控制手段為水深檢測，在檢測工作開始前，應當對各種測量設備的精確度進行檢測，保證在檢測過程中，設備的檢測精度與穩定性能夠滿足工程施工檢測的需要。第二，在檢測時，可以通過對工程施工區域各控制點進行復核，并建立控制網絡的方式，為后續控制工作的開展提供可靠的參照。第三，為使絞吸船的工作區域是準備開展管控工作的區域，需要為絞吸船配備DGPS，在實現絞吸船平面定位工作順利進行的同時，在工程施工過程中，通過下放深度指示器，對絞刀下放深度進行精準控制的方式，提升絞吸船工作的有效性。第四，在港航工程施工過程中，施工人員是工程施工活動順利進行的主體，其專業度與施工質量之間存在著直接的聯系，現階段，為保證工程基槽開挖與港池疏浚施工的可靠性，需要做好技術交底工作，并且保證施工人員在施工前準確掌握了施工圖紙的內容與施工規范，進一步提升施工活動的可靠性。第五，在本次項目施工過程中，浪涌會對工程施工活動的順利進行產生一定的阻礙，為降低浪涌對工程施工所產生的影響，可以通過在施工區域附近設置報潮站，及時將該區域內浪涌信息傳輸給疏浚船的方式，便于疏浚船的操作人員在工作過程中能夠有效掌握疏浚區的具體情況，并通過合理調整絞刀下放深度的方式，保證開挖工作的平整性。第六，在基槽開挖與疏浚施工進行時，若施工人員對某項施工數據或者施工工序存在疑惑，則需要及時與技術人員進行溝通，并對疑惑產生的原因進行分析處理，以便保證工程施工活動的順利進行。

4.2 施工安全控制

在工程施工過程中，為保證施工活動及施工人員的安全性，加強施工過程中的安全控制成為一項極為重要的工作。具體來說，為進一步提升工程施工的安全性，第一，在施工活動開展前，應當按照相關規定，辦理水上、水下作業許可證。第二，為保證水上作業的人員的人身安全，一方面要為水上作業人員配備救生衣，并保證水上作業人員正確穿戴救生設備；另一方面應在施工現場配備交通警戒船，在對施工現場的通航情況進行有效調度的同時，在發生意外時，可以及時展開施救活動。第三，為避免其他作業船只誤入其他船只作業區域產生作業干擾的情況，船只在拋錨作業時，應當設置沉錨指示標志，起到提示其他作業船只的目的。第四，為避免施工活動對水域環境造成嚴重的破壞，船只在施工配置時，應當配備廢污油艙與圍油欄，在船只工作過程中，可以將產生的廢油導入廢油艙內，避免廢油流入水域產生的污染。同時，若船只在作業過程中出現了油污外泄的情況，則需要及時利用圍油欄對污油進行圍護，并對其進行全面清除，避免污油對水域水質、水生物產生不利影響。第五，由于沉管在水下敷設有著較強的隱蔽性，為避免過往船只誤觸，應設置顯眼的定位裝置[4]。

5 結束語

總而言之，港航工程作為當前社會經濟發展過程中重要的基礎設施之一，基槽開挖與港池疏浚是工程施工過程中較為關鍵的兩項工作內容。現階段，為使工程質量能夠滿足預期施工的需要，在明確施工地點實際情況與工程施工目標的基礎上，選擇合適的施工技術，并加強施工質量安全管理，已經成為保證港航工程順利完工的重要舉措之一。