乌江航道整治工程技术要点

王治轩

摘要:本文主要探讨乌江航道整治工程的技术要点,首先简单阐述了乌江航道整治工程施工中应遵循的几项原则,然后在此基础上,对航道整治工程的一些技术进行了较为深入的探讨。

关键词:航道整治 整治工程 技术要点

引言

随着我国国民经济的高速发展,我国的航道建设取得了举世瞩目的成就,航道通过能力也随之得到了极大地提高,但这也对航道整治技术提出了更高的要求。随着航道整治工程经验的不断积累以及专家、学者和技术人员的研究,航道整治技术取得了长足的进步,并不比发达国家逊色,甚至在一些方面处于领先地位,发展形成了具有独特特色的整治技术。

1 乌江航道整治工程施工中应遵循的基本原则

1.1 乌江航道实施中低水整治原则,乌江航道在洪水期时,由于各个洪峰的互相遭遇和组合,这必然会给乌江水流带来交互顶托的情况,由于这种交合顶托的规模往往非常宏大,冲撞也非常激烈,具有巨大的能量,也是泥沙淤积最严重的时候,因此不适合这个时候进行乌江航道整治。此外,乌江航道整治的目的一般既不是为了改变洪水顶托,也不是为了降低洪水期的泥沙淤积量,而是为了大幅度地提高乌江航道在落水期时水流的输送泥沙的能力,使得洪水期时淤积的泥沙被及时带走,不影响枯水期的航道通航能力的要求,因此,乌江的航道整治工程基本采取中、低水治理。

1.2 安全第一,预防为主的原则。乌江航道整治工程具有一定的危险性,在工程施工过程中,需要加强施工人员的安全教育,加大安全生产宣传,坚持“生命重于一切”的准则。要对施工人员进行技术培训,坚持持证上岗,采取有效的安全防护措施,尤其是一些跨汛期的整治工程,施工单位要与水利防汛部门密切沟通,及时掌握施工河段的汛情及洪水特点,在此基础上安排施工内容,编制切实可行的施工方案,确保施工人员以及工程的安全。

2 乌江航道整治工程中的施工技术要点

2.1 水下钻孔爆破技术，顾名思义,水下钻孔爆破是指对位于水面以下的岩石进行钻孔,然后将炸药置于孔内进行爆破。水下钻孔起爆网络采用的是并串联的方式,即每3~5排炸药采用并联的方式连接为一组,然后各组之间采取串联的方式连接在一起。由于爆破时炸药会形成巨大的冲击波、地震波等,可能对周围建筑物造成不利的影响,故爆破时导爆系统要对各个段采用毫秒延期雷管,以实现微差爆破。

由于爆破的位置位于水下,环境具有一定的特殊性,因此这对爆破时的安全防护工作提出了更高的要求,安全防护工作内容主要包括以下两个方面:一方面是参与爆破工程施工的全体人员的安全,另一方面是爆破可能影响到的范围内的普通人员、建筑物等财产及人身安全。安全距离是直接决定于爆破用药量,因此水下钻孔爆破最关键的就是爆破用药量的计算。要严格依照用药量与安全距离的数学关系,全面考虑周围建筑物的安全等级以及与爆破点的距离等因素,对每一个爆破点的用药量进行精确计算,并对爆破进行有效的监测,若出现异常情况,要及时发现原因,进行改正,确保人民生命财产的安全。

改革开放以来,随着工程对爆破技术的要求越来越高以及钻孔设备、防水炸药等技术的日新月异,水下爆破技术取得了长足的进步,在施工中的运用也与日俱增,其可以迅速和较大规模地整治航道的优点使其在我国内河港口航道整治工程中的作用越发重要,实践表明,该技术能取得非常好的社会效益和经济效益。

2.2 施工中稳船技术 整治工程中需要用到比较多的工程船舶,如挖泥船、运石船以及起重船等,这些工程船施工时都要求位置相对的固定,因此确保施工中的工程船舶的稳定,是保证整治工程顺利实施的关键因素之一。

在乌江航道整治工程中,工程船舶的定位一般通过两种方式,一是通过系缆定位,二是支撑定位。下面对这两种定位方式作简单介绍。

2.2.1 系缆定位又有两种方式,分别是岸缆定位和抛锚定位。岸缆定位主要适用于山区河流,它是将钢缆绳的一段固定在岸边的固定物上,如岩石、树桩,若没有适用的岩石和树桩等,可以在岸边挖设“地牛”作为固定物。抛锚定位,是将钢缆绳绑在船锚上,将锚扔进河道内,通过锚的重量及其与河床的作用力来对船舶进行定位。抛锚定位主要应用于航道流速较为缓慢,河床平坦的河流。

2.2.2 支撑定位也可以分为两种方式,分别是钢桩定位和液压支腿定位。钢桩定位的定位效果较好,可以应用于较为大型的船舶,如大型挖泥船等。液压支腿定位这一定位方式是近年来才逐渐发展起来的,它的优点是重心非常低,操作较为简便。

在某些河流流速较大,流态混乱的河段,采用某一种定位方式可能取得良好的效果,可以综合采用几种定位方式,确保工程船舶的稳定定位。如目前应用较多的“一字带缆稳船法”,该法在工程船舶的船艏上设置一根主钢缆,而在船舶的两舷各设置两根钢边缆,而在通航的那一侧抛入船舶,以方便船舶的通行。若设置一根主缆存在困难,可以在船艏设置两根主缆,两根主缆成“八字形”分别固定在河道两岸。

2.3 建筑物防冰技术 存在季节性封冻的河流,封冻的时候的流冰对航道整治工程建筑物造成不利影响,有时候这种破坏可以达到非常严重的地步,因此加强整治工程建筑物的防冰能力也是提高整治效果的一个重要方面。冰对整治工程建筑物的作用力主要来自两个方面,一是温差产生的膨胀力,二是河流水位变化产生的上拔力,但是封冻的河流流冰期的冰由于规模较大,对建筑物的作用力有所不同,主要存在着冰被阻挡时产生的挤压力、流动着的冰对建筑物的撞击力、冰堆积后对建筑物的挤压力等多种作用力。

由于河流大部分存在着季节性封冻的情况,因此流冰对航道整治工程的损害往往是无法避免的,如何更好地防治流冰对建筑物的伤害,需要从多方面入手,首先从工程设计就要考虑建筑物防冰的问题,可以适当加大坝体的尺寸,此外还可以适当降低整治水位。为了更好地解决这一问题,找到更好地防冰措施,国家投入了专项资金,相关的主管部门、专家学者也投入了人力物力进行研究。经过较长时间的研究、试验以及工程实践的检验,发现絮凝砂浆灌注坝体的防冰效果比较出色,因为絮凝砂浆具有良好的水下抗分散性、填充性等优点。方法是将絮凝砂浆灌入抛石坝体,坝体的块石由于砂浆而相互粘结在一起,形成一个稳定的整体,从而取得良好的防冰效果。

灌浆施工时通常采用单驳作业法,但对时间要求较高,宜在河段的枯水期进行施工,选用一艘功能全面(能够储料、输浆、灌浆以及补浆等)的平驳进行坝面水下连续灌浆。灌浆施工要严格按照技术要求进行施工:面层灌浆要保持平整、饱满,没有漏灌;大坝的坝面块石要搭配良好,粘结紧密,空隙较为均匀。

3 结语

我国航道整治工程技术水平已经取得了长足的进步,尤其是近年来依托于各条河流的整治工程,不断进行科技攻关,取得了丰硕的成果,一些技术具有国际先进水平。当前山区河流整治技术已经拥有一套完整的整治技术理论和较为丰富的整治技术经验,对于平原河流航道整治,可以通过对河床浅滩分析等手段掌握抓住有利河势,采用整治建筑物等手段,达到利用水期的水流能量冲刷航槽、符合设计通航尺度要求的目的。