航道疏浚工程的技术措施探讨

蔡振邦

（广东正方圆工程咨询有限公司，广东 广州 510000）

航道疏浚工程的技术措施探讨

蔡振邦

（广东正方圆工程咨询有限公司，广东 广州 510000）

疏浚工程具体是指利用挖泥船或是其他机械设备并辅以人工，对水下的土石方进行挖掘。通过疏浚能够使航道的通航条件获得极大程度地改善，整个施工过程不需要配备大量的工程材料和劳动力，基本不会造成不良的影响及后果。为保证航道疏浚工程的顺利进行，并进一步提高疏浚质量，应当在具体施工中，采取合理可行的技术措施。借此，本文以工程实例为依托，对航道疏浚工程的技术措施进行论述。期望通过本文的研究能够为同类工程提供借鉴参考。

航道；疏浚；施工技术

1.工程概况

工程位于某省境内，航道全长约为39.68km，按照三级航道标准进行建设，整条航道的宽度为60m，底部宽度为30m，设计水深为3.5m。

1.1 自然与环境

本工程地处亚热带湿润季风区，其典型的气候特征为夏季炎热、雨水较多，冬季寒冷。该区域的气温条件见表1。

工程所在区域的多年平均降雨量为640.2mm，丰水年与枯水年的降雨量分别为925.8mm和353.2mm；区域年均匀风速约为3.28m/s；地表蒸发量为550mm～600mm，水面蒸发量为1100mm～1250mm；年平均相对湿度为70%～80%；本工程所在地的交通条件较好，施工机械及材料运输车辆能够顺利抵达施工现场。

表1　工程所处区域的气温条件（单位：℃）

1.2 水文与地质

由于工程所在地处于亚热带湿润区内，受季风环流的影响，流域降雨及径流多集中在每年的7～9月，每年的2～6月，因降水较少，加之受蒸发的影响，使得流域水位呈下降趋势，7～9月随着降雨量和径流的增加，水位会持续升高；流域地势呈西高东低走向，航道两岸有为数不多的丘陵，其余全部为平原地貌，由地质勘探资料可知，航道附近的地下水为第四系松散层孔隙水，主要赋存于粉土和粉质黏土中，地层的透水性相对较差，地下水位的埋深深在0.1m～2.4m，由于受降水的影响，水位的变化幅度较大。

2.航道疏浚工程的关键技术措施

2.1 施工设备

依据工程土方开挖量，并结合工期要求，经过研究后，决定投入以下机械设备：绞吸式挖泥船两艘，抓斗式挖泥船两艘，泥驳6艘，挖掘机两台，起锚艇、油驳等。

2.2 工艺流程

本工程的施工工艺流程如图1所示。2.3 施工前期准备

该阶段需要做好如下工作：修建施工道路及临时性生产设施，人员及施工机械设备进场，对施工场地进行清理，并进行施工测量。在工程正式开工之前，负责测量工作的人员应当对平面控制点及水准点的相关资料进行现场核对，确认无误后，可将之作为定位放线的主要依据。在挖泥船进行疏浚施工前，应当在航道上的起挖点和弯道处设置明显的标志，同时，还应在航道两侧适当的位置处设置导线桩。对于航道上的平直段，可以每间隔50m～100m左右设置一组横向标志，在弯道位置处标志的设置可以适当加密，这样便于疏浚施工的进行。此外，在疏浚作业区域内应当设置一组水尺，以此来满足观测需要，水尺的设立应当与四等水准度的要求相符，可将之设置在便于观测且不易被船只碰撞的位置处，并指派专人每个工作日对航道水位的实际变化情况进行观测。

2.4 航道疏浚施工的关键技术措施为确保水下疏浚作业的顺利进行，可在施工过程中采用分层、分段的开挖方式，抓斗式挖泥船可以按照顺流的方向由上向下以分层的方式进行开挖施工，因本工程中疏浚开挖的长度相对较长，故此挖泥船可以采取分段的方式进行开挖作业，每一段开挖的长度可设置在100m左右，当前一段疏浚开挖完毕并检验合格后，方可对下一段长度进行疏浚开挖。由于挖泥船本身的臂长有限，所以在分段的基础上，可以采取分条的方式进行施工，条间可以有0.5m～1.0m左右的重叠区，防止欠挖的情况发生。分条开挖的宽度及数量可以按照施工机械的能力进行确定。此外，为确保疏浚施工过程中可以形成稳定性较高的边坡，可采取阶梯型对边坡进行开挖，根据设计要求，边坡超挖和欠挖的面积比应控制在1～1.5范围内。

2.4.1 技术交底。在疏浚开挖作业正式开始前，应当做好技术交底工作，可由施工现场主管技术的人员向挖泥船队详细介绍工程情况、质量标准、工期要求等，并组织相关的施工人员到施工现场进行勘察，这样便于施工人员选择合适的作业方法进行疏浚施工。

2.4.2 施工导标的控制要点。在航道疏浚工程施工过程中，放样是较为重要的环节之一，疏浚开挖前，可以按照施工图纸的要求在施工现场进行实地放样，并报现场监理人员进行验收，同时参照设计图上提供的相关技术参数，放出一个50m的施工小样、边线及底脚设计样桩，这样做的主要目的是防止开挖时出现挖偏的情况。在施工中，应指定人员对导标进行定期地检查和校对，避免人为因素造成导标移位及丢失的情况发生。

2.5 绞吸式挖泥船施工技术措施

2.5.1 工艺流程。绞吸式挖泥船主要是借助船身上的铰刀对水下土壤进行搅动，然后通过离心泵将泥浆吸入到泵体当中，再通过排泥管将泥浆排放至指定的吹填区。由于绞吸式挖泥船实现了挖泥、输泥、卸泥3个环节的一体化施工，从而使得作业效率获得了显著提升。

2.5.2 管线布设。①水上管线。水上管线采用自浮式钢管与胶管相隔连接的结构，管线的一端与绞吸式挖泥船的排泥管进行连接，另一端加装空气释放阀，并与水下管线进行连接。

②水下管线。为确保疏浚施工过程中不影响航道的正常通航，需要在水下铺设适量的管线，其一端与水上管线相连接，另一端与陆地管线相连接。水下管线采用组装结构，即三节钢管与一节胶管相连接组成一个单元，组成多个单元后堆放备用。

③陆地管线。陆地管线由钢管、弯头、胶管组成，采用法兰加胶垫圈连接，为确保管线连接位置处的密封性，采用风动扳手对螺栓进行紧固。

2.5.3 施工技术要点。①绞吸式挖泥船开始施工时，可先将机船拖至挖槽起点，在接近挖槽起点时，拖轮的速度应适当减缓，尽可能与挖槽起点靠近，并在航行惯性消除后，下放一个定位桩；随后将左右边锚抛出，在船顶悬挂施工信号标志，并在上下游设置施工标志，这样便可正式开工。

②排泥管的接头应当紧固严密，不得存在漏泥和漏水的情况，若是发现泄漏，应及时采取措施进行修补或更换。在布设管线时，应当对水头损失予以考虑，并使总的水头损失小于泵的扬程。

③当挖泥船展布后，为获取最佳的生产作业效率，可先进行试挖，以此来确定出最优的操作参数。

2.6 抓斗式挖泥船施工技术措施

①挖泥船采用纵向移动挖长、横向移动挖宽的方法进行施工，其移位一次的宽度为船身船宽，前移长度为抓斗一次向前开挖的长度，当纵向挖完一个断面之后，挖泥船应在前进一定的距离后对下一个断面进行开挖，前进的距离尽可能不要超过抓斗伸开的长度，以免造成漏挖。

②按照设计图纸的要求，并结合泥层的厚度，可采用分层开挖的方式对航道进行疏浚施工，每一层的开挖厚度以斗的抓深为准，并控制在2m以内，当挖至最后一层时，要对下斗的深度及抓距进行严格控制，以免超挖。

③结合工程地质资料，边坡开挖的坡度比设计为1∶5，采用分层阶梯的形式进行开挖，施工中遵循下超上欠、超欠平衡的原则，通过自然塌落形成边坡。

结论

综上所述，航道疏浚是一项较为复杂且系统的工程，由于其中涉及的环节较多，从而使得影响施工质量的因素较多，为确保疏浚质量，并提高作业效率，必须在工程中采取合理可行的技术措施，只有这样，才能保证工程按质、按量、按时完成。

［1］张存保.绞吸式挖泥船疏浚作业优化系统的研究与开发［D］.武汉交通科技大学，2013.

［2］丁宏揩.绞吸式挖泥船疏浚动态特性数学模型建立与仿真系统设计［D］.河海大学，2012.

［3］范世东，刘正林，朱汉华.疏浚作业优化模型研究及系统实现［J］.武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2012（2）：151-153.

［4］闭治跃.挖泥船泥浆管道输送系统效率优化与控制研究［D］.浙江大学，2013.

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