重力式沉箱码头基床薄层回淤清除施工技术

王国良

摘 要：重力式沉箱码头的稳定性是码头建设的关键因素。在施工过程中除在挖泥、抛石、打夯、整平等工序上严格质量控制外，还有许多不可忽视的环节。本文就三亚市南山滚装码头工程基床（薄层）清淤施工工艺的探索与实施展开阐述，对类似项目提供一定借鉴作用。

关键词：基床 回淤 薄层 清淤

1.工程概况

本工程位于三亚西部的南山港区，新建3000吨级滚装码头1个，水工结构按1万吨级设计。泊位岸线长150m，接岸设施长70m，护岸总长约270m。码头水工结构为重力式沉箱结构，护岸为斜坡式结构。码头设计底高程-13.83m，顶高程-10.60m，基床抛石厚度3.23m。

2.基床回淤原因分析

一方面受西南季风的影响，在基床区域内极易形成回淤现象，且平时受风浪侵袭南山港，滚装码头由此而大范围回淤，经过潜水员探摸回淤深度约0.6m～2.0m。另一方面滚装码头与杂货码头交界处约1200 m2的区域因原地勘资料与实际地质有很大区别，存在孤石群，变更后需进行爆破处理，因码头周边均为风景旅游区，爆破手续办理十分繁琐，经多方共同努力最终经历了四个多月才完善手续开始爆破。租用起重船集中安装沉箱，基床面长时间搁置导致回淤厚度增大。

3.方案比选

3.1挖泥船清淤

优点：挖泥船施工可有效节省人力物力的投入，在其作业全程GPS定位，绞锚移位误差较小，保证了施工范围的精准性，而且对于泥沙粒径、淤积厚度较大的区域抓斗作业效率较高，可有效节省施工作业时间。

缺点：抓斗式挖泥船为斗齿型抓斗，因工程大部分基床回淤的泥层较薄，抓斗实际作业施工效率过低，极易对已完成的抛石基床造成破坏。

3.2抽砂船抽泥

作业原理：抽砂船移入指定的清淤区域，经测量组测定后，操作人员通过卷扬机将绞刀头放入即将施工位置，开启绞刀，将泥沙块体粉碎，同时开启清淤泵，将泥沙混合物通过吸沙管及输出管道排放于驳船或自身的砂驳中。

优点：利用抽砂船抽泥，因为自身较大的功率作用，清淤速度較快，而且施工过的区域内清淤效果立竿见影，另外因其自身具备自航能力，施工作业比较灵活。

缺点：由于抽砂船功率太大，水下吸泥管晃动幅度较大，清淤有效面积率（清淤断面面积与基床断面面积百分比）过低。该方法适合淤泥厚度较深的区域，对薄层淤泥清除不够彻底，且易对已抛基床边坡造成破坏。

3.3空压机抽泥

作业原理：将空压机的输气管线终端固定在排泥管一端且伸进管内5cm左右，排泥管终端有空间正四棱体型刚性支座用以达到防浮及管在水中不会卡在石缝、泥快间的目的，潜水组下水抱管端部利用空气压缩机对管周围泥浆加压，在空气压强作用下将管附近的淤泥压入管内，通过排泥管道排进泥驳中。

优点：成本投入非常低，此工艺属自制抽泥泵，且对浮泥浆的清理十分到位，有潜水员水下辅助施工，既能保证施工范围无漏点，也能保证清淤的质量，较为适合更薄层的基床清淤施工。

缺点：由于空压机自身功率有限，不足以提供排泥动力，导致排泥基本无扬程，随清淤深度增加泥浆厚度及粒径变大，抽泥工作效率逐渐变低，甚至因周期时间过长会造成二次回淤。

3.4组合型抽泥船抽泥

采用5 m×5 m的泡沫板作为船体与抽砂泵组装成一体，采用水下潜水员抱着砂泵管头按照每2米一个断面进行施工。

该方法既不会对已形成基床产生破坏，行进路线规范化，不会出现遗漏断面现象，可以有效地提高施工速度同时也保证清淤的质量。

4.施工工艺流程及施工方法

4.1施工工艺流程，如图2。

4.2施工方法

（1）施工准备

施工前测量班组对基床清淤部位设立好岸标，便于定位船进行精确定位。在定位船边用喷漆每2m标记刻度便于抽泥船行进，对断面进行水深测量并做好记录；对施工人员进行技术及安全交底，确保施工的规范性及安全性。

（2）抽泥船定位、布管

精确设立岸标后，定位船延基床顺延方向每2m一个断面行进，组合抽泥船紧靠在定位船旁，延基床垂直方向往返行进，每次位移均为先根据岸标进行初步定位之后，测量组进行位置复测，确保实际施工位置满足设计规范要求。在管道布置时要充分考虑对其他工序的影响，管道衔处接严格密封，管头位置要尽量远离基床，避免二次回淤。

（3）潜水员水下清淤作业

潜水员下水后，定位船操作人员顺着船边放置6m长槽钢作为抽泥的断面进尺的依据，开启抽泥泵，潜水员抱抽泥管头水下抽泥，水下抽泥管自由长度为3m，规范性完成作业半径为3m一个清淤面积区域以保证清淤过程无施工漏点。

（4）排放淤泥

排泥管道安放于300m长水上浮管，可将吸出的淤泥直接排放陆上储泥池。

（5）检验

完成一个断面后，即刻安排测量组进行标高复测及潜水探模，要求测量标高满足不高于基床顶标高的同时，潜水员水下探摸或者取样检测，回淤沉积物厚度不应大于300mm，满足规范要求后方可移位至下一断面，对于不满足规范要求的位置，需重新安排进行清淤处理。

5.实施效果

5.1投入成本低

相比之下，这种泡沫船用一个人工负责机械设备维护即可，另外只需要配备一组潜水进行水下施工，无论是人力投入还是设备租赁上来看，成本投入均比较低。

5.2施工效率较高

运用此种工艺为网格式向前推进，短短几天内，整个基床清淤施工一次性清扫完成，干净利落。清淤之后几天内也未见有二次回淤，从而避免返工作业，施工效率高。

5.3实施效果好

定位船按照岸标进行初步定位，定位船及组合抽泥船分别进行纵向及横向定位，水下潜水员依据槽钢进行作业，保证水上、水下定位操作均有参照，测量组对清淤标高进行全程跟踪测量，确保了清淤的质量。

6.结语

在施工过程中，我们根据现场实际情况，实践了四种不同的清淤方法。虽然前三种方法在本工程基床薄层清淤施工中运用遭遇了瓶颈，但仍不失为基床清淤有效的施工方法。本工程最终是采取了组合抽砂船加潜水组的方法对该基床的薄层淤泥进行了彻底的清除。该方案既不会对已形成基床产生破坏，也不会出现遗漏断面现象，提高了施工速度，保证沉箱基床的清淤效果。对类似工程提供一定借鉴经验。

参考文献：

[1]高大伟.抓斗式挖泥船的施工技术.中国港湾建设，2008（5）： 40-42.

[2]朱明有.空压机反气吸泥法在洋山深水港工程中的应用.中国港口，2003（6）： 29-32.

[3]水运工程质量检验标准.北京：人民交通出版社，JTS257-2008.