环保理念引导下的长江航道疏浚工程施工技术

聂文龙

摘 要：本文介绍了长江航道疏浚工程的主要内容以及重要性，探讨了当前航道疏浚工程的计算方法，提出了常见航道疏浚工程基于環保理念引导下的施工技术。

关键词：环保理念;长江航道疏浚工程;施工技术

中图分类号：U616            文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2021）01-0069-02

航道作为一项多功能的基础性建设设施，对于水路运输业的发展起到了非常重要的作用。随着水路运输量在近年来的发展，航道的深度也在不断加深，航道水文环境也不断复杂化，因为泥沙淤积而阻塞航道，导致航运运行安全受到影响。航道疏浚工程施工时，针对航道、周边水域开展的泥沙、石料等挖掘和处理等。而疏浚施工可以改善水域，促进航道交通的顺畅运行。但是，在实际施工过程中，难免会影响岸滩环境、水域生态环境等。航道疏浚工程作为保障水运畅通的重要手段，已经成为提高水运运输质量和运输效率的关键。

1工程概况

本次研究工程为长江航道，该航道位于长江下游安徽省境内，上距铜陵市约62km，下距芜湖市约50km。上起板子矶（航道里程489km），下至高安圩（航道里程475km），首尾河宽分别为900m和1100m，中间展宽处达9.6km，进口右岸受板子矶节点控制，南水道转折角度达到60°。江中的黑沙洲、天然洲将河道分成南、中、北三个水道。

2航道疏浚工程量计算

通过BIM正向设计流程采用《疏浚与吹填工程设计规范》中，规定的端面面积法，而航道疏浚的断面工程量的计算公式表示为：

式中：则为与与计算断面间的间距（m），分别是各个计算断面上的疏浚面积。采用Civil  3D来等分航道中心线，在等分段中心位置垂直于纵轴线采样，计算典型数据面积。如果采样间距越小，那么结果也与实际情况更接近。

3正向设计的过程

3.1参数化设计

针对黑沙洲水道工程特点，利用Civil 3D的SAC来构建疏浚部件，而该部分部件中含有疏浚底工程、边坡坡底、超宽超深等设计参数，同时控制面线、同行水位等需要在断面图上标志位置参数。正面设计过程中输入数值定义设计断面如下图一所示。

3.2分区段设定不同高程值

Civil 3D原生功能可以对于航道中心线进行定义，将路线结合疏浚部件生成三维线框模型。在航道沿底宽不变的前提下，设置行到中心线两侧宽度控制航道底边界，如果航道底宽沿程变化，可以先将两侧航道底边线绘制出来，在生成道路模型之后，将其指定为航道地边界。如下图2所示，当道中心线沿程设计底高程为定值。在对于分区段的差异，设计底高程航道，因为传统的设计方法效率较低。

3.3快速计算、导出工程量EXCEL表

利用采样线功能，等间距采样三维线框模型，采样过程表示提取模型信息，包括断面工程量、超深和超宽量、泥面线、超深和超宽线等。Civil 3D在生成材质列表时，需要手动添加，而在输出工程量的前提下，Civil 3D仅能输出xml格式文件的结果，从而导致用户体验非常差。所以，基于.net对于自动生成工程量清单功能进行开发，实现提取断面工程量等到EXCEL文件的作用[1]。

3.4批量出图

正向设计方法通过三维线框模型中点、线、面的代码属性定值针对性地出图样式，使软件可以进行标注绘制，实现快速整齐批量出图的目的。基于Civil 3D套图框所存在的自定义排版复杂、缺乏项目信息和等问题，基于.net进行二次开发，从而实现断面图批量套图框的功能，如下图3所示为正向设计全流程。

4航道疏浚工程基于环保理念的施工技术

4.1航道疏浚施工控制

首先，搅动航道底层的污染底泥，但必须要严格控制搅动次数，而搅动范围也需要控制在4～8m，避免污染物扩散，影响周围水域的生态环境。另外，及时实施防扩散技术措施，确保污染能够及时清除，避免污染物转化为悬浮状态，降低污染程度。

其次，准确定位航道疏浚施工，不仅需要加强开挖精确度，还需明确疏浚开挖范围。如果是废污染底泥，需要控制疏浚量。总而言之是提高疏浚开挖的技术标准[2]。

最后，避免大型设备噪声。在航道疏浚期间，需要关闭船舶机舱门，确保疏浚作业期间不会因为大噪声影响施工质量。

而航道疏浚施工过程中难免会造成较大污染，因此在疏浚过程中要控制挖泥船污染，禁止挖泥船直接排放垃圾，加强整个航道的污染实时监测。

4.2疏浚施工环保技术

4.2.1合理布置排泥管敷设

在航道疏浚期间，布置水上排泥管线需要考虑风向、水流等，将水上排泥管线设置为弧形，并且固定抛锚，连接水路管线、水下管线，为航道设置双向管子锚进行固定。施工期间在水上管线安装夜灯显示，甚至管子锚锚漂。另外，如果采用绞吸疏浚船，需要注意水上排泥管线的长度。在水上风浪、水流流速较大时，管线过长可能会导致排泥管线断裂。而排泥管线的最佳长度为300～500m。

而在疏浚施工过程中，需要确保输泥管道的连接密闭性，避免在施工过程中出现泄漏。泥浆会从接口处喷洒，因此日常检查、维护等工作非常关键，能够避免因为输泥管道断裂泄漏而出现环境污染问题[3]。

4.2.2对吹填区填溢流的环保施工处理

吹填区域实施吹填溢流环保措施，基于几个方面实施。首先，必须要严格控制外溢泥浆流的方向，避免水体中流入泥浆，导致水体污染，甚至影响周围水域的水质。因此，溢流口的排出泥水浓度必须要实施有效控制，通过设置分隔围堰、增加吹填区流程、增加吹填点溢流口的距离、降低流速等各种方式方法，提高悬浮物的沉降效果，控制悬浮物浓度。其次，在开展吹填作业的施工过程中，需要对于排泥管进行定期检查和维护，以便及时发现存在的连接不善或损坏问题以及挖泥船，尽量在第一时间发现管道问题，并及时采取有效的处理措施，避免出现泥浆外溢污染。最后，改善传统挖泥船，在挖泥船上设置疏浚施工环保措施[4]。例如，在抓斗式挖泥船设置防泥幕帘，可以避免大量泥沙污染物进一步大量。另外，在绞吸式挖泥船绞刀上还可以安装防污保护罩，将其与铰刀头配合，控制航道内的悬浮物污染，从而提高长江航道的水体生态环境。

5总结

综上所述，航道疏浚工程因为工程量大、施工领域宽、要求复杂，并且容易对于水生态环境造成不良影响，所以在各个方面需要做好保护措施，制定合理的施工方案，选择技术含量高的施工技术，加强施工管理，提高施工效率。长江航道疏浚工程不仅需要做好疏浚效果，还需要降低对环境的不良影响。本研究对于疏浚工程的工程量计算方法进行分析，提出了在针对长江航道疏浚工程中应用正向设计的优越性，最后提出了基于环保理念下的航道疏浚工程施工技术。航道疏浚工程对于提高航道运营能力，保护周边区域的生态环境等方面具有积极意义。

参考文献：

[1]彭小兰.环保疏浚影响因素分析及其工艺优化研究[D].重庆：重庆交通大学，2015.

[2]杨白露.基于底泥污染物释放规律的环保疏浚技术研究[D].重庆：重庆交通大学，2014.

[3]王炯琦.航道疏浚对水体水质影响的模拟研究[D].重庆：重庆交通大学，2014.

[4]孙宏伟.航道疏浚工程质量控制及影响因素分析[D].黑龙江：黑龙江大学，2016.