河道疏浚施工技术与管理

徐海波 杨兴明

(1.安徽省(水利部淮河水利委员会)水利科学研究院，安徽 蚌埠 233000；2.安徽省建筑工程质量监督检测站，安徽 合肥 231000； 3.涡阳县水利局，安徽 亳州 233600)

1 概述

河道是河水流经的路线，泛指具有通航的河流的水道。河道的通畅与人民生产生活息息相关，不仅具有防涝排泄、疏通洪水、水运交通等作用，部分河道还兼具了生态、景观等功能。由于各种主观客观因素的影响，淤堵是河道管理中遇到的主要问题之一，严重影响河道防洪、通航、生态等功能的发挥。随着城市建设和城镇化的快速推进，人们生活水平不断提高，河道防护区域内的工业、农业、财产的重要性越来越高，提高蓄滞洪区内土地的利用率，加快洪水下泄速度，降低洪水对堤防安全的影响程度，这些都需要通过加高堤防、退堤、扩宽或挖深河道等措施提高堤防防御标准。为此，国家投入巨资在多个地区进行中小河流治理建设。

河道疏浚是河道治理的主要措施之一，通过扩宽或挖深河道，疏通洪水通道，加快洪水下泄速度。目前河道疏浚施工方式主要有人工开挖、机械开挖两种。机械开挖是河道治理工程中广泛使用的疏浚方式，根据作业方式分为干作业法和水下作业法[1,2]。不同的地质条件、施工环境、弃土范围是疏浚施工工艺、施工管理考虑的重要因素，且随着新设备、新信息技术的广泛应用对河道疏浚技术发展和管理提出了更高的要求。本文主要总结了目前河道疏浚施工技术、施工管理的特点和不足，提出了疏浚工程的信息化智能化管理是今后一段时期主要的发展方向，对类似工程的施工、管理、质量检测等具有一定的借鉴意义。

2 施工技术

施工技术的选择是河道疏浚施工的主要核心，决定了施工机具、人员配备和管理方式的选取，关系到整个项目成败的关键。根据作业环境不同，疏浚方式分为干作业法和水下作业法，不同的作业方法具有各自的特点、缺点和适用范围。

2.1 干作业法

干作业法主要指通过打设围堰，对施工区域进行疏浚的方法，可分为干土开挖法和水力冲挖法；干作业法施工流程图见图1。

干作业法是将作业区水排干后，用挖掘机对河道土体进行开挖，开挖土体通过汽车运输至弃土点。该方法具有清淤直观、彻底，施工方便，容易操作，对开挖设备、技术要求不高，质量检查客观，弃土的后期处理方便特点；缺点是需要在施工区域上下游布置围堰，把河水抽干，施工工期受限(非汛期施工)，可能影响周围地势地形等结构稳固及周边建筑物稳定安全，运输距离短等；适用于流量较小，没有通航要求的小型河道。

水力冲挖法是在施工区域内用水力冲挖设备的高压水枪冲刷底泥形成泥浆，通过吸泥泵、管道等将泥浆运输到弃土区。在施工过程中，首先在河道中提前设置底凹区域，利用大型水力冲击设备，将河道中堆积到一起的土体等堆积物冲击到低凹区域之内，通过罐车、管道对产生的浆液输送至岸边。该方法具有施工机具简单，浆液运输方便，施工质量易于保证、不会对周围环境造成二次污染等特点；缺点是需要布置围堰，施工工期受限，弃土中含水量较大后期处理困难，施工环境恶劣，对生态环境影响较大；适用于流量较小，水深较浅，没有通航要求的小型河道。

2.2 水下作业法

水下作业主要利用船只作为施工平台，通过输送系统将河底淤泥输送到弃土点；根据输送淤泥的方式的不同，可分为抓斗式、绞吸式、耙吸式等[3]，其施工流程图见图2。

抓斗式作业法是通过在船只上布置前臂抓斗伸入河底，利用液压系统将底泥封闭在抓斗中，然后将淤泥卸入到驳泥船中，用驳泥船将淤泥运输至弃土点。具有灵活机动，施工工艺简单，不受河道内垃圾、石块等等障碍物影响，基本不影响河道通航功能，施工过程不受天气影响等特点；缺点是对极软弱淤泥敏感度差，开挖过程中对水质影响大，清淤效率比较低。适用于开挖泥层厚度较大、施工区域内障碍物多的中小型河道。

绞吸式作业法是通过在船只上布置绞刀，利用绞刀的旋转对底泥进行切割和搅动形成泥浆，然后通过离心泵和管道将泥浆运输至弃土点。该方法将挖、运、吹一体化进行处理，运输泥浆全封闭管理，泥浆不会散落或泄露，基本不影响河道通航功能，施工过程不受天气影响，施工精度高。不足之处是绞刀为开放式开挖，容易造成底泥污染物扩散，对于土质较硬或含有碎石河道工效较低，泥浆运输距离有限制，弃土场占地面积大；适用于泥层厚度大的中、大型河道。

耙吸式作业法是在船只上布置离心泵从水底将水和泥吸入泥仓，可以边航行边开挖，泥仓装满后行驶到抛泥区进行排泥。具有船只操纵性好，不用抛锚定泊，对航行干扰小，运输距离不受限制等特点；缺点是土质较硬时挖不动，泥浆含水量高，工效比较低，对水域施工范围有要求；适用于底泥较软，施工区域范围广的河道、海域。

出于对河道航运、环境、工期等因素考虑，在地质条件满足要求情况下，内河多采用绞吸式作业法进行疏浚；但施工过程中往往会受到疏浚管线、弃土堆积、机械配件、人员配合等多方面影响，如何对疏浚工程施工过程进行有效的管理显得尤为重要。

3 施工管理

疏浚工程主要利用设备对河道淤泥进行开挖疏通，实施过程中施工管理工作尤为重要。疏浚施工管理是一项复杂的系统工程，涉及到工期、成本、组织、安全、质量、验收等多项内容，为确保工程建设质量，必须对项目进行科学有效的管理。本节主要从进度、成本、质量等3个方面进行阐述。

3.1 进度管理

施工进度直接影响着工程是否按照约定的工期完成，间接影响着企业经济效益，任何企业都非常重视工程进度的管理。疏浚工程属于隐蔽工程，影响工程进度的因素较多，如施工机具的选取、设备维修与保养、天气影响、人力投入不足、施工计划不合理等。施工单位、监理单位应结合工程实际情况，对可能影响工程进度的各种因素做出估计，并制定相应的措施。为此建议做好以下几点:

1)根据河道地质勘察资料、弃土点等信息，选取合理的施工机具和施工方法，编制施工组织设计和施工方案，准备足够的施工机械和人员；

2)根据设计资料，制定每月、每日的疏浚工程量，并定期与实际完成的工程量进行对比，找出差距和不足，若计划与实际相差很大，应及时对计划进行调整，增加疏浚设备或人员；

3)做好仪器维修与保养，疏浚工程主要靠挖机、挖泥船等设备进行，施工过程中施工机具不可避免会产生各种各样的故障，应派专人对仪器进行保养，尽量减少机具故障对工期的影响。

3.2 成本管理

每个企业想要获得经济效益，必须对成本进行控制和管理。针对疏浚工程，首先应对设计文件、图纸进行详细研究，根据编制的施工组织设计和技术方案，自上而下将项目成本分摊到工程的最底层单元中，进而汇总得到整个项目的总预算，便于施工单位各部门进行成本核算。其次做好施工过程中的成本控制，尤其是变更控制管理、绩效测量和偏差考核。再次是引进先进的成本管理方法，避免单纯依靠传统的人工报表方式进行财务管理，造成实际成本与财务核算间信息的传递和处理严重滞后，不能实现成本的动态控制。最后是成本管理要落实到人，责权同当；成本管理要细化到具体每个人，明确每个人、每个岗位的责任和权利，使成本考核落实到人，避免干好干坏一个样，干与不干一个样。

3.3 质量管理

工程质量直接影响了河道疏浚效果，决定了是否达到工程实施的目的，是施工单位技术能力最直观的体现，是疏浚工程施工控制的重点。建议做好以下几个方面：

1)做好施工过程的质量管理，针对疏浚工程的特点，监理单位、施工单位应建立完善的质量管理制度、质量保证体系，确保质量责任落实到个人；监理单位做好施工质量监督、检查、验收，确保质量体系有效运行。

2)加强质量环节控制，施工人员必须熟悉图纸，领会设计意图和关键点，施工班组做好技术交底，定期复核工程质量控制点(基准点、潮位信息、GPS校验等)。

3)严格落实施工“三检制”，并及时开展监理单位平行检测和项目法人第三方质量检测，把好施工质量考核的各个环节，确保质量达到标准，满足生产和使用要求。

4 发展方向

信息化是水利工程发展的重要方向，疏浚工程也不例外。目前，对于疏浚工程的信息化管理工作正在起步阶段，如朱文亮[4]基于现有疏浚作业系统，提出一种状态不等式约束转换方法，构建了具有控制安全性的等价疏浚系统，既能够提高泥浆浓度，同时限制系统长时间过载运行；王祥冰[5]利用最小二乘法对绞吸式挖泥船涉及到的绞刀转速、泥泵转速、台车行程、绞刀横移速度、管路平均浓度与流速、绞刀切泥厚度与前进距离等参数进行回归分析，建立了疏浚工艺数学模型；缪正建[6]基于数据库技术、土质三维建模技术、模型检测与集成技术，建立了疏浚工程土质三维与可视化分析系统。疏浚工程的信息化涉及机械设备、位置定位、泥浆运输、工程计量、质量控制等多个方面，有些技术还需要进一步研究，但对疏浚工程的管理具有重大的推动作用，是疏浚工程重要的发展方向之一。

5 结语

1)疏浚工程主要有干作业法和水下作业法两种施工方式，不同的施工方法具有不同优点、缺点和适用范围；在施工过程中，应在充分了解施工区域河道内的地勘资料、工期要求、环境特点、通航要求等选取合适的施工机具和方法。

2)进度、成本和质量是疏浚工程管理的主要核心，在施工管理过程中业主单位、监理单位、施工单位应加强进度、成本和质量考核，重点检查计划的落实情况，确保管理的有效性。

3)信息化管理是疏浚工程的主要发展方向之一，是提高管理效率、节省成本、质量控制和提高管理人员技术能力的主要途径。