港口航道疏浚工程施工技术研究
2021-12-09池大勇广东正方圆工程咨询有限公司
池大勇 广东正方圆工程咨询有限公司
港口航道疏浚工程施工需要得到各类技术的支持,如挖槽施工技术、泥土处理技术、环保施工技术等,这类技术直接影响工程施工质量、进度及环保性能。为更好开展港口航道疏浚工程施工,正是本文围绕该课题开展研究的原因所在。
1.港口航道疏浚工程施工常用技术
1.1 挖槽施工技术
港口航道疏浚工程施工中挖槽施工技术的应用较为普遍,该技术的具体应用需做好挖槽尺寸与深度的控制。挖槽尺寸控制需结合设计实际,兼顾施工进度和质量,相邻挖槽重叠施工属于其中重点,一般需按照5m控制宽度。施工过程的测量作业需要严格开展,这能够为调整挖船位置提供依据,降低漏挖概率;挖槽深度控制需结合设计、施工要求,做好试挖作业,对于试挖环节出现的回淤、漏挖等问题,需深入研究测绘图,优选开挖方式。
1.2 泥土处理技术
吹填法、水下抛泥法均属于港口航道疏浚工程常用的泥土处理技术,主要涉及向填土区输送开挖泥土、集中处理大颗粒泥沙、优选抛泥位置等施工内容。以水下抛泥法的具体应用为例,需选择较为平稳位置抛泥,并尽可能缩小相邻地点间距,保证泥土处理效率,同时抛泥水域的面积和水深要求需设法满足;吹填法在泥土回流控制方面表现突出,能够有效再利用泥土,具体施工需做好泥土场地优选,按照挖泥船扬程和排泥管线长度控制泥土场地大小及数量,为有效排泄积水,四周的沟渠应科学设置,围堰施工与吹填法应用的充分结合也需要得到重视。
1.3 环保施工技术
环保施工技术在港口航道疏浚工程中的应用也较为广泛,该技术能够将港口航道疏浚施工带来的环境影响降到最低。环保施工技术的应用需做好对水域敏感区的避让,悬浮物扩散的控制也需要严格开展,辅以实时监测、施工进度控制、施工技术调整,环保施工目标将顺利实现。具体可从合理布置排泥管线、吹填区吹填溢流施工两方面入手。水上排泥管线在港口航道施工区域的布置需充分考虑风向和水流影响,以此设置弧形排泥管线并做好锚固固定处理,水下管线与水路管线的连接处理也需要细致开展,航道可通过三向管子锚与双向管子锚的配合进行固定。水上管线在施工过程中需安装夜灯和子锚锚漂,如施工使用绞吸式疏浚船,需高度重视水上排泥管线过长可能导致的断裂问题,水流流速较大、水上风浪较大均可能引发该问题,因此需按照300~500m区间控制排泥管线长度。此外,还应高度重视输泥管道连接严密程度,避免输送泥浆泄露引发环境问题,对于从接口处喷洒的泥浆需针对性开展日常维护,进一步降低输泥管道断裂泄漏出现几率;吹填区吹填溢流施工对环境的影响较大,因此需科学应用环保施工技术,如吹填施工环节做好对外溢泥浆流向的有效控制,避免水中大量流入泥浆引发污染,具体需要做好溢流口排除泥水浓度控制,如将吹填点溢流口距离加大、开展分隔围堰设置、降低泥浆流速、提升必将流程,悬浮物实际浓度将更好得到控制。此外,挖泥船和排泥管衔接点的定期检查维护也需要严格开展,保证该衔接点不会出现损坏或连接不善问题,辅以一定补救措施,意外情况引发的污染事故将更好得到预防和处理。
2.实例分析
2.1 工程概况
以某港口航道工程的疏浚施工为例,该工程涉及高速客轮港池、邮轮港池、临时航道、掉头区等施工内容,工程配置的主要船舶如表1所示。
表1 船舶配置
2.2 施工准备
疏浚工作在港口航道工程中极为关键,为保证航道设计标准得到满足,需加深或拓宽施工现场,如采用不同方法处理水下石方和泥土杂质。在正式开展疏浚施工前,需做好以下几方面准备工作:第一,科学编制施工方案。施工前需科学编制施工方案,顺畅衔接各施工环节;第二,明确水流特点。需结合水流特点,减少疏浚工作中的冗余工序,保证施工按期完成;第三,深入研究河床性质。通过明确河床特性,施工顺利、安全开展能够更好得到保障;第四,明确水文地质环境。需结合地质勘察,保证周边环境等因素不会影响疏浚作业正常开展,配套设备也需要同时结合工程实际情况针对性选择。
2.3 施工流程及难点
疏浚作业前需要清除航道内淤泥并做好各项工作安排,具体需要结合相关标准和勘测图纸,有序开展施工。案例工程施工起始点为临时航道,途径调头区,新建高速客轮港池与航道,最后开展调头区和邮轮港池施工。抓斗挖泥船在案例工程中普遍应用,同时配备少量自航耙吸挖泥船,具体配备自航泥驳40艘和大型抓斗船10艘,满足开挖与外抛作业需要。案例航道工程具备复杂多变、差异显著的地质条件,且存在大量40cm以上粒径的坚硬块石,这对施工造成一定阻碍。施工过程同时面临较高的深度和平面控制难题,需通过DGPS设备开展准确放样并对船尾进行精确控制,疏浚软件的科学选用也极为关键。边吹作业很容易引发潮流现象,管线锚需选择传统方式布设。结合较轻的结构自重,偏移问题很容易因潮流引发,虽然走锚问题能够通过锚重增加一定程度缓解,但管线死弯等现象很容易在强度过大潮流影响下产生,疏浚作业将无法正常推进,为规避管线布锚相关问题,潮流的科学分析、大锚的合理设置极为关键。
2.4 抓斗挖泥船施工
案例工程抓斗挖泥船施工采用分段分层分带方式,驶入环节可同时开展临时航道开挖等其他工序施工。由于需要驶入高速客轮港池、邮轮港池等区域作业,需结合土壤条件、潮水位置等对每次耙头下落深度进行准确估算,同时结合泥层厚度确定各层边坡线位置,辅以阶梯状边坡设计,自然塌方问题能够有效规避,施工步骤也能够随之简化。在到达各层设计标高时,开挖作业需要做好备淤深度预留,规避回淤问题,同时应用分带施工法控制各个区域增深均衡,以10~15m为分带宽度。考虑到可能存在的挖槽地形斜坡影响,水体深度在放坡时需要充分考虑,施工可在必要时结合DGPS定位开展,更好预防漏挖问题。
2.5 耙吸挖泥船施工
耙吸挖泥船施工主要设备包括水力吸泥机与耙头挖掘机,设备所处位置能够通过电子海图和DGPS定位实时观察。正确驶入开挖区的耙吸挖泥船下放耙臂至一定深度后,需保证泥层与耙头接触。需做好对施工过程中潮汐水位动态变化的实时观察,该观察基于潮位遥报仪实现,耙吸挖泥船所处深度能够以此为依据进行调整。泥沙经过耙松、挖掘后需要向耙吸挖泥船泥舱内传输,充满泥沙的耙吸挖泥船需要暂停开挖并向指定抛泥区域行驶,完成抛泥后方可恢复施工。耙吸挖泥船施工严格遵循分段分层分带顺序,该施工方法能够较好应对较大挖槽长度、较宽施工区域、不同深度土层性质差异带来的影响,同时按照1:7比例进行边坡开挖施工并保证存在5m的放坡高差额。案例工程放坡分2层进行,因此耙吸挖泥船垂直坡向进行开挖作业,对于20m宽度的工程用双耙臂挖泥船,开挖环节高差按照2m距离控制。此外,耙吸挖泥船施工还需要关注围堰施工、填土层和粘土层分别施工等要点,夯实后续施工基础。
3.结论
综上所述,多方面因素均会影响港口航道疏浚工程施工。在此基础上,本文涉及的施工准备、施工流程及难点、抓斗挖泥船施工、耙吸挖泥船施工等内容,则提供了可行性较高的施工路径。为更好应用港口航道疏浚工程施工技术,环保理念贯彻、新型技术应用、技术交底落实等同样需要得到重视。