通航码头护岸基槽挖泥施工技术研究

杨毓耀

（江西省路港工程有限公司，江西 南昌 330000）

0 引言

港口航道工程项目中包含的内容比较多，施工技术方面的要求也比较高，其中基槽开挖就是最为重要的组成部分，这也是项目现场施工的基础。由此可见，基槽开挖是否成功，直接影响码头后续运行的稳定性以及耐久性，对于整个航运事业都会产生较大的影响。只有结合现场情况选择合适的基槽开挖施工方式，为码头的基础施工建设提供必要的支持，还能进行现场生态环境的优化与改进，使得港口生产运营更加顺畅，带动区域经济发展，为我国经济发展做出贡献。因此，加强护岸基槽挖泥技术的研发和应用，选择符合实际需要的基槽开挖的方式，才能更好地提高港航工程的质量水平。

1 工程概况

某港口通用码头工程项目处于我国中部地区，是周边区域内比较重要的散货码头，为当地的航运事业的发展提供基础条件。该项目需要建设一个15 万吨级的码头以及相应的配套设施，水域疏浚应符合15 万吨级散货船的满载停泊要求，达到正常通航的标准。现场的码头长度为369m，采用的是高桩梁板结构形式。根据工程的施工方案要求，该工程护岸基槽挖泥工程内容如下：一是根据现场情况合适的位置上布置深层水平移位监测点；二是将原空心四角方块进行全面拆除；三是对现场进行护岸块石开挖处理；四是对岸坡结构进行挖泥处理。在对现场进行空心四角方块的拆除时，主要是通过陆上吊机以及水上吊机联合的方式进行，开挖护岸块石以及岸坡挖泥主要应用抓斗挖泥船进行施工，以达到现场施工的效果要求。由于该码头项目处于航运的关键节点位置，承载着码头搬迁、货运量转移的重要作用，所以要进行港口转型升级性操作，才能更好地提升港口核心竞争力，对地区内经济发展产生重要的意义。

2 港口通航码头护岸基槽挖泥技术要点

2.1 施工方案总体思路

该工程项目中，将拆除之后的空心四角方块运输到规定部位进行堆放，在护坡结构施工后再进行处理。疏浚的土全部抛至国家海洋局批准的区域，抛距在50m 左右，避免对航道造成不利的影响。护岸基槽在开挖中的土质主要是淤泥、中粗砂、粉细砂、粉质黏土等。护岸基槽开挖工作前应该沿着底部标高设定为-18.8m，边坡为1∶2.5。护岸基槽开挖工作时，组织技术人员加强深度、宽度的控制，以免出现超深、超宽的情况而造成岸坡稳定性受到影响。为了使得岸坡的稳定性合格，在岸坡的开挖作业中，加强现场观测，如果存在失稳问题，及时采取应对措施。

2.2 施工技术工艺及方法

2.2.1 施工技术应用

在该工程项目中，所应用的设备主要是抓斗式挖泥船施工，该设备在投入使用前要进行各方面检查，确保各部件性能合格，符合工程的使用标准，具体工艺方案可见图1。

图1 抓斗式挖泥船施工工艺流程图

2.2.2 施工方法及质量控制

在现场施工的定位环节，主要是通过抓斗式挖泥船进行定位，通过应用锚缆与钢板桩定位的方式进行施工。定位环节所应用的主缆是两根，前进缆一根，边缆左右各一根，如果河流的速度比较快，还要另外设置两根边缆，以达到施工稳定性标准。结合现场的施工进行现场定位，从而使得挖泥船能够在施工范围内正常地移动。施工时挖泥船靠船舶航线一侧，锚缆上需要设置过江沉链，确保船舶运行时达到安全性标准。

2.2.3 施工深度控制方法

其一，在现场施工中技术人员根据目前的潮位、设计底部标高进行换算后，利用计算机进行控制，再通过使用抓斗深度指示仪将所采集后的数据信息显示在屏幕上。其二，通过在提升的钢缆中进行标记，根据目前的潮位参数，可以具体进行挖泥深度控制。其三，现场应用分层分条的施工方式进行控制，以确保深度满足要求。

2.2.4 为确保工程效果合格，加强分条、分层的控制

（1）现场分条施工时，根据投入后的施工船体的宽度尺寸确定分条的宽度，通常在15.0～17.0m，每两条之间应该设置必要的重叠部分，一般是2.0m，斗和斗之间也必须达到重叠的效果。此外，对深水区域进行开挖施工中，抓斗容易受到潮流流速方面的影响，极易出现“漂斗”的问题，所以现场开挖环节应综合分析抓斗所发生的漂移问题并进行检测，确定下斗的位置，以符合施工标准。同时，分条现场施工环节必须综合分析自然潮流、风向等因素，从而可以更好地保证船舶有序施工。在施工阶段根据已经确定的分区施工标准，各施工区域内逐条施工，并且保证相邻两条的重叠宽度超过2m，防止存在漏挖的问题，否则将会对后续的施工造成较高的难度。

（2）分层现场施工环节必须考虑到施工水域的情况，根据2.5～3.0m 的深度采取分层开挖方式作业施工。按照现场施工标准，进行定位、移船、作业的施工。现场施工展开平面性控制，通过使用船上配置的全球定位系统DGPS 以及电子图形控制系统，完成系统全面控制。在现场施工作业前，组织技术人员编写施工计划，并将计划内容传输到计算机内。工作人员通过计算机显示的施工挖泥图形展开操作控制，防止发生漏挖的情况。施工船舶定位、移船控制均是利用船舶中安装的DGPS 卫星定位系统进行位置控制，达到精度控制的效果。抓斗挖泥船设置有两根主缆与两根艉缆，都要设计为“交叉八字”形抛锚的定位方式。现场施工所应用的船舶都需要通过主、艉缆以及边缆完成定位。施工船舶按照工艺方案的要求进行，每个环节都有专人进行控制，经过检查符合要求才能继续施工，以免影响施工效果和质量。

2.2.5 挖泥船挖深控制

按照业主提供的水准点资料信息在临近现场施工位置设置高程观测点，并布置固定的水位站，通过自动遥报仪开展自动化潮位的观测，每个施工船舶都必须通过接收仪来获取潮位的数据信息，做好下斗深度的控制。在船舶小排上用白色油漆进行下斗深度的标记，最小刻度是10cm，从斗齿的部位开始向下进行测量，在最小的开挖深度以下1m 进行标记，并且刻度值的精度符合要求。下斗的深度控制执行设计方案，通过操作人员进行现场控制。在开挖现场施工后，通过船舶中安装的测深仪联合进行挖深检测，保证数据获取真实、准确，不会给工程的质量造成任何的影响。

2.2.6 港口通航码头护岸基槽边坡施工

现场边坡施工极为重要，技术人员对边坡有足够的了解，这是影响工程施工总体效果的关键，必须加强现场施工管理。在边坡开挖的同时，应用小型抓斗展开施工作业，增加水深测量的频率，防止出现欠挖、超挖的问题，以符合设计方案的标准。各个挖泥船执行设计方案开展边坡的施工，使得边坡的坡度不能小于设计坡比。边坡开挖作业的阶段，现场施工情况比较复杂，很多情况下都会导致设计边坡的结构受到影响，所以施工中必须加强管控。为了确保工程的质量和稳定合格，满足施工要求，应做好如下工作：其一，对于超宽部位上的水深进行控制，符合设计方案标准。其二，现场施工应用多阶梯的开挖施工方式，每一层开挖施工的厚度都要结合现场的挖泥船的特点展开控制，从而防止各层出现塌落量增大的情况。其三，现场施工环节严格落实工程进度的控制，并增加水深检测的频率和密度，由技术人员通过掌握水下地形测量图、记录施工剩余量的方式，了解岸坡是否存在不稳定的情况，以便及时采取应对措施，防止影响工程的安全和稳定。

2.2.7 港口通航码头护岸基槽挖泥清浅

应用抓斗式挖泥船展开清浅作业，严格控制护岸基槽开挖标高，按照底标高、土层进行双向控制，以符合工程的要求。施工现场见图2。

图2 施工现场

2.2.8 港口通航码头护岸基槽抛泥

自航泥驳在装满泥之后，行驶到规定的部位上进行卸载，并进行抛泥作业，该环节必须常开AIS，以达到实时监控的效果。

2.3 测量控制

2.3.1 施工测量

现场施工环节可以随时进行测量，掌握现场的施工情况，避免出现质量问题或者安全事故。该工作通常是由具备资质的第三方单位对码头原泥面进行测量，在测量数据的结果之下开展挖泥量的测量，这样可以确保挖泥作业达到精度的要求。每一层的开挖厚度都要控制，通常以不超过2m 为合格的标准，并且按照20m 间隔距离展开分条处理。将挖泥船行驶到规定施工地点，调整前移的方向，以抛泥的方向为基准，与基槽保持35～45°的夹角，还要进行船尾横移方向的控制，根据现场情况做出改进和调整，避免给工程的质量造成影响。在边坡开挖阶段，加强坡度比的控制，应按照1∶2 的标准设定，每一层的各个节段高度差在2m 左右，单条开挖的宽度为5m。以船中心线作为基准，进行现场开挖宽度的划分，分解为4 个等份，并做好现场施工记录工作。挖泥现场作业的阶段，根据先边坡、后基槽的顺序进行施工，单边超出规定开挖区域1.5m 内，且超深不足0.4m。将抓斗的宽度作为控制的基准，最佳的状态是确保抓斗填满且不会发生溢出的问题。在开挖作业的环节，组织专业技术人员记录现场的施工参数，并快速掌握现场的挖泥量数据信息，且将这一部分的内容绘制在平面图中。开挖工作施工之后进行清礁作业，然后把土样、挖泥数据上传给管理部门进行审核，检查符合标准后即可实施基床抛石施工，尽量缩短中间的间歇时间，防止基槽裸露的时间过长而引发回淤的问题。

2.3.2 GPS 定位

在港口现场作业中，对工程的工期要求较高，需要提高施工速度，同时现场生产的节奏比较快，有大量的船只进出现场，加上现场的沿岸区域内分布着比较多的建筑物，如果只是应用传统的定位方式难以满足正常施工的需要，极大地影响工程的质量和效率。在这种情况下，该工程项目引入GPS 全球定位技术。首先在规定的部位上进行平面控制点的设置，然后将GPS 查分台布置到各个测量点位上。布置GPS 定位系统之后，组织专业的人员加强现场检查和验收，并上报监理工程师复核，全部合格后才能投入使用，提高定位精度水平。

2.3.3 挖泥情况监控

为了能够使得船机定位达到高精度的标准要求，在该港口通航码头施工中还引入DGPS 定位仪设备，该设备在使用时与后台的计算机连接，在后续的疏浚作业现场进行相应坐标参数的检测，然后将获得的数据信息传输到计算机，通过系统软件可以直接编制形成图像文件，施工人员快速掌握挖深、开挖范围等数据信息，不仅可以保证工程质量合格，还能给后续环节的施工提供参考，以便调整施工方案。

3 结语

对于港口通航码头施工的环节，通过使用护岸基槽挖泥施工技术，引入现代化施工技术装备，发挥先进科学技术的优势，以提升通航码头工程施工质量。同时在基槽挖泥施工阶段还要做好每个环节施工控制，提高施工效率，为保证码头通航效果提供更多支持。