浅谈航道疏浚工程的施工方法

刘伟祺

中国铁建港航局集团有限公司第二工程分公司 浙江 宁波 315100

1 工程概况

淮河航道是全国内河航道与港口布局规划“两横一纵两网十八线”中的“一线”。某标段航道疏浚工程施工地点位于安徽省阜阳市、六安市境内，自三河尖至临淮岗闸上共计62km，按天然和渠化Ⅲ级航道标准建设。

2 施工组织部署

2.1 施工准备

2.1.1 场地布置。根据设计图纸对疏浚水域范围的划定，施工区域对于主航道的交通运输影响不大。

对于施工中可能影响主航道的水域，设置符合要求的水上警戒信号及危险信号。对所有在水上设施的临时停泊作出安排和配备相对的设施，并安装必备的警戒措施。锚泊设施的位置、锚泊方式、信号的功能、位置和数量均按照海事、水上安全监督、港务等部门的要求，并报监理工程师核备[1]。

对于可能进行的爆破作业，则在办理相应许可的前提下，必要时对作业水域进行暂时封航，以确保行船安全。

2.1.2 船舶进场准备。设备进场前，对所有需进场的船舶、设备进行设备自检工作并填写设备检查报告表，将船舶、设备检查报告表递交监理审阅，以得到监理正式的书面批准后，即可进行船舶、设备的动员进场工作。

非自航挖泥船和辅助船舶，采用拖船拖带的方式调遣。对于无限制航区，或不适宜长途拖航的中、小型船舶，采用装运式调遣。施工船舶设备调遣时，各种证书必须齐全，符合航区安全航行的要求并经过船舶检查部门的检验和港监的批准。

疏浚工程主要为水上作业，大部分施工人员为船员，疏浚施工人员及船舶操作人员均为专业作业人员，各操作人员均持有相关操作证件，并通过相关部门审批。船舶用电采用自备发电机供电，用水通过施工现场接驳口供水，相互间通讯采用无线电话或对讲机。

2.1.3 测量准备。将进场的测量仪器设备进行标定检验后，由控制网引点引线，按照水上测量对施工布置范围进行控制，布置若干临时控制点作为标高基准，并对临时控制点进行经常性的复核。

2.2 施工船舶选择

挖泥船作业时，要避免妨碍运输船舶航行，注意安全操作和设施的齐备。在现场要标定挖槽的准确位置，布设水位讯号、挖泥和卸泥区标志，经常进行水深测量，提高挖泥船运转时间，研究改进挖泥方法。

本工程分以下两种方式施工。

2.2.1 疏浚土方量较集中，施工点与抛泥区直线距离在4km以内的，采用绞吸式挖泥船直接吹填至拟定的抛泥区，结合工期本工程配置350m³/h的绞吸式挖泥船1艘及其辅助船舶。

2.2.2 有水下障碍物的河段、挖泥量较小的河段、施工点与抛泥区直线距离超过4km的河段，疏浚土方采用抓斗+运泥驳+吹泥船的施工工艺（二次倒运，绞吸式挖泥船吹填），结合工程要求，配置2m³挖斗式挖泥船1艘，300m³机动运泥驳船2艘。

本工程拟投入绞吸式挖泥船湖海绞008，本设备开挖淤泥浆最大浓度可达30%，平均浓度为20%～24%，开挖黏土泥浆最大浓度可达25%，平均浓度为15%～20%，清水流量2000～2500m³/h。工作日产量不低于5800m³，每月产量不低于10.44万方。

疏浚泥方采取利于现有原淮河堤防加固时遗留取土坑、低洼地、滩地和设置抛泥围堰区综合方案进行疏浚泥方的处理。这样既可以少占用农田又可填塘固基，满足水利防洪要求。绞吸式挖泥船工作日产量计算：

M=QPn×24=2300×15%×0.7×24=5800m³/d。

M－工作日产量；Q－每小时输出量；P－泥浆浓度；n－每日时间利用率。

3 绞吸式挖泥船施工工艺

3.1 绞吸式挖泥船施工工艺流程

绞吸式挖泥船的工作原理是有效利用离心泵产生真空吸进水下泥浆进入泵体，然后由其产生的排压挤压泥浆在排泥管中流动，通过输泥管将浚挖泥土排至指定的吹填区[2]。

3.2 绞吸式挖泥船基本工作原理

绞吸式挖泥船由拖轮拖带至施工区，利用DGPS精确定位在施工区挖槽起点，在完场与排泥管线的接卡等展布工作后，根据DGPS定位系统显示设定的铰刀位置定深下铰刀桥梁，进行开挖，被铰刀破碎的泥土通过挖泥船的离心式泥泵，将泥土通过排泥管线输送至指定的纳泥区。

图1 绞吸式挖泥船施工示意图

3.3 绞吸船管线敷设

结合本工程实际需要，本工程排泥管线主要由水上排泥浮管、路上排泥管及滩涂地排泥管三部分组成，各部分排泥管线在安装过程中为保证连接质量采用橡胶管进行柔性连接。排泥管的敷设要求满足以下要求。

3.3.1 水上浮管敷设。在施工场地内岸边进行组装，每组装2节使用挖掘机辅助下水，浮管部分组装完成后，通过锚艇将浮管拖至绞吸船吸泥管接口处进行人工辅助拼接。

排泥管与橡胶接头连接处，要求所有螺栓都要安装螺栓并紧固，各法兰盘之间加装防漏胶垫，水上浮管管线要求平滑圆顺，并根据施工计划预留富裕的长度以满足施工要求避免因为施工过程中频繁安拆影响施工进度。

每节水上浮管上安装两个浮筒，保证在施工过程中浮管永远处于漂浮状态，同时采用浮管锚加以固定设置锚漂显示，并在浮管上每隔50m设置白光环照灯一盏，以便夜间观察水上浮管的位置。水上管线敷设示意图如下：

图2 水上管线敷设图

3.3.2 陆上及滩涂地管道敷设。在河堤外侧布设排泥管架，排泥管架头设置固定，陆上排泥管与滩涂排泥管采用橡胶软管连接，选择平直且最短的路线，尽量避免与其他建筑物交叉，陆上管线跨越大堤时，在管线外用4～5层无纺布包裹，同时在排泥管顶覆盖50cm厚的黏土进行保护，两侧按1∶4的比例与原路面顺接，以保证交通车辆正常通行。

排泥管出口在排泥过程中根据现场实际需要进行调整，以保证可以达到最远排泥距离，减少管线调整布设的频率有效缩短工期。

根据现场情况搭设适当的排泥管架，以使排泥管线通过支墩及管架翻越堤顶进入吹填区，排泥管线翻越围堤示意图如下：

图3 排泥管线翻越围堤示意图

3.4 疏浚施工

挖泥作业应保持边坡的稳定，超深超宽深度严格控制在允许的范围内，不得对邻近的各种结构物及设施产生损坏或影响，特别是在桥区疏浚，应严格控制，精确放样，不得超挖。航道疏浚工程设计底线以内水域严禁存在浅点，设计底线以内水域的开挖范围要满足设计要求，开挖面不小于设计开挖断面。开挖水域竣工后的平面位置，要符合图纸要求或工程师指示[3]。

施工中，采用GPS-RTK和测深仪对疏浚段落进行检测，发现不符合要求的地段，及时调整施工工艺、挖泥船位置，确保疏浚后的断面符合设计和规范要求。

纵向分条：航道底宽度为60m，加上边坡部分和超宽，断面开挖宽度约90m，350m³／h的绞吸船理想挖宽为60m以内。纵向分2条开挖，条与条之间留有3～5m的重叠，防止隔挖。

横向分层：土层厚度1m(含超深)以上的断面，遵照“上层宜厚，下层宜薄”的分层原则，分多层开挖。

图4 分层开挖示意图

3.5 挖泥施工

淮河河流受地势的影响有一定的流速，因而施工船舶必须平行于水流方向作业。抓斗式挖泥船在施工中采用锚缆控制平面位置，锚位设浮标标志，在施工水域抓斗式挖泥船抛设主锚缆及八字锚缆，主锚缆用以控制船体上、下移位，八字锚缆（或横锚缆）控制船体左、右移位。水下开挖深度据落斗深度测定，考虑到使开挖能达到设计要求，开挖深度等于设计浚深加0.3m富裕水深。抓斗式挖泥船施工时，边开挖边探测，挖后水深根据检测结果调整移位落尺、落斗深度，直至开挖效果达到以下要求：不出现大面积遗漏； 不产生较大的超深。

4 做好生态防护

在进行航道疏浚工程的施工之前，就需要对周围的生态环境做好相应的预防保护工作，这样才能确保在整个施工的过程中尽可能小的对环境造成破坏，保障生态环境的稳定发展。在施工过程中，严格按照国家有关环境保护标准要求设置环境保护设施，对施工生产产生的废弃物、油污水、化学品等有害物质要严格回收，定期按规定统一处理，严禁随意丢弃和排放到施工区域的土地或河流之中[4]。

5 结束语

对疏浚工程施工而言，应了解各种施工船舶的施工工艺，根据工程施工现场的情况来确定所需选择的施工船舶的设备性能，对测量工作的控制也是关键的，因为测量工作贯穿施工的全过程，每一个工程开始前的第一项工作都是测量放线，疏浚施工过程必须通过频繁的测量来指导疏浚工作的正常开展，因此测量的质量控制很是重要，是疏浚工程质量控制的基础。若想做好疏浚工程质量的控制，需要不断完善施工各个环节，有效的选取合适的施工工艺、工法，加强施工的现场控制，这样才能有效地确保工程施工质量。