港口航道工程中的护岸及疏浚工程施工工艺

2022-10-28田路路

四川建材 2022年10期

董伟，田路路

(中交海洋建设开发有限公司，天津 300457)

1 工程概况

某工程基槽挖泥共计27.9万m3，平均每日挖泥量784 m3，配置12 m3挖泥抓驳船1条、1 000 m3泥驳船1条，平均日挖泥能力强度为3 000 m3，配备的挖掘机械设备，可以满足挖掘工作能力强度的最高要求。护岸基槽挖掘开始时的挖掘量在8万m3，采用1条12 m3抓有拖斗的自航挖泥船进行挖掘，1条1 000m3的自航泥浆抓驳船对护岸疏浚物进行快速运送，置换护岸砂层时需要对400 t的定位挖泥船进行定位，并且对护岸驳浚物采取抛砂回填的处理办法。护岸基槽挖掘难度主要在于开挖风化岩，基槽底的砂层标高一般为-23 m。挖掘护岸基槽时需要分别选用2种类型的自航挖泥船进行挖掘施工。如遇到特大礁石，则需要用爆破的方式炸除礁石。炸礁石工作量在4 419 m3左右。

2 护岸工程

2.1 清理场地

在对基槽土方挖掘和围堰施工前，首先要把涉及施工区域内的杂质清理干净，然后根据工程需求，把航道护岸存在的废弃物清理掉，以上做法有利于环境的保护。

2.2 施工排水

在对航道护岸基础工程进行施工时，基坑的开挖以及施工应采取总线排沟方式，在每个衔接的地方使用集水沟，用水泵把地面的积水抽干，保证基础施工按顺序进行。在井点布置和设计时，严格按标准要求施工。

2.3 测量放样

多曲线施工的形式，在航道护岸施工中采用的最为广泛，但测量时难以控制。因此，要选择专业的团队并且会使用全球定位技术的人员进行施工。施工前的测量和部署全站仪是至关重要的一步，以便对数据的准确性进行检测和验证。施工前发现数据不一致且相差甚远时，应马上复核及确认，在满足施工要求后，再进行施工。

2.4 基槽开挖施工

1)上层土挖掘注意事项。施工时，如果在土壤中发现各类杂质，需要把杂质清理干净，然后进行回填，回填密实后再进行挖掘，从而保证基槽的精准度在标准范围。

2)下层土挖掘注意事项。施工时，应按要求保证结构的尺度，施工方案要充分考虑为后续施工提供的便利性及可操作性，并且应尽量减少对原状土造成的破坏，可采取挖掘机挖掘、人工整理的办法进行施工。

2.5 块石基床施工

航道护岸工程一般采用自卸汽车、船舶运输、铲车等方式进行施工作业。用纵横坐标的方式确定抛石位置，然后作业。工作人员通过数据对比的方式设置纵横坐标，保证坐标数据的精确度，一般为20 m的间隔。基础的施工要保证基床的宽度与设计方案一致。抛石施工中，应该分2次进行，第1次粗抛，第2次为细抛方式。

2.6 混凝土底板施工

航道护岸基础施工时，通常采用木模、组合钢模互相结合的形式，以保证表面的平整度。吊装过程中应避免模板变形，模板自身要具备高的稳定性和刚度。施工时合理使用搅拌机，采用机动翻斗车确保运输速度，缩短混凝土材料运输时间，施工场地的道路一定要达到施工要求。一定要严格把控配比质量，确保混凝土参数符合要求。

确保各项指标都达到使用标准后才能进行浇筑工作，要把模板上的杂质、泥土等清除干净。使用强制式搅拌设备时，要严格保证配比参数。浇筑施工阶段的浇筑高度变化较大，要采用滑槽将材料输送到模板内。搅拌时间要严格把控，避免搅拌不均。混凝土浇筑施工阶段，要有专人看管模板，要根据工程量的大小，选择分层浇筑或是整体浇筑的方式，时刻注意施工时，是否发生变形等问题。

加强航道护岸基础工程的养护工作。工作人员在进行拆模工作时，要保证拆模的质量。拆模完成后，及时地进行养护工作。先用土工布对混凝土全面覆盖，由专业工作人员进行洒水养护，要严格控制洒水养护的时间，应>14 d，才能保证合格的表面湿度。

2.7 土方回填压实

在航道护岸基础结构部分的施工中，要先把回填土部分预留出来，方便进行分层回填施工。操作时，要清理干净淤泥、杂质，保证不会发生积水，回填后压实度要达到标准。根据设计要求，混凝土结构>70%，回填施工应随着墙身砌筑的不断增高相应改变，确保工程顺利实施。回填施工中，在处理压实时，可采用人工、机械相互搭配的模式，更能推动工程进展。回填高度与设计方案高度之间的差距在10 cm为佳。回填及时率没有符合设计方案时，必须要立即采取翻填处理的补救措施。施工时，一定要合理安排透水性较小的回填材料，避免施工场地出现积水等现象发生，同时要保证回填施工的速度[1]。

土方回填施工时，除了重点监测位移和下沉量的数据，还要做好压顶和墙身等不同位置的观测点，需要确定坐标、高程的数据。前7 d的施工作业中，施工人员要格外重视数据监测工作，之后再慢慢减少监测的频率，此项工作至少要30 d，需要施工人员严格按照施工设计进行监测，做好数据记录，一旦发现数据波动异常及时采取有效措施，从而保证整体工程的质量。

3 疏浚工程

3.1 基槽挖泥施工

港口航道工程基槽挖泥水深度为20～25 cm，绞吸船无法按照设计施工工期开挖到设计标高，即每月开挖9.5万m3的淤泥。由于绞吸船派不上用场，所以使用1条11～13 m3的挖泥船，更能辅助施工作业的顺利进行。针对后方的挖泥区，还应该安排1条挖泥量为500 m3的泥驳船运输。最后利用1450型绞吸挖泥船二次吹填至指定的陆上回填区域中。挖泥船施工流程见图1。

图1 挖泥船施工流程

施工时，施工人员需按施工顺序进行工作，把施工废料集中到统一指定位置[2]。施工作业需要1条1 000 m3泥驳船，以及1条11～13 m3抓斗船。

1)将绞吸船安排到码头前沿50 m的范围外，然后疏浚到-18 m。能够降低疏浚施工过程中港池对基槽产生的影响。

2)由于工程土质的特殊性，开挖好槽后，必须要立即组织施工人员展开保湿作业，保证后续施工作业的顺利进行。

3)开挖基槽时，使用抓斗船进行不同阶段的开挖时，每次分层开挖高度控制在1.2～1.5 m；分段开挖的长度控制在100 m。根据船型的实际情况，开挖的条宽之间要重叠2 m以上；每1条的分条宽度控制在8～15 m。

4)开挖施工时，需要根据开挖后不留浅点的要求，对基槽开挖量进行把控，以免设计边坡达不到要求。

5)开挖料卸至弃场回填后，将不合格泥土驳弃至规定的抛泥区。

6)在进行施工时，必须及时对施工监测结果进行调整、把控，才能有效保证船舶顺利展开施工工作。

7)根据工程地质资料，微风化岩层需进行炸礁施工。必须要使用特定的材料进行施工爆破工作，并且爆破后的材料还要按照要求成堆堆放。

3.2 绞吸挖泥船施工

绞吸挖泥船采用分条、分段、分层施工，应符合下列规定。

1)如果沟渠宽度大于绞吸挖泥船一次可移动的最大宽度，则应将沟渠划分为若干条进行开挖。采用钢桩横挖法分条时，钢桩中心到绞刀头中心水平投影的带宽应相互对应。分条数量不宜过多，以免增加移锚和船舶运行时间，影响挖泥船的工作效率。分条的最大宽度不得超过沟渠的最大宽度。绞吸挖泥船的最大挖宽不得超过机长的1.1～1.2倍，具体取决于局部水流速和横向锚索的长度。如果水流速较高，应降低挖宽。最小带宽应大于挖泥船的最小开挖宽度。如果设计中采用锚索定位法，带宽应根据主锚的长度确定。最大宽度应为100 m左右。

2)如果沟渠长度大于水线的有效延伸长度，则应根据挖泥船和水线可开挖的长度分段施工。沟渠的弯曲线必须划分为几个直线段，弯曲线可以按照直线分段构造。如果开挖规范不同或施工时间要求不同，应按照合同要求分段施工。如通航或其他因素要求中断，可根据需要分段施工。

3)如果疏浚区的淤泥层厚度很厚，则应分层施工。疏浚区的分层厚度应根据土壤硬度和挖泥船的绞吸性能确定，最好为绞刀直径的0.5～2.5倍，硬土选较低值，软土选较高值，表层和中间层较厚，以确保挖泥机的效率，最后一层较薄，以确保工程质量。如果疏浚前淤泥表面高于水面，或水深低于疏浚吃水深度，则顶层开挖深度应满足疏浚设计和最小水深的要求。如果泥层过厚，上层应在高水位开挖，下层应在低水位开挖，以减少塌方影响。如果工程对边坡质量要求较高，需要采用分层台阶式开挖边坡，应根据工程对边坡的要求、地面条件和设备尺度确定分层厚度。如果合同要求必须逐步达到施工深度，则必须进行分层施工。必须根据设计要求调节抛泥区域，使其与海岸和上下海滩平滑连接。如果抛掷泥浆危及岸壁的稳定性，应按照设计要求使用编织布保护岸壁。

3.3 基槽开挖监控测量

在进行基槽开挖时，尽量避免抓斗挖泥船形体给工程数据造成的误差，施工人员必须提前做好测量工作，准确把握开挖基槽的实时动态。挖槽尺度的控制应满足下列要求：施工期间，应定期检查和验证挖泥机定位标记，并在强风后进行校准；用于定位的仪器应满足规范的精度要求，并应定期校准。

挖泥船运行期间，通常通过导向或定位仪器校正船舶位置，以确保实际挖掘位置位于设计支撑区域内。绞吸挖泥船的定位支架必须始终保持在开挖段的中心线上，以确保挖掘宽度的准确性。

3.4 航道疏浚作业

在进行沉管施工前，为了保证工作船能到达预定位置，即管道吊浮运输的安全性，必须要先做好航道的疏通工作。由于季节水位会影响疏浚的工作效率，航道疏浚作业一定要把季节水位的变化考虑进去[3]。

3.5 礁石爆破作业

基槽开挖施工中，由于水下岩层结构过于坚硬，施工人员需要在基槽开挖前对其进行爆破处理。在进行爆破前，要先把岩层周围的环境清理干净。炸礁之前，要考虑水下工作人员的人身安全是否得到保障，爆破后是否会对船只、工作人员造成伤害。

3.6 基槽成品的保护和安全控制

在沉放管节前，必须保证基槽的完成度。因此，相关工作人员必须做好监督、管理工作，同时加强安全监测工作，从而达到工序安全、避免基槽成品总是暴露在环境中。

4 工程效果及经验

4.1 工程效果

通过参加组织本工程的施工，掌握了管理大型疏浚工程的经验，特别是在工程的宏观动态控制方面。疏浚工程的质量合格，出现浅点可以继续挖，直至全部挖走为止，但是疏浚工程的主要成本在施工船上，船舶的折旧和油耗占很大的比重，因此缩短工程工期，努力减少船舶占用期、减少油耗是控制的主要目标，疏浚工程质量控制，就是成本控制，选择合适的船舶，在最短的占用期完工是最好的选择。

4.2 经验

1)关于疏浚工程的地质条件。施工时会出现现场地质情况与资料中的土质钻探资料差异较大的情况，土质钻探资料显示在港池中没有岩石，但施工时出现了礁石。这种情况下，就需要实施爆破，经过和设计单位、监理工程师商讨与确认后，一致决定炸除障碍物。但需要对炸除的礁石、木桩等进行清理，而铁质胶黏土层标高130 m，大大提升了施工的难度。

对于以上情况，建议由相关单位或专业人员对航道东侧的岩石进行探测，并与相关部门进行协商关于礁石的解决方案和处理方式，以方便后续施工。同时建议在探测礁石航道的水位深度时，要稍有宽裕度，以保证航道的安全性。

2)施工时效短的问题。在施工过程中，安排基槽挖泥的时间是180 d左右，后方挖泥的时间是153 d左右，由于清除淤泥的工期短，但间隔时间较长，时间安排不够灵活的问题就凸显了出来。

3)施工干扰性较强。在施工时，船机的多频次来往，对施工造成较大干扰。