港航工程施工中基槽开挖与港池疏浚施工技术应用

桂天林

中国铁建港航局集团有限公司第三工程分公司 山东 青岛 266000

引言

在当前的施工建设过程中，港航工程主要内容包括吹填造地、水下炸礁、水下开挖与清障等，在实际工程施工过程中，无论是哪种港航工程，其质量均与基槽开挖与港池疏浚工作的效果之间存在着直接的联系，现阶段，为保证港航工程施工效果能够满足预期的需要，则需合理应用基槽开挖与港池疏浚施工技术。

1 工程概况

某港航工程航道长度约为40km，工程项目施工内容主要包括航道与港池疏浚两部分内容，在疏浚工程施工设计时要求控制疏浚范围至-23.3m处，疏浚的土运输至指定的抛泥区域。对该工程施工现场进行勘察后可以了解到，疏浚区域土质主要为粉细砂、岩石与淤泥，同时，以航道里程规格为计算参照，可以了解到，该工程项目疏浚前总量在1774.56万m3，原航道二区前期工作已经完成了7.33万m3的疏浚工作，剩余疏浚量为1767.23万m3，其中包括1748.89万m3的砂与淤泥、17.34万m3的岩石[1]。

2 工程特点

对本次工程施工区域环境条件与施工技术要求进行分析后可以了解到：首先，该工程的主要疏浚区域位于外航道，工程施工时会受到季风天气的影响较大，为避免工程施工因浪涌较大而无法安全工作，则需要保证挖泥船是具有良好抗风浪能力的大型挖泥船；其次，由于航道的设计水深为23.3m，需要疏浚深挖的深度较大，在工程施工过程中应保证挖泥船的挖深能够满足工程设计深度的需要；再次，疏浚区存在着一定数量的岩石，尽管钻孔资料显示岩石量不大，但岩石的分布较为分散，在前期航道探查时发现在已探明的设计岩石区域外还有零散的岩石分布；最后，该工程的整体工期相对较短，为进一步提升清淤施工的效率，需要尽可能提升疏浚施工的灵活性。

3 基槽开挖与港池疏浚施工技术

3.1 施工工艺流程

为便于后续工程施工活动的顺利进行，需要在明确工程施工区域环境具体情况的基础上，对基槽开挖与港池疏浚施工技术进行细致分析，并将工作拆解为具体的工作流程，并制定科学的工程施工操作规范，以便为后续工程施工活动的顺利开展提供有效的支持。具体来说，首先，为保证后续工程施工设计规划工作的合理性，工作人员应当以测量控制点复核结果为基础，对施工区域进行复测，并明确施工区域基槽泥面的标高；其次，借助GPS定位系统，对基槽开挖地点进行精准定位，并做好标注；再次，用探测仪对标注的区域进行测定，然后以测量结果为基础，完成卸泥区与卸渣区浮标的布设工作，为后续卸泥、卸渣工作的开展提供有效的参照；最后，完成卸泥、卸渣区域布设工作后，采用分段开挖的方式进行基槽开挖与港式疏浚施工，并且在施工完成后，及时开展工程质量验收，保证施工效果能够满足工程预期需要[2]。

3.2 基槽开挖施工技术要点

3.2.1 基槽挖泥施工。在当前的港航工程中，基槽开挖施工顺序应与疏浚区域的自然段分段顺序相一致，由于本次工程施工区域地理位置较为突出，若工程在雨季进行施工，挖泥船的航速在浪涌的影响下会小于旱季的航速，具体来说，在本次施工过程中在雨季挖泥船的航速在2.0～2.5kn范围内，旱季挖泥船的航速在2.5～3.0kn之间。在实际施工过程中，首先，驾驶员控制挖泥船以固定的航速驶向挖槽的起点，在接近指定位置时，降低航速，并在到达指定位置时，发出备耙指令，在此过程中，应保证挖泥船的方向与船位的有效控制。其次，在操耙手接收指令后，将耙臂投入式中，并且将耙臂弯管与吸入口连接起来，然后先后打开泥泵、低浓度外排阀，将与淤泥一起吸入挖泥从船中的“清水”排出船舱，在增加淤泥吸入量的同时，进一步提升挖泥船的工作效率。再次，在挖泥船达到挖槽起点时，耙手在接收到驾驶员发布的命令后，将耙头放到泥面上，并且调整泵机转速至正常，开启挖泥模式，与此同时，观察仪表盘，在发现指示浓度上升至合适范围后，打开装舱阀，关闭外排阀，进行淤泥装舱操作，需要注意的是，在进行挖泥操作时，为保证下耙深度能够满足挖泥施工的需要，耙手需要实时监控挖泥的压力数值、淤泥浓度、流速等指标的变化情况，便于对下耙深度进行随时的调整。最后，在挖泥船行至挖槽终点处时，先将耙头与耙中升到安全的高度，在吸入船舱的泥浆浓度下降后，打开外排阀、关闭装舱阀，排出多余的“清水”，然后终止挖泥操作[3]。

3.2.2 挖槽施工。在本次工程的挖槽施工过程中，具体施工工艺为溢流装舱工艺、分段、分条、分层控制施工。其中，分段控制施工在实际使用过程中，应保证分段工作以航道平面布置与疏浚土的分布情况为基础进行分段控制区域的划分，在本次工程施工过程中，分段施工主要被分成39+0～32+0、30+0～27+0、26+0～22+0、16+0～12+0这四段。分条控制施工过程中应当以航道挖槽设计宽度为基础，在本次工程施工过程中，每段区域可以分成4条进行施工操作。分层控制施工时，由于开挖区的泥层深度并不一致，为保证工程质量能够满足相应标准的要求，可以借助分层控制的方式，进行挖槽施工，在本次工程施工过程中，每层泥层的厚度应在2.0～2.5m之间。

3.2.3 基槽开挖监控测量。在进行基槽开挖施工时，超挖、欠挖情形出现的可能性相对较高，并且受施工区域潮汐数据可能与实际情况之间存在偏差、抓斗挖泥船工作状态存在一定差别等情况的影响，基槽开挖施工进行时，纵坡开挖的效果可能与预期施工效果之间存在一定的不同。现阶段，为切实解决上述问题，开展基槽开挖数据监控成为一项极为必要的举措，现阶段，较为常用的开挖深度监控设备为声呐测距仪，但是由于这一仪器设备无法实现开挖深度的动态化测量，进而导致欠挖、超挖这类问题的控制难度相对较大，为对声呐测距仪的使用不足加以弥补，可以在挖泥船的底部安装水下地形扫描仪，在每次淤泥的开挖深度达到10nm时，就组织一次深度测量，通过这种将声呐作为基准调校点，对基槽开挖深度进行实时监测的方式，能够实现开挖深度的精准管控。

3.3 港池疏浚施工技术要点

3.3.1 岩石区疏浚施工。通过对该施工区域原有的航道地质资料与本次施工前检测得到的航道地质钻探资料进行综合性分析后可以了解到，该工程施工区域的岩区挖槽长度较短，同时存在多处孤立岩石浅区，首先，为使得岩石相对集中区域的破岩情况能够满足设计深度的需要，可以通过对这部分岩石进行绞吸分层分条处理，在将岩石搅碎后，用排泥管将其吹到航道外再进行清理的方式，完成岩石的粉碎处理；其次，在处理孤立岩石浅区时可以通过应用绞吸船或者带凿岩棒抓斗船对岩石进行粉碎处理；再次，对于工程施工设计范围外新发现的一些岩石，可以通过抓斗船对其进行清理；最后吗，在进行岩石处理过程中，为避免绞吸船与挖泥船之间发货所能施工干扰，可以在用绞吸船处理某段岩石时，将挖泥船安排至其他区域进行疏浚施工，通过这种安排方式，实现工程施工效率的提升。

3.3.2 地貌突变区疏浚。在本次工程施工过程中，26+0～27+0的航道范围内存在砂脊，最浅浚前水深约为-10.0m，这种地貌突变的情况给疏浚施工的进行产生了一定的影响。现阶段，为降低挖泥船在满载后的触底风险，可以利用绞吸船对该区域进行分层施工，将这一区域的浚前施工深度调整到合适深度。

3.3.3 底层无岩石区疏浚施工。在底层无烟区域疏浚施工时，可以参照自航挖泥船的疏浚施工流程，对该区域进行分层、分条开挖施工，然后将疏浚物进行溢流装舱处理，在装舱工作完成后，将其外抛至抛泥区域。

4 施工质量安全控制措施

4.1 施工质量控制

在工程施工过程中，工程施工质量与内外部因素之间均存在着一定的联系，现阶段，为保证工程施工质量能够满足工程预期施工要求的需要，应当在施工过程中加强施工质量管理。第一，现阶段，较为常用的施工质量控制手段为水深检测，在检测工作开始前，应当对各种测量设备的精确度进行检测，保证在检测过程中，设备的检测精度与稳定性能够满足工程施工检测的需要。第二，在检测时，可以通过对工程施工区域各控制点进行复核，并建立控制网络的方式，为后续控制工作的开展提供可靠的参照。第三，为使绞吸船的工作区域是准备开展管控工作的区域，需要为绞吸船配备DGPS，在实现绞吸船平面定位工作顺利进行的同时，在工程施工过程中，通过下放深度指示器，对绞刀下放深度进行精准控制的方式，提升绞吸船工作的有效性。第四，在港航工程施工过程中，施工人员是工程施工活动顺利进行的主体，其专业度与施工质量之间存在着直接的联系，现阶段，为保证工程基槽开挖与港池疏浚施工的可靠性，需要做好技术交底工作，并且保证施工人员在施工前准确掌握了施工图纸的内容与施工规范，进一步提升施工活动的可靠性。第五，在本次项目施工过程中，浪涌会对工程施工活动的顺利进行产生一定的阻碍，为降低浪涌对工程施工所产生的影响，可以通过在施工区域附近设置报潮站，及时将该区域内浪涌信息传输给疏浚船的方式，便于疏浚船的操作人员在工作过程中能够有效掌握疏浚区的具体情况，并通过合理调整绞刀下放深度的方式，保证开挖工作的平整性。第六，在基槽开挖与疏浚施工进行时，若施工人员对某项施工数据或者施工工序存在疑惑，则需要及时与技术人员进行沟通，并对疑惑产生的原因进行分析处理，以便保证工程施工活动的顺利进行。

4.2 施工安全控制

在工程施工过程中，为保证施工活动及施工人员的安全性，加强施工过程中的安全控制成为一项极为重要的工作。具体来说，为进一步提升工程施工的安全性，第一，在施工活动开展前，应当按照相关规定，办理水上、水下作业许可证。第二，为保证水上作业的人员的人身安全，一方面要为水上作业人员配备救生衣，并保证水上作业人员正确穿戴救生设备；另一方面应在施工现场配备交通警戒船，在对施工现场的通航情况进行有效调度的同时，在发生意外时，可以及时展开施救活动。第三，为避免其他作业船只误入其他船只作业区域产生作业干扰的情况，船只在抛锚作业时，应当设置沉锚指示标志，起到提示其他作业船只的目的。第四，为避免施工活动对水域环境造成严重的破坏，船只在施工配置时，应当配备废污油舱与围油栏，在船只工作过程中，可以将产生的废油导入废油舱内，避免废油流入水域产生的污染。同时，若船只在作业过程中出现了油污外泄的情况，则需要及时利用围油栏对污油进行围护，并对其进行全面清除，避免污油对水域水质、水生物产生不利影响。第五，由于沉管在水下敷设有着较强的隐蔽性，为避免过往船只误触，应设置显眼的定位装置[4]。

5 结束语

总而言之，港航工程作为当前社会经济发展过程中重要的基础设施之一，基槽开挖与港池疏浚是工程施工过程中较为关键的两项工作内容。现阶段，为使工程质量能够满足预期施工的需要，在明确施工地点实际情况与工程施工目标的基础上，选择合适的施工技术，并加强施工质量安全管理，已经成为保证港航工程顺利完工的重要举措之一。