航道整治工程的疏浚及护岸施工技术重点

2024-03-20黄恺

运输经理世界 2024年2期

黄恺

（中交上海航道勘察设计研究院有限公司，上海 200120）

0 引言

航道整治工程的主要任务包括拓宽航道宽度，增加航道水深，刷深浅滩，稳定航槽，改善险滩流态，降低急流滩的流速，增大弯曲半径等，整体工程量较大。其中，通过疏浚施工，能提升航道的通航能力，增强航道的排洪能力，增加航道的吞吐量，保证船舶在主航道上稳定航行。护岸工程也是航道整治工程中的重点项目之一，需要科学施工，加强监督管理，保证工程质量，提升航道的运输能力与防洪能力。

1 疏浚及护岸施工概述

1.1 疏浚施工

疏浚施工是指利用机械或人力等方式，对航道、湖泊、港口等水域进行深挖、清淤和运输，以达到改善水流、提高水位、增加库容等目的。按照施工对象的不同，疏浚施工可分为航道疏浚、湖泊疏浚、港口疏浚等。其中，航道疏浚是为了改善航道的水流条件，提高通航能力；湖泊疏浚主要是为了增加库容，改善湖泊水质；港口疏浚主要是为了提高港口的通航能力，满足船舶的吃水需求。

1.2 护岸施工

护岸施工是指为保护航道两岸的岸坡和堤坝等设施而开展的施工活动。护岸施工可以采用多种方式，如混凝土护岸、浆砌石护岸、土工织物护岸等。护岸施工可以有效防止水流冲刷和侵蚀岸坡，保证岸坡的稳定性和安全性，也可以提高航道的防洪能力。

2 疏浚施工方法

2.1 机械疏浚

机械疏浚是指利用机械设备进行疏浚施工。其中，挖泥船是主要的疏浚设备，其可以分为耙吸式挖泥船、绞吸式挖泥船、斗轮式挖泥船等。这些挖泥船均具有挖掘能力强、施工效率高的特点，可以根据不同的施工环境和地质条件合理选择挖泥船。进行机械疏浚时，需要注意掌握施工的水深和精度，以免对周围环境造成不良影响。

2.2 水力疏浚

水力疏浚是指利用水力冲刷和水流作用进行疏浚施工，主要施工设备是高压水枪和水泵。施工过程中，通过高压水枪将水流喷射到水底，利用水流的作用将泥砂冲刷起来，再通过水泵将冲刷起来的泥砂抽离出水面。

水力疏浚适用于土质较软、易冲刷的航道条件，实际施工时需要注意控制水流的大小和方向，以免对周围环境和建筑物造成不良影响，同时需注意对水资源进行有效的利用和管理，以免浪费和污染。

2.3 人力疏浚

人力疏浚是指利用人力进行疏浚施工，主要工具包括铁锹、钩刀、筐子等，人力疏浚仅适用于小范围的土方挖掘和清理。

3 护岸施工方法

3.1 混凝土护岸

混凝土护岸是一种常见的护岸方式，主要是在岸坡上铺设混凝土面板，以保护岸坡不受水流冲刷和侵蚀。混凝土护岸可分为平板形和拱形等多种形式，需要根据实际情况选择合适的护岸形式。在施工过程中需要注意掌握好混凝土的配合比和浇筑质量，以提高岸坡的强度和稳定性。为了保证岸坡的稳定性，还可以在岸坡底部设置锚杆进行固定。

3.2 浆砌石护岸

浆砌石护岸是一种传统的护岸方式，主要是利用浆砌石料进行铺设和砌筑，以保护岸坡不受水流冲刷和侵蚀。为了提高岸坡的稳定性，可以在浆砌石料中加入一定量的水泥等材料。同时，为了防止浆砌石料之间的缝隙产生渗漏，可以在浆砌石料之间加入一定量的砂浆。在施工过程中，需要注意掌握好浆砌石料的配合比和质量，以提高岸坡的强度和稳定性。

3.3 土工织物护岸

土工织物护岸是一种新型的护岸方式，主要是利用高强度、高透水的土工织物对岸坡进行覆盖和保护。土工织物具有良好的透水性、防冲刷性和耐腐蚀性等，可以有效保护岸坡不受水流冲刷和侵蚀。同时，土工织物铺设和拼接方便、快捷，可以有效缩短工期。在施工过程中需合理选择土工织物选择、把握铺设要点，以提高岸坡的强度和稳定性。

4 疏浚及护岸施工技术

4.1 定位测量技术

定位测量技术是保证疏浚及护岸施工精确性的关键技术之一。在具体施工过程中，需要使用高精度的测量仪器对施工区域进行精确测量，确定水底的地理位置和地形地貌，以便进行精确的挖掘和运输。同时，在施工过程中还要进行实时监测和校准，确保施工的精确性和安全性。

4.2 水下爆破技术

在疏浚施工过程中，水下爆破是的一种常用技术，主要是利用炸药在水下进行爆破，将水底的岩石、礁石等破碎或炸裂，以达到便于挖掘的目的。进行水下爆破前，需要对水底情况进行全面勘查和评估，以确保爆破的安全性和有效性。同时，在施工过程中需要采取一系列安全措施，以避免对周围环境和人员安全造成不利影响。

4.3 环保疏浚技术

环保疏浚是指在进行疏浚施工的同时，采取一系列环境保护措施来保护周围环境和生态系统，具体包括水生生物保护措施、水质保护措施、空气保护措施等。在施工过程中需要注意避免对环境造成污染和破坏，尽可能减少对周围生态系统的干扰。

5 工程实例分析

以某城市的航道整治工程为例进行分析。该航道由于长期的淤积和水质污染，已经失去了原有的通航能力。为了恢复航道的通航能力，需要对航道进行全面的整治。

5.1 准备工作

施工前需要对该航道进行全面的勘查和测量，确定需要疏浚的航道深度和范围，以及需要护岸的岸坡位置和长度。同时，需要准备好所需的机械设备和材料，包括挖泥船、铲运机、土工织物等。

5.2 总体施工过程

首先，使用挖泥船进行航道疏浚施工，将航道中的淤泥、垃圾等清除干净。其次，使用铲运机和挖掘机将挖掘出来的泥砂和杂物运出航道，并进行必要的填筑和夯实处理。最后，使用土工织物对航道两岸进行护岸施工，以防止水流冲刷和侵蚀岸坡。在施工过程中需要注意控制施工进度和质量，确保航道疏浚和护岸施工符合设计要求和质量标准。

5.3 疏浚施工分析

在主航道疏浚工程中，施工的关键是确保航道的深度和宽度达到设计要求。为了提高施工效率，需要选择并合理运用先进的施工设备。在试挖阶段，需要合理设置挖泥船施工参数。挖泥过程中需要考虑多种因素，包括施工过程中可能出现的泥砂泄漏程度、回淤状况以及可能出现的漏挖现象。因此，工程控制和测量极为重要。测量控制点包括首级、次级工程控制网点等。为满足施工标准，需要保证水准点、导线点的位置精度高。在放样过程中，可以使用全站仪或GPS 进行高精度测量[1]。

在施工期间，还要注意施工现场的清理和土方开挖。清理地表土层时，可以将杂质转运到其他地方或作为回填土料使用。下层土的开挖要严格遵循设计图纸，并注意机械设备的操作规范性，避免碰到设计高程上的原状土，预留一定的土层厚度，后期可以手动清除。对于开挖厚度大的土体，需要分层开挖并配备推土机进行推运[2]。

5.4 护岸施工技术

5.4.1 测量放样

进行护岸施工时，测量放样需要符合施工精度控制要求，需要使用全站仪或GPS 进行坐标放样，通过水准仪控制高程[3]。工程实施之前，还要对测量控制点及首级、次级工程控制网点进行复测校核。

5.4.2 沉排施工

首先，沉排护底工程是整个工程的生命线，其质量直接决定整体工程结构的安全。为了保证工程质量，必须综合考虑排体的横向收缩、水深、水的流速和方向、定位等因素，进行准确的排体沉放定位。在沉排过程中，需要关注排体松放长度与船绞移距离的比例，并借助定位仪进行定位。其次，在施工期间要进行科学测量与复测，确保测量控制点和首级、次级工程控制网点等位置的准确性。最后，在工程施工及缺陷责任期期间，需要对护岸工程的沉降和位移进行观测。为了方便观测沉降与位移情况，需要在护岸顶部设置永久性观测点，沿护岸长度方向设置。从设点开始观测，直到缺陷责任期结束，其间需要建立完整的资料档案。最后需要移交观测点，并将沉降位移观测资料提供给相关部门或单位审查验收，包括坐标、标高等原始数据。

5.4.3 抛石施工

在抛石施工过程中，需要采用长臂挖机和定位船舶进行抛石作业。采用定位船舶进行作业时，需采用4 缆法进行方格控制，方格规格为20m×20m，作为抛石的范围。使用CAD 成图并计算每个格网内相应的工程量，以便抛石施工顺利进行。

在抛石施工期间，使用GPS 定位每个格网，并在网格内移动定位船舶进行抛石。完成一个网格的抛石作业，将定位船舶移动到下一个网格继续施工，确保每个网格内的抛石总量不低于设计理论值。

为了控制好抛石厚度和范围，需要实时检查抛石的范围、均匀度和厚度。在抛石之前，需要对不同重量块石的漂移距离进行实测。需要检测水的流速、流向和深度，并根据公式（1）计算出漂移距离的理论值：L=0.74×VfH/G1/6 （1）式（1）中：Vf 为表面流速（单位：m/s）；H 为水深（单位：m）；G 为块石重量（单位：kg）。

需要注意的是，最终确定的漂移距离应该是经过修正后的数据。此外，为了确保船舶定位的准确性并修正漂移距离，还需要绘制流速和水深图，以确保抛石施工质量符合预期。

5.5 岸坡开挖及削坡平整

5.5.1 开挖上层土

开挖基槽土方前应清理场地，需要将用地范围内的构造物、树根、草皮等清除干净，并根据要求妥善处理废弃物，注意环境保护。进行施工现场清理工作的同时，可以进行上层土开挖，以节省施工时间、缩短工期。清理掉杂质的地表土层可以转运到专门的存储地点，也可作为回填土料使用。

5.5.2 开挖下层土

土方开挖作业需要严格遵循设计图纸进行。进行下层土开挖时，应将岸坡方向从枯水平台一直挖到坡顶，同时应加宽1～2m，以符合设计要求。施工中使用机械设备时，需要预留0.2m 厚的土层，以防止碰到设计高程上的原状土。土方开挖应分段进行，并多开作业面，以提高施工效率。需要针对不同的挖掘机作业半径、工程大小量及断面坡长采取不同的施工方法。

对于断面工程量小、坡长较短的施工段，可以采取一次开挖成型的方法。当施工断面土方量较大、坡长较长时，需要采用挖机“接力”施工方法，以提高效率。对于开挖厚度大的土体，应进行分层开挖，并配备一定数量的推土机，在每个开挖作业断面推运开挖的弃方。下层土开挖如图1 所示。

图1 下层土开挖

此外，需要准备一个开阔、宽敞的场地，存放开挖土体，为了防止坍塌，需要使用彩条布进行覆盖。

5.5.3 钢筋混凝土小方桩基床施工

严格遵照设计图纸和规范，在现场整理场地预制混凝土方桩，再向现场运输。混凝土强度达到设计强度的80%后才可以吊运，吊运过程中要缓慢起落，使各点同时受力吊运，以免桩身裂损，同时减少震动。移动到成品堆场养护四周，达到100%强度后运到各施工作业点。由于钢筋混凝土方桩自重轻、桩径小，因此需要采用静压法沉桩，并采用一次性桩体压入工艺，将预制桩沉入土中。