水利工程建设中的清淤疏浚施工工艺

孔令竹

（上海交通建设总承包有限公司，上海 200136）

1 引言

水资源是维持生态系统稳定的基础。受经济生产和居民生活等因素的影响，部分河湖的生活垃圾聚集、淤泥堆积现象愈发严重，不利于养护堤岸、河道防洪。针对河道淤积问题，需要采取行之有效的清淤疏浚措施，因此重点研究清淤疏浚施工工艺具有重要意义，通过科学的施工工艺取得良好的清淤疏浚效果，并实现淤泥的无害化处理以及高效利用[1]。

2 工程概述

本工程位于上海市青浦区白鹤镇，西起老白石路对应水域，东至油墩港。工程实施范围为上海市境内苏申港内港线西段航道（含外青松公路桥、G1503 高速公路桥范围），江苏省用地范围内的工程内容不在本工程范围内。本次疏浚航道长度为4 975 m，规划航道面宽120 m，疏浚底宽为80 m，航道底纵坡i=0。陆上开挖量约48.6 万m3，疏浚土方量约148.2 万m3，总疏浚工程量约196.8 万m3。疏浚土级别1 级、2 级和3 级比例分别为25%、15%和60%。疏浚断面参数见表1。

表1 疏浚断面参数表

3 施工工艺

根据设计要求，本工程采用陆上开挖和水下疏浚两种方式施工。按照先陆上开挖、再水下疏浚的流程有序施工。

3.1 陆上开挖

经现场踏勘，较多施工段现状护岸前沿边线均位于设计航道底边线至河道规划蓝线范围内，开挖面积均较大，故考虑新建护岸前沿线前方土方以及取直段土方采用陆上开挖方式施工,即常规的“挖、运、卸”工艺，挖土采用挖掘机，运土和卸土采用泥驳船、自卸车。

挖掘机挖土时采用“分区、分段、分块”方式，开挖深度原则上以实际开挖情况进行控制，具体以现场实际情况进行调整，以“能挖则挖”为原则操作施工。挖深后，现状护岸前沿临水处预留约3 m 宽土方(老挡墙)暂不开挖，使期自然形成水坝，待坝内土方装运完成后再采用挖斗挖泥船挖除水坝。场内短驳的设备配置方案为2 台挖机和4 台自卸车[2]。

为确保工程有序进展，分块开挖同时最多不超过3 块，且块与块分散开挖，以确保施工期间不同时占用较长航道。

本工程陆上土方运输分为两种形式：

1）陆上土方使用土方车转运施工工艺流程：测量放线→分块分层开挖→土方车转运→转运至土方弃置区；

2）陆上土方水上运输施工工艺流程：测量放线→分块分层开挖→土方转运至临时靠泊点→装载至运泥船→水上运输→靠泊在临时卸泊点→吹泥管线吹填至土方弃置区。

3.2 水下疏浚

3.2.1 施工定位

以钢桩定位的方式对自航挖泥船定位，在取得较高定位精度的同时减小钢桩占用的面积，留出充足的自航挖泥船作业空间。

3.2.2 开挖方法

以钢桩定位为准，分为多个长度约为500 m 的施工段，再分层、分条依次开挖，每层厚度为2 m，每条宽度为10～12 m。开挖期间，用GPS 和数字化测深仪及时检测，评价开挖质量。分条开挖时，相邻两条重叠3 m 宽，避免漏挖。

施工区浚前水深不足且有自然回淤时，先开挖浅段，再逐步拓宽加深，解决挖泥船受制于施工场地条件的问题。挖泥船从上游开始，逐步向下游运行，挖泥扰动的泥沙将被水流冲刷，进一步提升疏浚效果。

若浚前水下土质以硬黏性土为主并且水下地形平坦，全槽逐层向下均匀挖泥，避免垄沟的出现。若浚前断面中间与两侧的水深基本一致，按照先中间、再周边的顺序开挖。

本工程施工现场有多座桥梁，开挖时严格控制开挖深度，尤其是两岸堤坡脚下、桥墩、桥台的挖深，以免因超挖而影响桥梁的结构完整性和稳定性。以规划的开挖范围为准，抛设临时浮标，加强现场管控，使船舶能够正常通航。

3.2.3 障碍物的处理

施工现场有沉船或其他障碍物时，在施工前做全面的勘探，确定障碍物的位置、深度、尺寸，必要时可采用磁力仪或侧扫声呐做深入的检查，掌握障碍物的实际情况后，制订处理方案，采取打捞、拆迁等处理方法。若通向抛泥区的航线或抛泥区内有障碍物，需设置浮标标示。在清理障碍物后，需要将其转移至指定位置，不可随意存放，否则仍有可能影响疏浚或正常通航[3]。

3.2.4 现场控制

施工过程中，定期校核挖泥船的定位标志，经过暴雨、大风等恶劣天气后，也需校核。定位采用GPS，提高定位精度。通过GPS 或导标校正船位，由挖泥船在指定的施工位置按特定的深度要求开挖。根据设计要求确定挖槽边坡的放坡宽度，将水下断面开挖成台阶形。开挖分段、分层、分条依次进行，相邻两段、两条间充分衔接，避免漏挖。后施工地段与先施工地段的重叠宽度不少于土体厚度的1.5 倍，适度重叠可避免浅埂。根据下超上欠的原则，超欠比为1.0～1.5。

施工前，校核验潮仪、水尺等仪器，保证检测精度；施工期间，定期检查，并根据挖泥船的吃水深度及时修正。

对于因泥层厚度、水流、波浪等因素而引起的回淤现象，在此区域开挖时需适当增加施工超深，根据施工初期的试挖结果控制超深量，并以实际施工情况为准，灵活修正。随着施工现场水位的变化，动态控制挖泥船抓斗的下放深度。开挖期间，由专员及时通报水位、开挖深度各项观测结果，作为开挖作业的参考。考虑到本标段开挖期间可能有回淤现象，采取的开挖顺序是先挖上层和回淤较小的地段，接近完工时再开挖最后一层和回淤最严重地段，并根据开挖至竣工的持续时间灵活控制回淤超深的预留量，确保施工后的挖槽满足深度要求[4]。

3.3 安全管理措施

在施工区设置必需的信号。请港监派人指导，设立足够的航标、浮标和灯标等，以确保船只的航行安全。施工期间遵守当地航运规定，注意避让过往船只。施工单位与当地航运主管部门密切沟通，接受相关部门的管理。船舶操作人员严格遵循规章制度，按照规范开展工作，确保船舶航行、作业、停泊均在安全的前提下进行。对于多雾地区，加强安全管理，根据交通运输部雾天航行规则进行现场施工，禁止碰撞。参与本工程施工的运输船舶，应按照船检和海事部门有关规定，配备合格的持证船员，根据航行和施工需要准备足量的助航、通信、救生等配套设备，定期盘点，保证各类配套设备的质量可靠，数量充足。水下作业时，由专人在现场指挥，施工人员依据讯号规范进行水下作业。

4 疏浚土管理

4.1 消纳场地建设

依据消纳场地位置，以场地为单位专门制定与场地匹配的船舶或车辆运输线路，必要时应组织船舶试航；水上运输和土方处置上岸时，应注意吹泥船等处置船舶停靠要求，注意对航道已有护坡、护岸的保护措施，必要时增加临时靠船桩等保护设施，以及增加对护岸水平和沉降位移监测的措施，相关监测数据每日报备监理单位；水上吹泥船航道宽度，应至少满足半幅通航要求，不得阻碍航道，并且具备能满足运输船回转调头的水域；吹泥船位置上游或下游，应配备至少1～2 处运输船舶临时停靠设施，严禁船舶在既有护坡、 护岸上临时安装带缆、系缆设施。

1）消纳场所采取吹填方式的，排泥场围堰断面形式根据吹填厚度、围堰土质等综合考虑，做好场内尾水监管措施，主要措施包括场内黏土层防渗、防渗膜防渗等。

2）在水源保护区、周边有重要水体或其他敏感位置的，吹填区场地应设置尾水池，并增设尾水循环设备和对应管道，实现尾水循环利用，减少排放量。

3）在尾水检测结果满足DB 31/199—2018《污水综合排放标准》的相关要求后，才可排放尾水。排泥场地边界处设置连续封闭的围护设施，管理施工现场，不妨碍正常交通秩序。且必须保证围护设施的完好、整洁，必须保持施工现场与外界的有效隔离；杜绝无围护施工，杜绝使用残缺围护。围挡的高度以2 m 为宜，采用耐火性质的硬质材料。由专员对排泥现场采取封闭式管理措施，使员工在指定范围内施工，并要求与施工无关的人员均不可进入现场。

4.2 信息化管理

1）建立基于北斗定位系统的信息化监管系统：系统具备作业现场实时视频监控，船舶高精度实时定位及历史轨迹查询，运输线路电子围栏，电子工单和工程量自动统计等功能，对疏浚、运输、装卸等作业内容进行全覆盖、全天候的监管。

2）软件：项目参加各方可以直接通过电脑网页登入平台，平台融合天地图、卫星图及疏浚施工平面图，功能模块包含系统管理模块、监控管理模块、船舶管理模块、日报管理模块、可视化展示模块等，实现疏浚船舶的数字化管理。在各类功能模块的配合下，管理人员能够及时监视现场施工信息，采取针对性的管理措施。

3）硬件：疏浚施工区、卸点排泥场安装视频监控设备，接入信息化平台，可获取疏浚土装卸等重点环节实时视频监控和历史记录；疏浚挖泥船、运输船、安装亚米级高精度北斗定位设备，可获取挖泥船、运输船实时船位、航速信息和历史轨迹。

4）电子围栏功能：根据疏浚土运输方案，将运输船既定航线逐艘录入，划定电子围栏，设置围栏报警功能，当船舶偏离既定航线即触碰电子围栏触发平台报警提示。

5）自动航线记录和电子工单功能：通过划定挖泥船作业区和吹泥点，运输船舶装载完成离开挖泥船作业区和进入吹泥点，系统自动记录，完成一次定点定航线记录。通过对航行轨迹查询，可以获取该航次疏浚土对应的疏浚断面及对应卸点，解决疏浚土定点定向的信息化监管，大大提高疏浚土的可追溯性。

5 结语

综上所述，清淤疏浚是优化水利工程使用状态的重要方式，工程人员应根据淤泥无害化处理、资源利用最大化的要求制订清淤疏浚方案，配套挖泥船及辅助设备，依据规范在指定范围内进行清淤疏浚。经过本文的分析，提出水利工程清淤疏浚施工工艺的应用要点，希望所提内容对同仁有参考作用。