內(nèi)河航道挖泥疏浚施工技術(shù)研究

潘榮偉

摘 要：為了保障內(nèi)河航道工程施工的安全進(jìn)行，避免出現(xiàn)安全事故、縮短工期，本文結(jié)合嘉陵江川境段內(nèi)河航道挖泥疏浚施工的工作內(nèi)容進(jìn)行討論，系統(tǒng)地闡述了施工過程中涉及的難點(diǎn)、施工工藝流程以及施工技術(shù)。對嘉陵江川境段內(nèi)河航道挖泥疏浚施工的技術(shù)進(jìn)行了研究，主要目的是給航道施工工程的發(fā)展提供意見和幫助。

關(guān)鍵詞：航道工程;挖泥;疏浚;施工技術(shù)

中圖分類號：U616+.2 ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：1006—7973（2020）07-0129-03

內(nèi)河航道基礎(chǔ)工程設(shè)施施工時，安全是至關(guān)重要的。本工程布置挖槽11處、切咀1處、疏浚3處，共計(jì)220584m3挖泥疏浚，疏浚挖泥施工工況四級，土質(zhì)級別為9級的砂石土;開挖深度從幾十厘米到幾米。相關(guān)部門對施工過程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和細(xì)節(jié)進(jìn)行了嚴(yán)格控制，對施工過程中可能存在的安全隱患進(jìn)行了集中討論，對相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究，并制定了相關(guān)的施工方案。

挖泥前，進(jìn)行原地面測量及航道檢查，再次確定挖泥區(qū)域、深度等。下設(shè)6個施工作業(yè)區(qū)，布置不少于5套挖泥疏浚設(shè)備施工。本工程屬于亭子口庫區(qū)段，由于亭子口電站船閘未通航，下游施工船舶無法直接通過水路進(jìn)入施工段進(jìn)行施工，必須拆解通過陸運(yùn)抵達(dá)后組裝。為減少組裝運(yùn)輸?shù)闹芷?，結(jié)合現(xiàn)場的土質(zhì)及水位情況，擬采用2m3抓斗式挖泥船、鏈斗式挖泥船機(jī)與0.8m?斗反鏟船組合清挖，配400m3開底泥駁及100m?泥駁運(yùn)輸棄土至設(shè)計(jì)指定的區(qū)域，保證至少5套挖泥設(shè)備同時施工。從以往施工經(jīng)驗(yàn)來看，抓斗式挖泥船和鏈斗式挖泥船受施工水深影響，只能清理水深在1m以上部分區(qū)域的表層砂石土和松散巖石，對于淺表部分或部分密結(jié)層積巖巖石，可以用反鏟船和水上挖掘機(jī)開挖。因此，配合使用合適的反鏟船和水上挖掘機(jī)開挖巖石至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

1 內(nèi)河航道挖泥疏浚施工中存在的難點(diǎn)

嘉陵江亭子口樞紐庫尾河段屬典型山區(qū)型航道，洪水暴漲暴落，水流流急坡陡。洪水由暴雨形成，流域內(nèi)暴雨主要集中在6～9月，由于暴雨的以上特點(diǎn)，加之流域地形等條件，洪水峰高量大，洪水過程呈單峰或復(fù)峰，單峰洪水過程歷時一般多為3～5天;而白龍江匯合口至肖家河段95%保證率時流量僅117m?/s，導(dǎo)致該段水淺灘多，這從招標(biāo)文件的工程量清單項(xiàng)目特征中也可以看到，疏浚工程基本水深在1.5m以內(nèi)，特別是工程量最多的12號挖槽，設(shè)計(jì)水位下平均水深僅0.5m，流速卻達(dá)2.8m/s。

由此可知，本項(xiàng)目施工受亭子口樞紐及上游上石盤樞紐和支流白龍江上的昭化樞紐影響，疏浚工程要求在9月30日前完成，剛好屬于汛期，加之嘉陵江山區(qū)河流的特點(diǎn)，施工條件非常差，疏浚工程量達(dá)22萬多立方米，筑壩正三棱臺3萬多立方米，工期非常緊張。

2 內(nèi)河航道疏浚施工工藝流程分析

在開工前做好技術(shù)交底工作，要對要求及圖紙進(jìn)行詳細(xì)介紹說明。在工程開工前，需要根據(jù)施工圖紙進(jìn)行實(shí)地放樣，報監(jiān)理驗(yàn)收。疏浚工程的質(zhì)量控制比較難，原因在于不能人為用眼查看，而需要測桿測量。航道疏浚工程必須堅(jiān)持“安全第一，質(zhì)量第一，預(yù)防為主”的方針。航道疏浚施工工藝流程如圖1所示。

3 內(nèi)河航道挖泥施工方法分析

3.1 抓斗船挖泥施工方法

施工準(zhǔn)備：①建立測區(qū)的控制網(wǎng)，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試和測試。②在施工區(qū)域附近設(shè)立施工水文尺，并配備向挖泥船通報水位的裝置，水尺的零點(diǎn)應(yīng)與設(shè)計(jì)所采用的深度基準(zhǔn)面一致。定期觀測水位并記錄成冊，水尺派專人看讀，每10分鐘或水尺水位每變化0.05m報告一次給船上施工員，船上GPS操作員配合施工員測水深，并計(jì)算河底高程。③開挖前復(fù)測原地面標(biāo)高，整理匯編資料。④組織施工人員認(rèn)真領(lǐng)會圖紙要旨，查勘現(xiàn)場，掌握地形、地質(zhì)、地貌情況。⑤在原岸線與護(hù)岸設(shè)立相應(yīng)標(biāo)記，用以航道挖泥分段分區(qū)施工。⑥擬采用2m3抓斗式挖泥船清挖，配400m3泥駁運(yùn)輸棄土至卸船碼頭卸船，再運(yùn)至設(shè)計(jì)指定的棄土場。抓斗船施工工藝流程如圖2所示。

施工過程中，在吊斗鋼絲繩上劃刻度，操作員根據(jù)水位確定下斗深度，作為粗控。隨船技術(shù)員用水跎或帶有水尺的竹竿檢測剛挖過的深度。階段完工后，用測深儀測量出圖，發(fā)現(xiàn)淺點(diǎn)，按塊狀補(bǔ)挖掃淺。接下來，將進(jìn)行全面復(fù)檢測量。在復(fù)檢過程中，如果存在復(fù)檢不合格的，需要重新進(jìn)行補(bǔ)挖，然后再次進(jìn)行復(fù)檢，直至復(fù)檢合格為止。本工程的挖泥過程中，若發(fā)現(xiàn)土質(zhì)與設(shè)計(jì)不符，必須呈報監(jiān)理工程師、業(yè)主及設(shè)計(jì)院。

3.2 反鏟式挖泥船施工工藝方法

施工方法：反鏟船被拖到施工區(qū)后，對準(zhǔn)縱向?qū)?biāo)使船中軸線或船舷落在縱向?qū)?biāo)線內(nèi)，定位樁放在橫向?qū)?biāo)起挖點(diǎn)，再利用鏟斗及前后樁校正船位，最后將二前樁放下，固定船位抬升船體，進(jìn)行挖掘作業(yè)。

采用分條施工方法，分條寬度為反鏟船的挖寬。開挖的軌跡可以看作以一個固定點(diǎn)為圓心，向前輻射一個扇形。如果開挖巖石較硬，施工過程中采用隔斗挖泥法，留下部分已兩側(cè)臨空，再做第二輪鏟挖。這樣在第一輪挖掘時可利用機(jī)械切削挖掘能力，不會造成臨空面而鏟斗回旋，第二輪鏟挖時可以較易挖掘。

影響本工程施工的主要因素為水位和水流，因施工區(qū)屬于內(nèi)河，受風(fēng)浪影響較小，但受水流影響較大。日平均施工時間約為8小時，反鏟船時利率在50%左右，根據(jù)疏浚工程設(shè)計(jì)規(guī)范，屬于四級工況，與設(shè)計(jì)工況相符。

施工工藝流程：反鏟船可以集中全部功率在一個鏟斗上，進(jìn)行特硬挖掘。反鏟船通過控制機(jī)臂及斗柄將鏟斗伸入水中，然后通過液壓驅(qū)動將其斗柄推進(jìn)，使鏟斗處于開挖位置，接著提升鏟斗，然后將鏟斗提升至水上適當(dāng)高度后，將疏浚物卸入泥駁。然后繼續(xù)開挖。如此反復(fù)操作，待泥駁裝滿后，航行至規(guī)定的地方卸泥。

3.3 棄土施工方法

亭子口庫尾段疏浚土由泥駁船運(yùn)至業(yè)主指定疏浚土處置區(qū)內(nèi)，規(guī)劃的疏浚土處置區(qū)位于順壩壩后側(cè)或深凼中，要求棄土堆放平整，1～6號疏浚土處置區(qū)棄土頂部不得高于445.00m，7～8號疏浚土處置區(qū)棄土頂部不得高于442.00m。棄渣堆填的位置、范圍和高程應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，不得影響航道尺度，堆積坡度不得陡于水下自然邊坡坡度。

疏浚施工應(yīng)做好環(huán)境保護(hù)，不得污染環(huán)境，相關(guān)要求詳見環(huán)境保護(hù)專題報告。保證船舶日夜安全行駛。

4 內(nèi)河航道挖泥疏浚施工原則與質(zhì)量控制

本庫區(qū)疏浚土為稍密卵石土、中密卵石土。疏浚工藝為：①浚前測量→②挖泥船定位→③移船、開挖→④棄渣→⑤檢測。

質(zhì)量控制點(diǎn)為挖槽底寬、深度、邊坡。為確保這三個部分均達(dá)到規(guī)定指標(biāo)數(shù)據(jù)，施工質(zhì)量的監(jiān)控必須始終動態(tài)地緊跟在整個施工過程當(dāng)中，做好平面控制、深度控制、遺漏控制、自檢、復(fù)檢、受檢等幾個控制措施。

平面控制：采用GPS定位系統(tǒng)定位。

深度控制：在現(xiàn)場設(shè)立一把或多把施工水尺，觀測水位結(jié)合浚前測量圖水深，確定挖泥厚度和挖泥機(jī)具下放深度，并隨時用對講機(jī)與船上保持聯(lián)系。

遺漏控制：①分層開挖，以減少塌坡量，減少攪松量。②重疊開挖。在每條分條控制線外兩邊各跨條重疊開挖，避免換條漏挖。③縮小步長。抓斗挖泥船需考慮前移的步長，每次前移使步與步之間有重疊，避免縱向漏挖。

自檢：①動態(tài)監(jiān)控;②階段性檢測。

復(fù)檢：一般是對補(bǔ)挖掃淺部分進(jìn)行復(fù)檢測量，但若補(bǔ)挖掃淺面積較大或較分散時，應(yīng)作全面復(fù)檢測量。復(fù)檢不合格時，再補(bǔ)挖再復(fù)檢，直至合格為止。

受檢：施工過程中，隨時接受并配合監(jiān)理工程師的檢查。

4 結(jié)論

綜上所述，嘉陵江川境段內(nèi)河航道挖泥疏浚施工技術(shù)研究是至關(guān)重要的工作內(nèi)容，本文所采用的施工方法對后續(xù)航道施工工程有較好的啟發(fā)作用，可以為后續(xù)工程施工提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

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