航道疏浚技術(shù)方法研究

趙志航

摘 要：航道疏浚工程施工是航道維護(hù)的重要措施，航道疏浚施工中最關(guān)鍵的是要掌握科學(xué)的施工技術(shù)，疏浚施工中一般要借助專業(yè)化的施工機(jī)械設(shè)備，通過(guò)挖掘、施工、整理航道，達(dá)到泄洪放水的目標(biāo)，以此來(lái)疏通航道，提高水運(yùn)質(zhì)量。航道疏浚一方面能夠改善河流的通行質(zhì)量，另一方面也有利于改善城市面貌，優(yōu)化航道四周的生態(tài)環(huán)境。本文對(duì)航道疏浚方面的技術(shù)及難點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)并提出了自己的看法。

關(guān)鍵詞：航道疏浚技術(shù);機(jī)械設(shè)備;水運(yùn)

1 提高港口航道施工技術(shù)的意義分析

1.1 保證港口穩(wěn)定、安全運(yùn)航

提高港口航道施工技術(shù)，直接的作用就是提高了港口航道工程的施工質(zhì)量，從而為港口的運(yùn)航能力提供安全的保障。港口運(yùn)航能力在很大程度上是直接反映在航道通過(guò)能力上的，航道通過(guò)能力越強(qiáng)，相應(yīng)的港口運(yùn)航能力越強(qiáng)，反之亦然。提高港口航道施工技術(shù)，可以在全方位保證航道工程施工質(zhì)量的同時(shí)，對(duì)相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行升級(jí)、改造，從而起到優(yōu)化通航環(huán)境的作用。通過(guò)施工技術(shù)對(duì)航道進(jìn)行有效改造和擴(kuò)建，也能大幅度提升航道的通過(guò)能力。所以說(shuō)，航道施工技術(shù)的提高，一方面可以保證航道工程質(zhì)量和安全，另一方面可以提高航道的通過(guò)能力。如此一來(lái)，港口的運(yùn)航能力可以在保證穩(wěn)定、安全的前提下，得以大幅提升[1]。

1.2 促進(jìn)我國(guó)水運(yùn)交通運(yùn)輸事業(yè)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展

港口作為我國(guó)重要的水上運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)我國(guó)水運(yùn)交通運(yùn)輸事業(yè)的進(jìn)步和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要意義。提高港口航道施工技術(shù)，可以全面提升港口航道工程的建設(shè)質(zhì)量，從而優(yōu)化港口的適航能力。水運(yùn)交通運(yùn)輸?shù)囊?guī)劃與發(fā)展在很大程度上是取決于港口適航能力的。

2 疏浚設(shè)備的選擇

疏浚設(shè)備的選取直接關(guān)系到超寬、超深工程量計(jì)量，進(jìn)而影響到工程造價(jià)。疏浚設(shè)備應(yīng)結(jié)合工程規(guī)模、建設(shè)要求、現(xiàn)場(chǎng)水域條件、巖土的可挖性、現(xiàn)場(chǎng)的自然條件等因素進(jìn)行選擇。[2]根據(jù)工程特點(diǎn)，結(jié)合各疏浚施工船機(jī)的適應(yīng)范圍與能力，可有以下疏浚船機(jī)可供選擇：一是抓斗式挖泥船，該設(shè)備對(duì)土質(zhì)的適應(yīng)能力較強(qiáng)，可調(diào)節(jié)斗速來(lái)挖掘除巖土之外的各種土質(zhì)，挖槽底部比較平整、挖深誤差較小，容易控制超寬。其主要缺點(diǎn)是施工中需拋錨及移位太多，伸展范圍大而干擾通航;二是耙吸挖泥船，具有船舶大、抗風(fēng)能力強(qiáng)，適合于開(kāi)挖狹長(zhǎng)航道，尤其是在水域開(kāi)闊的海港和河口較長(zhǎng)距離的航道作業(yè)，不需要占用大量水域或者封鎖航道，基本上不影響通航。但由于船舶大、吃水深，要求施工地區(qū)內(nèi)有足夠的水深和調(diào)頭及拋泥的水域，因而施工地區(qū)有一定的局限性。

3.疏浚施工準(zhǔn)備

航道疏浚是航道維護(hù)工作中的一項(xiàng)重要工作，一般施工工期較長(zhǎng)，施工投入成本較大，施工帶來(lái)的影響有諸多不確定因數(shù)。因此，在工程實(shí)施前需要綜合考慮航道疏浚與通航需求，前期準(zhǔn)備階段必須采取兩種措施。

3.1 河段測(cè)量與局部觀測(cè)分析

施工前的測(cè)量重點(diǎn)需要做好三個(gè)方面的工作：（1）全河段水下地形測(cè)量 通過(guò)全河段近期河床地形測(cè)量數(shù)據(jù)，可以全面掌握施工河段水深條件，為下一步劃定施工區(qū)和拋泥區(qū)提供參考。（2）施工河段近期的河床變化施工河段近期水下地形圖與近年來(lái)測(cè)圖對(duì)比，分析河床沖淤變化，為疏浚施工提供技術(shù)參考。（3）施工河段局部測(cè)圖局部測(cè)圖主要針對(duì)河段測(cè)圖中來(lái)選擇施工區(qū)域，進(jìn)行局部擴(kuò)大圖測(cè)量，為即將實(shí)施航道疏浚施工工程量計(jì)算提供數(shù)據(jù)。

3.2 施工現(xiàn)場(chǎng)考察和調(diào)研

一個(gè)水道要實(shí)施航道疏浚維護(hù)，需要考慮施工現(xiàn)場(chǎng)通航環(huán)境，施工期間對(duì)船舶通航影響，航道安全保障措施等諸多問(wèn)題。對(duì)于施工方案與施工區(qū)劃定，在圖紙上進(jìn)行分析研究設(shè)計(jì)是很有必要的，這樣能使設(shè)計(jì)直觀明了。但是，不同河段和不同的水深條件與通航尺度，疏浚施工前期的實(shí)地考察也非常重要，是必不可少的工作環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)地考察，可以了解和掌握施工河段航行特點(diǎn)，船舶流量及水流流向;另外通過(guò)實(shí)地考察，可以比較清晰直觀掌握 施工作業(yè)帶來(lái)的影響，對(duì)于下一階段航道布置調(diào)整 等維護(hù)工作提供參考和依據(jù)。[3]

4工程施工難點(diǎn)：

4.1 自然條件惡劣：

若主航道施工區(qū)在外海，風(fēng)浪與橫流大，而且本次掃淺施工期間適逢大霧大風(fēng)多發(fā)季節(jié)，不但嚴(yán)重影響船舶可作業(yè)時(shí)間和掃淺精度，還會(huì)影響船舶安全。可在施工期間持續(xù)收聽(tīng)天氣預(yù)報(bào)，及時(shí)掌握氣象預(yù)報(bào)資料，有效利用時(shí)間窗口加快施工。風(fēng)浪、涌浪大時(shí)，要求駕駛員把握好航速和航向，設(shè)定合適的波浪補(bǔ)償器壓力，利用波浪補(bǔ)償器的緩沖作用維持耙頭對(duì)泥面的壓力基本不變，保證船舶設(shè)備安全和施工效率。加強(qiáng)船舶安全管理工作，落實(shí)各項(xiàng)安全應(yīng)急預(yù)案，確保人員和設(shè)備安全。

4.2外部干擾大

第一，主航道及附近水域航線多、船舶交通量大，耙吸船與進(jìn)出港船舶的避讓頻繁，施工干擾大。第二，有當(dāng)?shù)貪O民在主航道中部施工區(qū)域鋪設(shè)蝦籠、蟹籠，耙吸船無(wú)法靠近并施工，導(dǎo)致作業(yè)面減少，船舶掉頭頻繁。針對(duì)第一個(gè)問(wèn)題，組建通航安全應(yīng)急小組，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立調(diào)度主管負(fù)責(zé)施工船舶的通訊與調(diào)度安排，要求值班駕駛員與港口調(diào)度保持密切聯(lián)系，互通施工、通航信息，提前了解大型進(jìn)出港船舶的動(dòng)態(tài);施工船舶與來(lái)往船舶保持溝通，做到提前避讓、文明避讓。針對(duì)第二個(gè)問(wèn)題，主動(dòng)與漁船進(jìn)行溝通勸離，必要時(shí)積極向海事執(zhí)法支隊(duì)、海監(jiān)、漁政等部門求助，遇到施工干擾及時(shí)協(xié)調(diào)處理，排除漁船干擾。

5關(guān)鍵施工技術(shù)：

5.1 工程測(cè)量與放樣：

因天氣氣候等影響，測(cè)量結(jié)果可能偏離客觀數(shù)值，因此需要選擇晴朗、干燥、無(wú)風(fēng)天氣來(lái)測(cè)量，決定選配GPS主機(jī)及天線、筆記本電腦、移動(dòng)GPRS數(shù)據(jù)無(wú)限卡、相關(guān)軟件、便攜電源等，可實(shí)現(xiàn)全天候24h作業(yè)，有效克服不理自然條件對(duì)測(cè)量的影響。為了更好地觀測(cè)水位，配置多把階梯水尺，而且水尺頂標(biāo)高采用四等水準(zhǔn)測(cè)量并滿足精度要求。為了方便施工船的水位觀測(cè)，除了定時(shí)觀測(cè)水尺外，還 將用施工船上的 GPS 高程測(cè)量改正為當(dāng)前電子圖顯示的高程就是當(dāng)前位置的水面高程，這樣隨時(shí)可以知道當(dāng)前施工所 在位置的水面高程，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和掌握水位陡落陡漲的變化。[5]58704D23-B9BD-4EFE-8967-19F81A15EEAF

5.2 疏浚關(guān)鍵技術(shù)：

5.2.1圍堰施工：

在此港口航道疏浚工程當(dāng)中圍堰施工占據(jù)著十分重要的位置，特別是在開(kāi)展內(nèi)航道圍堰施工的過(guò)程中，應(yīng)盡可能地跳線地形較好的地區(qū)，從而提高形成吹填區(qū)的概率。在選擇土層的時(shí)候，應(yīng)傾向于選擇采取人工方式實(shí)施開(kāi)挖的黏土層與填土層，為實(shí)施分層處理奠定基礎(chǔ)，緊接著實(shí)施碾壓，為形成圍堰創(chuàng)造有利條件。

5.2.2 挖槽施工：

挖槽尺寸的確定：航道疏浚工程的挖槽施工中要選擇合理的尺寸，確保其達(dá)到工程設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。為防止漏挖問(wèn)題出現(xiàn)，在挖槽時(shí)必須將相鄰?fù)诓壑g的重疊施工工作做到位，確保其寬度大約為5m。同時(shí)，要嚴(yán)守相關(guān)施工工序，防止發(fā)生槽梗，做到邊挖邊測(cè)量，為設(shè)計(jì)出航道截面圖創(chuàng)造有利條件。再者，要結(jié)合航道截面圖對(duì)挖船的位置做出妥善的調(diào)整，若察覺(jué)到存在漏挖問(wèn)題，應(yīng)嚴(yán)格按照截面圖開(kāi)展挖槽施工工作。

5.2.3科學(xué)定位挖泥船：

船舶在施工區(qū)預(yù)先選好主錨、橫錨位置，并在GPS電子圖上標(biāo)示，指揮拖輪將挖泥船拖到主錨位置將主錨拋下，然后慢慢松主纜，退到開(kāi)挖區(qū)再出左右橫錨，再根據(jù)電子圖上船舶位置與開(kāi)挖位置，指揮船舶上下左右移動(dòng)就位到開(kāi)挖位置“下腳”固定船舶開(kāi)始施工。[6]

5.2.4找準(zhǔn)挖槽深度：

開(kāi)挖時(shí)開(kāi)挖深度通過(guò)斗臂刻度判斷、人工桿測(cè)、測(cè)深儀探測(cè)等手段確定開(kāi)挖深度和檢查開(kāi)挖深度情況，確認(rèn)開(kāi)挖滿足深度要求后，放平鏟斗，使斗桿垂直水面，把斗放到設(shè)計(jì)水深的深度，緩慢從船左到右從右到左來(lái)回掃2-3遍，斗再靠船邊，或遠(yuǎn)離船邊不同位置再掃，目的就是檢查開(kāi)挖區(qū)有無(wú)漏挖、淺點(diǎn)。邊坡開(kāi)挖應(yīng)采用階梯開(kāi)挖方式，一般一個(gè)斗位作為一個(gè)階梯，從坡頂向坡底開(kāi)挖。泥駁裝好廢碴后，航行到指定拋泥區(qū)，根據(jù)浮標(biāo)指示和施工水位，盡量貼近岸邊 進(jìn)行拋卸施工，便于岸上的挖掘機(jī)進(jìn)行二次轉(zhuǎn)運(yùn)。采用GPS測(cè)高系統(tǒng)測(cè)量實(shí)時(shí)水位變化和定時(shí)觀測(cè)水尺對(duì)比進(jìn)行水位改正，指導(dǎo)開(kāi)挖深度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水位變化，及時(shí)調(diào)整開(kāi)挖深度。開(kāi)挖深度=當(dāng)前實(shí)測(cè)水位-該斷面設(shè)計(jì)底標(biāo)高。[7]

（1）5.2.5水下碎石清理

工程中采取水下液壓破后清碴的施工工藝，開(kāi)挖時(shí)采用液壓破碎錘鑿巖，然后采用挖泥船與泥駁配合清礁。水下液壓破碎法是利用船載反鏟挖掘機(jī)進(jìn)行巖石施工的一種方法。首先將原挖掘機(jī)的鏟斗換成液壓錘，分層破碎礁石完成后將主臂換加長(zhǎng)臂、液壓錘換反鏟斗進(jìn)行清碴施工。

5.2.6泥土處理技術(shù)

1）吹填法：挖槽中會(huì)產(chǎn)生大量的泥漿，借助泥泵來(lái)傳輸泥漿至填土區(qū)，從而防治泥漿返回航道，發(fā)生堵塞，控制水源受到污染，具體的填土區(qū)定位十分關(guān)鍵，缺少接力泵時(shí)，可以結(jié)合排泥管長(zhǎng)、挖泥船的長(zhǎng)以及工程四周環(huán)境等盡可能選擇現(xiàn)有的水渠，直接排水、排泥。

2）邊拋法：挖泥船配合長(zhǎng)懸臂架同步施工，將泥土拋向航道另一端，并回收內(nèi)部大塊泥土，或者采用溢流方式借助泥泵來(lái)吸收泥漿，同時(shí)傳輸至泥艙中，借助其兩端的流口來(lái)流出泥漿，以 此來(lái)排除泥漿至水體。邊拋法能夠有效地排除泥漿內(nèi)部大塊泥土，泥塊集中接受處理，也有效地提高了疏浚效率。

3）水下拋泥法 ①在進(jìn)行挖槽與碼頭的挑選過(guò)程中，應(yīng)盡可能避免淤泥區(qū)域，所選擇的區(qū) 域內(nèi)水體應(yīng)有足夠的流速，所具備的容積不可過(guò)大。②充分考慮風(fēng)浪所帶來(lái)的影響，當(dāng)進(jìn)行拋泥作業(yè)時(shí)應(yīng)盡可能不受到風(fēng)浪影響;以就近原則為基礎(chǔ)，確保施工區(qū)域之間處于較短距離，由此縮短拋泥長(zhǎng)度，降低工程量。③控制好拋泥水域的面積與水深，若二者超出合理范圍時(shí)則會(huì)致使拋泥船轉(zhuǎn)向受到影響;當(dāng)所在水域空間較大時(shí)，可以顯著提升拋泥效率。

6航道維護(hù)

6.1 航道筑壩施工

對(duì)航道疏浚工程進(jìn)行維護(hù)施工時(shí)，借助筑壩施工，有效對(duì)航道內(nèi)部進(jìn)行管控的同時(shí)，又能增強(qiáng)其航道尺寸?，F(xiàn)在，維護(hù)航道筑壩施工的主要類型有很多，例如：丁、鎖壩等等，其壩能單獨(dú)進(jìn)行使用，也能合并共同施工，以此維護(hù)航道的效果越來(lái)越好。

6.2維護(hù)航道淺灘

維護(hù)航道疏浚工程是十分具有意義的。第一，對(duì)航道淺灘進(jìn)行維護(hù)時(shí)需要及時(shí)避讓航道內(nèi)部船只，不僅要保證航道運(yùn)行有效通暢、安全，又要保證實(shí)際進(jìn)行挖泥船施工時(shí)的安全;第二，對(duì)挖泥船工作時(shí)產(chǎn)生的泥土要有效進(jìn)行處理，確保在不影響航道施工的前提狀況下促進(jìn)挖泥船工作效率提升。

7 總結(jié)

航道疏浚工程具有較強(qiáng)的技術(shù)性，同時(shí)受到環(huán)境和技術(shù)的影響較大，并且航道疏浚是保證航道運(yùn)行效率的關(guān)鍵性措施，所以需要綜合考慮到各種影響因素，嚴(yán)格控制各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量。因此，在施工過(guò)程中，需要在保證外界環(huán)境的基礎(chǔ)上，選擇最佳的施工技術(shù)。本文簡(jiǎn)要介紹了航道疏浚施工的技術(shù)方法及重難點(diǎn)應(yīng)對(duì)措施，希望可以為疏浚工程的安全建設(shè)提供可行性建議。

參考文獻(xiàn)（References）：

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[7]王如城.航道疏浚工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J].中國(guó)水運(yùn)，2019.6： 81-82.58704D23-B9BD-4EFE-8967-19F81A15EEAF