内河航道疏浚工程施工技术分析

王春飞

摘 要: 疏浚工程对提高航道通航或排洪能力具有非常重要的作用。在工程施工前应做好施工布置、设备选择和测量放样工作。着重对施工过程中的挖槽、泥浆的输送和处理技术进行分析。

关键词: 疏浚工程;施工;泥浆输送

中图分类号: TU74

1 施工前的准备工作

1.1 施工布置

本着“有利施工、方便管理、安全可靠、布局紧凑、运输畅通、减少干扰、经济合理”的原则进行,并符合招标文件和文明施工要求的原则进行布置。同时,必须确保与地方国民经济和社会发展总体规划、城市总体规划、新农村建设规划等综合规划相协调,做好与流域、区域水利规划、水资源综合规划、湖泊保护规划等水利规划的衔接,实施必要的河道布局上的调整。此外,施工必须坚持慎之又慎的生态观,在不破坏原有水系的基础上时进行施工作业。

1.2 施工设备

疏浚施工是一种特殊的工程产业,必须依靠挖泥船及其附属船舶来完成。因此,设备性能状态的优劣是疏浚施工正常进行的最关键的因素。在施工设备应遵循的选择原则是技术上先进、经济上合理、生产上适用。所以要充分考虑机械设备技术性能和规格的适用性、生产性、可靠性、维修性、安全性、灵活性,以及还要考虑设备的购置费、运转费和维修费等。

1.3 工程测量、放样

内河航道施工的测量放样难度较大,目前主要采用先进的全球卫星定位系统GPS和SDH一13D型测深仪进行疏浚测量、放样。选择风浪小没有雾的好天气进行。施工样标由工程项目部自行设计。出于测量精准度和施工成本的考虑,通常采用一种钢筋混凝土预制块,在预制块上面用钢缆系红色浮标,不易丢失,又可以重复使用。GPS放出大样,每个断面两个控制点,左边为控制桩,右边为方向桩,然后根据大样进行加密,每25 m测放一个断面,并用钢管或竹竿放出平面分条开挖的边线及中心线。

2 施工方法

2.1 试挖

正式施工前安排经验丰富的挖泥能手上台操作,选择挖泥船最佳的横移速度、切削厚度、前移(进档)距离、主机转速、泥浆浓度等各项挖泥技术参数,以达到最好的挖泥工效和施工效果,同时做好试挖的各种原始记录,编写试验报告,选择最优组合进行施工。

2.2 挖槽施工

(1)挖槽深度。在试挖数据的基础上,最终确定绞刀和抓斗的下放深度,保证施工挖深。疏浚施工根据挖泥泄漏和回淤情况增加施工超深。超深的厚度通过施工初期试挖确定,并根据实际情况和实测资料随时修正。由于疏浚工程工期都比较长,采用先挖上层和回淤较小的地段,最后一层和回淤最严重地段留在接近完工时开挖。开挖最下一层土时,厚度宜薄一些,并适当放慢横移速度。同时,根据开挖时到竣工时的时间的长短不同,预留不同的回淤超深,并保证完工时挖槽符合设计的要求深度。

(2)挖槽尺寸。每条挖槽均与相邻挖槽重叠5m,以防止漏挖。挖槽边坡分层分阶梯施工,注意重叠部分,以避免遗留浅埂。开挖施工过程中对开挖区域进行检测,绘制开挖断面图,如发现出现漏挖现象,及时调整船位,对漏挖区域进行补挖,直到满足设计要求。

2.3 疏浚泥浆的输送

(1)泥浆管路敷设。为了保证通航,避免来往船舶对施工的干扰,管线通过老航道时,需敷设水下潜管。水下潜管采用柔性连接,以适应水下地形,方便沉放起浮。在水面上连接成整体后分段下放,敷设前需测量老航道的水下地形,保证下设潜管后的航道水深不小于2.5 m,敷设前在水深不足的地方重新挖槽。水上输泥管应确保水上浮筒密封无漏,防止被风浪打沉,橡胶软管与水上排泥管的接头要牢固;卡箍螺丝拧紧,防止漏水和脱节。

(2)输送方式。疏浚泥浆的输送经泥泵方式完成。泥泵的工作由吸泥和排泥部分组成,吸泥和排泥的工作过程是连续进行的。远程输泥主要由接力泵站完成。为了远程输泥,把几台泥泵用输泥管线串联起来工作的输泥泵统称为接力泵站。它是由吹泥船、站池(泥浆池)、泵站和输泥管线等一系列设备装置所组成。接力泵站和吹泥船的联接主要有直接串联方式,设中间站池贮存泥浆方式两种。直接串联方式是将吹泥船直接与接力泵串联。这种连接方式在吹泥船换驳时,泵站要停顿而吸清水。设中间站池贮存泥浆方式是吹泥船和接力泵分别单独工作,互不干扰。这种方式较为常用。

2.4 疏浚泥土的处理

2.4.1 水下抛泥法

在受土质、挖泥机具备设备条件和两岸地形条件等限制而不能利用泥土时,选择地点进行水下抛泥时,要考虑以下几点:(1)选择在流速小、容积大及对挖槽、航道、码头、水工建筑物等不产生淤积的水域。(2)尽量靠近挖泥地点,以缩短抛泥距离。(3)抛泥区要有一定的水域面积和水深,以便于抛泥船出入和调头,节省抛泥作业时间。考虑水深时,不但要注意泥舱在泥门开启时的吃水,还要注意泥堆的高度。此外,在潮汐地区,最好选在低潮时抛泥船也能自由进入抛泥,否则就要待潮或减载作业,降低生产率。水下抛泥法的泥土处理效率很高,可以在许多情况下获得较低的回淤率。但是,这是以牺牲挖泥船的工作时间为代价换来的,因而疏浚效率较低。

2.4.2 边抛法

(1)旁通。现场实测和水槽试验都证明,从旁通口排出的泥浆是立即潜入水底的。这是因为它具有较大的动能和位能。泥浆潜入水底后,与河底及水体发生摩擦,能量逐渐消失,泥浆中的土块在潜入点附近首先沉积下来,其他颗粒也由粗到细,随着能量的消耗而逐步沉积,变成河床的一部分,而一些极细的颗粒则被紊动扩散于水体中。故水流流速愈大,泥沙愈细愈易分散,紊动扩散于水体中的泥沙数量也愈多,泥沙沉积后离潜入点的距离也愈长,说明旁通的效果也愈好。为了使更多的泥沙带往挖槽外沉积,得到较好的疏浚效果,除了要求有较大的水流流速外,还要求水流方向与挖槽轴线具有一定的交角。交角愈大,效果也愈好。

(2)溢泥。由泥泵吸上来的泥浆进入泥舱内,而多余的泥舱两侧的溢流口连续排入水中。这种方法可使泥浆中的土块和粗颗粒泥沙拦截于泥舱内,至泥土满舱再去抛泥,这就减少了挖槽内的回淤; 同时,因从溢流口排出的泥浆具有较小的功能位能,使泥沙不潜入到河底,这就有利于泥沙颗粒在较大的面流流速场内紊动扩散,提高边抛施工效果。

2.4.3 吹填法

吹填法是将挖出的泥土利用泥泵输送到填土地点,以使泥土综合利用。吹填法处理疏浚泥土,不仅能使泥土综合利用,为国民经济的多方面服务,而且避免了疏浚泥土回淤航道的可能性( 特别是在某些河口地区),是一种较

优的方案。以吹填法处理泥土,需要认真选择泥场。

3 结语

内河航道疏浚工程是资金、技术密集行业。为了实现既定工程目的,控制对自然、生态环境产生影响,必须加强施工技术分析。特别是对于疏浚工程量较大或较复杂的工程,更应在多方案比较的基础上精心设计,文明施工、强化监理,严格验收,确保疏浚工程目标的实现。

参考文献

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