内河港航施工中回淤问题及应对措施

张洪友

摘要：指出了港航工程项目是内河航道管理中的重要部分，回淤问题是港航施工中的难题，需施工人员采取有效措施解决回淤施工问题。分析了港口航道工程施工中的回淤问题的原因及特征，并以实际工程为例对其提出了相应的应对措施，实际应用取得了良好的施工效果。

关键词：港航工程;回淤问题;挖泥船

中图分类号：U655文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）14-0249-02

1港口航道工程施工回淤问题

我国东部沿海及主要内河下游普遍為沙质河床，所处自然条件下易发生淤积，随着经济的快速发展，沿海周边地区经济发展对港航需求量不断增加，在港口与航道建设时易发生回淤问题。

港航施工中回淤问题具有不确定性、清淤困难等特点，相关人员进行了深入的实地考察与实验分析，提出了回淤理论及经验公式，但现有技术无法从根本上解决港航施工回淤问题。

回淤问题是泥沙运动的直接结果，泥沙受风浪等动力作用发生位移，动力条件减弱时泥沙发生淤积。对粒径<0.03mm的淤泥质海岸与>0.25mm沙质海岸航道，回淤现象不严重，沙质海岸淤泥严重，可能堵塞航道，需慎重对待。

2港航施工回淤问题的原因

挖泥船施工效率取决于吸泥系统的工作效率，挖泥船作业中常按超0.5m左右的深度进行作业，但不能避免实际的开挖深度与下刀深度间的差距，顺流中回淤厚度约为30cm，逆流开挖回淤厚度约50cm，顺逆流都会产生因绞刀作用带来的淤泥不被完全吸收的问题，在水泥作用下沉积到吸泥口后端，积沙厚度超3m时出现漏沙问题。

挖泥船是挖泥作业的主要工具，其性能及吸泥能力直接决定吸泥效果，海狸600绞吸式挖泥船在顺流情况下，被铰刀扰动的泥沙易随水流流走，挖泥效率能达到10%。逆流开挖条件下，泥沙能较顺利的进入吸泥口，挖泥效率达到12%，回淤量较小。因顺流时水压压弯水泥的输泥管，施工受到影响，逆流条件下不会对管道产生影响，实际挖泥工作中尽量采用逆流开挖的方式。

一次性的泥土开挖作业中，泥土厚度对回淤量有关键的影响，如开挖泥层厚度较薄，吸泥效率较低。开挖泥层较厚使削割泥土不易全部吸人，严重影响开挖质量。铰刀形状及转速会对土壤开挖回淤量有一定的影响，要求施工中根据土壤性质，选择合适的铰刀，控制铰刀的移动距离。

3港航施工回淤特征

通常港航工程发生回淤需要有泥沙来源、水流动力及促成淤泥的环境，某港口航道段泥沙淤泥全年不均匀，淤泥现象集中在下半年，结合港口水域的实测风浪资料，分析港口水域波浪情况计算波浪产生的最大河底流速，航道年际回淤情况大致相同，同一吨级航道不同年份回淤深度基本一致。

施工回淤现象随空间变化规律体现在沿程回淤分布及回淤随浚深变化规律，断面平均回淤强度沿航道里程增加先增后减，航道内段起点到转弯段回淤强度呈现缓慢增加趋势。在保证航道走向不变，仅脱宽了原航道，相对回淤量随航道浚深增加，统一断面航道回淤量逐渐增多。

某港口水域泥沙主要受风浪控制，通过分析多场大风资料，推导出航道回淤量公式，将模型计算大风骤淤量与实测骤淤情况对比，证明模型误差在35%以内，回淤量随风级增大。

4长江口北槽冲淤深水航道工程

长江口深水航道质量治理工程引起了北槽河床明显的冲淤响应。工程前水面横比降存在，横沙东滩与北港水流进行交换，涨落潮水流分散汇合在北槽形成不平的纵剖面，江亚北槽分散了北槽水流，不利于北槽上段拦门沙河槽的冲刷。主槽局部区域形成10m深槽。长江口深水航道治理工程北堤封堵了横沙东滩窜沟，导堤与丁坝共同作用，北槽水流归顺进一步增强。

泥沙预算是地貌演变分析中常用的工具，泥沙预算值代表进入河槽单元的泥沙净通量。根据地形测量资料，对北槽进行泥沙预算，因无法计算北槽各抛淤区淤泥量，统计数据较不完整，长江口深水航道治理工程北槽各抛淤区无明显淤积。泥沙预算不考虑此部分数量。

北槽拦门沙河床冲淤对流域水来沙有明显的季节性响应，枯季河槽冲刷，长江口深水航道治理工程实施后，主槽河床对工程建设产生明显的冲淤响应。丁坝建设期间，河床冲淤对工程响应掩盖了的季节性冲淤响应。

分汊河口是常见的河口形态，其维持需一定的水分条件，分汊河口上提下移影响汊道间水沙分配关系。因分汊河口汊道间水利及河槽冲淤互动性，分汊河口演变规律较复杂，开展河口治理工程作用下分汊河口冲淤研究，可探寻分汊河口演变基本特征。

河口河床演变是挟沙水流与河床相互作用的结果，南北槽落潮分流比变化，表明落潮水流动进行了重新调整分配。丁坝束流作用下，丁坝田普遍淤积，北槽进口段长约13km的河段均有一定淤积。

天然条件下稳定的汊道，其潮量与水断面形成某种关系，南北槽落潮分流比变化引起分汊河床断面面积变化。南北槽汊段河槽平面摆动受制约，使其与落潮量相适应。南北槽分汊河段各汊断面平均水深与分流具有较好的响应关系。

5港航施工回淤问题的应对措施

本工程水工项目有12000DWT驳船卸煤码头泊位一个，疏浚项目主要内容有港池开挖，挡沙堤水下基槽开挖，码头前港池设计底标高为-8.36m，为项目配备的船舶根据现场进度情况确定，采用泥驳将废弃料运至指定地点抛卸。

5.1改进施工技术

（1）做好科研工作，掌握建港岸在自然条件下的变化规律，结合现场水文及地形演变资料，选择回淤轻微的海岸，考虑海岸工程建成后对自然状态下泥沙运动规律的影响。对不能有效利用的人工港进行合理的港航建设规划。在港航建设中统筹工程方案，在对回淤影响较小的季节组织施工，减少施工中对基槽的回淤，如常年回淤严重港池不宜一次性挖掘过深。

（2）做好贯穿港航建设全过程的观测工作，通过测量取样数据分析回淤问题，根据分析结果调整施工方案。重力式码头基槽回淤采取开挖备淤槽措施，但仍有悬移质落淤，制定施工船舶调配计划，确保施工段内不发生严重回淤问题。

（3）基床是基槽中抛填完块石的基础结构，基床顶落淤可能导致码头沉降，如基床发生回淤，必须进行清除。基床清淤包括挖掉机床及清除回淤物。

（4）挖泥船根据给定坐标位从外面进入开挖区域，船舶在进入开挖水域后由GPS测量仪器配合在船舶到达设计位置时抛船艏作最终定位。开挖项目投入使用的挖泥船为非自航链斗式挖泥船，配备有非自航泥驳，主挖泥船由拖轮拖带移动。

（5）链斗船工作由拖轮拖带至施工水域通过船上GPS定位后抛设左右边锚就位。抛锚距离长短根据现场情况确定。工作时船靠在主船两侧装料，使链斗对开挖料切割完成开挖作业。施工中通过前锚完成船体进尺，开挖中控制好主船前后左右进尺。

（6）改进挖泥船的铰刀形状，使铰刀形状能与施工区域的土层厚度相适应，配合改进后的吸泥系统，提高淤泥的挖掘运输效率。可通过直接连接挖泥船与泥浆泵，提高输沙的浓度，每日的输沙量可达到5000m³左右。

5.2应用泥沙数模

回淤治理前通过泥沙模型模拟回淤问题能指导回淤的治理工作，提升航道的通航能力。泥沙模型模拟实验在长江深水道泥沙回淤问题治理中发挥巨大的作用，泥沙模型模拟法最初只能实现对泥沙情况的二维模拟，其模拟效果不真实，不能考虑潮汐及浪潮等因素对回淤的影响，为提高模拟的效果，正式施工前对泥沙模型进行改造升级，结合海底及维度位置等因素综合考虑，拟定施工区域内回淤量的预测，实践证明模拟结果与实际差距不影响施工质量。

随着经济的发展，长江水道运输能力难以满足经济的发展要求，需解决长江港航工程建设的回淤问题，近年来泥沙数模研究提高了对泥沙运动规律的模拟水平，在使用中能根据实际水文条件修改模拟相应数据，使得模型对地形的模拟更加逼真。对实际施工指导水平逐步提高，在航道回淤治理中应用前景广阔。

6结语

港航工程回淤问题是施工中必须克服的难题，其影响建筑设施基础的坚固性。对港航建筑质量有根本性的影响，要选用性能良好的挖泥船，根据土质改进铰刀形状，重视泥沙数模的作用，提高港航工程泥沙治理水平。