浅谈长江口航道维护耙吸船施工工艺

张亚

摘 要：本文试图通过多年长江口航道维护实践，分析总结长江口航道维护耙吸船施工工艺，以期针对航道不同区段、不同淤浅寻求科学合理的施工工艺，对施工进行可操纵性指导，进而提高航道维护效率。

关键词：长江口航道;耙吸船;施工工艺

中图分类号：U61           文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2021）03-0050-03

长江是我国的黄金水道，流经七省二市，贯穿我国人口和产业最密集的地区，长江口深水航道于2011年5月18日正式进行维护，全长125.27km，设计深度12.5m（理论最低潮面），设计底宽350～460m。长江口航道回淤特征有：回淤总量大、回淤空间分布高度集中、回淤的时间分布高度集中的特点。长江口深水航道为无备淤水深航道，采用定深挖泥、随淤随挖的维护模式。多家科研单位、国内专家、多家大型国有施工企业多年来不遗余力地投入到该航道治理的研究中，长江口航道经13年的建设及近10年的维护实践，积累了丰富的治理经验，其中航道维护疏浚的施工工艺日趋成熟，高效地保障航道安全畅通。参建单位及专家对于维护疏浚施工工艺的研究始终没有停止，本文试图通过多年长江口航道维护实践，分析总结长江口航道维护耙吸船施工工藝，以期针对航道不同区段、不同淤浅寻求科学合理的施工工艺，对施工进行可操纵性指导，进而提高航道维护效率。

1 一般工艺

长江口航道维护疏浚主要船机设备为耙吸式挖泥船，经多年实践，以舱容9000立方以上耙吸船为宜。施工方法主要为装舱溢流法，其一般施工过程是：耙吸挖泥船进入指定的开挖带内，将耙管放至水平状态后启动泵机，将耙头下放至泥面，将耙管内的清水直接排出舷外，待泥管充盈高浓度泥浆后再打开进舱闸阀装舱;当泥舱装满后仍继续泵吸泥浆进舱，使泥舱上层低浓度的浑水从溢流口溢出。根据不同土质和船机特性控制装舱溢流时间，尽可能使泥舱的装载量达到最大，然后停泵起耙，把装载的泥砂运到指定抛泥位置卸泥。

2 枯季疏浚扫浅工艺

长江口深水航道每年12月—次年5月为枯季，期间回淤量少，约占全年回淤总量的15%左右。扫浅原则为加强水深监测，保证每月1～2次航道全测、2次加密测量。可根据航道测量水深情况和气象条件研判深水航道冲淤变化频繁变动段在后续一定时段的回淤态势，在航道处于强潮动力周期时段，对浅值小于或等于20cm的浅点可暂不安排扫浅施工，通过水流冲刷和定期水深监测，冲刷效果显现后再安排疏浚船舶施工航槽内仍然存在的浅点或浅区，以提高扫浅效率。

对航道零星浅点、小块异形浅区，为加快扫浅进度和降低维护疏浚量，可在保证施工和航行安全的前提下，采用“正倒车"法、长短距往返扫浅施工法、"S型”、“8字型”、“米字型”以及大斜线等多种不同施工方法（见图1）进行疏浚扫浅维护。

对航道零星浅点和小块异形浅区，可在航槽内通航船舶流较小时段，采用正倒车法，在短时间内小范围反复多次上线，加大小块浅区过耙次数和过耙面积，快速扫除浅区范围的浅点。

对航道菱形和形状不规则浅区，可根据浅区形态在通航船舶流许可时段，分别采用“S型”、“8字型”、“米字型”及大斜线等施工方法，通过耙头在短时间内多次多方位扫过浅点，增加不规则浅区的过耙面积，通过耙齿切削和泥泵真空吸力清除浅区砂包恢复通航水深。

3 洪季琉浚扫浅工艺

长江口深水航道每年6月～11月为洪淤季节，随着上游来水来砂增加，回淤量骤增且集中在上航道下段、下航道上段，为确保航道畅通，洪季扫浅采用与枯季不同的施工工艺。

3.1分段搭接施工

针对每次测图合理分配施工力量，安排施工能力较强和操纵性灵活的挖泥船在集中回淤区段进行分段施工，同时尽量安排船型相近或相同的船舶同区段施工，确保施工节奏一致，另外要求同区段施工船舶加强沟通协调，船舶流密集时，调整施工节奏，尽量避开同时槽内施工。

3.2选用合理的疏浚机具

影响船舶施工效率的工艺因素有很多，采用合适的挖泥机具等疏浚设备至关重要。采用适用于挖掘长江口土质的挖掘型耙头（图2），其耙头须带有液压装置用以调节活动罩角度，且耙齿带有高压冲水喷嘴，遇密实土质可启用高压冲水，提高施工效率，泥舱内均有高压冲水提高抛泥效率。

耙吸挖泥船各种耙齿如图3所示。其中，宽齿：适用土质为有机质土、泥炭、淤泥土类、中砂类（开高压冲水）以上;窄齿：适用土质为粉土类（开高压冲水）、细砂类以上（开高压冲水）、碎石土类;双犁形齿：使用土质为粘性土类。

4 浮泥及骤淤影响下航道维护工艺

4.1驱赶浮泥的施工工艺

台风或寒潮大风后，在航槽内常会形成具有一定流动性的较厚浮泥层。施工船舶应根据浮泥的不同阶段通过调整波浪补偿器压力和装舱溢流时间，寻求在最短时间内取得清除浮泥和恢复通航水深的效果。由于深水航道维护施工船舶的施工区段调整较为频繁，不同施工区段的土质也有一定区别，因此施工船舶必须定期做泥样分析，及时调整工艺参数，确保高效扫浅。

4.2根据不同浮泥变化阶段的施工工艺

4.2.1浮泥生成和发育期

随着气温上升、台风影响等天气因素的变化，在浮泥早期出现时应对深水航道重点回淤区段每日开展浮泥动态监测，通过高低频水深研判浮泥范围和厚度，根据浮泥分层密度研判其对深水航道内通航船舶的安全影响，同时加强观察浮泥区域施工耙吸船舶的进舱泥样和装舱浓度的变化，要求在浮泥区域施工的船舶适时增大高压冲水压力，延长装舱溢流时间，加强对浮泥体的扰动，以促进航槽内浮泥的扩散和被水流带出航槽。

4.2.2浮泥发育高峰期

浮泥发育高峰和峰值阶段，在加强疏浚船舶投入的基础上，应适当调整施工参数，保持高压冲水的（高）压力值，落潮时段应适当增加溢流时间，借落潮优势流冲散浮泥，涨潮时段可适度减少溢流时间，减少浮泥向上游移动，尽快降低浮泥层厚度，以促进航槽内水深的恢复。

4.2.3浮泥消散期

应在保持高峰阶段施工工艺的基础上，采取由航槽内向航槽外布线施工的方法，在促进浮泥消散的同时，优先保障航槽中部水深的恢复和航行船舶的通航安全度，并保持高压冲水压力值，继续促进浮泥消散，提高清淤效果。

4.2.4浮泥固结阶段

经过一定时间的强化疏浚后，航槽内仍会残存部分未清除尽的浮泥，该阶段部分浮泥将固结在河床表面形成淤泥质回淤土，此时应恢复常规施工工艺，将高压冲水恢复到正常值，并恢复常规的溢流时间。该阶段应加强浮泥影响区域的水深监测，并对残余的浅区浅点采用针对性工艺进行扫浅。

参考文献：

[1]刘杰.长江口深水航道冲淤演变与回淤研究[M].北京海洋出版社，2014.

[2]刘杰，程海峰，赵德招.长江口12.5m深水航道回淤特征[J].水科学进展，2014（3）：358-365.

[3]范期锦，高敏.长江口深水航道治理工程的设计与施工[J].人民长江，2009（8）25-30.

[4]冯俊.浮泥发育时双频回声测探误差及其对适航水深监测的影响[J].水运工程2011

[5]周海，季岚，应铭.长江口南港-北槽深水航道常态回淤原因研究总报告（2013年度）[R].中交上海航道勘察设计研究院有限公司，2014.