雅瑶水道清淤施工技术研究

孙朝阳 中国水利水电第十二工程局有限公司

1.工程简介

雅瑶航道疏浚工程全长6900m，总工程量940090m³，当排沙距离挡土墙或坡脚2m时，按1:5的坡比向河心放坡。清淤至设计河底高程-2.5～-3.5m。本工程疏浚量约11.5万m³。清淤后，可起到防洪排涝的积极作用，在日常活水运行调节中，使河道水流通畅不淤，有利于改善水质。

2.河涌现状情况

雅瑶水道宽度50-200m。主要问题是局部河段较窄，排水能力不足；部分河段岸顶高程较低，防洪、排水标准不高；河道淤积严重，导致河道过流能力不足，给河道排水带来很大的安全隐患。针对雅瑶水道来水能力不足、淤积、水质差等问题，采取疏浚工程措施，清除河底淤泥和阻水岩屑，尽可能增加来水能力，恢复过流能力，加强河间联系，改善水动力条件。

3.雅瑶水道清淤施工技术措施分析

根据雅瑶水道现状，泥沙中生活垃圾和建筑垃圾（如砖石等）较多，考虑到周围环境、潮位对河流自身条件的影响以及脱水厂与河流的距离，我们主要采用绞吸式挖泥船的疏浚方式，辅以水位挖掘机的疏浚方式和人工疏浚来控制边坡疏浚质量，挖掘机采用平斗施工方式，直接成坡疏浚河底边坡上漂浮的软质淤泥；“绞吸式挖泥船+管道输送处理站”的施工方法与“生态挖泥船水上疏浚+底孔船舶运输+挖泥船转泥池+人工疏浚”的施工方法相结合。

雅瑶水道排沙距离挡土墙或坡脚约10m，坡比为1:5。清淤达到设计河底高程-2.5～-3.5m。为保护岸线及构筑物的稳定性，岸线附近及与河流有关的构筑物（桥梁、涵洞、箱涵等）宜采用人工开挖。

3.1 绞吸式挖泥船清淤施工方法

3.1.1 绞吸船清淤方法基本流程

沿河道勘探（水深、淤泥厚度等探测）→ 绞吸式挖泥船定位泥沙→ 水下管道敷设→ 水上输沙管道敷设→陆上输沙管道敷设→ 分段分层疏浚→ 管道输送至脱水场及干燥处理。

（1）施工定位。绞吸式挖泥船挖泥时，根据不同的定位装置进行分工，这些装置通常用作对称钢桩交叉钻孔法和钢桩手推车交叉钻孔法。当挖泥船在风浪大的地区配备三台电缆定位设备时，采用三电缆定位水平钻探方法。在流量大或风浪大的地区，配备有锚索横挖设备的绞吸式挖泥船采用锚索横挖法施工。在疏浚时，简单的进度是使用两根钢桩交替放置在水下作为机身旋转的中心，锚被左右放置，绞车摆动，一方面扇形疏浚，另一方面使船前进，称为双前桩水平钻取方法。单桩向前侧钻法，即以钢桩为主桩，始终以挖中心线为中心振荡，将另一根钢桩作为辅助桩，将桩向前移动并更换钢绳。本工程定位方法根据施工时的具体环境选择。

（2）绞吸式挖泥船工作原理工艺流程：工艺流程见图1。

图1 绞吸式挖泥船工艺流程

（3）分条开挖法。在进行绞吸式挖泥船时，采用适当的扇形横挖法，即挖泥船将位置桩设置在河底的淤泥层中，注意机身中心的位置，并通过液压车桩臂轴的伸缩位置，注意到桩定位机向船尾平台机身的位移，使车身在前进反应力的短距离下向前推进，每个压力距离为1.0-1.5米，最大推进距离为3.5米，相比之下左右绞车锚定挖泥船代替绳索，使挖泥船机身以桩船尾位置为中心，船长为半径的三分之一左右移动，从而达到挖泥船风扇形成交叉钻孔作业。由于河道钻探工程的设计和宽度，挖泥船采用单一钻探施工。

（4）分层开挖法。绞吸式挖泥船在施工带内疏浚时，应按50～80cm的适宜开挖厚度分层开挖疏浚。根据本工程的土层厚度，施工时一般分为两层。适当的分层开挖可以有效地减少淤积量，提高开挖精度，减少疏浚过程中疏浚区的再淤。

对于一般边坡河段，设计边坡高程以上一侧多余土方开挖采用挖水机抛入河道，然后在河道开挖区采用绞吸式挖泥船，用斗头分层挖土，用泥浆泵吸泥，经全封闭排泥管线输送，多级接力泵系统加压输送，吹入周边排泥场。其余地段土方由绞吸式挖泥船按设计断面直接开挖，运至排泥场。

对于桥区河段，一定范围内的土方采用人工配合挖泥船按设计断面开挖，然后用自航泥驳运至绞吸式挖泥船开挖区，再由绞吸式挖泥船开挖运至排土场。

3.1.2 管道敷设

绞吸式挖泥船到位后，伸出实际使用的浮动管。一根6米长的钢管用来穿过漂浮的浮动管道。柔性钢管连接到1.5米长的软管上，为挖泥船的出口管和潜水管提供了良好的移动空间。浮动管道的铺设线类似于一个简单的弯道。由于浮动管道受水流、风浪和注水结构的影响，管道各部分之间的夹子必须非常坚固可靠。同时，必须严格控制浮管的摆动和管道的平整度。

在两个方向每隔100m放置一个小锚，防止管道因水流和风速的影响而大幅度摆动，影响施工和生产。

施工前，泥浆管道将连接在河岸上。每三根泥浆管配备一根橡胶管，用于柔性连接。管道一端用定制钢板和橡胶垫密封。使用工作船将管道拖入水中，并将其半潜式拖曳。管道到达预定位置后，连接两端末站，末站设水泵、压缩空气泵（2m3/min空压机）及相应的闸阀。通过向海底管道注水并通过呼吸阀排气，可以将管道淹没。

岸管由直径Φ350mm钢管的弯头和不同角度的橡胶管组成，通过法兰、橡胶垫圈和螺栓连接。岸管采用人工吊装敷设，敷设时应尽量平直，避免死弯。

3.2 水上挖机清淤方法

3.2.1 水上挖机边坡修整施工基本流程

根据本工程河道的具体情况，经施工现场勘察，施工顺序为沿河自上而下；先确定河道部分采用水上挖掘机进行施工，再由小型运泥车运至排泥区进行脱水处理，最终运至污泥处理厂。具体施工步骤如下：

河道疏浚按从上游到下游、从中心到两侧的顺序进行施工。在水上挖掘机疏浚施工中，通过其部件和辅助工具在水面上移动和固定，用抓斗进行河道疏浚施工。首先，挖掘河中央的淤泥。在施工过程中，挖泥船将河道淤泥挖至20cm处，再将挖泥船填满，然后沿河道向下游运行。同时，将挖泥船挖运至脱水场指定的储泥罐进行脱水处理；可以把卸泥点设置为临时码头。在某一区域疏浚完成后，检查人员立即用探杆探测疏浚深度，避免漏挖或开挖深度不足。

3.2.2 人工开挖清淤

人工开挖疏浚一般成本高、人员集中度大、参与人数多、疏浚相对效率低，但是由于其有施工简单、不会造成下游污染、疏浚精度高、边界控制好和对附近建筑物影响较小等优点；因此，在本工程河流相关构筑物（桥梁、涵洞等）附近采用人工疏浚方法。

图2 浮管连接

3.3 淤泥脱水处理及运输方案

由于项目区域附近缺乏泥沙处理。污泥在各施工区收集，运至污泥临时堆场脱水。污泥含水率降至60%以下后，用长臂挖掘机将临时码头的污泥挖装至自卸汽车上，运至堆场处置。

两栖挖泥船是用来运输河流泥沙的。首先，污泥由接驳船运至临时码头，由长臂吊钩机开挖至临时污泥场脱水。含水量达到要求（60%以下）后，由专用环保车运至指定的泥沙存放地点。

4.总结

总之，疏浚清淤技术将在雅瑶水道工程中得到广泛应用和发展，技术将更加成熟。雅瑶水道清淤施工中，在吸收好的先进技术的基础上，提出更好、更完善的清淤施工技术。综上所述，疏浚工程作为保证河流水质、保护生态环境的一项重要工作，需要采取合理的清淤施工措施和途径，提高相关工程质量，为改善民生、发展经济提供足够的动力，保障河道通航功能、水力发电与防洪建设奠定坚实基础。