颍东区沙颍河阜阳闸下锚地清淤工程设计与实施

宫梦飞

（阜阳市地方海事（港航）管理服务中心直属分中心，安徽 阜阳 236000）

沙颍河是安徽省阜阳市的一条主要航道，具有丰富的水资源和良好的航运条件。然而，近年来由于长期的沉积、水土流失以及人为因素等多重原因，沙颍河河道逐渐变浅，导致航道及锚地水深不足，影响船舶航行及靠泊。为了改善这一状况，保障沙颍河航道的通航安全和区域经济的持续发展，阜阳市地方海事（港航）管理服务中心开展了沙颍河阜阳闸下锚地清淤工程，旨在提高航道通行能力，减小航道淤积对船舶通航的影响，提高船舶通航效率和安全性。

1 项目背景

沙颍河是淮河左岸最大的支流，发源于河南省伏牛山山脉，流经河南省平顶山、漯河、周口和安徽省阜阳等市，于安徽省颍上县沫河口处汇入淮河。河道全长620 km，其中河南省境内414 km，安徽省境内206 km，流域面积36 651 km2，其中河南省和安徽省境内分别为32 539 km2和4 112 km2。沙颍河流域拥有丰富的水资源、广泛的灌溉网络和重要的水上交通条件，具有极高的综合开发价值。

据1956—2001 年资料统计，沙颍河平均年径流量71.2 亿m3，汛期径流量往往占总径流量的70%～80%。近年来，沙颍河上游流域洪水季节暴雨不断，上游来水来沙不断增多，导致部分航段淤积，沙颍河航道阜阳闸闸下锚地港池淤积情况较为严重。为保障沙颍河航道的畅通和船舶航行的安全，阜阳市地方海事（港航）管理服务中心决定实施沙颍河阜阳闸下锚地清淤工程。

沙颍河安徽段航道自省界常胜沟至沫河口（入淮口）段全长约206 km，均为平原河道，河谷逐渐增深，河道平顺稳定，河床比降约为1/6 500～1/35 000，河床底质为泥沙质。沿线建有耿楼、阜阳、颍上3 座枢纽。根据《沙颍河安徽段航道整治工程施工图设计》，沙颍河安徽段按照天然和渠化河流Ⅳ级标准建设。航道尺度为：最小弯曲半径330 m，航道设计底宽50 m，航道水深2.8 m，边坡1∶5 或者1∶3。此次清淤工程旨在优化航道设计，提高航道通行能力。

根据《安徽省干线航道网规划（2018—2030 年）》，沙颍河航道常胜沟～沫河口段206 km 规划航道为III级航道。为了满足规划要求，本项目通过清淤、疏浚等措施，提高沙颍河航道的通航能力和安全性，为未来河道的综合利用和发展奠定基础。

2 施工区域地质

沙颍河安徽段航道所在河流为自然河流，随着降雨量的变化，河水流速变化较大，地层为典型河床相沉积，以粉土、粉质黏土及淤泥质粉质黏土为主。由于河水流速的变化，沉积环境发生很大变化，底层范围和厚度变化均较大，部分地段分布有粉砂。

根据沙颍河航道阜阳市北京路桥至沫河口段整治工程勘察所揭示的地层，本工程所在区域土层分布具体分述如下。

①层粉质黏土，灰黄、黄褐等色，硬塑～可塑状态，夹黏土薄层，局部灰色，疏浚岩土级别为5 级，主要分布于航道两侧河滩地的上层，厚度随河水位的升降略有变化，层厚一般在0～1.80 m 之间。

②层粉砂，灰色、黄色，极松～松散状态，饱和，夹粉土薄层，含少量有机质，疏浚岩土级别为7 级，层厚不均匀，层厚一般在0～2.10 m 之间，主要分布于河床弯道内侧。

③层粉质黏土，深灰、灰褐等色，夹粉土、粉砂薄层，软塑状态，疏浚岩土级别为3 级，主要分布于河床的上部，厚度约2.00 m。

④层粉土，黄、深灰等色，松散状态，饱和，夹粉砂以及少量粉质黏土薄层，主要分布于河床上部，疏浚岩土级别为8 级，分布范围较小，见于部分钻孔中。

⑤层淤泥质粉质黏土，深灰色，夹较多粉土薄层以及软塑黏土薄层，流塑状态，疏浚岩土级别为2 级，该层厚度变化较大，部分钻孔未穿透该层。

⑥层粉质黏土，灰黄、黄褐等色，硬塑～可塑状态，夹黏土薄层，局部灰色，疏浚岩土级别为5 级，主要分布于航道两侧河滩地上，厚度变化不均匀，层厚一般在2.80～5.40 m 之间。

⑦层粉质黏土，深灰、灰褐等色，夹粉土、粉砂薄层，软塑状态，疏浚岩土级别为3 级，厚度不均匀，最大厚度大于8.60 m。

⑧层粉土（黏质），黄、深灰等色，夹粉质黏士以及粉砂薄层，软塑状态，疏浚岩土级别为3 级，该层厚度较大，大部分钻孔未穿透该层，主要分布于河床中，主要分布于航道的后半段。

⑨层粉土（砂质），黄、深灰等色，松散状态，饱和，夹粉砂以及少量粉质黏土薄层，疏浚岩土级别为8 级，分布不连续，分布范围较小。

⑩层粉质黏土，深灰、灰褐等色，软塑～流塑状态，疏浚岩土级别为3 级，见于部分钻孔中。

⑪层粉砂，黄色，松散～稍密状态，饱和，夹细砂以及粉土薄层，疏浚岩土级别为9 级，该层分布零星，厚度较大。

⑫层粉质黏土，灰色，软塑状态，夹粉砂薄层，疏浚岩土级别为4 级。

⑬层粉质黏土，黄、黄褐色，硬塑状态，局部为可望状态，疏浚岩土级别为6 级，该层主要分布于底层，厚度较大，所有钻孔均未穿透该层。

3 项目概况

按照《航道养护管理规定》（中华人民共和国交通运输部令2020 年第20 号）要求，阜阳市地方海事（港航）管理服务中心开展航道疏浚等工作。初步勘测泥沙数量约为48 018 t（方量约为35 568.71 m3）。根据《沙颍河航道阜阳市北京路桥至沫河口段整治工程（航道部分）施工图设计》航道平面布置，本次工程疏浚起点桩号为K83+246，疏浚终点桩号为K83+526，疏浚总长度为280 m。根据阜阳闸下近20 年连续水文资料系列分析成果，本次航道养护工程维护水位为22.5 m。此处高程采用“1985 国家高程基准”。

4 工程设计

4.1 养护标准

4.1.1 航道养护标准

根据《安徽省航道养护管理办法（试行）》，沙颍河航道（常胜沟～沫河口段）养护类别为一类，本次航道养护工程按照一类养护。

4.1.2 航道养护等级

根据《安徽省干线航道网规划（2018—2030 年）》沙颍河航道（常胜沟～沫河口段）规划航道等级为Ⅲ级，沙颍河航道安徽段已于2012 年按照IV 级航道标准开工建设，2016 年航道主体工程完成交工验收。因此，本次沙颍河阜阳闸闸下段航道养护工程按照IV 级标准对航道进行养护。

4.1.3 航道维护水位

根据GB 50139—2014《内河通航标准》，对于不受潮汐影响或潮汐影响不明显的天然河流，设计最低通航水位应采用综合历时曲线法计算确定，本段航道按照V 级航道标准进行养护，维护水位选用95%保证率水位。

4.1.4 设计代表船型或船队及其尺度

根据沙颍河航道实际情况和船舶现状，结合《阜阳港总体规划调整（2015—2025 年）》规划船型、GB 38030.2—2019《内河过闸运输船舶标准船型主尺度系列第2 部分：京杭运河、淮河水系》、GB 50139—2014《内河通航标准》船型以及航道整治船型，并从航道条件、货种运输适应性及运营条件等方面综合分析，提出沙颍河阜阳闸下段航道养护工程设计船型，详见表1。

表1 设计船型表

4.2 平面布置

航道定线的基本原则是充分利用现有河槽，即航道中心线尽可能走原河道深泓线，尽量维持河道原有的平面形态，局部河槽宽度不足处，通过疏浚理顺河槽等工程措施，以满足IV 级航道标准要求。本工程为航道养护项目，平面布置采用原航道整治工程平面布置方案。

4.3 纵断面设计

航道纵断面设计时，需根据设计低水位及设计水深，确定相应航段的设计航道底高程航道纵断面按平坡设计，不设纵坡，按维护水位减去维护水深作为航道底高程。

4.4 横断面设计

疏浚横断面设计主要包括挖槽宽度、挖槽深度及设计边坡。

根据本次航道养护工程平面布置方案，确定本次挖槽宽度为50～153 m，挖槽左边线为阜阳闸闸下锚地挡墙前沿线及水域底边线，右边线为沙颍河右岸设计航道底边线。

根据《沙颍河航道阜阳市北京路桥至沫河口段整治工程（航道部分）施工图设计》沙颍河航道整治工程航道尺度为：最小弯曲半径330 m，航道设计底宽50 m，航道水深2.8 m。本工程为航道养护工程，维护水深与原设计保持一致，取为2.8 m。

本工程设计边坡与沙颍河航道整治工程设计边坡保持一致，锚地侧翼墙段设计边坡为1∶4，靠船段由于靠船墩及挡墙限制，不设疏浚边坡。

本次清淤工程选取2 m3抓斗式挖泥船，设计超宽取3.0 m，超深取0.4 m。

根据最新实测地形，采取断面法对本次养护工程疏浚量进行计算，本工程净挖方量为29 136.68 m3，超挖量为3 776.825 m3，总疏浚土方量为32 913.505 m3。

5 施工工艺

5.1 工艺流程

针对本工程的具体施工条件，选择了船挖、船运作业方式进行疏浚工程。具体的施工工艺流程如下：①挖泥船在疏浚区域进行精确定位，并开始挖掘泥沙；②泥驳船靠近抓斗式挖泥船，进行泥沙装载；③装满泥沙的泥驳船航行至泥沙买受方指定的码头进行卸载，或直接交付给买受方的船舶；④卸载完成后，泥驳船返回疏浚区进行下一轮的装载。

挖泥船在进行定位时，采用GPS 定位系统。挖掘过程中，按照先上游后下游的顺序，采用横移挖宽、纵移挖长的方法。在一个工作区域的疏浚任务完成且已挖部分达到设计要求后，挖泥船将移至下一个区域继续作业。

在各施工区域、段和条的起点，设置明显的标志，并在作业区安装水位尺，以明确开挖位置和深度。疏浚作业船只按照水流方向进行布置。

准确掌握船舶的移动特性以及施工期间的水流、风向等情况，选择合理的对标位置，定期校准并调整船位。同时，校正挖深指示标记，确保挖掘的宽度和深度符合设计要求。

5.2 施工机具选择

根据疏浚工程量的大小、施工工期、土质以及疏浚土的处理要求，结合挖泥船的施工水位和疏浚深度要求，选择了配备2 m3抓斗式挖泥船和泥驳船作业的施工方式。

5.3 抓斗式挖泥船与泥驳船施工

施工过程中，首先使用抓斗式挖泥船将开挖范围内的土方抓起，然后放在配备的运泥船上。接着，运泥船将泥沙运至买受人指定的码头或买受人船舶前沿，再由抓斗将土方转移并堆存。

5.3.1 抓斗式挖泥船

抓斗式挖泥船通常采用纵挖法施工，顺流、分段、分条、分层挖泥。具体如下。

顺流挖泥：即挖泥方向顺水流方向，头锚抛向下游，尾锚抛向上游。

分段挖泥：长距离的挖槽可分为若干段，每段长度约60～70 m，段间设立横向标志。

分条挖泥：当挖槽宽度大于挖宽时，将其分为若干条，每条都设立纵向导标。

分层挖泥：若泥层厚度超过一抓斗的最大挖深时，应分层进行挖掘。若挖槽泥层过厚或土质坚硬难以挖动，应实行逐段分层。即在整个分段挖槽中分几层开挖，先完成上层挖掘，然后船只后退，进行第二层挖掘。挖完第二层后，再进行第三层挖掘，逐层挖掘至设计深度。

5.3.2 泥驳船

泥驳船通常采用封底式设计，主要用于承载和运输挖掘出的泥沙。由于封底泥驳船舱底封闭，无法直接进行装卸泥沙，因此必须依靠其他设备进行卸泥作业。

总结：本次疏浚工程将采用船挖、船运作业方式，通过精确的定位和合理的施工顺序，确保疏浚效果符合设计要求。施工过程中，将严格控制施工机具的选择和使用，确保施工质量和安全。

6 对疏浚所产生泥砂的处置

在工程开始前，颍东区财政局委托安徽省阜阳市建设工程质量检测站有限公司对颍东区沙颍河阜阳闸下锚地清淤工程所要清走的泥沙进行了检验（依照JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》），结果见表2。

表2 沙颍河阜阳闸下锚地清淤工程所产生的泥沙颗粒级配

考虑到颍东区沙颍河闸下段缺少合适的抛泥区，该工程产生的淤土由区财政部门进行评估后进行拍卖。拍卖所得全额上缴颍东区财政。

7 清淤工程达到的效果

通过本次沙颍河阜阳闸下锚地清淤工程，有效地改善了沙颍河航道船舶航行及靠泊条件，使河道通行能力显著提高，为沿线地区经济发展创造了有利条件。同时，清淤工程的实施还有助于河道水域生态环境的改善和水资源的综合利用，进一步展现了沙颍河航道水运功能的优势。

1）是解决航道及锚地水深不足的问题，改善船航行及靠泊条件的必要措施。由于沙颍河上游流域洪水季节暴雨不断，上游来水来沙不断增多，沙颍河阜阳闸闸下锚地及部分航段淤积严重，仅能适应300～500 t 级船舶航行。近年来随着船舶标准化及大型化进程加快，进入沙颍河航道船舶大型化趋势明显，目前以1 000～2 000 t 级单船为主，航道及锚地水深不足，船舶航行、靠泊过程中易发生搁浅等事故，限制了部分船舶在沙颍河的航行。通过本次航道养护工程，可有效解决改善船舶航行及靠泊条件。

2）是充分发挥沙颍河航道水运功能、促进沿线地区经济发展的需要。沙颍河航道是安徽省“一纵两横五干二十线”干线航道网中“一纵”的重要组成部分规划航道等级为I 级，自沙颍河航道整治工程于2017 年交工验收以来，航道可常年通500 t 级船舶，航道设计年通过能力可达12 057 万t。近年来由于上游来水来沙的不断增多，导致沙颍河航道部分航段及锚地淤积严重，水深已不能满足船舶通航要求，严重影响了沙颍河航道的通航条件。

8 结束语

总的来说，本次颍东区沙颍河阜阳闸下锚地清淤工程的设计与实施执行得比较顺利。通过本次疏浚工程，航道水深由不适合大型船舶通行提高到满足大型船舶常年通行需要，显著提高了沙颍河航道的航运能力，有效改善了船舶航行及靠泊条件。这不仅有助于释放沙颍河航道的水运功能，促进沿线地区经济交流，也会带来更好的生态环境和综合利用效益。未来，随着沙颍河航道的进一步整治和综合利用，其在区域经济、水资源开发、生态保护等多个领域的价值将得到更好的体现。

值得一提的是本次工程对疏浚过程中产生的淤泥予以妥善利用，并通过拍卖获得资金，为阜阳市地方财政增加收入。整个工程设计和施工流程高效而规范，取得了令人满意的技术效果。

总体而言，本次沙颍河阜阳闸下锚地清淤工程完全达到了预期目的，为沙颍河航道的后续发展和优化提供了有力保障。同时，通过探讨工程背景、设计要点以及清淤效果等方面，为类似的航道养护工程提供了借鉴。未来沙颍河航道的建设道路上还有很多工作值得探索与改进，也期待能带来更多进步。