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摘要：港口航道疏浚工程属于隐蔽工程范畴，是管理难度较高的港口工程。自古就有港口航道疏浚工程，从18世纪以来，蒸汽机的发明带领港口航道疏浚工程步入全新的时代，并且有很多大型挖沙船参与到疏浚工程中来，极大地保证了疏浚工程的质量和投资资本。根据疏浚地区的施工条件，可选择水力式和机械式挖泥船进行航道疏浚。本文基于航道疏浚工程中的关键施工技术研究展开论述。
关键词：航道疏浚工程；关键施工技术；研究
引言
港口航道疏浚工程施工的顺利开展需要有效地开展航道与港口维护工作，港口航道疏浚工程是航道港口维护中的重点内容，施工人员必须了解和把握港口航道疏浚工程中的技术要点，这样有助于港口航道疏浚工程质量的提升。
工程概况
某项目疏浚与吹填工程的施工内容
根据总平面布置上各码头所需水域底标高的不同，各疏浚区域的尺度见下图
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疏浚工程：
共分6个区域，包括如下：30万吨油泊位（液1）港池和调头水域；5000吨油及化工泊位（液4液7）港池及调头水域；10000吨化工泊位（液3）港池及调头水域；10万吨级油（液2）、工作船（工）及7万吨散货泊位（固1）港池及调头水域；5000吨杂货泊位（固2）港池；一期顺岸码头（液3、液2、工、固1固2）港池、调头水域及支航道；疏浚面积147.1万m2，开挖边坡1：5，疏浚方量约2088万方（不包括超挖和施工期回淤量）。本次水域疏浚边线定顺岸码头前沿线往外50m，顺岸码头前沿线至往外50m的范围及滚装泊位范围划归后续的码头工程范畴。
疏浚区域的划分及主要尺度根据总平面布置上各码头所需水域标高的不同。
各疏浚区域地形及设计底标高详见下表：
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吹填工程
疏浚工程的泥土吹填至后方吹填区，平均吹距：1.6km。吹填区位于顺岸码头的后方约100m～900m的纵深范围，南侧依靠一期厂区陆域边坡，吹填区目前为浅滩，形状基本为长方形，长约2600m，宽约830m。总面积约217万m2。
疏浚中粗砂需用于二级围堰的建设，尽可能充分利用。其余淤泥、粘土等疏浚土应吹填至吹填区远端，作为自然固结的填料。
1港口航道疏浚工程的施工难点与处理方法
1.1硬土质层的开挖
由于航道工程施工过程的环境中有很多石块，并且石块的直径较宽，这样容易损害挖泥机。要更好地提高船舶的运行效率，施工人员要观察施工地区的地势和地质特点，并且了解周边的环境特点。正式开展开挖工作的时候，由于土质较硬地区的施工难度比较大，会影响排泥管线的长度，不利于泵机的有效运行；第二，船舶设备的运行状况与硬质土破碎或裂缝有关。如果破碎岩石上面没有规则，那么就要使用一般的试样格栅，这样可以避免出现堵口现象，从而有效地提升泵运行效率，还可以对泵叶进行改进，设置为小叶轮泵叶，并且使用四片吸口格栅，进一步缓解堵口现象。对于前期地质勘探不详细，地质情况有局部突变的情况应及时进行补勘。在疏浚过程中，如发现局部区域存在散石、铁板砂及泥岩，给绞吸船施工造成巨大的困绕，散石、铁板砂会多次造成绞吸船泥泵损坏。散石可采用抓斗船进行清碍，铁板砂采用抓斗船吊重锤对铁板砂破碎，然后用重型抓斗进行清碴。泥岩采用20～25方抓斗船进行开挖，开挖土体喂给绞吸船倒吹上岸。
1.2施工规范，设计合理的施工流程
（1）施工工程船选择和运输路线确定。根据施工现场的水深情况和淤沙类型，选择合适的施工抽沙工程船，抽出的疏浚料通过自卸砂船运到指定区域，在陆地上进行机械平整，疏浚料的运输应以出海口、疏浚物受纳地的地理位置形成最佳的运输路线。为了防止疏浚物回流，在疏浚物受纳区下部应当设置护沙袋，施工完毕后拆除护沙袋。（2）港口航道疏浚工程施工准备。为了保证工程的有效性，应当在工程开展之前做好准备工作，主要有以下几点：①施工疏浚航道的图纸和实际地形对照，检查设计图纸和实际施工方案是否符合；②施工队的技术安全交底，对施工人员进行安全培训；③施工单位的机械设备组织进场，在工程实施前，应当对进场设备进行检查维修，确保在施工过程中不会因为器械故障产生施工停滞的问题；④施工现场应当制定安全规定、防火规定、卫生规定、环保规定，并以方便生产、便于管理为原则。（3）制定完善的施工管理制度和施工进度。施工进度应当根据疏浚面积、整个施工计划合理分配，要考虑到6—8月是当地的休渔期。同时要重点考虑合同的开港时间与及码头工程施工实际情况。避免施工期回淤造成工程量的增加。
1.3施工区域的大小与及潮流的影响
施工区域的大小会影响船舶布锚、调头与及同时安排施工船舶的数量。施工人员要对施工现场的环境有所了解，并且了解施工周边是否出现潮流涌动的现象，由于机器设备结构重量比较轻，会受到外力作用的影响，从而出现多次偏移现象。增加锚可以更好地避免走锚现象的出现。如果潮流速度达到一定程度，那么就会影响管道的通行，比方说管道弯死现象，这些都不利于工程后期进展。所以施工人员必须思考和研究潮流的走向，并且在管道口安装好大锚，这样有助于缓解管线布锚现象。
1.4回淤严重
港池的疏浚的过程中难免会出现回淤严重的情况。此情况下，做好施工组织，做好疏浚船舶的选择，与及疏浚后及时扫海测量验收尤为重要。针对此情形可采取分区清淤分区海测分区验收的办法。
2施工关键技术
2.1围堰施工
施工中要选择合适的地域条件，尽可能选在低洼一些的地方，并将这些地方看作是吹填区域，用人工处理的方式，建立填土层和黏土层。人工方式可以更好的分层以及碾压，确保围堰稳定性和牢固性达标[5]。有规划吹填造陆区域时，疏浚工程的泥土可吹填至后方吹填区。但吹距无法过远。另外疏浚中粗砂需用于二级围堰的建设，尽可能充分利用。其余淤泥、粘土等疏浚土应吹填至吹填区远端，作为自然固结的填料。
2.2挖槽施工
1)确定挖槽的尺寸。在进行航道疏浚施工过程中，应严格控制挖槽的尺寸，确保其达到工程设计的要求。为有效避免漏挖的情况，在挖槽工作中应做好挖槽间的重叠部分，确保其宽度在5m左右。应根据施工的流程开展施工，减少槽梗出现的概率，在挖槽时应进行多次测量，给予充足的条件便于航道截面图的设计。并且，结合航道的截面图来调整和控制具体的挖船方向，当发现挖船出现漏挖的情况时，要结合实际的截面图来进行挖槽工作。2)挖槽深度的确定。在航道疏浚工程的初步挖掘阶段，首先，要采取前期试挖工作，明确具体的挖槽深度，从而确保实际的挖槽工作达到工程设计的要求;其次，在试挖中，为避免出现漏挖和回淤等情况，施工人员应集中考虑在挖掘过程中会发生的各种问题，同时对测绘图进行严谨地分析和研究，确定是否需要采取深挖。另外，施工单位应结合具体的航道疏浚工程现状，采取由简单到复杂、从上到下的施工方法完成后续工作。
2.3分槽、分层施工技术
1）分槽施工
本疏浚工程采用对称八字锚横挖法施工，分槽的宽度以绞刀头为中心两边各50m，即槽宽为100m，为避免漏挖，各挖槽间保证有一定的重叠，重叠区域宽度考虑5～10m，确保疏浚区开挖时不出现超高的情况。
2）分层施工
计划每1.5m～2m一层，直至开挖至设计标高，满足设计要求的超挖不超高的要求。
吹填施工与疏浚施工是同步进行的，疏浚土通过绞吸船输泥管线吹填至纳泥区。
2.4边坡施工技术
挖泥边坡控制，根据绞刀直径的大小，采用分刀施工，“阶梯式”开挖的施工工艺进行修坡，每刀开挖厚度设定为2.0m左右，即根据边坡坡比的要求，根据挖深的变化设置不同的挖宽，以达到修坡的目的。“塌方量亏于超挖量”，确保边坡稳定形成后达到设计的要求。
2.5施工过程中质量控制措施
在项目施工过程中严格要求项目管理人员及各施工班组按照质量管理体系及施工方案中质量管理措施组织施工，并定期召开工地例会，要求各分管技术人员向施工班组负责人对下周施工中需要注意事项进行详细讲解，以确保施工质量符合设计及规范要求。以下为施工过程中质量控制的具体措施：
（1）挖泥施工过程中根据土层厚度及土质情况合理控制开挖深度。
（2）在施工区域内设立临时水位站，以便施工船舶施工时观看水位变化情况。
（3）边坡一般分台阶开挖，根据设计坡比、土质及设备情况确定分层施工宽度。
（4）施工人员定时用水砣测水深与绞吸船显示挖深对比，防止超挖和欠挖。
（5）挖槽的平面控制
A、挖泥船施工定位采用DGPS定位法，定位精度应符合《疏浚与吹填工程施工规范》(JTS207-2012)中的有关规定。为避免定位出现错误，对不同单位工程的船舶初始定位采用全站仪极坐标法进行校核。
B、DGPS适用于各类挖泥船，采用DGPS定位时，应满足下列要求；
a、应将GPS的坐标系统转换成工程所采用的坐标系；
b、基准站与挖泥船之间的距离不宜超过10km；
c、GPS接收机应满足施工精度要求，宜选用具有载波相位平滑伪距功能，至少具有8个通道的GPS接收机；
d、挖掘点的实际位置应根据船上的定位点与挖掘点的几何图形的相对关系确定；
e、挖泥船上的定位系统采用DGPS系统时宜与航行和挖泥监控系统或电子图形显示系统互连，按预置的施工区、施工航线进行施工导航；
f、采用航行和挖泥监控系统或电子图形显示系统时，将施工区水域、地形、地貌等要素1:1000～1:20000的不同比例尺编制成数字地图，或将现测的水深图的数字数据输入到主计算机中储存，根据施工需要可随时调用各种比例尺图，利用屏幕进行施工定位导航作业、实时记录或拷贝屏幕显示的航迹和已施工区域等图像；
g、航道挖槽，在没有任何参照物的情况下，挖槽的平面位置至关重要，施工中稍微有点偏离，都会造成严重的质量事故。为了能杜绝此类事故的发生，我们严格按照公司ISO9001：2008质量管理体系的文件的精神和要求执行。在施工中，我们定期对船载DGPS进行三参数检查，对其精度进行比对校核，以确保挖槽平面尺度不出偏差；
h、平面坐标控制采用在船上设有移动站，并对GPS接受的信号进行修正。DGPS是通过岸上已知点计算出卫星距离修正值并以0.6秒一次的频率传送给船上接收机，随后船上接受机再用此修正值修正卫星采集的距离，定位精度1～2米。
（6）挖槽的深度控制
疏浚工程，检验质量的主要标准就是，挖深是否达到设计挖深的标准，质量是否达到合同中规定的要求。所以，在施工中，挖槽的深度控制，是整个工程施工的主要矛盾。为了能很好解决这个问题，在施工中，我们一般通过两个方面加以控制：
A、船舶操作控制
绞吸挖泥船配备了先进的产量仪、挖泥剖面仪、深度测量传感器、流量传感器等设备，该系统可自动控制挖泥横移速度和切削厚度，并可在计算机屏幕上适时显示船位、绞刀位置、挖泥深度。驾驶员在操作时，根据潮位及时调整挖泥深度，防止漏挖、超挖、保证工程质量符合设计要求。
挖泥船在港池、航道挖泥，都应设立水尺或用对讲机通报潮位，严格掌握水位变化，及时调整挖深。
B、水深测量控制
水深测量，对掌握施工进度，保证挖槽质量，起到不可替代的作用。施工中，测量人员将根据项目经理批准的测量计划严格执行，以保证随时掌握开挖深度和平整度等情况，确保挖槽的质量达到合同要求。
a、作业前先将测量区域及计划测量区域编制成计算机图形文件，用于指导测量驾驶员操纵测量船。
b、作业时同时采集用测量定位的DGPS接收机提供的定位点坐标和与之相对应的测深仪提供的水深数据，并自动记录测点和时间。
c、作业时用计算机进行测量数据处理，包括潮位改正、数据编辑等，并用计算机出测图。
2.6泥土处理
泥土问题的处理这里主要有三种方式。第一种是吹填法，也就是在挖掘中，因为施工有出现非常多的泥浆，所以在此情此景下，需要将这些泥浆使用泥泵的方式送到填土区域，完成泥浆航道的处理。但是这种方式显然有很大概率引起堵塞现象，此时要做好水源控制，该方法很有可能会污染水源。在填土区域，进行定位十分重要。如果没有借力泵，就需要结合挖泥船长度、排泥管长度和工程环境选择施工现场拥有的水渠条件进行排水和排泥工作，保障施工质量。第二种是边抛法。这种技术一般会搭配悬臂架进行同步作业，施工中先将泥土抛送到航道的另外一面，将内部的大块泥土回收到一起，当然有些时候，也会用到泥泵，使用溢流法做泥浆吸收工作，将其导入到泥舱，使用两端流口得到泥浆，完成泥浆的排除。这种方法可以很好且有效的解决泥浆当中的大块土，集中处理大块泥块，有效保障了疏浚效率和质量。第三种是水下抛泥法，这种方式最重要的就是选择合适的地点。要确保抛泥的地方和周围区域没有过大的风浪。因为风浪过大就会导致抛泥受到很严重影响。另外要选择和落泥点相近的抛泥点，这种做法能够有效节省抛泥距离，控制好抛泥效果。码头与挖槽的选择，要避开抛泥多的区域，而是要选择流速快、容积小水域。在选择抛泥地点的时候，抛泥水域的面积大小和水深都是很重要的，要选择空间大的地点，以免抛泥船在出入或是转出时候遇到麻烦。较大的水域空间对于抛泥船工作效率也有很好的支持。
结束语
为保障水路运输行业的长久发展，需要完善航道以及港口的建设和维护工作。然而航道港口建设和维护的重点工程便是疏浚工程，因此，有关施工人员以及施工单位应详细掌握疏浚工程建设中的关键技术和重点技术，这样才能对港口航道疏浚工程的质量提供最大程度的保障。同时港口航道疏浚工程中要重点做到的环境保护。不要让港口航道疏浚成为环境破坏的起因。环保理念在港口航道疏浚工程当中的有效应用，可以让已经遭受到不同程度破坏的生态体系尽可能恢复到更好的状态。对一个国家和区域而言，保护生态是固定的目标。社会发展不能够受到自然环境的约束和限制，自然环境也不会因为经济社会发展而遭受到各种损害和污染。
参考文献
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