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疏浚工程施工的技术难点分析

发表时间：2020/8/24 来源：《基层建设》2020年第10期作者：周江

[导读] 摘要：随着社会不断向前发展，内河航道运输对于经济的推动作用越来越明显。

        中海工程建设总局有限公司海南分公司 570203
        摘要：随着社会不断向前发展，内河航道运输对于经济的推动作用越来越明显。而内河航道运输的正常发展，离不开航道疏浚工程。及时疏浚河道，对其进行开挖，能够增强河道防洪泄洪能力，尽可能降低洪水所带来的灾害影响，保障周边地区居民生活及经济运转。作为中国第一长河，长江涉及范围广，其疏浚工程对整个航道运行影响极大。尤其是中下游段河床条件复杂，疏浚工程施工需克服种种技术难点。基于此，本文以长江中下游为例，分析其疏浚工程施工的技术难点，提出在疏浚时应注意的事项，希望能为内河航道疏浚工程提供一定参考。
        关键词：长江中下游；航道疏浚；技术难点分析
        1.概述
        1.1 河道特征
        由于地形起伏较大，长江上游河床的比降也比较大，使得水流较为湍急，加之水量充沛，上游水利资源十分充足。但是对比长江上游，中下游河流所流经之地多为丘陵平原，使得河道较为曲折，江面更为宽阔，河床比降较小，水流速度较慢。而且，长江中下游湖泊分布较密，且支流甚多，受雨水影响较大。与长江上游河段相比，中下游河段更容易受到冲刷或造成淤积现象，这样一来河流的外形必然会不断变化，最终导致河床稳定性更弱。
        1.2 疏浚方式
        在航道疏浚工程施工过程中，通常使用挖泥船等其它各种相关工具对航道水下的泥沙进行清理，成为航道开发、维护的重要手段。疏浚工程发展较早，在历经数世纪演变后，疏浚设备大致可分为水力式和机械式这两大类。水力式疏浚设备包括耙吸式、绞吸式等挖泥船，主要是通过高速离心泵对切碎的泥土进行抽吸，并可进行输送。而机械式疏浚设备则包括抓斗式等挖泥船，通过这些泥船实现周期性挖泥、运泥、装驳等作业。对比机械式挖泥船，水力式挖泥船连续性更强，且效率高。因此，在对长江中下游航道进行疏浚时，选择水力式挖泥船更为妥当。
        1.3 疏浚工程施工技术
        常见疏浚工程施工技术主要包括耙吸式、绞吸式、抓斗式等挖泥船，三种挖泥船各具特色，在进行疏浚工程施工时，必须根据航道具体情况选择不同挖泥船。耙吸式挖泥船操作性能较高，施工比较方便，适合通航河道、港口等疏浚工程，但是如果航道底质较硬，会出现挖不动的情况，且不能用于狭窄水域。绞吸式挖泥船运用最广泛，具有较高的生产效率，且成本低，能够支持连续作业，适用于大型疏浚工程施工。抓斗式挖泥船可开挖的深度较大，且可用作起重船，灵活性较强，但是施工质量比较差，适合挖中沙、粗沙等，适用于小型工程施工。综上，结合长江中下游航道情况，耙吸式和绞吸式挖泥船更具实用性。
        2.施工准备
        2.1 测量河段
        在对长江中下游河流进行测量时，主要需完成以下三项工作：一是对整个河段的水下地形进行测量。根据中下游整个河段最近河床地形的相关测量数据，相关工作人员可更全面了解水深情况，为接下来的工作奠定基础。二是对河床近期的变化进行测量。将近年来测图与最近河段水下的地形图进行对比，及时掌握河床冲淤上的变化，为后期施工提供参考。（3）对施工河段进行局部扩大测图。在选择施工河段之后，需对施工河段再进行扩大图测量，能够为工程量的计算提供一定的数据基础。
        2.2 现场考察
        若要对一个航道进行疏浚工程施工，必须将施工现场的各种环境因素考虑在内，如通航情况、航道保障措施、施工对通航的影响等。在规划施工方案以及施工区时，相关工作人员通常利用画图方式进行分析，寻找设计方案。图纸设计确实比较直观，但是现实情况却总在变化，所以在施工前必对施工河段进行实地考察。利用现场考察这一方式，能够更准确把握河段具体情况，包括航行特点、水流流向、船舶流量等，同时还可以更直观了解施工可能会带来哪些影响，为后期施工提供参考依据。

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        3.施工技术难点分析
        3.1 散乱浅包疏浚方法
        在长江中下游段，难免会存在一些散乱浅包，而其流动性又比较强，给疏浚工程带来不小难度，不易进行精准定位。散乱浅包在航道内通常处于中间位置，受水流影响较大，会跟随水流移动。针对这种情况，应该增加对航道进行测量的频率，以最新测图为基准，对散乱浅包进行定位。对于清除散乱浅包而言，若采取边抛方式对其进行疏浚，那么必然需禁止施工河段船舶通行，给通航带来不便。另外，边抛在距离上有所限制，一般规定不得大于70m，若散乱浅包边抛于航道内，必然会影响疏浚最终效果。在此情况下，使用耙吸式挖泥船最为合适，可对散乱浅包进行精准定位，且通过挖泥装舱方式，可对泥沙进行搬运，最终实现散乱沙包的清除。
        3.2 江心滩疏浚方法
        鉴于长江中下游河道特点，水流进入后，由于河道逐渐开阔，使得河流流速变缓，导致泥沙不断沉淀并且淤积，淤积到一定程度便在河心发展为浅滩，而随着浅滩面积不断扩大，会对整个航道造成淤积现象，影响其维护尺度，通航量也会因此减少，甚至断航。所以，必须提前对航道进行疏浚，越早介入，越能抢占先机。如果提前进行疏浚，可以充分利用水位优势，对巷道布置进行适当调整，及时开挖预备槽。而预备槽的开挖通常需选择水流较为集中区域，以及主流区域，所以可使用“吸盘号”工程船，通过边抛方式开挖深槽，并利用预备槽对水流进行引导，冲刷河道。
        3.3 边滩疏浚方法
        就长江中下游河段而言，河道内边滩通常位于弯曲河段的凸岸，大多是由泥沙堆积形成。在水位较低情况下，边滩的一部分区域会露出水面，并逐渐向航道内淤展，会对航道深度及宽度造成影响，无法满足通航要求。对于此种边滩，在进行疏浚工程施工时，修边拓宽为最有效方式。在边滩淤展的幅度比较小时，可对采用切割方法，切割对象是向航道内延展时所凸出的边缘部分，“吸盘号”工程船在这一方面优势十分明显。疏浚时可利用外边抛方式，以提高施工效率。但是在边滩逐渐延展且占据较大航道宽度时，最好利用“吸盘号”开挖深槽，将其进行分割，同时利用耙吸式挖泥船清除剩余滩体。
        4.疏浚注意事项
        4.1 施工区回淤
        在对长江中下游航道进行疏浚后，由于原有泥沙条件被改变，通常会出现原地形企图恢复的趋势，造成一些泥沙回淤。从本质上来看，回淤是一个再造床过程，以实现输沙平衡。航道疏浚不可避免地需面临这一问题，因此在施工之前便需做好充分准备。在计算施工工作量以及施工时间时，必须考虑回淤问题，有必要将20%-30%回淤工程量纳入考虑范围内。
        4.2 通航与施工之间的矛盾
        目前，为增加疏浚施工船功能，其体积逐渐趋于大型化，虽能提高施工效率，但是也逐渐增加通航与疏浚施工之间的矛盾。为解决这一问题，可采取以下方式进行控制：（1）进行单向控制，在对航道进行疏浚施工时可以限制通航量。（2）提前进行疏浚施工，在航道条件较为充足且长江中下游水位比较高时，提前进行谋划，对航道进行疏浚。（3）对施工河段采取禁航措施，但是这一方式难免会影响通航，所以更适用于较为复杂的情况，如航道水深且通航标准难以维持。
        在长江中游，通航量较小，船舶比较少，可适当采用短时间禁航措施或者单向控制措施，对航道进行疏浚。但是长江下游通航量比较大，船舶数量多，上述两种方法都容易导致大量过往船舶积压，还会给疏浚工作带来不便。所以，综合来看，最有效的解决方法应为兼顾通航与施工，在提前进行疏浚施工的同时，尽可能将航道放宽，最好不采用禁航措施，避免对通航以及施工都带来较大麻烦。
        参考文献：
        [1]万鹏.对内河航道疏浚施工中相关问题分析[J].中国水运（下半月），2019，19（11）：156-157.
        [2]后爱兵，熊亮，柯常准.关于长江中下游航道疏浚施工方案的探讨[J].中国水运.航道科技，2018（03）：40-43.
        [3]马艳君.浅谈内河航道疏浚工程施工技术分析[J].中国水运（下半月），2015，15（02）：248-249.
        作者简介：周江（1972年3-）男汉阳县汉本科项目经理中海工程建设总局有限公司海南分公司研究方向：港航工程