航道疏浚工程施工设计要点分析池利娇

航道疏浚工程施工设计要点分析池利娇

池利娇

广东正方圆工程咨询有限公司广东广州510000

摘要：近年来，广东省内河航运基础设施建设加快，水运资源优势得到充分发挥，实现了水运交通新的跨越式发展，促进了经济社会全面协调可持续发展。为满足内河水运货运量不断增长和船舶大型化发展、完善珠江三角洲高等级航道网的需要，通航水深需不断提高，航道等级需不断提升优化，从航道疏浚工程施工设计技术要点出发，根据省航道实际情况，阐述了航道疏浚工程的施工设计及施工工艺的重要性。

关键词：航道疏浚；施工设计；工程施工

一前言

在航道工程中，疏浚施工设计的主要任务有：1根据航道规划确定航槽平面布置及疏浚长度；2挖槽断面设计；3疏浚工程机械选择；4土方处理及弃土区选择

二航道疏浚工程例子

1工程概况

广州南沙龙穴南水道蕉门口~广州港出海航道30#标河段按3000t级航道标准（3000t级内河船舶和海轮）建设，通航尺度为6.5m×120m×650m（通航水深×通航航宽×最小弯曲半径）。根据航道整治规划，确定航槽平面方案为：蕉门口至广州港出海航道三期工程围堰段航槽以桥梁通航孔、固定的凹岸为控制点，沿河流深泓线走，顺应河势布置；广州港出海航道三期围堰至广州港出海航道段航槽从广州港出海航道三期围堰侧顺着潮流方向直线，从龙穴岛南端广州港候泊、防台锚地西侧穿过，与广州港出海航道在其30#标上游相接。该方案疏浚长度约为24.91km。

2断面设计

2.1断面设计原则

1横断面设计水深及设计宽度必须满足船舶安全航行需要

2横断面边坡的设计必须满足航槽边坡稳定性要求

3挖槽方向尽可能与落潮最大流速方向一致，以利冲刷河床和带走泥沙

4挖槽位置应充分利用自然水深和局部深槽，以减少工程量，节省投资。

2.2纵断面设计

该河段为平原河流，水面比降较小。为使整治工程能达到预期效果，并防止挖槽引起水面骤降，导致航道深度不够，挖槽设计纵坡与设计最低通航水位水面线纵坡一致。

2.3横断面设计

2.3.1设计水深

根据《海港总体设计规范》（JTS165-2013），航道深度按下列公式计算：

航道通航水深D0=T+Z0+Z1+Z2+Z3航道设计水深D=D0+Z4

式中，D0–航道通航水深（m）；T–设计船型满载吃水（m）；Z0–船舶航行时船体下沉量（m），取0.3m；Z1–航行时龙骨下最小富裕深度（m），取0.2m；Z2–波浪富裕深度（m），取0m；Z3–船舶装载纵倾富裕深度（m），杂货船和集装箱船可不计，散货船取0.15m；D–航道设计水深（m）；Z4–备淤深度（m），取0.5m。

结合本河段整治时推荐的设计代表船型主尺度及相关规范要求，计算航道水深结果为：3000t级海轮杂货船（船长108m船宽16.0m满载吃水5.9m），计算D0/D为6.4/6.9m；3000t级海轮散货船（船长96m船宽16.6m满载吃水5.8m），计算D0/D为6.45/6.95m。

根据设计代表船型，航道通航水深计算值为6.4~6.45m，取整为6.5m；航道设计水深计算值为6.9~6.95m，取整为7.0m。

2.3.2设计宽度

根据《海港总体设计规范》（JTS165-2013）中6.4.2的航道尺度计算式和本航道尺度，结合龙穴南水道挖槽设计边坡进行计算，得出挖槽设计宽度B＝110m。

2.3.3挖槽设计边坡

根据河段的河床地质及航道实际情况，本工程挖槽设计边坡取1：10。

2.3.4横断面

根据航道设计尺度、挖槽设计边坡及《疏浚与吹填工程设计规范》（JTS181-5-2012）中7.4.3.2的挖槽断面：图7.4.1。

图中ABCD为挖槽设计断面，abcd为工程量计算断面。B—河段挖槽设计宽度B＝110m；H—挖槽设计水深，H=7.0m；m—挖槽设计边坡系数，本河段1：10；Δb—计算超宽值，根据《疏浚与吹填工程设计规范》，2300m3耙吸船计算超宽Δb＝5.0m；Δh—计算超深值，根据规范，2300m3耙吸船计算超深Δh＝0.5m。

2.4挖泥机具的选择

疏浚河段河床底质均以淤泥为主，河道宽度约2km，而本航道设计水深为7.0m，最大疏浚深度约5.6m。施工方案的船机主采用2300m3自航耙吸挖泥船开挖，并运往弃土区对开水域，再由1000m3/h吹泥船吹填至弃土区内；航槽边坡的修坡挖泥采用8m3抓斗船开挖，再由1000m3/h吹泥船吹填至弃土区内。

2.5土方处理及弃土区选择

本工程疏浚土全部抛至弃土区。

一、弃土区选择原则

1尽可能接近疏浚施工地点，减少弃土运距，并且疏浚区域至弃土区应有安全航道可通

2兼顾环保及附近水域的环境，减少弃土对环境及生态的影响

3不影响正常通航，选择在不碍航处。

二、弃土区的选择

经政府有关部门批准颁布的四个珠江口水下弃土区离本工程疏浚区较远，运距较大，不经济。因此，结合中山市火炬开发区的发展需要，将疏浚土抛卸在中山市火炬开发区临港工业园（马鞍岛）东五围和东六围围垦区内，弃土区四周采用土袋围堰，围堰布置除西侧沿水塘间路基布置外其余均靠近原堤围布置。

三要点分析

1挖槽设计

挖槽设计时，应最大可能的使疏浚的航道维持稳定，从而满足通航要求和减少日后的维护工作。在进行挖槽尺度设计时，应充分利用多年挖槽累积的经验教训，认清河段的演变规律和碍航特点，增加航道的稳定性。由于航道整治的基建性挖槽对河床的改变较大，会引起水流条件的改变，为消除对河床演变的产生的不良影响，在仔细分析河流水文条件和河床演变规律的情况下，对航道疏浚的轮廓形状和工程措施进行多方面研究。挖槽是疏浚工程中的最主要工作，挖槽（定线）设计就是在满足航道所需尺度，获得有利的水流条件和保证挖槽稳定的前提下，力求减少工程数量。挖槽的横断面尺度必须和航道标准尺度相适应，一般设计成倒梯形。

2施工机械选择

施工机械设备主要是挖泥船及配合挖泥船的附属船舶。疏浚工程施工，必须合理选用作业船和施工方法。一般根据疏浚区域的土质及施工条件，选择最适宜的挖泥船型。龙穴南水道疏浚选择的耙吸式挖泥船，具有自挖、自装、自抛的施工性能，抗风性较强，调遣方便，适合沿海、开阔的水域和深水航道，同时耙吸式挖泥船最适合挖各类软土、松散沙，不需要辅助船舶，对水域的正常通航影响小。但此挖泥船的缺点是在转角、弯角部位难以按设计折线要求浚挖，且挖槽平整度差，需抓斗挖泥船配合航槽边坡的修坡。

3土方处理及弃土区选择

疏浚泥土处理必须与挖槽设计同时考虑。疏浚土常用两种处理方法：一是陆上吹填工程，需要有被吹填的泥塘和吹泥机具；二是水下抛泥，通常是在河流、海湾等合适的水域进行抛卸。选择土方处理及抛泥区时应尽量减少对周围环境的不利影响，尽量发挥其有利一面，兼顾各方利益。

四结论

航道疏浚工程施工工期较长，总体工作范围较大，技术面广。在设计阶段尽量做到准确，挖槽布置合理，使设计的挖槽较为稳定，设计还应充分考虑到施工的可能性，考虑施工船舶抛锚、转头、设标、提驳、靠驳、浮管布置、让船等情况，使挖槽水域能正常从事疏浚施工。在施工过程中，需要综合各种施工技术。此外，施工过程中应注意保护生态水文环境，以避免建筑污染的出现。

参考文献：

[1]黄天生.航道疏浚工程施工中的要点分析[J].交通世界，2017，（Z1）：244-245.[2017-08-23].DOI：10.16248/j.cnki.11-3723/u.2017.z1.111