港口航道疏浚工程施工技术研究

港口航道疏浚工程施工技术研究

曾培

中交四航局第三工程有限公司　广东湛江  524022

摘要：在全球经济持续发展进程中，海内外航运事业进入高峰期，为货物运输流通、经济发展提供了充足动力。航道疏浚工程是航运事业的发展基石，抓斗式和绞吸式挖泥船在航道疏浚工程中被大量运用，承担着极其重要的历史使命。愈发复杂的航道疏浚作业情况，要求持续优化挖泥船作业方法。因此，探讨航道疏浚工程中挖泥施工内容具有非常突出的现实意义。本文依托安哥拉罗安达港池疏浚、索约水陆码头建设项目等工程开展相关研究。

关键词：港口航道；疏浚；挖泥船；施工技术

引言

航道疏浚工作开展期间,在技术、管理、理念意识等方面存在着一定的不足,限制了航道疏浚工作水准及效率的提升。在这一工程背景下,对航道疏浚工作问题的深入研究和妥善解决,是十分必要的。

1港口航道疏浚工程施工技术

1.1抓斗式挖泥船施工技术

（1）挖泥船施工工艺流程

图1-1挖泥船施工工艺流程图

（2）施工定位

挖泥船施工的平面控制采用GPS全球定位系统和中海达施工定位软件，将挖泥船负责的疏浚区域的平面位置坐标输入到计算机中，绘制成电子施工图，再将各挖泥船分条开挖的平面位置坐标输入计算机中，各挖泥船根据计算机显示器显示的船位，挖泥船利用定位锚控制船位，使挖泥船船位在所开挖的挖槽内，确保挖槽的挖泥施工平面尺度达到设计规格尺度要求。施工时严格按设计质量要求控制超宽，并做好施工平面定位记录。

（3）深度控制

施工前在施工区域设置潮位站，配备自动潮位遥报仪和在抓斗船上安装潮位接收器，施工船舶实时接到潮位数据。挖泥船根据所开挖范围的分层挖深和设计挖深，加上潮位遥报仪接收器显示的实时潮位，控制泥斗下放的挖泥深度。同时在回淤严重区域预留适当的备淤深度，通过抓斗船上的定深装置，控制泥斗的下放深度，提高挖槽平整度。

在施工中必须勤看水位、勤测水深、勤对船位，只有当实挖深度符合设计要求时，挖泥船才可前移，施工中应注意以下几点：

1）挖深控制。挖深控制一般通过船首测量水深和船台深度指示器类控制，根据当时潮位遥报的实时潮位数据，通过施工船上的定深装置来控制抛斗深度，确保挖深符合施工要求。

2） 水位修正控制。抓斗船施工前，在施工区域附近安装潮位遥报仪和设立水尺，随时掌握水位变化，及时调整抓斗的挖深。

3）备淤深度确定。应根据施工区回淤规律，控制好恰当的备淤水深。

4） 充泥控制。挖软土时，当抓斗切割泥土达到最大充泥量，即为最佳挖泥厚度。如超过最大充泥量，抓斗吊起过程中会有一部分泥土掉入已挖部位，造成浅点。为此应增加抓斗重叠，使冲泥量适度。另外，也可控制抓斗宽度来控制充泥量。

5）前移距控制。为了防止在前进方向漏挖，造成疏浚深度不足，一般取抓斗张开宽度的0.6—0.7倍作为前移距。在前移（进关）之前必须检测实挖部位水深，当深度达到设计要求时，方可前移。

（4）挖槽边坡控制

挖槽边坡根据设计要求，计算出放坡宽度，按矩形断面开挖。若泥层较厚时，应分层按阶梯断面开挖，使挖槽自然坍塌后，接近设计边坡。边坡开挖控制示意图如下：

          图1-2边坡开挖控制示意图

边坡开挖时先挖顶层的泥土，然后逐层下挖，防止开挖时只挖槽底部宽度，形成较陡的边坡，达不到设计的边坡坡度。

1.2绞吸船施工技术

绞吸挖泥船施工是对一定宽度、深度要求的挖槽内土方实施水下机械开挖、水力输送转移。在开挖过程中，首先依靠绞刀和绞刀桥架的重量在横移绞车、钢桩台车的作用下进行水下破土。绞刀连续不断的旋转切削，使土层分离并和挖槽内的水混合，混合后的泥水混合物在大气压的作用下，从吸入口经吸泥管进入泥泵，经过泥泵充分混合形成泥浆，获取一定能量的泥浆经排泥管线被输送到泥塘。

绞吸挖泥船采用横挖法施工，依靠船艉部的主钢桩固定船位，对准挖槽中心线插入泥床，作为横移的摆动中心。在船艏绞刀架左右各抛设一只横移锚，抛出方向略向船艏，利用左右横移锚机交替收放钢缆，实现左右摆动挖泥。当一关施工结束时，利用主钢桩台车顶推前移。换桩时主桩前移的轨迹始终保持在挖槽中心线上，使绞刀的平面轨迹也始终保持平行前移，避免出现重复挖泥或漏挖现象，其绞刀平面轨迹呈月牙型。绞吸挖泥船在施工中采用分条、分层挖泥方法。绞吸船水下取沙、输送过程见图1-3、1-4。

图1-3绞吸挖泥船施工示意图          图1-4绞吸船施工

（1）平面控制方法

施工平面控制，利用船载DGPS控制挖泥船位，并与装有疏浚系统软件的计算机联合使用。施工中，先将设计疏浚范围平面位置输入到计算机中，绘制电子施工图，再将各挖泥船分条开挖的平面位置坐标输入计算机中，挖泥船上的DGPS在接收卫星信号的同时准确测得挖泥位置坐标，根据计算机显示器显示的船位，利用钢桩台车或锚缆绞机调整控制船位，确保挖泥船位在所开挖的挖槽内。施工时严格控制超宽，并做好施工平面定位记录。

（2）深度控制方法

利用已设置的配备自动潮位遥报仪和水尺的潮位站，将潮位变化每隔10min通报一次。绞吸挖泥船根据所开挖范围的设计挖深，加潮位遥报仪显示的实时潮位，控制吸口的下放的挖泥深度，并做好施工测深记录。

（3）施工工效控制

施工中，挖泥船根据现场施工土质和吹填管线的实际情况以及疏浚计算机辅助决策系统显示的施工参数，选用合理的绞刀转速、泵机转速、横移速度和前移量控制等技术参数，提高施工效率，并做好施工记录。

（4）标高控制施工工艺

使用经过复测合格后并得到监理工程师批准后的基准点，增设必要的施工基准控制点。

在施工区域附近设立潮位基站、水尺（潮位观测站），安排专人预报、记录潮位，通过遥报仪将潮位资料发送至绞吸船挖泥操作系统，便于挖泥驾驶员及时调整施工工艺，潮位每变化5cm报告一次。

2港口航道疏浚工程应当注意的管理措施

2.1环保防污管理

应对航道底层的污染底泥搅动，使范围得到合理控制，避免搅动过多次而引起污染扩散的问题，防止水体受到污染。可利用防扩散技术来对污染物进行清理，避免污染物在悬浮状态下产生二次污染问题。应对疏浚施工开挖的精度及范围合理定位，对疏浚量及柴油机噪音影响进行控制。应使船舶的舱门在施工中保持关闭状态，使噪声得到隔离，还需考虑到污水垃圾排放带来的影响。

2.2改善通航环境

为减小航道疏浚工作与过往船舶通行航道二者造成的影响,工作单位应在海事部门配合下,做好通航管理工作,有效组织现场施工作业开展与船舶通航。一方面,根据航道疏浚工作开展需要,提前在现场规划疏浚作业区域与船舶通航区域,在两处区域交界处预留一定宽度的安全水域,避免作业船舶与普通船舶交会。另一方面,采取临时交通管制措施,禁止过往船舶在特定时间段通行航道,对各个时间段内允许通行船舶的数量、吨位、航行线路与位置进行明确规定,避免过多船舶同时涌入航道。

结语

作为我国最重要的贸易窗口，港口航道的建设工作非常重要，疏浚施工是港口航道建设中极其重要的一环，相关工作的进行也越来越成熟。疏浚施工除了采用抓斗船，绞吸船外，耙吸船等船舶也应用广泛。在进行施工的过程中，依然存技术瓶颈和难点，因此，需要采取相关的对策，克服施工过程中的各种技术难点。

参考文献

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