劉業(yè)偉，王維

（長江重慶航道工程局，重慶 400011）

對于港航工程而言，大部分存在泥沙淤積問題，港口施工后出現(xiàn)的泥沙回淤必須通過疏浚加以解決。在無海岸阻擋的情形下，人工開挖渠道只影響當前水域，周圍水域泥沙侵蝕及水流運動規(guī)律不會發(fā)生改變，故當前水域會相應出現(xiàn)淤泥回淤。而有海岸阻擋的情況下，人工開挖渠道對周圍水域存在較大影響，并會促使新的沉積條件及水流運動條件的形成；但沉積物來源區(qū)在水流作用下必定會發(fā)生倒流和淤積。港航工程港口淤積主要受所運輸沉積物的影響，維護疏浚是港航工程所面臨的必要任務，在施工前必須確定出合理疏浚吹填施工方法及適宜的傾倒位置，避免港口淤積加劇。

1 工程概況

某港航項目一期工程包括基槽開挖、陸域吹填、航道疏浚、防波堤等內(nèi)容，疏浚吹填是主體。吹填后陸域計劃形成面積約為298.6×104m2，標高位于0.6～6.5m，工程量大。該港航工程吹填區(qū)長490m，寬410m，設計吹填標高為4.0m，吹填區(qū)內(nèi)可容納土方量70.9×104m3。結合工程土方輸送情況，南北護岸填筑區(qū)倒運土方量88.8×104m3，吹填區(qū)無法完全容納疏浚土，為此，將臨時圍堰向外平移70m，開辟出的區(qū)域用于存放吹填土。將拓展后的全部吹填區(qū)分成面積相當?shù)膬刹糠?，分別標記為A 區(qū)和B 區(qū)，兩區(qū)分別可容納土方量50.67×104m3和55.49×104m3。A 區(qū)和B 區(qū)吹填施工交替進行。兩區(qū)之間增設頂寬10m、兩側邊坡坡比均為1:1 的臨時格堰，內(nèi)側敷設6m 寬的土工布，相鄰2 條土工布搭接寬度為1.0m；土工布一端設置于底腳線內(nèi)側。為避免吹填區(qū)側遭遇沖刷，影響結構穩(wěn)定，還應設置單幅寬6m 的400g/m2機織土工布，相鄰副按1.0m長度搭接，土工布頂面通過砂袋穩(wěn)壓。

2 施工方案及難點

2.1 施工方案

結合地質(zhì)勘測結果，該港航工程吹填區(qū)主要為黏土、中砂、殘積土及全風化片麻巖，層厚位于1.0～3.8m之間。施工開始后，挖泥船按設計路線和速度進場取砂，筑建起臨建及石料堆場后起到掩護陸域的效果。設置碼頭斜坡式護岸結構，拋石后形成潛水堤身和深水護腳?；A分區(qū)段由東南向西北單向拋填，拋填結束后理坡至1:10，整平后提升加固效果。

2.2 技術難點

吹填圍堰采用臨時護岸和填砂袋相結合的工法，在充填砂袋施工前，必須在圍堰位置放置格柵，通過強透水性、高保土性聚丙烯編制土工布現(xiàn)場縫制并填充制成砂袋。砂袋袋體充填高度控制在50～70cm 之間，上下兩層砂袋搭接時，必須按1.5cm 以上的距離錯縫搭接，避免因縫隙過大而影響保土效果；同層相鄰砂袋之間搭接寬度應在50cm 以上。砂袋圍堰搭建好后，必須及時展開沉降位移觀測點布設。

與陸上建筑工程相比，港航工程疏浚吹填施工設備集約化程度高，工程流動性大，施工周期長，吹填管線布置應在不影響正常通航及陸域施工的情況下，盡可能增加施工船舶數(shù)量，展開平行施工，提升工效；同時合理布置挖泥機出口，避免出水口設計不當而引發(fā)問題。

3 施工控制要點

3.1 設備選取

該港航工程疏浚吹填施工采用耙吸挖泥船，施工效率主要取決于地質(zhì)條件、管路特性、泥泵特性。結合勘察結果，該航道吹填土為原狀土，根據(jù)泥泵特性曲線，設備施工工效按確定[1]，其中，W 為耙吸挖泥船生產(chǎn)能力（m3/h）；Q 為泥泵管路流量（m3/h）；r為泥漿濃度均值。綜合考慮排泥管線設計長度、船舶運行狀態(tài)等方面，該工程配備8 寸耙吸挖泥船，泥泵設計流量1000m3/h，泥漿濃度均值取30%。據(jù)此可以得到耙吸挖泥船生產(chǎn)能力為300m3/h，每月理論生產(chǎn)能力可以達到30.16×104m3；為完成任務，實際需耗時4.5 個月。在加強施工組織管理的基礎上，有望提前完成疏浚吹填施工任務。

耙吸式挖泥船由泥艙、排泥管、耙頭提升架、波浪補償器、推進器、耙頭起落鋼纜、吸泥管、橡膠軟管、泥門等部分組成，其工作原理見圖1。挖泥疏浚過程中各道工序基本由挖泥船單獨完成，可實現(xiàn)自航、自挖、自載、自卸；開挖清淤期間占用水域面積小，無需封鎖航道，對通航影響小。但是存在較大的超挖可能，必須加強控制。

圖1 耙吸式挖泥船工作原理

3.2 管線架設

該港航工程排砂管線采用6.0m 長的Ф600mm 鋼管，并通過法蘭螺栓連接。對于因緊密性不足而漏水的連接段，應通過法蘭閥和橡膠墊加強密封。陸地及水域浮管均采用壁厚12mm 的管材。水下管、水上管、陸地管均為排水管線的重要組成部分，其中水上管線的架設及與水下管線的連接均按照1 節(jié)鋼管+1 節(jié)膠管的方式；水下管線的架設則按3 節(jié)鋼管+1 節(jié)膠管方式；陸地管線應架設至吹填區(qū)。為保證管線的順暢性及連接緊密性，應在架設期間密切結合地形地勢配置相應規(guī)格的角度彎頭，確保架設到位。

3.3 基槽開挖及直拋

基槽開挖應通過挖泥船分層有序展開，由操作人員通過駕駛臺精準操作，加強航跡及開挖進尺控制，防止出現(xiàn)超欠挖。疏浚區(qū)域內(nèi)每船次開挖結束后，必須隨即展開現(xiàn)場水深的多波束測量。結合地質(zhì)勘測結果，航港工程部分區(qū)域最大淤泥層厚度達到4m 左右，必須嚴格控制各層及總體開挖標高。耙吸挖泥船在運行期間，泥艙內(nèi)多余的積水應通過溢流系統(tǒng)排出，裝艙時間應不超出1～2h。

拋砂前必須進行吹填區(qū)規(guī)劃，考慮船舶尺寸及水深、流速的基礎上，施劃長×寬為50m×25m 的方格，并向指定細分區(qū)域內(nèi)拋砂。為便于后續(xù)精細處理，吹填區(qū)拋砂平整度必須滿足要求。拋填區(qū)規(guī)劃好后，將詳細信息輸入耙吸挖泥船操作系統(tǒng)，由挖泥船根據(jù)拋砂距離、吹填砂性能，進行拋砂航線合理規(guī)劃以及泥門開度、前進速度等船舶運行參數(shù)的動態(tài)控制。挖泥船運行至拋填區(qū)后，進行泥門開度調(diào)節(jié)，并將回填砂拋至深水區(qū)。船舶裝載物隨拋填過程的進行而持續(xù)減少，再將剩余回填砂拋填于淺水區(qū)，關閉泥門后重新取砂。以上取砂拋填過程必須全程記錄，并相應標記于航行圖上[2]。如果疏浚吹填過程中出現(xiàn)回填砂擴散或施工水深改變，必須及時調(diào)整施工計劃，保證順利施工。

3.4 虹吹

待耙吸挖泥船取砂并航行至指定區(qū)域后，通過高壓水稀釋艙內(nèi)砂，并通過泥泵將混合物吸出，經(jīng)過管道傳輸至船頭的虹噴口。調(diào)節(jié)船舶位置，檢查虹噴口徑、混合物濃度等關鍵參數(shù)，以保證將混合物準確虹噴至劃定位置。每次虹吹前，均應展開標高測放，每完成1 次虹吹后，必須檢查堆積物高度是否達到設計標高要求，并根據(jù)檢查結果調(diào)整虹吹方式。虹吹施工主要針對的是流動性較強的中細砂，為此必須開挖導流溝，施插標桿，作為虹吹施工參照物。

3.5 艏吹

在船艏處對接管線，建立管路，開啟砂泵后吸出艙內(nèi)砂，通過水上浮管和陸地管線聯(lián)合輸送至指定位置。為減少泥沙流失，局部吹填區(qū)除施作疏浚土外，還必須展開艏吹。對于作業(yè)頻率較高的區(qū)域，應在陸地聯(lián)合架設三通管線，展開有效吹填[3]。期間，操作人員根據(jù)流量、流速等情況判斷是否發(fā)生管路堵塞和破損，如有，必須及時鎖定故障部位及原因，妥善處理。對于超高區(qū)域，應及時整平；管頭是標高超高頻繁發(fā)生的區(qū)域，必須通過加長管線、調(diào)整吹填管頭、加強整平等措施防控。艏吹過程見圖2。

圖2 艏噴及艏吹

3.6 回填整平

臨時施工道路采用回填砂和堤心石填筑整平?；靥钸^程中聯(lián)合應用耙吸挖泥船和小型絞吸船，保證虹吹過程順利，期間應加強檢測回填標高，并待砂回填至3.0m標高時結束整平。待實際標高滿足設計要求后，施劃60m 長、30m 寬的網(wǎng)格。使用推土機整平場地，測量放樣并設置標桿，加強標高及平整度控制。

4 結論

應用結果表明，港航工程疏浚吹填施工質(zhì)量要求高，施工難度大，必須在密切結合水文地質(zhì)、水流流速等基礎條件，制定合理的疏浚吹填施工方案，配合高工效機械設備，有效保證施工效果。該工程施工開始前，各施工船舶均適配全球GPS 定位系統(tǒng)及疏浚施工軟件，在分區(qū)、分段、分層開挖過程中，加強實時測控，嚴格按設計要求放坡并控制開挖量；施工現(xiàn)場同時配備有自動潮位遙測儀，于施工開始后按10min 間隔展開驗潮，并依據(jù)驗測結果實時調(diào)整疏浚船水深；同時每周檢測1次水深，保證了疏浚效果。