濱海淤泥質(zhì)河道清淤方法的比較

□劉希澤 田海軍

濱海淤泥質(zhì)河道清淤方法的比較

□劉希澤 田海軍

海淤泥質(zhì)河道受上游來水及潮汐等影響，河道淤積嚴(yán)重，對河道進(jìn)行清淤治理是發(fā)揮河道防洪、排澇等作用的有效手段。濱海淤泥質(zhì)河道常用機(jī)船、泥漿泵、挖掘機(jī)進(jìn)行河道清淤治理，本文通過對以上清淤方法的特點(diǎn)及清淤施工數(shù)據(jù)的分析比較，得出以上清淤方法在濱海淤泥質(zhì)河道清淤的優(yōu)勢，為今后濱海淤泥質(zhì)河道清淤方法選擇提供參考。

1.濱海河道清淤的地質(zhì)

北排河水利工程樞紐位于天津市濱海新區(qū)新馬棚口村東南的北排河入?？谔?，由新老擋潮閘并排布置組成，中間設(shè)40m寬導(dǎo)流墩。該工程位于沿海泥質(zhì)灘涂區(qū)，地下水位高，地質(zhì)情況復(fù)雜，據(jù)勘探資料分析，地下土主要為砂質(zhì)粘土、軟粘土和粉土，成層狀分布。在30m深度的勘探范圍內(nèi)，從成因上可分為兩個(gè)大的單元體：高程-13m～ -15m以下為陸相沉積層，橫向的差異性較大，大部分土的密度較高，呈可塑～硬塑狀態(tài)；高程-15m～0m為海相沉積層，土呈流塑狀態(tài)，稠度大于1或接近1，該層土位于閘底板附近，對于水閘抗震穩(wěn)定、滲流穩(wěn)定以及對土方開挖、樁基施工等造成不利影響。

2.河道清淤方法的特點(diǎn)

目前在河道淤積治理中，常用的清淤方法是挖掘機(jī)清淤、浮筒式泥漿泵清淤、機(jī)船清淤，3種方法各有特點(diǎn)：

2.1 水上挖掘機(jī)清淤

水上挖掘機(jī)采用加裝浮力設(shè)施設(shè)備，使陸上挖掘機(jī)可以在水中作業(yè)。常用的是浮船上架設(shè)挖掘機(jī)、履帶加大斷面并內(nèi)加浮筒的挖掘機(jī)，這兩種方法相比，前者對水深要求不嚴(yán)，但在水中移動不靈活，效率較低，費(fèi)用較高；后者相較前者而言投資成本降低，在水中移動方便靈活，工作效率提高，機(jī)器還可拆裝運(yùn)輸，更加方便更換作業(yè)地點(diǎn)，較前者相比更適合在2.5m水深以內(nèi)作業(yè)。而普通挖掘機(jī)需要在施工現(xiàn)場降排水，保證干地作業(yè)，裝卸車運(yùn)土，清淤速度慢且費(fèi)用投入較大。

2.2 浮筒式泥漿泵清淤

采用高壓水槍切削泥土，利用吸泥泵將切削下來的泥土形成的泥漿送進(jìn)排泥管道，輸送到指定地點(diǎn)處理。這種方法適用于土顆粒較小的均勻土層，需要設(shè)置專門的排泥場來處理，此為管道輸送泥漿，不需機(jī)械運(yùn)輸，清淤速度較快；清淤費(fèi)用主要是人工費(fèi)及電費(fèi)，費(fèi)用少；在含有少量碎石的的土層也可使用，但對泥漿泵磨損較大；相對其他清淤方法，勞動強(qiáng)度大，施工環(huán)境艱苦，對施工人員保護(hù)要求高；進(jìn)入冬季冰凍季節(jié)施工困難。

2.3 機(jī)船清淤

機(jī)船清淤主要是拖淤船拖淤和挖泥船清淤。拖淤船拖淤是一種帶有耙具的船體，在落潮時(shí)利用耙具將淤泥破碎掀起，配合高壓水流將破碎的淤泥沖成泥漿，隨落潮水流入大海。這種方法設(shè)備簡單，操作簡單易行，成本小，但清淤時(shí)間范圍受潮汐影響大，清淤后伴隨潮汐會發(fā)生少量的回淤，在濱海泥質(zhì)地區(qū)落潮時(shí)清淤效果明顯。挖泥船利用專門的挖掘設(shè)備進(jìn)行水下挖掘切削，再利用泥泵排泥或等船艙裝滿泥后卸泥。挖泥船應(yīng)用最多的是絞式挖泥船和耙式挖泥船。絞式挖泥船屬于靜態(tài)挖泥清淤，需要固定錨纜系統(tǒng)，基本適合各種土壤的挖掘，能夠準(zhǔn)確挖掘設(shè)計(jì)清淤輪廓，被廣泛應(yīng)用于港口、航道疏浚及吹填工程；耙式挖泥船屬于動態(tài)挖泥清淤，在行進(jìn)中挖泥，船只大，單船作業(yè)，輔助設(shè)備少，調(diào)動靈活，單位時(shí)間清淤量大，抵抗風(fēng)浪能力強(qiáng)，對周圍航行的船舶影響小，適合在狹長的航道和一定面積的港池中挖泥。

3.清淤數(shù)據(jù)分析

此次河道清淤主要針對擋潮閘閘室附近范圍內(nèi)進(jìn)行清淤。計(jì)劃清淤范圍河道長約120m，清淤層平均厚5.5m，清淤斷面為近似梯形，邊坡坡度近似1∶2。左岸老擋潮閘使用了挖掘機(jī)和浮筒式泥漿泵清淤，右岸新?lián)醭遍l采用拖泥船清淤。這3種清淤方法實(shí)際工作效率等情況如下：122kW挖掘機(jī)清淤112h清淤7200m3，清淤效率為64.29kW，工作效率為0.53m3/kW·h；182kw拖泥船清淤182.4h清淤41000m3，清淤效率為224.78 m3/h，工作效率為1.2m3/kW·h；22kW泥漿泵清淤3120h清淤107660m3，清淤效率為34.54m3/h，工作效率為1.57m3/kW·h。

4.結(jié)論

通過上述清淤機(jī)械設(shè)備的實(shí)際工作情況比較，浮筒式泥漿泵的工作效率最好，相比之下挖掘機(jī)的工作效率較低，不到浮筒式泥漿泵工作效率的1/3；但根據(jù)清淤效率分析，浮筒式泥漿泵的清淤效率最低，不到拖泥船清淤效率的1/6?？梢姙I海淤泥質(zhì)河道進(jìn)行清淤治理時(shí)，要根據(jù)工程實(shí)際選擇適宜清淤方法機(jī)械設(shè)備，在工程設(shè)計(jì)條件許可的情況下應(yīng)優(yōu)先考慮使用清淤效率最好、工作效率較好的拖泥船或挖泥船進(jìn)行清淤治理。□

2014-11-24

劉希澤，男，回族，河北省南運(yùn)河河務(wù)管理處，工程師。

田海軍，男，漢族，河北省南運(yùn)河河務(wù)管理處，高級工程師。