河槽疏浚施工技術(shù)研究

張懷文

[摘 要]河槽具有行洪排澇，通航等功能，河道疏浚工程對(duì)提高水質(zhì)、河道通航及排洪能力起到很大作用；河槽兩岸碼頭、料場運(yùn)輸船舶比較繁忙，施工難度較大，設(shè)備選擇是疏浚施工正常進(jìn)行的最關(guān)鍵因素，本文對(duì)河槽疏浚施工方法和流程作了系統(tǒng)的介紹，希望為類似工程提供參考。

[關(guān)鍵詞]河槽疏浚、施工方法、質(zhì)量控制

1.工程概況

本工程為"南匯東灘促淤工程-促淤一期2015年度薛家泓泵閘出口外河槽疏浚工程"，位于浦東國際機(jī)場外側(cè)促淤區(qū)以南的沒冒沙水域，位于浦東機(jī)場外側(cè)促淤圈圍工程與南匯東灘促淤工程北區(qū)之間。

根據(jù)"南匯東灘促淤工程-促淤一期2015～2017年度薛家泓泵閘出口外河槽疏浚施工圖協(xié)調(diào)會(huì)"和安徽省水利水電勘測設(shè)計(jì)院"2015年6月河槽橫斷面測量資料"，確定本次疏浚施工范圍及內(nèi)容如下：

薛家泓泵閘出口外整條河槽疏浚，包括泵閘出口消力池、海漫以及防沖槽，直至本工程促淤東堤，疏浚長度2.644km。

2.工程地質(zhì)條件

根據(jù)安徽省水利水電勘測設(shè)計(jì)院對(duì)本工程施工區(qū)域勘測報(bào)告，薛家泓泵閘出口外河槽和商飛排水涵閘外導(dǎo)流渠在疏浚深度范圍內(nèi)的土層主要為①1層海灘土，①2層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土。該兩處河槽在促淤一期施工期已進(jìn)行過疏浚。

對(duì)于疏浚過的河槽按原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)疏浚時(shí)，回淤的土質(zhì)一般為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，但由于河槽兩岸碼頭、料場等運(yùn)輸船舶繁忙，不能排除再次疏浚時(shí)繼續(xù)有駁船散落的塊石、減載卸的石料和石渣、鋼管、船機(jī)舵、漁網(wǎng)等其他水下障礙物，因此每次疏浚均需進(jìn)行調(diào)查。

3.施工特點(diǎn)與難點(diǎn)分析

河道具有行洪排澇，通航等功能，根據(jù)施工現(xiàn)場條件，結(jié)合本工程為單一的疏浚工程的特點(diǎn)，施工具有以下明顯的特點(diǎn)和難點(diǎn)。

3.1 施工期內(nèi)，水域航道要保持通暢，施工前要辦好航行通告，設(shè)好施工警示標(biāo)志，注意船舶避讓，船舶的施工和錨位應(yīng)不影響通航。

3.2 受潮汐及風(fēng)浪影響大，且河槽灘地較高，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)狀條件配備適應(yīng)本工程工況條件的施工船機(jī)，確保施工安全，施工期間應(yīng)掌握好潮汐及氣象情況，合理安排施工作業(yè)時(shí)間。

3.3 本工程清淤深度不均，且大部分地區(qū)清淤厚度較薄，施工效率低。

3.4 水上作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大，本工程所有工作量都在水上，受風(fēng)浪影響大，工程、人員、設(shè)備均具有很大的風(fēng)險(xiǎn)，必須精心安排、嚴(yán)密組織，從管理上控制風(fēng)險(xiǎn)。

3.5 施工區(qū)地處海域，施工船機(jī)需滿足海況施工要求，對(duì)船機(jī)要求高。

3.6 施工區(qū)在水閘附近，施工時(shí)注意水閘開閘放水信號(hào)，注意避讓，防止船舶失控導(dǎo)致翻船落水等事故

4. 施工總流程

5. 施工實(shí)施

5.1掃海清基

清理施工區(qū)域內(nèi)的漁網(wǎng)、灘地植物、塊石、垃圾及其他有礙物，包括船舶航行區(qū)域可能存在的障礙物。本工程施工區(qū)段主要為2014年已疏?；赜賲^(qū)段，水下障礙較少。根據(jù)本工程的灘地情況，掃海清基分為兩種形式：

5.1.1對(duì)低潮時(shí)露灘區(qū)段，人工候潮清除漁網(wǎng)、灘地植物、垃圾等障礙物；

5.1.2對(duì)于深水區(qū)段，采用拖輪拖拽鋼鏈索掃海，若發(fā)現(xiàn)障礙物，則采用抓斗挖泥船進(jìn)行清除。

5.2施工測量控制

本工程施工測量控制主要采用GPS及與其配套的測深儀進(jìn)行控制，施工前先對(duì)建設(shè)單位提供的控制點(diǎn)進(jìn)行采點(diǎn)，從而形成本工程施工測量控制GPS網(wǎng)。GPS精度偏差為：平面位置及高程±20mm。對(duì)于采點(diǎn)過程中發(fā)現(xiàn)個(gè)別點(diǎn)偏差較大，監(jiān)理復(fù)核，在控制點(diǎn)滿足最低限制要求時(shí)，剔除該點(diǎn)。

5.2.1施工測量：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和控制坐標(biāo)，計(jì)算河槽疏浚中心線、邊線控制點(diǎn)定位放樣資料，測量資料的計(jì)算必須由二人用二種方法計(jì)算一致后才能進(jìn)行繪制施工測量放樣控制圖，設(shè)置施工導(dǎo)向標(biāo)，包括邊界標(biāo)、中線標(biāo)、工程起點(diǎn)（終點(diǎn)）標(biāo)及分段施工起點(diǎn)（終點(diǎn)）標(biāo)；對(duì)于水力沖挖機(jī)組施工放線，在灘地上插設(shè)標(biāo)桿，明確河槽上坡邊線及坡腳邊線和高程。

5.2.2清淤施工放樣的精度

①放樣測站點(diǎn)的高程精度不得低于五等水準(zhǔn)測量精度要求。

②清淤放樣點(diǎn)相對(duì)于測站點(diǎn)的點(diǎn)位誤差不應(yīng)超過下表規(guī)定。

5.3 疏浚原則

嚴(yán)格按施工招標(biāo)文件要求，河槽疏浚土排至南匯東灘促淤工程北區(qū)內(nèi)，再根據(jù)本工程河槽的現(xiàn)狀特點(diǎn)，同時(shí)保證船機(jī)配備、布設(shè)應(yīng)盡可能的減少對(duì)河槽兩側(cè)的碼頭和過往船舶的影響，使工程施工處于安全可控化狀態(tài)。

施工時(shí)，當(dāng)水深滿足施工航行要求時(shí)，遵循"先主槽、后邊灘，邊灘與主槽同時(shí)推進(jìn)"的原則進(jìn)行疏浚，減少疏浚時(shí)對(duì)水源的污染、以及減輕疏浚施工對(duì)航道的回淤。當(dāng)水深較淺，不能滿足施工航行要求時(shí)，遵循"選挖淺段，由淺及深，逐步拓寬加深"的原則進(jìn)行疏浚。

5.4 疏浚施工方法

5.4.1水力沖挖機(jī)組疏浚

為了保護(hù)好閘室及護(hù)灘結(jié)構(gòu)，不因疏浚施工對(duì)原有結(jié)構(gòu)造成破壞，薛家泓泵閘河槽閘室及護(hù)坦段采用水力沖挖機(jī)組進(jìn)行疏浚。水力沖挖機(jī)組的輸泥管出口盡量遠(yuǎn)離老大堤及新建促淤堤，采用φ377mm鋼管鋪設(shè)岸管集中排放，輸泥管穿過北區(qū)促淤北側(cè)堤 后將泥沙排入南匯東灘促淤工程北圍區(qū)

N1區(qū)內(nèi)，出砂口距現(xiàn)有海防大堤200m以上，距新建促淤堤300m以上。

水力沖挖機(jī)組一次開挖深度一半不超過2m，當(dāng)深度超過2m時(shí)，采用分層開挖，以防止塌坡。

水力沖挖機(jī)組疏浚的河槽斷面每50m至少抽測1個(gè)斷面，疏?？v斷面在河槽中心線位置及中心線兩側(cè)1/2河底寬度處檢測，其質(zhì)量應(yīng)符合下列要求方合格： ①平均疏浚斷面不小于設(shè)計(jì)斷面；②疏浚河底平均寬度不小于設(shè)計(jì)底寬，河底寬度允許負(fù)偏差1.0m；③河槽平均高程不高于設(shè)計(jì)河底高程，河底欠挖厚度不大于0.3m，橫向淺埂長度不大于設(shè)計(jì)河底寬度的5%且不大于2.0m。

5.4.2抓斗式挖泥船疏浚

薛家泓泵閘河槽疏浚時(shí)，先在X0+103～X0+150處設(shè)置袋裝砂擋水圍堰，可利用外閘室及護(hù)坦結(jié)構(gòu)部分水力沖挖機(jī)組疏浚土方進(jìn)行砂袋充灌，砂袋圍堰區(qū)待兩側(cè)疏浚結(jié)束后采用抓斗式挖泥船抓至駁船內(nèi)，再在X1+100處附近設(shè)置吹泥船將土方吹填至棄土區(qū)。

5.4.3絞吸船疏浚

薛家泓泵閘河槽其余部位疏浚采用1450m3/h絞吸船海泉號(hào)進(jìn)行疏浚，海泉號(hào)絞吸船從外側(cè)向內(nèi)側(cè)推進(jìn)。絞吸船輸泥管過堤段擬布設(shè)在樁號(hào)X1+400附近，采用φ750mm鋼管穿堤，兩側(cè)填土，上覆鋼板過路，以保證新建大堤通行。新建大堤內(nèi)側(cè)排泥管沿堤腳灘地布設(shè)至排泥出口，外側(cè)沿河槽南側(cè)灘地布設(shè)沉管，至絞吸船約300～500m左右采用浮管連接至絞吸船。

挖泥船疏挖采用橫挖法，即以左定位樁為主樁，作為橫移擺動(dòng)中心，利用左右纜交替收放，擺動(dòng)挖泥。主樁前移的軌跡始終保持在挖槽中心線上，使絞刀的平面軌跡始終保持在設(shè)計(jì)開挖線內(nèi)前移，避免重挖和漏挖現(xiàn)象。

各疏挖分區(qū)分條、分層開挖，挖泥船單條標(biāo)準(zhǔn)寬度為26～28米，相鄰的開挖分條重疊不小于2米，以免漏挖。根據(jù)各區(qū)疏挖泥層厚分層疏挖，每層厚度約0.4米，最大不超過0.5米。

邊坡擬采取臺(tái)階開挖方式進(jìn)行施工，臺(tái)階設(shè)計(jì)的原則是：上欠下超，超欠平衡。開挖后的邊坡臺(tái)階土體在自重和動(dòng)水的作用下，自然坍塌后形成的邊坡可滿足設(shè)計(jì)要求。各分層設(shè)計(jì)開挖邊線技術(shù)參數(shù)由施工測量技術(shù)人員計(jì)算確定，挖泥船操作員按提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行開挖。

5.5疏浚泥土處理方式

本工程河槽疏浚排泥（除塊石外）均需通過管線輸送或轉(zhuǎn)運(yùn)至南匯東灘促淤一期的北促淤區(qū)內(nèi)，管線輸送棄土位置需滿足出泥管口伸入促淤區(qū)內(nèi)，距離現(xiàn)狀海塘大堤堤腳200m以上，距離促淤堤軸線300m以上，距離納潮口軸線2000m 以上，并應(yīng)高出排泥面0.5m 以上的要求。排泥管布置以不破壞已完工促淤堤結(jié)構(gòu)安全和河槽內(nèi)其他船舶通航為原則。塊石等障礙物采用抓斗挖泥船進(jìn)行清障時(shí)，泥駁運(yùn)輸船將塊石等障礙物運(yùn)輸至現(xiàn)圈圍大堤堤腳外20m范圍內(nèi)堆放。

5.6河槽疏浚質(zhì)量控制

本工程為1個(gè)單位工程，200m劃分為1個(gè)單元工程，1個(gè)單元工程檢測4個(gè)斷面，疏浚橫斷面每50m至少檢測1個(gè)斷面。

本工程河槽疏浚斷面測量檢測質(zhì)量控制如下：

（1）平均疏挖斷面不小于設(shè)計(jì)斷面

（2）疏浚橫斷面每50m至少抽測1個(gè)斷面，疏?？v斷面在河槽中心線位置以及中心線兩側(cè)1/2河底寬度處檢測。

（3）疏浚河底平均寬度不小于設(shè)計(jì)寬度，河底寬度允許負(fù)偏差1.0m

（4）河底平均高程不高于設(shè)計(jì)河底高程，河底欠挖厚度不大于0.3m，超深值不大于0.5

（5）橫向淺埂長度不大于設(shè)計(jì)河底寬度的5%，且不大于2.0m

（6）縱向淺埂長度小于2.5m

（7）挖槽單側(cè)超寬，不小于設(shè)計(jì)值且不大于1500

（8）邊坡超欠面積比1～1.5

欠挖極限值、縱斷面測點(diǎn)的超深不滿足上述規(guī)定時(shí)，必須進(jìn)行返工處理。

6. 結(jié)語

河槽疏浚為了解決薛家泓泵閘排水和航道通暢，淤積已成為一個(gè)急需解決的問題，針對(duì)本工程實(shí)際情況，不同樁段，采用的方法和機(jī)械設(shè)備也不同，如①薛家泓泵閘河槽閘室及護(hù)坦段采用水力沖挖機(jī)組進(jìn)行疏浚，②X0+103～X0+150抓斗式挖泥船疏浚，③薛家泓泵閘河槽其余部位采用絞吸船疏浚，完成此項(xiàng)工程施工采用合理《施工方案》是關(guān)鍵 ，針對(duì)本工程疏浚技術(shù)，采取其有效措施，確保了施工能夠順利進(jìn)行，滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)了河槽清淤的目的，達(dá)到預(yù)期的效果。

參考文獻(xiàn)

1）本工程有關(guān)施工圖紙、設(shè)計(jì)文件及說明

2）《疏浚與吹填工程施工技術(shù)規(guī)范》（SL17-2014）

3）《疏浚工程技術(shù)規(guī)范》（JTJ319-99）

4）《水利水電工程施工測量規(guī)范》（SL52-2015）

5）《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程》（SL176-2007）

6）《水利水電建設(shè)工程驗(yàn)收規(guī)程》（SL223-2008）

7）《水利工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（上海市標(biāo)準(zhǔn)）（DG/TJ08-90-2014）

8）《水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》（JTS257-2008）