河道疏浚工程的施工技術(shù)措施探析

王秀秀

(海城市水利工程建設(shè)質(zhì)量安全監(jiān)督站，遼寧 海城 114200)

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河道疏浚工程的施工技術(shù)措施探析

王秀秀

(海城市水利工程建設(shè)質(zhì)量安全監(jiān)督站，遼寧 海城 114200)

在我國(guó)，許多地區(qū)都存在著水土流失的現(xiàn)象，且隨著環(huán)境的破壞，水土流失程度進(jìn)一步加劇。其中的泥沙在水流作用下進(jìn)入當(dāng)?shù)氐暮拥?，并淤積在河道底部，抬高了河床，對(duì)河流沿岸居民的人身財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。所以，對(duì)于河道要定期采取疏浚措施，清除河底的淤泥，保證河道的安全穩(wěn)定。文章介紹了河道疏浚工程的施工技術(shù)，并從淤泥的開(kāi)挖、淤泥的運(yùn)輸以及后期處理3個(gè)部分對(duì)疏浚施工的具體方法進(jìn)行分析，希望能對(duì)河道疏浚有所幫助。

河道疏浚；施工技術(shù)；開(kāi)挖；運(yùn)輸；處理

0 引 言

河道是集防洪、灌溉、排澇、航運(yùn)等功能于一體的水路系統(tǒng)。然而，在水土流失等因素的影響下，部分河道的淤泥含量嚴(yán)重超標(biāo)，河床也有明顯程度的抬高，嚴(yán)重影響河道正常作用的發(fā)揮，所以必須要及時(shí)進(jìn)行河道的疏浚施工，清除沉積在河底的淤泥。從目前的情況來(lái)看，河道淤泥過(guò)量的主要影響有幾點(diǎn)：淤泥沉積在河道底部，抬高河床，降低河道的防洪排澇能力；影響河道的水質(zhì)。河水當(dāng)中泥沙含量較高，附近居民在使用這種河水時(shí)對(duì)其健康有一定的影響；增加對(duì)岸堤的壓力，對(duì)岸堤的穩(wěn)定性造成一定影響。對(duì)此，必須及時(shí)對(duì)河道進(jìn)行疏浚施工，清除河道底部的淤泥，改善河水的水質(zhì)，加強(qiáng)河道的防洪排澇功能，提高河道的穩(wěn)定性[1]。

1 河道疏浚工程淤泥開(kāi)挖方法

1.1 絞吸式挖泥法

絞吸式挖泥法主要采用橫挖施工的方法，橫挖施工可以分為鋼樁定位法與錨線定位法。

1.1.1 鋼樁定位法

鋼樁定位法指的是在河底打入兩根鋼樁，作為挖泥船的定位中心，然后在鉸刀橋位置設(shè)置一套龍須纜，挖泥船在龍須纜當(dāng)中來(lái)回?cái)[動(dòng)，進(jìn)行挖泥。

1.1.2 錨線定位法

錨線定位法是指將主錨作為挖泥船的定位中心，首先把挖泥船移動(dòng)方向上的前后錨線收回，然后把另外一邊的前后錨線放下，固定好，隨著挖泥的慢慢推進(jìn)，再隨時(shí)調(diào)整錨線的位置。當(dāng)移動(dòng)方向上的挖泥工作結(jié)束后，把主錨線收回，再轉(zhuǎn)換方向，并移動(dòng)一小段距離，從當(dāng)前所在位置再挖到另一側(cè)。如果河道的流速比較快，錨線定位法運(yùn)用起來(lái)比鋼樁定位法更加靈活可變，而且也便于繞開(kāi)某些障礙物；如果所需要挖泥的長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，那么就根據(jù)錨線的長(zhǎng)度將挖泥工程分為許多段，每段分別進(jìn)行開(kāi)挖；如果淤泥厚度太厚，那么就采用分層的方式進(jìn)行開(kāi)挖。選擇分段開(kāi)挖或者分層開(kāi)挖時(shí)一定要注意分段的長(zhǎng)度以及分層的厚度，因?yàn)閮烧叨紩?huì)對(duì)開(kāi)挖的效率產(chǎn)生影響，所以需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

1.2 耙吸式挖泥法

耙吸式挖泥法當(dāng)中也有多種淤泥開(kāi)挖方法，其中包括裝艙法、側(cè)通法、泵填法3種。

1.2.1 裝艙法

裝艙法是目前最為常見(jiàn)的挖泥方法之一，其具有挖泥船頭調(diào)轉(zhuǎn)速度快、挖泥靈活等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于有拋泥的區(qū)域，可以使用裝艙法來(lái)進(jìn)行處理。如果需要裝泥沙等結(jié)構(gòu)較為松散的物質(zhì)，那么可以在裝之前，先用水泵把挖泥船船艙內(nèi)的水清理干凈，而后等泥漿的濃度達(dá)到一定值以后再開(kāi)始裝艙，這樣可以有效提高裝艙物質(zhì)的濃度，提高挖泥的效率。

1.2.2 側(cè)通法

側(cè)通法指的是不需要借助泥艙而把泥漿直接排出挖泥船外。雖然這樣會(huì)引起河道的回淤現(xiàn)象，但是如果挖泥的速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于回淤的速度，且在水流的輔助沖擊作用下挖泥槽的深度增加，那么側(cè)通法也是可以使用的。使用側(cè)通法可以大大減少拋泥所用的時(shí)間，將這些時(shí)間利用起來(lái)加速淤泥的開(kāi)挖；而且不需要借助泥艙的作用，挖泥船自身的重力大大降低，吃水比較淺，所以在深度比較淺的水域也可以正常進(jìn)行挖泥工作；特別是在沖蝕淤積變化比較大、水流流速比較快的區(qū)域，使用側(cè)通法可以有效提高挖泥工作效率。

1.2.3 泵填法

泵填法就是指先把泥漿裝入泥艙當(dāng)中，然后利用挖泥船自帶的泥泵裝置將泥漿排到指定地點(diǎn)，用于填筑。

1.3 抓揚(yáng)式挖泥法

在使用抓揚(yáng)式挖泥法時(shí)，挖泥船通常會(huì)設(shè)置一個(gè)主錨以及四個(gè)副錨，作為定位中心。挖泥的方式一般選用順流縱向槽挖法，如果水流速度比較小，那么也可以使用逆流橫向槽挖法。挖槽的寬度由挖泥船抓斗的尺寸來(lái)決定，通常都是8-10m；挖槽的深度可以超過(guò)20m,但是使用抓斗進(jìn)行挖槽時(shí)，其開(kāi)挖力度不易掌控，每次抓斗挖槽都深淺不一，所以會(huì)使得挖槽的平整度比較差。所以，為了保證挖槽的質(zhì)量，每一次抓斗的槽挖作業(yè)都應(yīng)該有重疊部分，即每一次抓斗槽挖的橫向移動(dòng)距離占抓斗張開(kāi)寬度的70%-80%，而挖泥船移動(dòng)的距離不可以超過(guò)抓斗工作的最大長(zhǎng)度。

1.4 鏟揚(yáng)式挖泥法

鏟揚(yáng)式挖泥法的挖泥工作原理與地面挖土施工相似，地面的挖土鏟土施工就是使用專(zhuān)門(mén)的挖土機(jī)和鏟土機(jī)，而在河道疏浚工程中就是使用鏟揚(yáng)式挖泥船。鏟揚(yáng)式挖泥法比較適合處理黏土、卵石、礫石等質(zhì)地較為堅(jiān)硬的物質(zhì)，而且也可用于其他水下雜物的處理[2]。鏟揚(yáng)式挖泥法一般是以鋼制樁進(jìn)行定位，當(dāng)然在河道水流速度比較快的區(qū)域則使用錨線定位法再配合相應(yīng)的開(kāi)挖方式，在流速比較大的區(qū)域，使用錨線定位法加順流縱向挖槽法；在流速比較小的區(qū)域，使用鋼制樁定位法加逆流橫向挖槽法。

2 河道疏浚工程中泥漿的運(yùn)輸方法

2.1 泥泵運(yùn)輸

泥泵在河道疏浚工程當(dāng)中的主要作用就是抽取泥漿與排除泥漿，兩種工作是連續(xù)進(jìn)行的。泥泵在抽取泥漿時(shí)，葉輪開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，而泥泵里原有的水就會(huì)在葉輪的帶動(dòng)之下到達(dá)泵殼的槽道之中，然后沿著排出通道排至泥泵外。此時(shí)，由于大量水分和氣體被強(qiáng)制排出，在葉輪周?chē)?，氣壓?huì)迅速降低，形成低壓氣。而外界的大氣壓強(qiáng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于葉輪周?chē)臍鈮海源髿鈮簭?qiáng)就會(huì)將泥漿壓入泵體內(nèi)部，然后在葉輪的帶動(dòng)之下，泥漿到達(dá)泵殼的槽道。在泥漿的相互作用力下，泥漿的運(yùn)動(dòng)會(huì)放慢，泵殼槽道內(nèi)部的壓力逐漸升高，隨后在高壓作用下，泥漿會(huì)從槽道中經(jīng)由排出通道排至泥泵外，如此便形成了一個(gè)完整的循環(huán)，泥泵通過(guò)壓力作用將泥漿不斷吸入，然后又不斷地排出，從而達(dá)到泥漿輸送的目的[3]。

2.2 接力泵站運(yùn)輸

如果泥漿需要運(yùn)輸?shù)捷^遠(yuǎn)的地方，光靠單臺(tái)泥泵可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)，此時(shí)就需要用到一種遠(yuǎn)程運(yùn)輸系統(tǒng)—接力泵站運(yùn)輸系統(tǒng)。接力泵站運(yùn)輸系統(tǒng)是指準(zhǔn)備好多臺(tái)泥泵設(shè)備，然后利用運(yùn)輸管道將這些泥泵設(shè)備連接在一起形成一個(gè)遠(yuǎn)程運(yùn)輸系統(tǒng)，運(yùn)輸泥漿時(shí)，各泥泵依次進(jìn)行運(yùn)輸，直到泥漿最終到達(dá)指定地點(diǎn)[4]。

接力泵站的運(yùn)輸線路連接方式主要有兩種：一種是直接串聯(lián)的方法，將吹泥船和泥泵直接串聯(lián)在一起，在使用這種串聯(lián)方式時(shí)，如果吹泥船需要換駁，那么泥泵需要停下來(lái)并重新吸取清水；另一種則是設(shè)置一個(gè)中間儲(chǔ)存池，作為吹泥船與泥泵之間的過(guò)渡裝置，使得吹泥船與泥泵的工作互不干擾。中間儲(chǔ)存池的方式在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)比較常見(jiàn)。

3 河道疏浚工程中淤泥的處理

3.1 拋泥處理法

如果受到外界環(huán)境影響而使得挖出的泥土不能被很好地利用時(shí)，就可以使用拋泥處理法，拋泥處理法在應(yīng)用時(shí)需要注意以下3點(diǎn)：

1)拋泥的地點(diǎn)最好選在水流速度比較小、容量比較大而且在拋泥之后不會(huì)對(duì)航道、挖槽、碼頭等產(chǎn)生較大影響的水域。

2)拋泥的地點(diǎn)不要離挖泥地點(diǎn)太遠(yuǎn)，盡量縮短泥漿運(yùn)輸?shù)木嚯x，降低運(yùn)輸成本。

3)對(duì)于拋泥的區(qū)域有一定的出入口寬度、面積以及深度的要求，至少能保證拋泥船能夠正常地進(jìn)出該水域，而且能夠十分方便地掉頭，減少不必要的麻煩。

對(duì)于水深的要求，主要有2點(diǎn)：①保證載有大量淤泥的船體吃水達(dá)到要求；②拋泥船在拋泥時(shí)，泥堆會(huì)慢慢升高，此時(shí)必須保證在拋泥完成以后拋泥船的吃水依然能達(dá)到要求。如果是在有潮汐的區(qū)域進(jìn)行拋泥時(shí)，最好是能保證在低潮時(shí)期吃水也能達(dá)到要求，如果在低潮時(shí)期吃水無(wú)法滿足要求，那么只能等待漲潮使水位抬高或者減輕拋泥船的負(fù)載來(lái)減小拋泥船吃水的深度。

拋泥處理法的回淤率通常會(huì)比較低，對(duì)泥土處理的效果也很明顯，但是這種處理方法需要挖泥船的等待，延長(zhǎng)了挖泥船的工作時(shí)間，所以總體疏浚的效率不太高。

3.2 邊拋處理法

邊拋處理法主要是將泥漿從旁通口直接排出，然后泥漿在強(qiáng)大的動(dòng)能與重力勢(shì)能的作用下，迅速沉入到河道底部。在沉入底部以后，泥漿與河道底部發(fā)生摩擦，所具有的能量被慢慢消耗，其中所含有的顆粒物也會(huì)在摩擦作用與水流沖刷作用之下逐漸變小，并沉積在河道底部，久而久之與河道底部結(jié)合在一起，成為河底的一部分。所以，水流的速度越大，泥沙與河底的摩擦力越強(qiáng)，水流的沖刷作用也越強(qiáng)，泥沙也越容易被分散細(xì)化，疏浚的效果也就越好。故邊拋位置最好選擇水流流速較快的水域。

3.3 吹填處理法

吹填處理法是利用泥泵直接將泥漿抽取并排放到指定的填土位置，以便于泥土的回收利用。這種處理方式不會(huì)使泥土產(chǎn)生回淤，而且還能充分利用泥土的價(jià)值，可行性比較高，是目前河道疏浚工程中一種比較實(shí)用的處理方案。

4 結(jié) 語(yǔ)

河道疏浚工程是一項(xiàng)工程量比較大、項(xiàng)目比較復(fù)雜的工程，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要從自然環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益等多個(gè)方面進(jìn)行考慮，從圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、施工質(zhì)量控制、工程監(jiān)理等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，強(qiáng)化河道疏浚工程的管理，以保證河道疏浚目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

[1]曹載宏.生態(tài)聯(lián)鎖式護(hù)坡技術(shù)在河道護(hù)坡工程中的應(yīng)用[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2014(01)：51-53，59.

[2]李新芝，王小德.論城市河道中直立式護(hù)岸改造模式[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2009(06)：60-63.

[3]張書(shū)濱，陳靜.南昌市烏沙河整治中的生態(tài)設(shè)計(jì)[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2009(05)：19-21,46.

[4]劉紅麗，王洪軍，張樹(shù)國(guó)，等.防洪工程生態(tài)護(hù)坡芻議[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2008(06)：44-45.

1007-7596(2017)02-0111-02

2017-02-13

王秀秀(1978-)，女，遼寧鞍山人，工程師，研究方向?yàn)楹拥郎鷳B(tài)、節(jié)水灌溉等。

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