內(nèi)河航道整治工程的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究

朱閔翔 萬(wàn)麗姍 江西省贛中航道事務(wù)中心

內(nèi)河航道每經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，便有可能出現(xiàn)水流輸沙能力與來(lái)沙量不平衡的問(wèn)題，進(jìn)而造成河床沖淤變化問(wèn)題。受此影響，原本處于“優(yōu)良”狀態(tài)的河段會(huì)出現(xiàn)下列問(wèn)題：進(jìn)入枯水期后，水流并不會(huì)集中于同一個(gè)河槽，而是形成分流；河岸的曲度不夠均勻，相鄰的兩個(gè)彎曲河段之間并不是直線(xiàn)關(guān)系；河流過(guò)渡段過(guò)長(zhǎng)，主流存在“急彎”等?？傮w而言，出現(xiàn)問(wèn)題的內(nèi)河航道會(huì)滋生諸多安全隱患，過(guò)往船只在不查之下存在發(fā)生安全事故的可能?；诖?，通過(guò)開(kāi)展內(nèi)河航道整治工程，可有效排除潛在危險(xiǎn)。但為了達(dá)到上述目的，需要確定工程施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

1.內(nèi)河航道整治工程應(yīng)遵循的原則

開(kāi)展內(nèi)河航道整治工程時(shí)，應(yīng)該遵循的原則如下：其一，航道整治工程中，具體的施工方案、采用的施工技藝均應(yīng)符合內(nèi)河河床演變規(guī)律以及附近水域的動(dòng)力學(xué)原理[1]。只有做到統(tǒng)籌兼顧，才能實(shí)現(xiàn)科學(xué)規(guī)劃。其二，有關(guān)人員應(yīng)根據(jù)內(nèi)河的水流特性以及河勢(shì)，采取相應(yīng)的整治措施。其三，如果內(nèi)河位于山區(qū)，則應(yīng)首先對(duì)不利于航行的河槽形態(tài)進(jìn)行修整，待水流條件得到改善之后，方可進(jìn)行后續(xù)整治。其四，如果內(nèi)河位于平原地區(qū)，則需選擇合適位置修建整治用建筑物，以實(shí)現(xiàn)對(duì)中、低河勢(shì)的控制作用。如此一來(lái)，可形成用于沖擊深層航槽的水流，可在一定程度上方便河道整治作業(yè)。在必要的情況下，針對(duì)平原地區(qū)的內(nèi)河航道進(jìn)行整治時(shí)，還可以以疏浚作業(yè)為主，或在修建整治用的建筑物之后，配合疏浚作業(yè)，共同完成對(duì)河道的整治。其四，規(guī)劃設(shè)計(jì)內(nèi)河航道整治工程方案時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分考慮內(nèi)河不同地區(qū)的實(shí)際情況，如淺灘、險(xiǎn)灘等；此外，還應(yīng)進(jìn)一步考慮礙航因素的性質(zhì)，做到分清主次，有針對(duì)性地完成河道整治措施的制定。其五，某些內(nèi)河航道的部分位置已經(jīng)修建了水利樞紐工程，故在設(shè)計(jì)整治方案時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須充分考慮這些樞紐設(shè)施可能對(duì)整治工程造成的影響。

2.該內(nèi)河航道整治工程的標(biāo)準(zhǔn)施工技術(shù)

2.1 內(nèi)河航道整治線(xiàn)的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

整治線(xiàn)是設(shè)計(jì)人員在對(duì)內(nèi)河航道的水流量、流沙量等情況進(jìn)行系統(tǒng)性評(píng)估之后，在水面合適區(qū)域設(shè)計(jì)畫(huà)出的一條線(xiàn)，主要作用是穩(wěn)定河槽的外形[2]。對(duì)施工人員來(lái)說(shuō)，在觀看設(shè)計(jì)圖紙，明確整治線(xiàn)的位置之后，必須嚴(yán)格按照?qǐng)D紙標(biāo)注信息進(jìn)行施工。原因在于：其一，整治線(xiàn)確定之后，意味著該線(xiàn)與河岸線(xiàn)之間的位置關(guān)系已經(jīng)確定，在無(wú)特殊事件發(fā)生的情況下，這種關(guān)系不可輕易更改，稍有偏差便可能導(dǎo)致內(nèi)河航道整治工程的效果偏離預(yù)期。其二，整治線(xiàn)的確定意味著整治線(xiàn)范圍內(nèi)及邊緣地帶包括水流、泥沙在內(nèi)的所有物質(zhì)的流動(dòng)特性均已被設(shè)計(jì)人員掌握，擅自更改施工范圍有可能引發(fā)新的問(wèn)題。其三，整治線(xiàn)確定之后，內(nèi)河航道的水位、整治線(xiàn)的寬度等均已得到確定，同樣不能擅自更改。施工人員在具體作業(yè)期間，與整治線(xiàn)有關(guān)的布置要點(diǎn)如下：整治線(xiàn)的起點(diǎn)位置和終點(diǎn)位置確定之后，且都是以穩(wěn)定深槽為主導(dǎo)，以河岸為依托。其中，①穩(wěn)定深槽是指內(nèi)河航道中依然符合航行要求，使用多年后依然沒(méi)有發(fā)生較大變化，足以保證航行安全的深槽，一般會(huì)靠近凹岸位置。對(duì)施工人員來(lái)說(shuō)，在沒(méi)有特殊要求的情況下，施工期間應(yīng)盡量避免對(duì)穩(wěn)定深槽進(jìn)行處理，保持原貌即可。②凹岸是指內(nèi)河航道中，河流彎曲河段岸線(xiàn)內(nèi)凹的一岸，在多年使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)受到河水主流的沖刷。針對(duì)此類(lèi)區(qū)域進(jìn)行整治施工時(shí)，施工人員必須小心謹(jǐn)慎，應(yīng)當(dāng)對(duì)該處的水深、流速等信息進(jìn)行提前了解，防止發(fā)生意外。③與凹岸相對(duì)的凸岸存在的問(wèn)題是，會(huì)有大量泥沙淤積在此處，但水域深層的泥沙層的穩(wěn)定度并不確定，故在整治施工作業(yè)期間，施工人員同樣需要注意安全。

2.2 不同水壩的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

為了有效處理內(nèi)河航道水域下方淤積的泥沙，做好水流的導(dǎo)流工作，要求施工人員必須根據(jù)實(shí)際情況，科學(xué)布置水壩?，F(xiàn)階段，常用于內(nèi)河航道水域的水壩可分為多種類(lèi)型。

其一，丁壩群?？蛇M(jìn)一步分為對(duì)口丁壩和錯(cuò)口丁壩（如圖1所示）。對(duì)口的施工標(biāo)準(zhǔn)為：沿著內(nèi)河兩岸（線(xiàn)）分別設(shè)置的丁壩沿著內(nèi)河中線(xiàn)呈現(xiàn)出完全對(duì)稱(chēng)的狀態(tài)。完成此種對(duì)口丁壩群的設(shè)置之后，內(nèi)河水流的流向呈現(xiàn)出直線(xiàn)狀態(tài)。如果設(shè)置錯(cuò)口丁壩，則應(yīng)在一側(cè)河岸線(xiàn)選定丁壩位置，之后在另一側(cè)河岸線(xiàn)對(duì)照對(duì)側(cè)丁壩群位置，間隔一段距離后完成設(shè)置。設(shè)置錯(cuò)口丁壩群后，內(nèi)河水流方向不再呈現(xiàn)出直線(xiàn)型，而是呈現(xiàn)出波浪形。

其二，階梯式丁壩。施工人員應(yīng)根據(jù)整治區(qū)域的實(shí)際情況，選擇階梯降低式丁壩或者階梯升高式丁壩（如圖2所示，圖中清晰標(biāo)示了水流流動(dòng)趨勢(shì)）。前者的主要作用是，能夠?qū)⒑拥赖琢鞲嗟囊苿?dòng)介質(zhì)導(dǎo)入壩田，進(jìn)而產(chǎn)生更加良好的預(yù)計(jì)效果，工程完成后，航道的沖刷及穩(wěn)定效果均更好。后者的主要作用是，通過(guò)擾動(dòng)水流流向，阻止挾沙底流流入壩田。

其三，順壩。在內(nèi)河航道設(shè)置順壩的主要作用是：①對(duì)內(nèi)河航道已經(jīng)出現(xiàn)的“急彎”進(jìn)行調(diào)整，將岸線(xiàn)歸順，最終達(dá)到促使航槽恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)的目的。②對(duì)一些新生成的支流汊口進(jìn)行堵塞，并對(duì)匯流處的交匯角進(jìn)行調(diào)整。③配合已經(jīng)劃定的整治線(xiàn)，將超出標(biāo)準(zhǔn)河寬范圍的區(qū)域進(jìn)行“束窄”，從而使內(nèi)河航道的安全性提升。在具體施工時(shí)，施工人員應(yīng)當(dāng)遵循如下標(biāo)準(zhǔn)：①設(shè)置的順壩壩身一般需要靠近整治線(xiàn)，基本布置在凹岸或具有“主導(dǎo)”功能的河岸一側(cè)。②在施工期間，針對(duì)順壩的壩軸線(xiàn)進(jìn)行不斷設(shè)置、不斷測(cè)量時(shí)，應(yīng)該同時(shí)觀察水流方向，由順壩壩軸線(xiàn)與水流方向線(xiàn)二者形成的交角大小始終需要控制在合理范圍之內(nèi)，不宜過(guò)大。③針對(duì)內(nèi)河航道淺灘處設(shè)置順壩時(shí)，如果已經(jīng)在一側(cè)河岸線(xiàn)設(shè)置了順壩，則另一側(cè)一般不需要再度設(shè)置順壩。④施工人員在設(shè)置順壩的過(guò)程中，應(yīng)時(shí)刻注意觀察順壩的平面形態(tài)— 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為，該“平面形態(tài)”應(yīng)該由平緩的曲線(xiàn)構(gòu)成，且必須保證壩根與河岸線(xiàn)之間能夠平緩地連接。⑤當(dāng)順壩設(shè)置工程進(jìn)展到壩頭階段時(shí)，施工人員必須將壩頭深入到下深槽位置，否則有可能導(dǎo)致壩頭附近區(qū)域出現(xiàn)“出淺”的現(xiàn)象，導(dǎo)致內(nèi)河航道整治效果無(wú)法達(dá)到預(yù)期。⑥如果內(nèi)河航道的條件允許，則施工人員為了加快通順順壩壩田淤積泥沙作業(yè)的速度，可以在已經(jīng)完成施工的順壩與原來(lái)的河岸之間，選擇合適的位置，額外修建格壩。

2.3 水下鉆孔爆破施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

某些內(nèi)河航道的某個(gè)區(qū)段水域下方會(huì)存在大體積巖石，這是造成泥沙淤積、水流量被迫降低的主要原因[3]。針對(duì)這類(lèi)巖石進(jìn)行處理時(shí)，常采用的方法是水下爆破。標(biāo)準(zhǔn)的施工流程為：其一，由經(jīng)驗(yàn)豐富的專(zhuān)業(yè)人員，佩戴好各類(lèi)設(shè)備和防護(hù)措施，潛入水下對(duì)巖石進(jìn)行鉆孔?；蚴怯杉夹g(shù)人員首先潛入水下，探查清楚鉆孔的位置并標(biāo)注，之后借助專(zhuān)用的機(jī)具，實(shí)施自動(dòng)鉆孔。其二，完成上述準(zhǔn)備工作之后，需要在孔內(nèi)安裝炸藥，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)爆破。其三，現(xiàn)階段，水下鉆孔爆破技術(shù)的起爆網(wǎng)絡(luò)一般會(huì)同時(shí)采用串聯(lián)和并聯(lián)的方式。具體而言，首先設(shè)置3～5排的炸藥，以并聯(lián)的方式完成連接；之后通過(guò)串聯(lián)的方式，將多組炸藥連接成一個(gè)整體性的爆破網(wǎng)絡(luò)。其四，完成炸藥的安裝之后，為盡量降低爆炸過(guò)程對(duì)內(nèi)河航道周?chē)ㄖ霸O(shè)施造成的不良影響，在設(shè)置引導(dǎo)爆破系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)作延時(shí)爆炸處理?？傮w而言，采用水下鉆孔爆破的方式整治內(nèi)河航道時(shí)，由于大量作業(yè)均處于水下，故必須做好全方位的防護(hù)工作。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)設(shè)置好安全距離，保證施工安全。

2.4 穩(wěn)船施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

在某些內(nèi)河航道整治工程中，受水流域惡劣環(huán)境的影響，工程船舶的定位可能無(wú)法采用常規(guī)方式，即單一的系纜定位和支撐定位方式均難以滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)要求[4]。為了解決相關(guān)問(wèn)題，施工人員可以將系纜定位方式作為主要方式，以其他方式作為輔助方式。比如內(nèi)河如果位于山區(qū)，則應(yīng)采取岸纜定位的方式。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)做好支撐設(shè)施，保證作業(yè)船舶時(shí)刻處于穩(wěn)定狀態(tài)。該方式的作用原理為：通過(guò)拋錨的方式完成定位，可以充分利用錨釘自身的重力以及河床的復(fù)雜環(huán)境，進(jìn)而獲得一定的作用力。通過(guò)這種方式，作業(yè)船舶的穩(wěn)定程度將會(huì)大幅度提升。如果作業(yè)船舶體型大、當(dāng)量高，則可采用鋼樁支撐定位的方式。具體使用的液壓腿支撐體系在整個(gè)施工期間均較為方便，整體施工難度較低，可以在一定程度上降低中心位置。

2.5 其他施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

針對(duì)一些存在相對(duì)特殊情況的內(nèi)河航道進(jìn)行整治時(shí)，施工人員應(yīng)該充分考慮所處環(huán)境的特殊性。比如某些內(nèi)河航道在整治工程開(kāi)展期間可能恰好處于解凍期。在此期間，水流域的特點(diǎn)是，存在一定數(shù)量未完全融化的冰塊?；诖?，如何防止這些冰塊對(duì)整治工程造成影響，需要施工人員因地制宜，選用合適的方法。這些冰塊（流冰）對(duì)整治工程造成的主要影響為：受環(huán)境溫差的影響，修建的整治設(shè)施結(jié)構(gòu)容易在熱脹冷縮的作用下，出現(xiàn)膨脹或收縮的情況，導(dǎo)致這些設(shè)施的穩(wěn)定性不足。不僅如此，在冰塊與水體互相轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，河流水位并不恒定，可能在一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)出現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)上升→下降→上升→下降的情況，進(jìn)而對(duì)整治設(shè)施產(chǎn)生拉拔作用[5]。若是流冰的體積較大，則有可能在水流作用下，對(duì)整治設(shè)施造成撞擊和擠壓。對(duì)施工人員來(lái)說(shuō)，必須充分考慮上述情況，確保整治設(shè)施以及施工人員的安全。針對(duì)內(nèi)河航道進(jìn)行整治時(shí)，很可能遭遇河岸硬化程度較高、河堤截面光滑程度較大的情況。這種情況會(huì)導(dǎo)致水流速度增加，不僅對(duì)整治作業(yè)造成較大干擾，還會(huì)增加水流的沖擊力。如果河堤的承受能力較差，便有可能在整治作業(yè)的過(guò)程中受到進(jìn)一步撕裂，情況嚴(yán)重時(shí)甚至潰堤。針對(duì)這種情況，施工人員應(yīng)該采用清障減粗糙技術(shù)，即將灘地以及河道內(nèi)的障礙物盡量清除，以達(dá)到提高施工安全性的目的。

3.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在內(nèi)河航道整治工程中，施工人員可能遇到各種各樣的情況。由于作業(yè)區(qū)域并不在陸地之上，不可控因素相對(duì)較多，稍有不慎便可能面臨危險(xiǎn)。基于此，施工人員應(yīng)該嚴(yán)格遵照施工圖紙，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行全方位考察，精確執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確保施工安全。