潁東區(qū)沙潁河阜陽閘下錨地清淤工程設計與實施

宮夢飛

（阜陽市地方海事（港航）管理服務中心直屬分中心，安徽 阜陽 236000）

沙潁河是安徽省阜陽市的一條主要航道，具有豐富的水資源和良好的航運條件。然而，近年來由于長期的沉積、水土流失以及人為因素等多重原因，沙潁河河道逐漸變淺，導致航道及錨地水深不足，影響船舶航行及靠泊。為了改善這一狀況，保障沙潁河航道的通航安全和區(qū)域經濟的持續(xù)發(fā)展，阜陽市地方海事（港航）管理服務中心開展了沙潁河阜陽閘下錨地清淤工程，旨在提高航道通行能力，減小航道淤積對船舶通航的影響，提高船舶通航效率和安全性。

1 項目背景

沙潁河是淮河左岸最大的支流，發(fā)源于河南省伏牛山山脈，流經河南省平頂山、漯河、周口和安徽省阜陽等市，于安徽省潁上縣沫河口處匯入淮河。河道全長620 km，其中河南省境內414 km，安徽省境內206 km，流域面積36 651 km2，其中河南省和安徽省境內分別為32 539 km2和4 112 km2。沙潁河流域擁有豐富的水資源、廣泛的灌溉網絡和重要的水上交通條件，具有極高的綜合開發(fā)價值。

據1956—2001 年資料統計，沙潁河平均年徑流量71.2 億m3，汛期徑流量往往占總徑流量的70%～80%。近年來，沙潁河上游流域洪水季節(jié)暴雨不斷，上游來水來沙不斷增多，導致部分航段淤積，沙潁河航道阜陽閘閘下錨地港池淤積情況較為嚴重。為保障沙潁河航道的暢通和船舶航行的安全，阜陽市地方海事（港航）管理服務中心決定實施沙潁河阜陽閘下錨地清淤工程。

沙潁河安徽段航道自省界常勝溝至沫河口（入淮口）段全長約206 km，均為平原河道，河谷逐漸增深，河道平順穩(wěn)定，河床比降約為1/6 500～1/35 000，河床底質為泥沙質。沿線建有耿樓、阜陽、潁上3 座樞紐。根據《沙潁河安徽段航道整治工程施工圖設計》，沙潁河安徽段按照天然和渠化河流Ⅳ級標準建設。航道尺度為：最小彎曲半徑330 m，航道設計底寬50 m，航道水深2.8 m，邊坡1∶5 或者1∶3。此次清淤工程旨在優(yōu)化航道設計，提高航道通行能力。

根據《安徽省干線航道網規(guī)劃（2018—2030 年）》，沙潁河航道常勝溝～沫河口段206 km 規(guī)劃航道為III級航道。為了滿足規(guī)劃要求，本項目通過清淤、疏浚等措施，提高沙潁河航道的通航能力和安全性，為未來河道的綜合利用和發(fā)展奠定基礎。

2 施工區(qū)域地質

沙潁河安徽段航道所在河流為自然河流，隨著降雨量的變化，河水流速變化較大，地層為典型河床相沉積，以粉土、粉質黏土及淤泥質粉質黏土為主。由于河水流速的變化，沉積環(huán)境發(fā)生很大變化，底層范圍和厚度變化均較大，部分地段分布有粉砂。

根據沙潁河航道阜陽市北京路橋至沫河口段整治工程勘察所揭示的地層，本工程所在區(qū)域土層分布具體分述如下。

①層粉質黏土，灰黃、黃褐等色，硬塑～可塑狀態(tài)，夾黏土薄層，局部灰色，疏浚巖土級別為5 級，主要分布于航道兩側河灘地的上層，厚度隨河水位的升降略有變化，層厚一般在0～1.80 m 之間。

②層粉砂，灰色、黃色，極松～松散狀態(tài)，飽和，夾粉土薄層，含少量有機質，疏浚巖土級別為7 級，層厚不均勻，層厚一般在0～2.10 m 之間，主要分布于河床彎道內側。

③層粉質黏土，深灰、灰褐等色，夾粉土、粉砂薄層，軟塑狀態(tài)，疏浚巖土級別為3 級，主要分布于河床的上部，厚度約2.00 m。

④層粉土，黃、深灰等色，松散狀態(tài)，飽和，夾粉砂以及少量粉質黏土薄層，主要分布于河床上部，疏浚巖土級別為8 級，分布范圍較小，見于部分鉆孔中。

⑤層淤泥質粉質黏土，深灰色，夾較多粉土薄層以及軟塑黏土薄層，流塑狀態(tài)，疏浚巖土級別為2 級，該層厚度變化較大，部分鉆孔未穿透該層。

⑥層粉質黏土，灰黃、黃褐等色，硬塑～可塑狀態(tài)，夾黏土薄層，局部灰色，疏浚巖土級別為5 級，主要分布于航道兩側河灘地上，厚度變化不均勻，層厚一般在2.80～5.40 m 之間。

⑦層粉質黏土，深灰、灰褐等色，夾粉土、粉砂薄層，軟塑狀態(tài)，疏浚巖土級別為3 級，厚度不均勻，最大厚度大于8.60 m。

⑧層粉土（黏質），黃、深灰等色，夾粉質黏士以及粉砂薄層，軟塑狀態(tài)，疏浚巖土級別為3 級，該層厚度較大，大部分鉆孔未穿透該層，主要分布于河床中，主要分布于航道的后半段。

⑨層粉土（砂質），黃、深灰等色，松散狀態(tài)，飽和，夾粉砂以及少量粉質黏土薄層，疏浚巖土級別為8 級，分布不連續(xù)，分布范圍較小。

⑩層粉質黏土，深灰、灰褐等色，軟塑～流塑狀態(tài)，疏浚巖土級別為3 級，見于部分鉆孔中。

?層粉砂，黃色，松散～稍密狀態(tài)，飽和，夾細砂以及粉土薄層，疏浚巖土級別為9 級，該層分布零星，厚度較大。

?層粉質黏土，灰色，軟塑狀態(tài)，夾粉砂薄層，疏浚巖土級別為4 級。

?層粉質黏土，黃、黃褐色，硬塑狀態(tài)，局部為可望狀態(tài)，疏浚巖土級別為6 級，該層主要分布于底層，厚度較大，所有鉆孔均未穿透該層。

3 項目概況

按照《航道養(yǎng)護管理規(guī)定》（中華人民共和國交通運輸部令2020 年第20 號）要求，阜陽市地方海事（港航）管理服務中心開展航道疏浚等工作。初步勘測泥沙數量約為48 018 t（方量約為35 568.71 m3）。根據《沙潁河航道阜陽市北京路橋至沫河口段整治工程（航道部分）施工圖設計》航道平面布置，本次工程疏浚起點樁號為K83+246，疏浚終點樁號為K83+526，疏?？傞L度為280 m。根據阜陽閘下近20 年連續(xù)水文資料系列分析成果，本次航道養(yǎng)護工程維護水位為22.5 m。此處高程采用“1985 國家高程基準”。

4 工程設計

4.1 養(yǎng)護標準

4.1.1 航道養(yǎng)護標準

根據《安徽省航道養(yǎng)護管理辦法（試行）》，沙潁河航道（常勝溝～沫河口段）養(yǎng)護類別為一類，本次航道養(yǎng)護工程按照一類養(yǎng)護。

4.1.2 航道養(yǎng)護等級

根據《安徽省干線航道網規(guī)劃（2018—2030 年）》沙潁河航道（常勝溝～沫河口段）規(guī)劃航道等級為Ⅲ級，沙潁河航道安徽段已于2012 年按照IV 級航道標準開工建設，2016 年航道主體工程完成交工驗收。因此，本次沙潁河阜陽閘閘下段航道養(yǎng)護工程按照IV 級標準對航道進行養(yǎng)護。

4.1.3 航道維護水位

根據GB 50139—2014《內河通航標準》，對于不受潮汐影響或潮汐影響不明顯的天然河流，設計最低通航水位應采用綜合歷時曲線法計算確定，本段航道按照V 級航道標準進行養(yǎng)護，維護水位選用95%保證率水位。

4.1.4 設計代表船型或船隊及其尺度

根據沙潁河航道實際情況和船舶現狀，結合《阜陽港總體規(guī)劃調整（2015—2025 年）》規(guī)劃船型、GB 38030.2—2019《內河過閘運輸船舶標準船型主尺度系列第2 部分：京杭運河、淮河水系》、GB 50139—2014《內河通航標準》船型以及航道整治船型，并從航道條件、貨種運輸適應性及運營條件等方面綜合分析，提出沙潁河阜陽閘下段航道養(yǎng)護工程設計船型，詳見表1。

表1 設計船型表

4.2 平面布置

航道定線的基本原則是充分利用現有河槽，即航道中心線盡可能走原河道深泓線，盡量維持河道原有的平面形態(tài)，局部河槽寬度不足處，通過疏浚理順河槽等工程措施，以滿足IV 級航道標準要求。本工程為航道養(yǎng)護項目，平面布置采用原航道整治工程平面布置方案。

4.3 縱斷面設計

航道縱斷面設計時，需根據設計低水位及設計水深，確定相應航段的設計航道底高程航道縱斷面按平坡設計，不設縱坡，按維護水位減去維護水深作為航道底高程。

4.4 橫斷面設計

疏浚橫斷面設計主要包括挖槽寬度、挖槽深度及設計邊坡。

根據本次航道養(yǎng)護工程平面布置方案，確定本次挖槽寬度為50～153 m，挖槽左邊線為阜陽閘閘下錨地擋墻前沿線及水域底邊線，右邊線為沙潁河右岸設計航道底邊線。

根據《沙潁河航道阜陽市北京路橋至沫河口段整治工程（航道部分）施工圖設計》沙潁河航道整治工程航道尺度為：最小彎曲半徑330 m，航道設計底寬50 m，航道水深2.8 m。本工程為航道養(yǎng)護工程，維護水深與原設計保持一致，取為2.8 m。

本工程設計邊坡與沙潁河航道整治工程設計邊坡保持一致，錨地側翼墻段設計邊坡為1∶4，靠船段由于靠船墩及擋墻限制，不設疏浚邊坡。

本次清淤工程選取2 m3抓斗式挖泥船，設計超寬取3.0 m，超深取0.4 m。

根據最新實測地形，采取斷面法對本次養(yǎng)護工程疏浚量進行計算，本工程凈挖方量為29 136.68 m3，超挖量為3 776.825 m3，總疏浚土方量為32 913.505 m3。

5 施工工藝

5.1 工藝流程

針對本工程的具體施工條件，選擇了船挖、船運作業(yè)方式進行疏浚工程。具體的施工工藝流程如下：①挖泥船在疏浚區(qū)域進行精確定位，并開始挖掘泥沙；②泥駁船靠近抓斗式挖泥船，進行泥沙裝載；③裝滿泥沙的泥駁船航行至泥沙買受方指定的碼頭進行卸載，或直接交付給買受方的船舶；④卸載完成后，泥駁船返回疏浚區(qū)進行下一輪的裝載。

挖泥船在進行定位時，采用GPS 定位系統。挖掘過程中，按照先上游后下游的順序，采用橫移挖寬、縱移挖長的方法。在一個工作區(qū)域的疏浚任務完成且已挖部分達到設計要求后，挖泥船將移至下一個區(qū)域繼續(xù)作業(yè)。

在各施工區(qū)域、段和條的起點，設置明顯的標志，并在作業(yè)區(qū)安裝水位尺，以明確開挖位置和深度。疏浚作業(yè)船只按照水流方向進行布置。

準確掌握船舶的移動特性以及施工期間的水流、風向等情況，選擇合理的對標位置，定期校準并調整船位。同時，校正挖深指示標記，確保挖掘的寬度和深度符合設計要求。

5.2 施工機具選擇

根據疏浚工程量的大小、施工工期、土質以及疏浚土的處理要求，結合挖泥船的施工水位和疏浚深度要求，選擇了配備2 m3抓斗式挖泥船和泥駁船作業(yè)的施工方式。

5.3 抓斗式挖泥船與泥駁船施工

施工過程中，首先使用抓斗式挖泥船將開挖范圍內的土方抓起，然后放在配備的運泥船上。接著，運泥船將泥沙運至買受人指定的碼頭或買受人船舶前沿，再由抓斗將土方轉移并堆存。

5.3.1 抓斗式挖泥船

抓斗式挖泥船通常采用縱挖法施工，順流、分段、分條、分層挖泥。具體如下。

順流挖泥：即挖泥方向順水流方向，頭錨拋向下游，尾錨拋向上游。

分段挖泥：長距離的挖槽可分為若干段，每段長度約60～70 m，段間設立橫向標志。

分條挖泥：當挖槽寬度大于挖寬時，將其分為若干條，每條都設立縱向導標。

分層挖泥：若泥層厚度超過一抓斗的最大挖深時，應分層進行挖掘。若挖槽泥層過厚或土質堅硬難以挖動，應實行逐段分層。即在整個分段挖槽中分幾層開挖，先完成上層挖掘，然后船只后退，進行第二層挖掘。挖完第二層后，再進行第三層挖掘，逐層挖掘至設計深度。

5.3.2 泥駁船

泥駁船通常采用封底式設計，主要用于承載和運輸挖掘出的泥沙。由于封底泥駁船艙底封閉，無法直接進行裝卸泥沙，因此必須依靠其他設備進行卸泥作業(yè)。

總結：本次疏浚工程將采用船挖、船運作業(yè)方式，通過精確的定位和合理的施工順序，確保疏浚效果符合設計要求。施工過程中，將嚴格控制施工機具的選擇和使用，確保施工質量和安全。

6 對疏浚所產生泥砂的處置

在工程開始前，潁東區(qū)財政局委托安徽省阜陽市建設工程質量檢測站有限公司對潁東區(qū)沙潁河阜陽閘下錨地清淤工程所要清走的泥沙進行了檢驗（依照JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》），結果見表2。

表2 沙潁河阜陽閘下錨地清淤工程所產生的泥沙顆粒級配

考慮到潁東區(qū)沙潁河閘下段缺少合適的拋泥區(qū)，該工程產生的淤土由區(qū)財政部門進行評估后進行拍賣。拍賣所得全額上繳潁東區(qū)財政。

7 清淤工程達到的效果

通過本次沙潁河阜陽閘下錨地清淤工程，有效地改善了沙潁河航道船舶航行及靠泊條件，使河道通行能力顯著提高，為沿線地區(qū)經濟發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。同時，清淤工程的實施還有助于河道水域生態(tài)環(huán)境的改善和水資源的綜合利用，進一步展現了沙潁河航道水運功能的優(yōu)勢。

1）是解決航道及錨地水深不足的問題，改善船航行及靠泊條件的必要措施。由于沙潁河上游流域洪水季節(jié)暴雨不斷，上游來水來沙不斷增多，沙潁河阜陽閘閘下錨地及部分航段淤積嚴重，僅能適應300～500 t 級船舶航行。近年來隨著船舶標準化及大型化進程加快，進入沙潁河航道船舶大型化趨勢明顯，目前以1 000～2 000 t 級單船為主，航道及錨地水深不足，船舶航行、靠泊過程中易發(fā)生擱淺等事故，限制了部分船舶在沙潁河的航行。通過本次航道養(yǎng)護工程，可有效解決改善船舶航行及靠泊條件。

2）是充分發(fā)揮沙潁河航道水運功能、促進沿線地區(qū)經濟發(fā)展的需要。沙潁河航道是安徽省“一縱兩橫五干二十線”干線航道網中“一縱”的重要組成部分規(guī)劃航道等級為I 級，自沙潁河航道整治工程于2017 年交工驗收以來，航道可常年通500 t 級船舶，航道設計年通過能力可達12 057 萬t。近年來由于上游來水來沙的不斷增多，導致沙潁河航道部分航段及錨地淤積嚴重，水深已不能滿足船舶通航要求，嚴重影響了沙潁河航道的通航條件。

8 結束語

總的來說，本次潁東區(qū)沙潁河阜陽閘下錨地清淤工程的設計與實施執(zhí)行得比較順利。通過本次疏浚工程，航道水深由不適合大型船舶通行提高到滿足大型船舶常年通行需要，顯著提高了沙潁河航道的航運能力，有效改善了船舶航行及靠泊條件。這不僅有助于釋放沙潁河航道的水運功能，促進沿線地區(qū)經濟交流，也會帶來更好的生態(tài)環(huán)境和綜合利用效益。未來，隨著沙潁河航道的進一步整治和綜合利用，其在區(qū)域經濟、水資源開發(fā)、生態(tài)保護等多個領域的價值將得到更好的體現。

值得一提的是本次工程對疏浚過程中產生的淤泥予以妥善利用，并通過拍賣獲得資金，為阜陽市地方財政增加收入。整個工程設計和施工流程高效而規(guī)范，取得了令人滿意的技術效果。

總體而言，本次沙潁河阜陽閘下錨地清淤工程完全達到了預期目的，為沙潁河航道的后續(xù)發(fā)展和優(yōu)化提供了有力保障。同時，通過探討工程背景、設計要點以及清淤效果等方面，為類似的航道養(yǎng)護工程提供了借鑒。未來沙潁河航道的建設道路上還有很多工作值得探索與改進，也期待能帶來更多進步。