響水船閘下游引航道淤積治理措施

陸偉

摘 ?要：本文對響水船閘引航道淤積現(xiàn)狀及其成因進行了分析，并在此基礎上提出響水船閘下游引航道淤積治理措施，對提高響水船閘的通航能力有所幫助。

關鍵詞：響水船閘 ?航道淤積 ?清淤

響水船閘引航道淤積現(xiàn)狀及其成因分析

1、淤積現(xiàn)狀

響水船閘位于我國江蘇省鹽城市響水縣西側(cè)灌河南岸1.2km處，該船閘是連通灌河與通榆河的航道，其修建時依據(jù)的是三級航道標準，閘室長為220米、寬16米、最小檻上水深3.3m，采用的是弧形閘門下輸水的方式，船閘本身具有如下功能：擋潮、灌溉、排澇以及通航等等。該船閘的下游引航道與灌河相連接，在接口的位置處由一座雞心島將引航道分成東西兩汊，引航道的設計排澇流量為100m3/s。該船閘是在2000年10月建成并正式通航，由于各種原因的影響，下游引航道的淤積問題非常嚴重。2014年汛期來臨前，對引航道進行實測后得出如下數(shù)據(jù)：泥沙淤積量為35.78萬方，西汊的淤積情況較為嚴重，河底設計高程由原本的-4.0m上升至2.5m以上，淤積量約為12.5萬方，通航能力基本喪失。同時，東汊與直航道的淤積情況也比較嚴重，河底高程升高至-1.0m以上，淤積量約為23.28萬方，重載船只基本無法通過，即便在高潮位時，船只也只能在中泓槽中通行，無法?？吭诳看仗幍却^閘，只可以在主航道上停留，這給船只的安全運行造成了極大影響。

2、淤積成因分析

灌河是沒有擋潮閘的潮汐河道，含有大量來自外海的泥沙，其河流全程均處于潮流界內(nèi)，漲潮流速大于落潮流速。根據(jù)相關資料顯示，灌河的平均潮位為2.08m，最高潮位為4.03m，最低潮位為-1.89m，漲潮歷時約為4.5h，落潮歷時約為8h。造成響水船閘下游引航道淤積的原因主要包括以下幾個方面：

在潮汐作用下，響水船閘下游引航道中每日有兩漲兩落的挾沙水流進出，使得引航道中產(chǎn)生相對較大的流速，但是其水體含沙量與主流的差值較小，不易產(chǎn)生異重流。響水船閘下游引航道中的異重流只能產(chǎn)生于相對平潮的短暫時段，此時會發(fā)生水流帶沙入航道的情況。

由于漲潮與落潮期口門處與主流交匯的回流流向相反，加之不同潮時主干流的縱向流速不穩(wěn)定，使得回流受進出引航道水流的影響一直處于變化狀態(tài)，造成因回流產(chǎn)生的淤積呈現(xiàn)出部位不固定、淤積量不大的特點。

受漲潮流速大于落潮流速的影響，漲潮期水流含少量大于落潮期的含沙量，導致因漲潮期帶入響水船閘下游引航道中的泥沙，無法在落潮期全部帶走，進而造成引航道淤積。

響水船閘下游引航道淤積治理措施

為了進一步提高響水船閘的通航能力，必須采取有效的措施對下游引航道的淤積問題進行處理。

1、水文地質(zhì)情況

本工程所處地域?qū)儆谂瘻貛О霛駶櫦撅L氣候區(qū)，呈現(xiàn)出夏熱冬冷、四季節(jié)氣分明的氣候特征。該區(qū)域平均氣溫為14℃，平均降水量為883.6mm，最大年降水量為1396.0mm。無霜期為3月下旬至10月中旬，持續(xù)時間為210天左右，結(jié)冰期為12月至次年2月。灌河海潮汐屬于規(guī)則半日潮，漲潮最大潮差為5.14m，落潮最大潮差為4.91m。河道內(nèi)淤泥呈流塑狀態(tài)，主要為灰色粘土質(zhì)淤泥夾薄層輕粉質(zhì)砂壤土或粉細砂，具備壓縮性高、含水量大的特點。

2、清淤方案編制

為了有效解決淤積問題，并確保航道通暢，在船閘進行建設的過程中，在其上下游航道兩側(cè)征用了五塊土地，共計460畝，以此作為清淤專用的棄土區(qū)，詳情如表1所示

表1 清淤專用棄土區(qū)

結(jié)合該船閘所在地的水文地質(zhì)情況，并按照船閘下游河道斷面測量的成果以及需要恢復的通航能力要求，制定了如下清淤施工方案：

對船閘下游河道C.S.8（0+285）～C.S.18（0+865）段采取挖泥船進行清淤施工，具體清淤目標為河床底高程-4.0m、底寬35m、高程1.0m時，口寬65m，邊坡系數(shù)為1：3，需要清淤的土方量約為5.516萬m3，并將引航道西側(cè)的清淤土方全部排入到河道左側(cè)的一號排泥場中，東側(cè)土方則全部排入至位于河道右側(cè)的四號排泥場中。

對船閘下游河道C.S.11（0+865）段至與灌河交界處采取泥漿泵的方式進行清淤施工，清淤目標為河床底高程-4.0m，底寬35m，高程1.0m時，口寬65m，邊坡系數(shù)1：3，需要清淤的土方量約為3.820萬m3，并將引航道西側(cè)的清淤土方全部排入至雞心島五號排泥場，東側(cè)土方則全部排入至河道右側(cè)的四號排泥場。

為了滿足清淤土方的庫容要求，決定對一、四、五排泥場的圍堰進行重修，經(jīng)過重新休整之后，一、四、五號排泥場分別能夠充填4萬方、6萬方和2.5萬方淤土。

3、施工組織安排

在本工程中，先對一、四、五號排泥場的圍堰進行加固處理，并對外排溝進行開挖，當排泥場的圍堰加固完畢之后，便可進行水下施工。具體施工程序如圖1所示。

圖1 響水船閘清淤施工流程圖

圍堰填筑外排溝開挖。在對圍堰進行開挖和填筑的過程中，均采用推土機進行，鋪填施工從圍堰的最低處開始，并按照水平層次逐一進行，施工中不得順坡進行鋪填。分段作業(yè)面的最小長度不得低于100m，如果堤壩基礎橫斷面的坡度比超過1：5時，則應當進行削坡。在進行鋪土時，要確保寬度超出設計邊線兩側(cè)30cm，相鄰的作業(yè)面均應當衡上升，這樣有助于減少施工接縫，若是高差過大，則應當采取緩坡的方式;在本工程當中，外排溝的設計標準如下：口寬4.0m、底寬1.0m、邊坡1：1。對外排溝進行開挖時，可以采用挖掘機加人工鏟坡的方式一次成型，開挖出來的土方則可作為填筑外部圍堰之用，棄土需要堆放在紅線以內(nèi)。

河道清淤。為了確保清淤工作的順利進行，在對河道進行清淤的過程中，應當遵循技術(shù)先進可行、經(jīng)濟安全、快速實用的原則。由于響水船閘的下游引航道屬于老河道，本工程的性質(zhì)為老河道疏浚，故此可以結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，采用挖泥船+泥漿泵的方法進行清淤施工，其中挖泥船選用絞吸式挖泥船，具體的施工技術(shù)要點如下：①當水流流速<0.5m/s時，可以采用順流的方法對淤泥進行開挖，若是水流流速>0.5m/s，則應采用逆流的方法進行開挖。在開挖的過程中，應當結(jié)合淤泥層的實際厚度、挖槽深度以及挖泥船的機械性能，合理確定開挖方式，如果采取分條的方式進行開挖，則應當確保相鄰兩條之間有重疊區(qū)，這樣能夠防止欠挖的情況發(fā)生。②疏浚時，可以采取下超上欠的階梯形進行開挖，需要特別注意的是，超挖與欠挖的面積比必須控制1-1.5的范圍之內(nèi)，以免引起邊坡超挖或是欠挖的情況。③對于岸坡則可按照設計邊坡，并采取有效的措施進行開挖，若是開挖的過程中遇到不容易形成的設計邊坡，則必須對施工工藝方法進行調(diào)整，即直線進樁、斜向挖泥。④在布設排泥管線時，要確保管線平直，不得存在死彎，出泥管口伸出排泥場圍堰坡腳處的距離不得小于5m，同時至少要高出排泥面0.5m以上，水下排泥區(qū)的管口應當至少伸出排泥區(qū)標志線外30m，并且還應至少高出水面0.5m以上，管線接頭位置處應當固定牢靠，不得存在滲漏問題，若是出現(xiàn)泄漏，則應立即進行修補或是更換，以免影響清淤工作的順利進行。⑤對C.S.11（0+865）段至灌河交界處可以采用泥漿泵的方法進行施工，具體施工標準為恢復原設計斷面，最終將清淤土方排入灌河之中。在清淤中，河床底高程-4.0m，底寬35m，高程1.0時口寬65m，邊坡系數(shù)1：3，需要3.620萬m3清淤土方，將河道東側(cè)清淤土方排入4號排泥場，西側(cè)清淤土方排入5號排泥場。⑥在使用泥漿泵開挖河道土方之前，禁止傷害邊坡，并使泥漿泵隨著河底標高的逐步降低進行移位。在開挖過程中，認真檢查校對開挖的平面位置、邊坡、標高是否達到設計標準要求。⑦在施工中配置高壓泵和泥漿泵施工機械，邊坡施工在漲潮時進行，河道中心土方施工在低平潮時進行。將長6m的螺旋管加裝在泥漿泵進口處，并將螺旋管頭與高壓泵槍頭綁在一起沉入土層，利用高壓泵的攪拌使泥水通過管道向灌河中排入。⑧在圍堰施工完畢后，分配專人進行24h值班，對圍堰進行檢查和維護，準備好充足的器材，以備不時之需。

結(jié)論

綜上所述，響水船閘作為通榆河響水樞紐工程的重要組成部分之一，它的通航能力至關重要。但由于各種因素的影響，使得河道本身的淤積問題日益嚴重，這在一定程度上影響了河道的正常通航。經(jīng)過本次清淤處理后，河道的通行能力獲得了顯著提升，有效提高了過往船只的運行安全性。

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（作者單位：江蘇省鹽城市通榆河樞紐工程管理處）