提升疏浚吹填工程技術(shù)管理工作的有效途徑

阮春華

摘要 文章以實際工程為例，對工程特點、施工過程、設(shè)備投入等多個方面進行研究，探索提升疏浚吹填工程技術(shù)管理水平的有效途徑。通過深入地分析和探索，發(fā)現(xiàn)加強疏浚吹填總體策劃、頂層設(shè)計管理、技術(shù)攻關(guān)、深度挖掘和優(yōu)化疏浚吹填施工工藝、動態(tài)監(jiān)控，強化技術(shù)指導(dǎo)等是提升疏浚吹填技術(shù)管理水平的有效方法。

關(guān)鍵詞 疏浚吹填;水利工程;應(yīng)用管理

中圖分類號 U616 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）02-0159-03

0 引言

隨著經(jīng)濟社會的不斷進步，國內(nèi)水利工程建設(shè)事業(yè)的發(fā)展也取得了突飛猛進的成績。而在水利工程建設(shè)施工中，流域內(nèi)沉積物管理是非常重要的工作，疏浚吹填技術(shù)是處理流域內(nèi)沉積物的有效手段，在水利工程建設(shè)中應(yīng)用極為廣泛，該技術(shù)的應(yīng)用不僅可以降低水資源中沉積物的數(shù)量，還可以實現(xiàn)江河湖海的改造，為水利工程安全有序?qū)嵤┨峁┍匾臈l件和保障。

1 疏浚吹填技術(shù)的工作原理

1.1 疏浚原理

疏浚工作原理就是利用絞吸式挖泥船、耙吸式挖泥船、鏈斗式挖泥船等設(shè)備進行水下的土石方開挖和排泥。用于疏浚工作的挖泥船種類較多，但是其共同的工作原理都是利用相關(guān)裝置挖除水中的泥，然后將其運輸?shù)街付ㄎ恢谩?/p>

1.2 吹填原理

吹填原理包含3個流程：

（1）土料的濕化崩解。和普通土料成分有很大的不同，水下土料的主要成分有3種：空氣、土顆粒和水，在高壓沖刷作用下，水下土料會和水發(fā)生進一步的混合，形成含水量較高的泥漿，在這個過程中，土料中所包含的氣體物質(zhì)被排出。

（2）土料的沉淀排水。泥漿被運送到泥漿倉后，受重力的作用，懸浮在泥漿中的土顆粒發(fā)生沉淀，沉淀過程中，泥漿中的水分發(fā)生離析作用，移動至泥漿表層，并開始從高處向低處流淌，這個過程也是泥漿中水分排出的過程。泥漿中水分越來越少，泥漿也會從原始的稀泥狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檐浰軤顟B(tài)，而泥漿中含有的土料也會聚集形成骨架。

（3）土體固結(jié)密實。吹填筑堤的過程，其實也是逐層累計的過程，為了控制整個堤壩的高度，必須控制每一層填筑厚度不超過一定的范圍。筑堤的過程也是堤壩由下向上發(fā)生固結(jié)加密的過程，隨著堤壩高度的不斷增加，每一層土料的干密度也在不斷增加，堤壩的穩(wěn)固性也會有所增加[1]。

2 項目簡介

2.1 工程概況

某港口擴建工程位于科特迪瓦阿比讓港，該工程包含的施工內(nèi)容有很多：集裝箱碼頭（岸線長1 250 m）、滾裝泊位（岸線長470 m）、航道兩側(cè)放堤拆除和新建以及該文主要論述的港池航道疏浚和陸域回填，港池疏浚面積131.4×105 m2，疏浚至?14.6/?16.6 m;該工程還包含弗里迪運河航道的加深疏浚，加深疏浚至?18.6/?19.5 m;清淤面積和回填面積一致，均為56.9×105 m2，回填砂至+4.5 m。

2.2 工程特點

（1）疏浚吹填工程施工會受到碼頭其他業(yè)務(wù)正常運行的影響連續(xù)性較差，另外，和該施工港口臨近的泊位也處于正常運營狀態(tài)，會對實際施工造成一定的影響。

（2）該工程所在港口河道狹窄，進出港口的船只數(shù)量較多，挖泥船和航道內(nèi)通行的船只之間會相互干擾，船只通航過程中相互避讓也會浪費較多的時間。

（3）該工程施工區(qū)域的底部管線較多，管線的數(shù)量、種類以及實際分布情況都不夠清晰，一旦觸碰或損害重要管線，可能會引發(fā)嚴重的風(fēng)險問題。

（4）受大西洋周期波以及漲退水作用的影響，該項目所在區(qū)域具有十分復(fù)雜的水文地質(zhì)條件，船舶作業(yè)難度較大。

（5）該工程的陸域清淤質(zhì)量控制工作具有較高的要求和標準，考慮實際施工條件、作業(yè)設(shè)備等，施工標準實現(xiàn)難度較大。

（6）經(jīng)過細致的地質(zhì)勘查發(fā)現(xiàn)，港區(qū)內(nèi)土質(zhì)不均勻，呈現(xiàn)出一定的跳躍性，所以回填土取土難度較大。

（7）施工區(qū)域作業(yè)船舶較多，船舶之間存在較大的相互干擾性。

2.3 該項目疏浚吹填設(shè)備投入情況

疏浚吹填工程正式開工前，施工單位必須做好施工現(xiàn)場實際情況的勘察，重點檢測流域水質(zhì)條件、氣候條件、地質(zhì)情況、安全情況、設(shè)施資料、以及施工精準位置等，做好勘察結(jié)果的分析，并根據(jù)分析結(jié)果選擇合適的作業(yè)船舶。綜合考慮該項目的工期目標、安全管理目標、質(zhì)量管理要求以及疏浚設(shè)備特征，為了滿足該項目實際施工需求，預(yù)計投入多種類型的操作船舶，比如：抓斗挖泥船、抽沙船、耙吸挖泥船、絞吸挖泥船等，具體見表1所示。

2.4 施工過程關(guān)鍵過程

（1）清淤。先利用絞吸式挖泥船以低速前進的方式清淤，這個過程中適當加大作業(yè)船只的橫向移動速度和前進速度。另外，該項目清淤操作還涉及抓斗式挖泥船的應(yīng)用，應(yīng)用這類設(shè)備進行清淤的時候，應(yīng)該采用梅花形下斗挖法。

（2）流砂。應(yīng)用絞吸式挖泥船和抓斗式挖泥船，注意使用低速。

（3）可塑性枯土。應(yīng)用絞吸式挖泥法清淤的過程中，注意適當降低作業(yè)船只橫向移動速度，加大作業(yè)船只的轉(zhuǎn)速[2]。在應(yīng)用抓斗式挖泥法的過程中，為了增加力度，可以應(yīng)用排斗挖泥法。而對于涉及鏈斗式挖泥設(shè)備的工程，在應(yīng)用時需要適當降低速度。

3 項目技術(shù)管理過程和提升途徑

該港口擴建工程疏浚吹填工作具有較強的綜合性，整個疏浚吹填過程重難點內(nèi)容較多，需要投入的設(shè)備種類和數(shù)量也較多，工程前期，施工企業(yè)面臨較大的工期壓力。該工程項目部成立后，對以上內(nèi)容進行了綜合的考慮，為了提升疏浚吹填作業(yè)效果，以作業(yè)過程中的技術(shù)管理作為切入點，多措并舉，逐個攻克項目實施難題，旨在更好地實現(xiàn)項目管理目標。

（1）加強疏浚吹填總體策劃，做好項目技術(shù)管理計劃。在該項目正式施工前，對項目所在的港口情況進行深入調(diào)查，了解疏浚吹填作業(yè)的重點和難點，并制定具有針對性的技術(shù)研究報告，編制科學(xué)的施工組織和施工方案。在施工設(shè)備進入施工現(xiàn)場前，落實技術(shù)交底制度、圖紙會審制度、設(shè)備檢驗制度、技術(shù)管理制度等多項制度。針對即將進入施工作業(yè)的設(shè)備，制定具有針對性的作業(yè)指導(dǎo)書，對于特殊船舶作業(yè)過程，給出更加詳細的操作指導(dǎo)。

（2）加強頂層設(shè)計管理。對于大型的港口建設(shè)項目，以高目標引領(lǐng)技術(shù)管理。比如該項目中的港口擴建工程，規(guī)模較大，項目施工過程具有較多的難點，項目部成立后，管理層就技術(shù)管理召開多次會議，圍繞項目目標，部署了相關(guān)的技術(shù)管理工作，并制定了技術(shù)優(yōu)化、計劃優(yōu)化、質(zhì)量優(yōu)化等辦法，要求施工單位在項目施工中嚴格執(zhí)行。

（3）加強技術(shù)攻關(guān)、不斷創(chuàng)新各類工藝和方法解決項目施工中的一系列難題。比如項目所在區(qū)域水下管線種類和數(shù)量較多，且分布位置不清晰，項目部成立專門小組，多次組織相關(guān)人員就水下管線的分布情況進行勘察，同時組織專家召開會議，經(jīng)過探討決定應(yīng)用“V型探槽”探測工藝對水下管線進行勘察和分析，成功排除潛在的管線風(fēng)險?！癡型”探槽探測實施效果如圖1所示。

（4）項目施工前以及項目施工中，項目部提出典型施工的概念，通過典型施工為現(xiàn)場施工提供技術(shù)支撐，特別是陸域清淤、航道疏浚、泥駁定點拋填等關(guān)鍵工序。項目部以已經(jīng)制定的專項施工方案為基礎(chǔ)，制定典型施工方案，就各個工序的工藝選擇、設(shè)備配備、質(zhì)量控制等方面進行驗證和評估，確保最終可以達到相應(yīng)的質(zhì)量要求[3]。各工序的典型施工結(jié)束后，項目部組織專家就典型施工的效果進行分析，并將典型施工效果分析的結(jié)果用于實際施工的技術(shù)指導(dǎo)。

（5）針對該工程的重點環(huán)節(jié)和難點環(huán)節(jié)，加強技術(shù)分析：1）在工程實施中，為了更好地解決項目水域分批移交過程所產(chǎn)生的施工干擾，為后續(xù)的陸域回填施工創(chuàng)造更加便利的條件，項目部決定應(yīng)用200 m3抓斗船施工效率高、占地面積少、可以在水域上迅速移動等特點，利用碼頭運營空閑期，完成水域清淤工作。2）經(jīng)過勘察發(fā)現(xiàn)，疏浚過程中的港口口門區(qū)域，分布較多體積較大的石塊，而普通勘察手段不能探明石塊的分布情況，項目部經(jīng)過會議商議決定應(yīng)用多波束測量儀器進行勘測，并繪制了相應(yīng)的分布圖紙，根據(jù)該圖紙，選擇匹配程度較高的作業(yè)船資源。3）清除口門區(qū)域大體積石塊的過程中，因為該區(qū)域涌浪較高，水流情況十分復(fù)雜，項目部商議決定，為了增加錨抓力，決定改用抓斗船拋錨系統(tǒng)穩(wěn)定船體，為復(fù)雜水域施工創(chuàng)造了一定的便利條件。4）該工程中，沉箱后方回填進度較慢，項目部經(jīng)過研討，為了避免影響后續(xù)工序，決定對于箱后回填工作應(yīng)用耙吸挖泥船。經(jīng)過多次嘗試，成功應(yīng)用耙吸挖泥船完成了箱后回填，不僅提高了沉箱后方回填效率，還為整個疏浚工程的后續(xù)工作提供了充足的時間和空間。

（6）根據(jù)投入疏浚設(shè)備深度挖掘和優(yōu)化施工工藝：1）疏?；靥钍┕ぶ?，綜合考慮航道水域特點，決定項目的航道大面積疏浚工作應(yīng)用大型耙吸船，掃淺施工應(yīng)用小型耙吸船，對油碼頭運營干擾區(qū)域，為了避免產(chǎn)生施工干擾，采用抓斗船實施精細化作業(yè)。2）對運河口門護底塊石區(qū)域，為了避免施工影響運河正常通行，項目部商議決定采取分區(qū)分段、分季節(jié)封航施工方式。具體做法就是做好口門區(qū)域通航段區(qū)段劃分，計劃以半日封航的計劃，兼顧通航和施工。另外，分段通航、分段施工的方式可以更好地配置挖泥船資源，避免作業(yè)船舶之間產(chǎn)生相互干擾。3）該項目的陸域回填施工，對于深水層地層砂，應(yīng)用航泥駁拋填法;對于淺水區(qū)的回填，應(yīng)用絞吸船和耙吸船回填法。除此之外，項目部為更好地統(tǒng)籌疏浚吹填施工資源，確保疏浚、回填作業(yè)順利進行，決定應(yīng)用耙吸船定位拋沙工藝，以提高拋沙精確度和平整度。綜合以上多項優(yōu)化工藝，該項目疏浚回填作業(yè)施工形成了多船型、多工藝綜合的技術(shù)效果，不僅保證了各工序的施工質(zhì)量，還大大提升了整個工程的施工效率，節(jié)省了施工成本。

（7）加強動態(tài)監(jiān)控，強化技術(shù)指導(dǎo)：1）因為該工程施工區(qū)域的土質(zhì)跳躍性較大，為了更加嚴格控制絞吸船回填砂含泥量，疏浚吹填施工中，以動態(tài)監(jiān)控的方式對絞吸船取沙吹填進行跟蹤和監(jiān)控。比如利用沙區(qū)鉆孔對沙區(qū)砂質(zhì)進行核對;取砂過程也進行監(jiān)測，確保遇到異常土質(zhì)后可以及時停止挖掘;在管線位置，派駐了專門的人負責(zé)對砂質(zhì)含量以及沙土的含泥量進行監(jiān)測，一旦參數(shù)發(fā)生異常，立即通知吹清水、調(diào)整取沙區(qū)，完成吹填后及時取樣，并檢測含泥量等參數(shù)[4]。2）對該工程施工區(qū)域土質(zhì)分布跳躍性較大的特點，為了更好地控制清淤作業(yè)質(zhì)量，當清淤開挖到硬土層的時候，組織潛水員多點取樣，檢查清淤效果，保證清淤作業(yè)達到施工設(shè)計要求。

4 結(jié)束語

港口擴建項目疏浚吹填作業(yè)，實現(xiàn)了以技術(shù)管理為導(dǎo)向的管理形式，項目部領(lǐng)導(dǎo)層高度重視技術(shù)管理工作，形成以技術(shù)管理為目標和過程的高效項目管理模式，并取得相應(yīng)的成效，也取得了一系列技術(shù)管理成果，如技術(shù)管理體系文件、技術(shù)性論文，工法文件等，為國內(nèi)疏浚吹填作業(yè)施工提供了良好借鑒。

參考文獻

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[3]佘光澤，稅丕兵.港口疏浚吹填施工技術(shù)與工藝研究[J].中國航務(wù)周刊，2021（1）：88-89.

[4]李楓，龍波明.提升疏浚吹填工程技術(shù)管理工作的有效途徑[J].中國水運，2020（2）：137-138.