港口航道工程中的護(hù)岸及疏浚工程施工工藝

董 偉，田路路

(中交海洋建設(shè)開(kāi)發(fā)有限公司，天津 300457)

1 工程概況

某工程基槽挖泥共計(jì)27.9萬(wàn)m3，平均每日挖泥量784 m3，配置12 m3挖泥抓駁船1條、1 000 m3泥駁船1條，平均日挖泥能力強(qiáng)度為3 000 m3，配備的挖掘機(jī)械設(shè)備，可以滿(mǎn)足挖掘工作能力強(qiáng)度的最高要求。護(hù)岸基槽挖掘開(kāi)始時(shí)的挖掘量在8萬(wàn)m3，采用1條12 m3抓有拖斗的自航挖泥船進(jìn)行挖掘，1條1 000m3的自航泥漿抓駁船對(duì)護(hù)岸疏浚物進(jìn)行快速運(yùn)送，置換護(hù)岸砂層時(shí)需要對(duì)400 t的定位挖泥船進(jìn)行定位，并且對(duì)護(hù)岸駁浚物采取拋砂回填的處理辦法。護(hù)岸基槽挖掘難度主要在于開(kāi)挖風(fēng)化巖，基槽底的砂層標(biāo)高一般為-23 m。挖掘護(hù)岸基槽時(shí)需要分別選用2種類(lèi)型的自航挖泥船進(jìn)行挖掘施工。如遇到特大礁石，則需要用爆破的方式炸除礁石。炸礁石工作量在4 419 m3左右。

2 護(hù)岸工程

2.1 清理場(chǎng)地

在對(duì)基槽土方挖掘和圍堰施工前，首先要把涉及施工區(qū)域內(nèi)的雜質(zhì)清理干凈，然后根據(jù)工程需求，把航道護(hù)岸存在的廢棄物清理掉，以上做法有利于環(huán)境的保護(hù)。

2.2 施工排水

在對(duì)航道護(hù)岸基礎(chǔ)工程進(jìn)行施工時(shí)，基坑的開(kāi)挖以及施工應(yīng)采取總線(xiàn)排溝方式，在每個(gè)銜接的地方使用集水溝，用水泵把地面的積水抽干，保證基礎(chǔ)施工按順序進(jìn)行。在井點(diǎn)布置和設(shè)計(jì)時(shí)，嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)要求施工。

2.3 測(cè)量放樣

多曲線(xiàn)施工的形式，在航道護(hù)岸施工中采用的最為廣泛，但測(cè)量時(shí)難以控制。因此，要選擇專(zhuān)業(yè)的團(tuán)隊(duì)并且會(huì)使用全球定位技術(shù)的人員進(jìn)行施工。施工前的測(cè)量和部署全站儀是至關(guān)重要的一步，以便對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性進(jìn)行檢測(cè)和驗(yàn)證。施工前發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致且相差甚遠(yuǎn)時(shí)，應(yīng)馬上復(fù)核及確認(rèn)，在滿(mǎn)足施工要求后，再進(jìn)行施工。

2.4 基槽開(kāi)挖施工

1)上層土挖掘注意事項(xiàng)。施工時(shí)，如果在土壤中發(fā)現(xiàn)各類(lèi)雜質(zhì)，需要把雜質(zhì)清理干凈，然后進(jìn)行回填，回填密實(shí)后再進(jìn)行挖掘，從而保證基槽的精準(zhǔn)度在標(biāo)準(zhǔn)范圍。

2)下層土挖掘注意事項(xiàng)。施工時(shí)，應(yīng)按要求保證結(jié)構(gòu)的尺度，施工方案要充分考慮為后續(xù)施工提供的便利性及可操作性，并且應(yīng)盡量減少對(duì)原狀土造成的破壞，可采取挖掘機(jī)挖掘、人工整理的辦法進(jìn)行施工。

2.5 塊石基床施工

航道護(hù)岸工程一般采用自卸汽車(chē)、船舶運(yùn)輸、鏟車(chē)等方式進(jìn)行施工作業(yè)。用縱橫坐標(biāo)的方式確定拋石位置，然后作業(yè)。工作人員通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比的方式設(shè)置縱橫坐標(biāo)，保證坐標(biāo)數(shù)據(jù)的精確度，一般為20 m的間隔。基礎(chǔ)的施工要保證基床的寬度與設(shè)計(jì)方案一致。拋石施工中，應(yīng)該分2次進(jìn)行，第1次粗拋，第2次為細(xì)拋方式。

2.6 混凝土底板施工

航道護(hù)岸基礎(chǔ)施工時(shí)，通常采用木模、組合鋼?；ハ嘟Y(jié)合的形式，以保證表面的平整度。吊裝過(guò)程中應(yīng)避免模板變形，模板自身要具備高的穩(wěn)定性和剛度。施工時(shí)合理使用攪拌機(jī)，采用機(jī)動(dòng)翻斗車(chē)確保運(yùn)輸速度，縮短混凝土材料運(yùn)輸時(shí)間，施工場(chǎng)地的道路一定要達(dá)到施工要求。一定要嚴(yán)格把控配比質(zhì)量，確?；炷羺?shù)符合要求。

確保各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)后才能進(jìn)行澆筑工作，要把模板上的雜質(zhì)、泥土等清除干凈。使用強(qiáng)制式攪拌設(shè)備時(shí)，要嚴(yán)格保證配比參數(shù)。澆筑施工階段的澆筑高度變化較大，要采用滑槽將材料輸送到模板內(nèi)。攪拌時(shí)間要嚴(yán)格把控，避免攪拌不均?；炷翝仓┕るA段，要有專(zhuān)人看管模板，要根據(jù)工程量的大小，選擇分層澆筑或是整體澆筑的方式，時(shí)刻注意施工時(shí)，是否發(fā)生變形等問(wèn)題。

加強(qiáng)航道護(hù)岸基礎(chǔ)工程的養(yǎng)護(hù)工作。工作人員在進(jìn)行拆模工作時(shí)，要保證拆模的質(zhì)量。拆模完成后，及時(shí)地進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作。先用土工布對(duì)混凝土全面覆蓋，由專(zhuān)業(yè)工作人員進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，要嚴(yán)格控制灑水養(yǎng)護(hù)的時(shí)間，應(yīng)>14 d，才能保證合格的表面濕度。

2.7 土方回填壓實(shí)

在航道護(hù)岸基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分的施工中，要先把回填土部分預(yù)留出來(lái)，方便進(jìn)行分層回填施工。操作時(shí)，要清理干凈淤泥、雜質(zhì)，保證不會(huì)發(fā)生積水，回填后壓實(shí)度要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，混凝土結(jié)構(gòu)>70%，回填施工應(yīng)隨著墻身砌筑的不斷增高相應(yīng)改變，確保工程順利實(shí)施?；靥钍┕ぶ?，在處理壓實(shí)時(shí)，可采用人工、機(jī)械相互搭配的模式，更能推動(dòng)工程進(jìn)展?；靥罡叨扰c設(shè)計(jì)方案高度之間的差距在10 cm為佳?；靥罴皶r(shí)率沒(méi)有符合設(shè)計(jì)方案時(shí)，必須要立即采取翻填處理的補(bǔ)救措施。施工時(shí)，一定要合理安排透水性較小的回填材料，避免施工場(chǎng)地出現(xiàn)積水等現(xiàn)象發(fā)生，同時(shí)要保證回填施工的速度[1]。

土方回填施工時(shí)，除了重點(diǎn)監(jiān)測(cè)位移和下沉量的數(shù)據(jù)，還要做好壓頂和墻身等不同位置的觀(guān)測(cè)點(diǎn)，需要確定坐標(biāo)、高程的數(shù)據(jù)。前7 d的施工作業(yè)中，施工人員要格外重視數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)工作，之后再慢慢減少監(jiān)測(cè)的頻率，此項(xiàng)工作至少要30 d，需要施工人員嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，做好數(shù)據(jù)記錄，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)波動(dòng)異常及時(shí)采取有效措施，從而保證整體工程的質(zhì)量。

3 疏浚工程

3.1 基槽挖泥施工

港口航道工程基槽挖泥水深度為20～25 cm，絞吸船無(wú)法按照設(shè)計(jì)施工工期開(kāi)挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高，即每月開(kāi)挖9.5萬(wàn)m3的淤泥。由于絞吸船派不上用場(chǎng)，所以使用1條11～13 m3的挖泥船，更能輔助施工作業(yè)的順利進(jìn)行。針對(duì)后方的挖泥區(qū)，還應(yīng)該安排1條挖泥量為500 m3的泥駁船運(yùn)輸。最后利用1450型絞吸挖泥船二次吹填至指定的陸上回填區(qū)域中。挖泥船施工流程見(jiàn)圖1。

圖1 挖泥船施工流程

施工時(shí)，施工人員需按施工順序進(jìn)行工作，把施工廢料集中到統(tǒng)一指定位置[2]。施工作業(yè)需要1條1 000 m3泥駁船，以及1條11～13 m3抓斗船。

1)將絞吸船安排到碼頭前沿50 m的范圍外，然后疏浚到-18 m。能夠降低疏浚施工過(guò)程中港池對(duì)基槽產(chǎn)生的影響。

2)由于工程土質(zhì)的特殊性，開(kāi)挖好槽后，必須要立即組織施工人員展開(kāi)保濕作業(yè)，保證后續(xù)施工作業(yè)的順利進(jìn)行。

3)開(kāi)挖基槽時(shí)，使用抓斗船進(jìn)行不同階段的開(kāi)挖時(shí)，每次分層開(kāi)挖高度控制在1.2～1.5 m；分段開(kāi)挖的長(zhǎng)度控制在100 m。根據(jù)船型的實(shí)際情況，開(kāi)挖的條寬之間要重疊2 m以上；每1條的分條寬度控制在8～15 m。

4)開(kāi)挖施工時(shí)，需要根據(jù)開(kāi)挖后不留淺點(diǎn)的要求，對(duì)基槽開(kāi)挖量進(jìn)行把控，以免設(shè)計(jì)邊坡達(dá)不到要求。

5)開(kāi)挖料卸至棄場(chǎng)回填后，將不合格泥土駁棄至規(guī)定的拋泥區(qū)。

6)在進(jìn)行施工時(shí)，必須及時(shí)對(duì)施工監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整、把控，才能有效保證船舶順利展開(kāi)施工工作。

7)根據(jù)工程地質(zhì)資料，微風(fēng)化巖層需進(jìn)行炸礁施工。必須要使用特定的材料進(jìn)行施工爆破工作，并且爆破后的材料還要按照要求成堆堆放。

3.2 絞吸挖泥船施工

絞吸挖泥船采用分條、分段、分層施工，應(yīng)符合下列規(guī)定。

1)如果溝渠寬度大于絞吸挖泥船一次可移動(dòng)的最大寬度，則應(yīng)將溝渠劃分為若干條進(jìn)行開(kāi)挖。采用鋼樁橫挖法分條時(shí)，鋼樁中心到絞刀頭中心水平投影的帶寬應(yīng)相互對(duì)應(yīng)。分條數(shù)量不宜過(guò)多，以免增加移錨和船舶運(yùn)行時(shí)間，影響挖泥船的工作效率。分條的最大寬度不得超過(guò)溝渠的最大寬度。絞吸挖泥船的最大挖寬不得超過(guò)機(jī)長(zhǎng)的1.1～1.2倍，具體取決于局部水流速和橫向錨索的長(zhǎng)度。如果水流速較高，應(yīng)降低挖寬。最小帶寬應(yīng)大于挖泥船的最小開(kāi)挖寬度。如果設(shè)計(jì)中采用錨索定位法，帶寬應(yīng)根據(jù)主錨的長(zhǎng)度確定。最大寬度應(yīng)為100 m左右。

2)如果溝渠長(zhǎng)度大于水線(xiàn)的有效延伸長(zhǎng)度，則應(yīng)根據(jù)挖泥船和水線(xiàn)可開(kāi)挖的長(zhǎng)度分段施工。溝渠的彎曲線(xiàn)必須劃分為幾個(gè)直線(xiàn)段，彎曲線(xiàn)可以按照直線(xiàn)分段構(gòu)造。如果開(kāi)挖規(guī)范不同或施工時(shí)間要求不同，應(yīng)按照合同要求分段施工。如通航或其他因素要求中斷，可根據(jù)需要分段施工。

3)如果疏浚區(qū)的淤泥層厚度很厚，則應(yīng)分層施工。疏浚區(qū)的分層厚度應(yīng)根據(jù)土壤硬度和挖泥船的絞吸性能確定，最好為絞刀直徑的0.5～2.5倍，硬土選較低值，軟土選較高值，表層和中間層較厚，以確保挖泥機(jī)的效率，最后一層較薄，以確保工程質(zhì)量。如果疏浚前淤泥表面高于水面，或水深低于疏浚吃水深度，則頂層開(kāi)挖深度應(yīng)滿(mǎn)足疏浚設(shè)計(jì)和最小水深的要求。如果泥層過(guò)厚，上層應(yīng)在高水位開(kāi)挖，下層應(yīng)在低水位開(kāi)挖，以減少塌方影響。如果工程對(duì)邊坡質(zhì)量要求較高，需要采用分層臺(tái)階式開(kāi)挖邊坡，應(yīng)根據(jù)工程對(duì)邊坡的要求、地面條件和設(shè)備尺度確定分層厚度。如果合同要求必須逐步達(dá)到施工深度，則必須進(jìn)行分層施工。必須根據(jù)設(shè)計(jì)要求調(diào)節(jié)拋泥區(qū)域，使其與海岸和上下海灘平滑連接。如果拋擲泥漿危及岸壁的穩(wěn)定性，應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求使用編織布保護(hù)岸壁。

3.3 基槽開(kāi)挖監(jiān)控測(cè)量

在進(jìn)行基槽開(kāi)挖時(shí)，盡量避免抓斗挖泥船形體給工程數(shù)據(jù)造成的誤差，施工人員必須提前做好測(cè)量工作，準(zhǔn)確把握開(kāi)挖基槽的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)。挖槽尺度的控制應(yīng)滿(mǎn)足下列要求：施工期間，應(yīng)定期檢查和驗(yàn)證挖泥機(jī)定位標(biāo)記，并在強(qiáng)風(fēng)后進(jìn)行校準(zhǔn)；用于定位的儀器應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)范的精度要求，并應(yīng)定期校準(zhǔn)。

挖泥船運(yùn)行期間，通常通過(guò)導(dǎo)向或定位儀器校正船舶位置，以確保實(shí)際挖掘位置位于設(shè)計(jì)支撐區(qū)域內(nèi)。絞吸挖泥船的定位支架必須始終保持在開(kāi)挖段的中心線(xiàn)上，以確保挖掘?qū)挾鹊臏?zhǔn)確性。

3.4 航道疏浚作業(yè)

在進(jìn)行沉管施工前，為了保證工作船能到達(dá)預(yù)定位置，即管道吊浮運(yùn)輸?shù)陌踩裕仨氁茸龊煤降赖氖柰üぷ?。由于季?jié)水位會(huì)影響疏浚的工作效率，航道疏浚作業(yè)一定要把季節(jié)水位的變化考慮進(jìn)去[3]。

3.5 礁石爆破作業(yè)

基槽開(kāi)挖施工中，由于水下巖層結(jié)構(gòu)過(guò)于堅(jiān)硬，施工人員需要在基槽開(kāi)挖前對(duì)其進(jìn)行爆破處理。在進(jìn)行爆破前，要先把巖層周?chē)沫h(huán)境清理干凈。炸礁之前，要考慮水下工作人員的人身安全是否得到保障，爆破后是否會(huì)對(duì)船只、工作人員造成傷害。

3.6 基槽成品的保護(hù)和安全控制

在沉放管節(jié)前，必須保證基槽的完成度。因此，相關(guān)工作人員必須做好監(jiān)督、管理工作，同時(shí)加強(qiáng)安全監(jiān)測(cè)工作，從而達(dá)到工序安全、避免基槽成品總是暴露在環(huán)境中。

4 工程效果及經(jīng)驗(yàn)

4.1 工程效果

通過(guò)參加組織本工程的施工，掌握了管理大型疏浚工程的經(jīng)驗(yàn)，特別是在工程的宏觀(guān)動(dòng)態(tài)控制方面。疏浚工程的質(zhì)量合格，出現(xiàn)淺點(diǎn)可以繼續(xù)挖，直至全部挖走為止，但是疏浚工程的主要成本在施工船上，船舶的折舊和油耗占很大的比重，因此縮短工程工期，努力減少船舶占用期、減少油耗是控制的主要目標(biāo)，疏浚工程質(zhì)量控制，就是成本控制，選擇合適的船舶，在最短的占用期完工是最好的選擇。

4.2 經(jīng) 驗(yàn)

1)關(guān)于疏浚工程的地質(zhì)條件。施工時(shí)會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況與資料中的土質(zhì)鉆探資料差異較大的情況，土質(zhì)鉆探資料顯示在港池中沒(méi)有巖石，但施工時(shí)出現(xiàn)了礁石。這種情況下，就需要實(shí)施爆破，經(jīng)過(guò)和設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理工程師商討與確認(rèn)后，一致決定炸除障礙物。但需要對(duì)炸除的礁石、木樁等進(jìn)行清理，而鐵質(zhì)膠黏土層標(biāo)高130 m，大大提升了施工的難度。

對(duì)于以上情況，建議由相關(guān)單位或?qū)I(yè)人員對(duì)航道東側(cè)的巖石進(jìn)行探測(cè)，并與相關(guān)部門(mén)進(jìn)行協(xié)商關(guān)于礁石的解決方案和處理方式，以方便后續(xù)施工。同時(shí)建議在探測(cè)礁石航道的水位深度時(shí)，要稍有寬裕度，以保證航道的安全性。

2)施工時(shí)效短的問(wèn)題。在施工過(guò)程中，安排基槽挖泥的時(shí)間是180 d左右，后方挖泥的時(shí)間是153 d左右，由于清除淤泥的工期短，但間隔時(shí)間較長(zhǎng)，時(shí)間安排不夠靈活的問(wèn)題就凸顯了出來(lái)。

3)施工干擾性較強(qiáng)。在施工時(shí)，船機(jī)的多頻次來(lái)往，對(duì)施工造成較大干擾。

5 結(jié) 語(yǔ)

現(xiàn)代航道護(hù)岸的高標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保要求的提高，使得航道護(hù)岸工程對(duì)施工技術(shù)的要求更加嚴(yán)格，現(xiàn)代航道護(hù)岸施工過(guò)程中，需要多引用新的技術(shù)和材料，以便提高效率和質(zhì)量。同時(shí)，施工企業(yè)對(duì)自身的管理能力與施工技術(shù)水平進(jìn)行提升，從而達(dá)到提升航道護(hù)岸施工質(zhì)量的目的。

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