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内河港航施工中回淤问题探讨

来源:一二三四网
内河港航施工中回淤问题探讨

一、港航施工中的回淤特征研究

(一)施工期回淤现象随时间的变化规律

回淤问题是泥沙运动的直接结果,是一种复杂的自然现象,通常港航工程发生淤积有三个前提条件,即泥沙来源、泥沙运动的水流动力和促成淤积的环境。某港口航道段的泥沙淤积情况全年呈现不均匀的现象,施工期淤积现象主要集中在后半年,结合此港口水域多年实测的风浪资料,概化港口水域波浪要素和风的关系,分析此港口水域波浪的情况,航道位于浅水推进波的范围内,河底水质点做水平移动,计算出了波浪产生的最大河底流速,建立风速和不同水深水质点的运动关系。航道年际回淤的情况都差不多,同一吨级的航道在不同年份的回淤深度和厚度都基本保持一致,并没有随着时间的改变而发生太大的改变。

(二)施工期回淤現象随空间的变化规律

施工期的回淤现象随空间的变化规律主要体现在两个方面:一是沿程回淤分布规律,二是回淤随浚深的变化规律。针对前者,断面的平均回淤强度沿航道的里程增加呈现出先增加后减少的变化规律,回淤较为严重的区域为航道11km-22km处,即航道的内段起点到航道的转弯段的回淤强度是呈现慢慢增加的趋势;针对后者,在保证了航道的走向不变,仅对原航道进行了拓宽和浚深,随着航道的浚深慢慢增加,相对回淤量的强度也在慢慢增加,这充分的体现了航槽的逐渐加深,同一断面的航道回淤量也在逐渐增多。

(三)施工期大风回淤的特征

某港口水域泥沙主要受风浪控制,风浪越大含沙量越大,通过对多场大风资料的分析,确定影响大风骤淤的主要因素,并推导出航道回淤量公式和淤强分布模型公式,本文将模型计算的大风骤淤量与淤强分布与几次大风实测骤淤情况进行对比,证明模型与实际误差在35%以内,随着风级越大,回淤量也越大,施工段的回淤量较非施工段,施工段的回淤量明显要强于非施工段。

三、回淤问题的对策

针对后果严重的回淤问题,港口与航道工程建设中应积极落实防淤减淤措施,当出现回淤现象后采取经济合理的清淤方式,确保工程顺利进展,力争降低回淤

损,结合工作中遇到的回淤问题和所尝试采用的几种处理方式,总结一下主要的防淤减淤和清淤措施。

(一)做好前期规划工作

首先,进行扎实的科研工作,掌握建港河岸在自然条件下的变化规律,结合现场水文、泥沙和地形演变资料,工程场所尽量选择回淤轻微的河岸,不宜选择涨淤型河岸,还要考虑河岸工程建成后对原先自然状态下泥沙运动规律的影响。

其次, 进行合理的港航建设规划,特别是不能有效利用自然条件的\"人工港\",其港口的规划与布置尤其重要,对防淤减淤的要求也更高。

最后,在港航建设中统筹工程方案,集中在风、浪对回淤影响较小的季节组织施工,如果既有码头又有防波堤,应先施工防波堤,形成掩护条件,如果既有码头又有港池,则应先对码头港池开挖,以其作为\"备淤槽\",减少施工过程中对基槽、基床的回淤,如果是常年回淤严重的港池或是航道作业,没必要一次性开挖太深。

(二)落实施工中的防淤减淤措施

首先做好贯穿港航建设全过程的观测工作,尤其是疏浚作业中,通过测量和取样数据,及时分析回淤问题,如回淤物质、回淤的厚度、回淤的自然条件等,再根据分析的结果,调整施工方案,落实防淤减淤措施。

从事过的A项目,重力式码头基槽回淤,采取开挖备淤槽的措施,能够减少部分回淤,但是仍有悬移质落淤,后来将原先施工步距100米调整到35米,又根据天气预报,制定施工船舶调配和加班计划,确保了施工段内不发生严重回淤问题。

(三)基槽、港池、航道的清淤

当港航工程中施工的基槽、港池和航道出现回淤时,所说的\"清淤\",基本上就是重新疏浚,需要注意的是,回淤前后的地质条件一般会发生变化,因此对疏浚设备的选择应该具有前瞻性。

从事过的 B 项目,大型重力式码头工程,施工过程中基槽和港池发生严重回淤,原先的地质报告是地基土自上而下为四大层,即:第一大层:①1粉土、①2淤泥质粉质粘土、①3淤泥质粘土、①7粉土;第二大层:②粉细砂;第三大层:③1粉质粘土、③2粘土、③3粉土;第四大层:④1粉质粘土,④2粉土,

④3粘土;第五大层:⑤1粘土,⑤2粉细砂。发生回淤后,由潜水员水下插钎取样,回淤物2.1m,其中淤泥层0.2-0.3m,剩余部分为粉质沙和粘土混合层(又称\"铁板沙\")。清淤时,原先挖泥作业的8m3抓斗船,每次下斗开挖深度不超过 0.5m,导致施工效率很低,甚至还未完成基槽清淤时又发生了新的回淤,后来使用绞吸式挖泥船和超长臂反铲式挖泥船,都能较好的解决清淤问题,尤其是绞吸式挖泥船对粉土和粉细沙非常适用。

(四)基床回淤的清淤

基床是在基槽里抛填完块石的基础结构,基床顶部的落淤会降低墙身与基床间的摩擦系数,有可能导致码头沉降、位移,后果相当严重,如果基床发生回淤,即使损失较大,也是要必须清除的。基床清淤处理起来更加复杂,一般有两种方式,一是挖掉基床,重新抛石;二是清除回淤物(保证块石露出),根据交通部 2004 年颁布的《沿海港口水工建筑工程定额》中基槽水下清淤采用\"高压水泵冲排\"的泵抽回淤物。如果回淤物是流动性较好的淤泥质土,在基槽和基床轻微回淤时可以应用,但是,当回淤较厚或土质发生变化,改为粉沙质土时,再用高压水泵就没有明显效果了。

在 B 项目中,基床整平时发现基床回淤,回淤厚度达到 0.7-1.4m,土质为粉质沙和粘土混合层,施工单位采用高压水泵清淤,结果是高压水泵冲成了一个个的泥沙坑,离心水泵效率很低,后来改用绞吸船或是反铲式挖泥船清淤至基床顶标高,剩余部分的回淤物再用较大功率的离心水泵外抽至露出全部块石。

四、结论

随着港航的大量建设,回淤问题发生的概率也越来越大,我们在对港航进行施工的过程中,要充分考虑到影响回淤问题的各项因素,对工程进行科学合理地规划,制定相应策略,做好防淤减淤的工作,一旦发生回淤状况,要对原因进行客观具体地分析,从中找出最佳的治理办法,尽快处理回淤问题。

参考文献:

【1】陆涛 浅谈港航施工中回淤的问题和对策 [期刊论文]-城市建设理论研究(电子版) -2013(9)

【2】王锐 沿海港口航道疏浚施工期大风回淤风险研究 [期刊论文]-管理学家 - 2014(3)

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