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疏浚

为疏通、扩宽或挖深河湖或其他水域,用人力或机械进行水下土石方开挖的工程。广义的疏浚,包括用水下爆破方法进行的炸滩、炸礁等。人工开挖的方法,一般只适用于工程量小,可以断流进行施工的小河流。机械施工通常广泛应用挖泥船(见彩图),有时也可采用索铲(见彩图)等陆上施工机械。机械疏浚始于1600年,在荷兰的鹿特丹港施工中,出现了链斗式挖泥船的雏型。中国于1889年开始在黄浦江用挖泥船施工,1929年江南造船厂造成第一条国产链斗式挖泥船──“海龙号”。20世纪80年代初期,中国拥有年开挖约 3亿m3的机械疏浚能力。疏浚工程广泛应用于:

(1)开挖新的航道、港口和运河;

(2)浚深、加宽和清理现有航道和港口;

(3)疏通河道、渠道,水库清淤;

(4)开挖码头、船坞、船闸及其他水工建筑物基坑;

(5)结合进行吹填工程;

(6)清除水下障碍物,开挖或清理系船浮筒的沉坠坑等。

图索铲,可用于水下土石方开挖的施工机械机械设备选择

疏浚机械设备主要包括:

(1)挖泥船,按工作原理和土料输送方式,分机械式和水力式。机械式挖泥船以挖斗或铲直接从水下挖取和提升土料,有链斗式、抓斗式、铲斗式、斗轮式等。水力式挖泥船用高压水冲泥或用绞刀、耙头切泥,然后用泥浆泵抽吸泥浆,经管道输送排放,又称吸扬式挖泥船,有绞吸式、耙吸式、无绞刀式、气动式等。挖泥船又分自航式和非自航式,非自航式需拖轮拖运。

(2)水上作业船,如测量船、起重船、钻爆船、锚艇等。

(3)辅助船舶,包括拖轮、油驳和淡水驳等供应船、 泥驳、 趸船及生活船等。

(4)浮筒、管道以及其他配套设备。选择疏浚设备时,首先选定主体挖泥船,然后据以配备其他辅助船只,配套组成挖泥船队。选择疏浚设备时需考虑:

(1)施工区域的风、浪、流速、雾级等水文、气象条件;

(2)疏浚河段或水域的地形、水深、土质等自然条件;

(3)可供选择的挖泥船类型及其基本性能,如吃水、挖深、排泥距离及卸泥方式、生产率等;

(4)泥土的处理方法,需排送的距离、高差等;

(5)船舶调遣方式及可能性;

(6)工程量、工期、单价及工程费用。

挖泥船施工

疏浚工程施工受自然条件影响较大,在施工前需全面了解工程设计要求,做好现场查勘,收集有关的水文、气象、地形、地质资料,调查现场施工条件、航运情况等。有关施工的具体工作还有:

(1)施工准备工作,包括整理分析勘测资料、绘制图表、计算方量;施工测量与设立标志,用标牌、标杆等导标,明显标出挖槽设计位置;清除水上、水下障碍物。

(2)选择避风地和排泥区,架设排泥管线。

(3)挖泥船定位与抛锚,需根据船型、开挖方式和水流情况决定。

(4)选定施工方案,根据挖泥船的类型及施工条件,采用适宜的开挖方式。例如,绞吸式挖泥船主要采用定位桩横挖法和锚缆横挖法,而自航耙吸式挖泥船的基本开挖方式是纵挖法;链斗式挖泥船宜采用逆流开挖,而铲斗、抓斗式挖泥船宜采用顺流开挖。当泥层厚度超过挖泥船一次最大挖泥厚度时,需采取分层开挖的方法,分层时,上层宜厚,下层宜薄;当挖槽宽度较大时,可采取分条开挖的办法。当风浪、流速、雾级等超过规定数值时,应该停止施工作业。

排泥及吹填

疏浚工程包括挖泥、运泥和卸泥等工序。泥土的处理方法因挖泥船的类型而异。绞吸式挖泥船自挖自吹,利用排泥管道将挖起的泥土直接输送到指定地点,必要时还可以配套使用水下潜管输泥,隔河开挖取土而不影响通航。链斗、抓斗和铲斗式挖泥船则将挖起的泥土装入泥驳,运至指定地点卸泥,或者用吹泥船吹送至陆上排泥区。自航耙吸式挖泥船,具有自挖、自装、自运、自卸的能力可将挖起的泥土运至卸泥区自行卸泥。机械疏浚的排泥方式有水下排泥和陆上排泥两类。水下排泥区宜选择在深海或江河湖泊的深水潭区以及废弃的河汊、港湾内流速小、容量大、有足够水深,并且不影响航道、码头作业和泄洪的地段。陆上排泥区需在挖泥船或吹泥船设计许可排距和相应排高的范围内,充分利用坑洼、荒地、河汊等处。要尽量结合排泥进行吹填,用以改良土壤、改地造田;填筑公路或铁路路基;加固和填筑堤坝,治理险工,整治河道;水力冲填筑坝等。中国从1970年开始,在黄河下游用挖泥船挖泥吹填,加固黄河大堤,在迎水和背水两侧,填塘固基,称为淤临淤背。至80年代,每年可完成吹填土方数千万立方米。吹填排泥区一般需合理布置和构筑围堰,布置排水设施和排水道,使积水易于排走,以加速淤土固结。

参考书目
    《挖泥船施工》编写小组:《挖泥船施工》,人民交通出版社,北京,1980。