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疏浚工程实施要点及中国疏浚史

北极星环保网来源:中国给水排水2017/8/11 10:01:21我要投稿
所属行业: 环境修复  关键词:疏浚工程 疏浚方法 航道疏浚

北极星环保网讯:疏浚工程

疏浚工程

疏浚为疏通、扩宽或挖深河湖等水域,用人力或机械进行水下土石方开挖工程。广义的疏浚包括用水下爆破法进行的炸礁、炸滩等。人工开断流施工的小河流。机械施工广泛使用各类挖泥船,有时也用索铲等陆上施工机械。

疏浚工程是按规定范围和深度挖掘航道或港口水域的水底泥、沙、石等并加以处理的工程。疏浚工程是开发、改善和维护航道、港口水域的主要手段之一。疏浚工程广泛应用于:①开挖新航道、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、船闸等水工建筑物基坑。⑤结合疏浚进行吹填造地、填海等工程。⑥清除水下障碍物。

发展

中国传说中的部落领袖夏禹(大禹),据后人记载,约在公元前22世纪末从事治水,疏通入海河道。公元前5世纪中国开挖的邗沟,是现代北京至杭州的大运河的一段。公元前6世纪埃及人开挖了第一条沟通尼罗河和红海的运河。古代的疏浚方法是人在木船或竹筏上使用长竿泥袋、长柄斗勺等简单工具捞取水底泥沙。

15世纪荷兰人采用了搅动泥沙的疏浚方法,把犁系于航行的船尾,耙松河底泥沙,使其悬浮于水中,利用水流将泥沙带到深水处沉淀。16世纪荷兰人又创造出一种“泥磨”,施工时,用人力或畜力转动平底木船上的大鼓轮,通过循环链条带动木刮板,将水底泥沙刮起,经溜泥槽卸入泥驳。

17世纪初用铜制斗勺代替木刮板,成为现链斗挖泥船(见工程船舶)的雏形。18世纪中国制造了名为清河龙的人力挖泥船,船上设有绞盘柱,柱下端围以铁齿,能插入泥沙中。作业时,用人力转动绞盘柱,带动铁齿挖泥。18世纪末出现了以蒸汽机为动力的挖泥船以后,疏浚机具得到不断改进。受工业革命的影响,开辟或维护大船航道,主要使用挖泥船来进行疏浚了。

规划设计

拓宽和浚深航道和港口水域,应该先进行规划设计。进行疏浚工程会破坏原来的自然平衡。自然力总是趋向于恢复固有的平衡状态。在内河水流、河口和海岸的潮流、沿岸流、异重流、波浪等动力作用下,泥沙不断运动并在挖槽中沉积,造成回淤,导致疏浚的成果丧失或减少。

所以在进行规划设计时,要了解和掌握挖泥区各种动力因素与泥沙运动的关系,考虑减淤措施。航道疏浚设计包括挖槽定线,挖槽断面尺寸的确定,挖泥船的选择和弃土处理方法等。

挖槽定线

选择航行便利、安全和回淤率小的挖槽轴线必须考虑水流动力条件和自然演变趋势。如内河浅滩,挖槽位置应选在水流输沙能力最强的区域,走向与枯水流向一致,交角不宜大于15°,使上游来沙顺利通过以保持挖槽稳定。潮汐河口挖槽,应选在落潮主流深泓线上;在有多条叉道时则应选取其中输沙量较少、平面较稳定、涨落潮流路较一致、落潮流占优势的主流线上,以利泥沙出海。

海岸港口挖槽轴线方向的选定尤其要考虑水文、气象和船舶操纵性能等因素,避免航道方向与强风、大浪方向的夹角过大。如港址在沿岸漂沙严重地区,须筑堤拦沙或用喷射泵从沿岸流上方吸取漂沙经海底管线越过航道输往下方。

挖槽断面尺寸的确定。航道挖槽断面尺寸既要满足船舶安全行驶,又要避免尺寸过大导致疏浚量过多。航道挖槽宽度的确定应根据船舶的类型和航行性能,风、浪、流的漂移作用,航行密度所要求的单线或双线,由于避免岸吸和船吸作用船与岸、两船交会所需间距,以及助航设施等。通常单航线挖槽底宽取5~7倍船宽,双航线取8~10倍船宽。

限制性航道或环境条件差的采用高值;弯曲段应有附加的富裕宽度。挖槽深度的确定应根据船舶满载吃水再加上船的纵倾、横摇、航速所引起的下坐和考虑底质软硬所需的最小的富裕水深。维护性疏浚尚须预留同两次施工间断时期的回淤厚度相适应的备淤水深。

挖槽形状通常为对称的梯形断面,采用挖区土质在水中和动力条件下自行稳定的边坡。如果横流或水流同挖槽轴线交角较大,可采用不对称的横断面,即在来水来沙一侧超深挖一、二条垄沟,用以截留泥沙并经常清除淤积,既可免致挖槽横向位移,又可减少挖淤和航行的相互干扰。

挖泥船的选择

疏浚选用何种挖泥船,主要取决于疏浚物质的性质以及施工区气象、水文、地理环境等条件。在风浪大又无掩护的滨海和河口地区,宜选用自航式耙吸挖泥船;结合吹填的常采用带输泥管线的绞吸挖泥船;水底为硬土的用铲斗挖泥船;作业面小的情况下,例如在港口的码头前沿,宜用抓斗挖泥船。挖泥船作业时,要避免妨碍运输船舶航行,注意安全操作和设施的齐备。在现场要标定挖槽的准确位置,布设水位讯号、挖泥和卸泥区标志,经常进行水深测量,提高挖泥船运转时间,研究改进挖泥方法。

弃土处理方法

保证疏浚成效的重要环节之一是处理好弃土。务使挖出来的泥沙不能回至挖槽造成人为的回淤,也不允许影响邻近航道、港口。弃土处理方法大致分为两类,即水中抛卸和送泥上岸。水中抛卸在内河施工中是用弃土填充丁坝、顺坝等整治建筑物(见整治工程)的堤心或抛卸于深潭;在河口和港湾的浅水区施工中多用弃土填筑人工岛或造陆,这样须先筑围堤以防弃土流失;深水抛卸通常在外海进行。

送泥上岸要选择好吹填地,主要要考虑岸坡的稳定性、容泥量;河流边上填泥造陆时不能影响河道的稳定,大多先筑围埝,高岸则采用泥泵管线吹填。弃土处理方式的选取既要根据疏浚工程整体要求因地制宜,又要作经济合理性比较。

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