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護岸及疏浚工程在港口航道工程中發(fā)揮著極為重要的作用,根據(jù)工程建設特點和具體要求,選擇合適的護岸及疏浚工程施工工藝,并嚴格按照施工流程及技術規(guī)范開展各項施工作業(yè),保證護岸及疏浚工程施工質(zhì)量,進而達到對港口水域環(huán)境及通航條件有效改善目的。如何將護岸及疏浚工程施工工藝在港口航道工程中合理應用,是目前各相關人員需要考慮的問題。
本文以某地區(qū)港口航道整治項目為例,通過開展實地調(diào)研工作,得知該工程基槽挖泥預估30萬m3,為了滿足高強度挖掘作業(yè)開展要求,基于港口航道護岸基礎施工及疏浚工程實施前期,結合實際情況,再根據(jù)工程整治要求,統(tǒng)籌規(guī)劃護岸及疏浚工程施工方案,并選擇合適的施工工藝,以保證施工質(zhì)量,并起到對港口航道有效清淤疏浚和護岸綜合治理的作用效果。
該工程項目中護岸基槽挖掘量預估10萬m3,則是以挖掘量為參考依據(jù),準備滿足其作業(yè)需要的設備設施,如泥駁船、抓斗船,主要用于護岸疏浚物運送。同時將運送的疏浚物置換護岸砂層,并對其進行拋砂回填處理,著重解決港口航道排水不暢、凹岸塌岸、水土流失等問題,提高港口航道通行能力以及河岸的抗沖能力,保障港口航道運行安全。
2.1.1 施工前準備
為確保護岸工程施工順利進行,并強化后期工程使用效果,應在護岸工程正式施工前做好各項準備工作,不僅可以避免實際施工中不必要問題發(fā)生,又能提升施工效率和質(zhì)量。施工前準備作為護岸工程施工工藝中重要一環(huán),直接關系著護岸工程施工質(zhì)量,其具體內(nèi)容主要涉及以下幾個方面:
(1)將護岸工程施工涉及區(qū)域存在的雜物進行清理,防止因施工場地留存大量雜物而影響后續(xù)基槽土方挖掘及圍堰施工作業(yè)正常開展,同時也能起到保護環(huán)境的作用;待航道護岸區(qū)域內(nèi)雜物清除干凈后,方可組織施工人員進行施工。
(2)通常情況下,航道護岸基礎工程施工期間,普遍以總線排溝方式進行基槽開挖與施工,并將集水溝在每個銜接處進行設置和使用,再利用水泵抽干地面留存的積水,體現(xiàn)施工排水便捷性,確保航道護岸基礎工程施工順利[1]。
(3)測量放樣。多曲線施工是港口航道護岸工程中較為常見的施工形式,但在測量方面存在一定難度;因此,應在施工前期,聘請專業(yè)技術團隊負責測量放樣,更加全面地掌握各項數(shù)據(jù),控制施工誤差,為后續(xù)各項施工作業(yè)順利、有序開展提供基礎保障。
2.1.2 基槽開挖
開展基槽開挖施工作業(yè)時,針對上層土挖掘,施工人員需要先清理土壤中各種雜質(zhì),待其清理結束后,及時進行回填和夯實處理,在此基礎上進行挖掘施工,方便控制基槽開挖精準度,防止開挖深度超過標準范圍。針對下層土挖掘,嚴格按照規(guī)定要求控制整個結構尺寸,為后續(xù)施工盡可能預留較多空間,優(yōu)化現(xiàn)場施工條件,提升施工作業(yè)操作性,在一定程度上也能降低基槽開挖施工對原狀土的破壞影響。此外,也可以采取機械挖掘+人工整理相結合方式進行施工,既能保證基槽開挖施工質(zhì)量,又能減少該環(huán)節(jié)施工中不必要問題發(fā)生。
2.1.3 塊石基床施工
自卸汽車、船舶運輸以及鏟車等均是港口航道護岸工程施工中會使用的設備設施,有利于提升現(xiàn)場施工效率。針對塊石基床施工,需要利用縱橫坐標對拋石位置進行確定;以數(shù)據(jù)對比方式完成縱橫坐標設置,避免因坐標數(shù)據(jù)精確度不足而影響塊石基床施工。實際施工中基床寬度應與護岸工程設計方案相符合[2]。
2.1.4 混凝土底板施工
將木模、組合鋼模二者相結合,并在港口航道護岸基礎施工中應用,有利于提升表面平整度。首先,在混凝土底板施工過程中,模板的穩(wěn)定性和剛度均要符合規(guī)定標準,避免后期模板吊裝時因其穩(wěn)定性、剛度未達到規(guī)定標準而出現(xiàn)變形問題。將攪拌好的混凝土材料裝進機動翻斗車,并在現(xiàn)場指定區(qū)域放置攪拌完成的混凝土材料;施工前對混凝土進行性能測試,目的是掌握混凝土各項性能參數(shù),確認其性能指標是否達到規(guī)定施工標準,從根本上保證混凝土底板施工質(zhì)量。因此,應在混凝土材料配制前期,注重配合比設計,以避免混凝土使用性能未達到施工標準情況出現(xiàn)。
其次,待混凝土各項性能指標符合規(guī)定標準后,即可開展混凝土澆筑作業(yè);將模板表面附著的雜質(zhì)、泥土等進行清理,再利用攪拌設備不間斷攪拌混凝土,預防混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象,合理控制攪拌時間,確保混凝土攪拌均勻,不會影響使用效果。因混凝土澆筑高度變化較大,為方便控制混凝土澆筑高度,可以通過滑槽運輸混凝土,將其注入模板內(nèi)。派遣專人負責監(jiān)管模板澆筑過程,施工人員可將工程量作為混凝土底板澆筑作業(yè)方式選擇的依據(jù),如分層澆筑或整體澆筑,并加強澆筑過程質(zhì)量控制,防止混凝土澆筑完成后,出現(xiàn)模板變形問題。
最后,待混凝土底板施工結束后,即進入港口航道護岸工程養(yǎng)護階段,按照規(guī)定要求拆除模板,并將土工布覆蓋在混凝土上方,定時灑水養(yǎng)護,控制每日灑水時間和灑水量,養(yǎng)護時間不低于2周,以保證混凝土表面濕度達到規(guī)定標準。
2.1.5 土方回填
通常開展港口航道護岸工程施工作業(yè)時,均會提前預留回填土,以便后續(xù)分層回填施工。首先,施工人員需要將作業(yè)區(qū)域內(nèi)的淤泥、雜質(zhì)清理干凈,且不會有積水情況在該區(qū)域出現(xiàn),回填后對其進行壓實處理,直至壓實度符合規(guī)定要求。以設計要求為依據(jù),若混凝土澆筑超過70%時,回填施工也要根據(jù)墻身砌筑高度進行調(diào)整,以保證土方回填施工質(zhì)量。
其次,可以選擇機械+人工相結合壓實處理方式,使其壓實度完全符合規(guī)定要求,土方回填高度不得超過護岸工程設計方案要求的高度,二者偏差控制在10cm范圍內(nèi)。選用透水性較小的回填材料,能夠減少施工作業(yè)區(qū)域積水等情況發(fā)生,也能起到促進土方回填作業(yè)效率提升的作用。此處回填材料也涉及一些疏浚物使用,用于置換護岸砂層,充分利用現(xiàn)有資源,節(jié)約成本。
最后,土方回填施工期間重視關鍵部位的位移及下沉量監(jiān)測,設置不同監(jiān)測點,確保各項數(shù)據(jù)獲取全面性。一般情況下,施工前一周內(nèi),均要對數(shù)據(jù)監(jiān)測給予高度重視,隨著工程施工深入,逐漸減少監(jiān)測頻率,整個監(jiān)測周期不低于1個月。要求施工人員嚴格按照規(guī)定要求做好每日數(shù)據(jù)監(jiān)測,詳細記錄各項數(shù)據(jù),確保數(shù)據(jù)變化異常情況發(fā)現(xiàn)及時性,再制定相應措施對其進行妥善處置,減少沉降問題或土體位移所造成的負面影響,以保障港口航道護岸工程施工質(zhì)量。
2.2.1 基槽挖泥
基槽挖泥施工是港口航道疏浚工程中的關鍵環(huán)節(jié),施工人員應嚴格按照規(guī)定要求進行教槽挖泥施工,確?;弁谀嗍┕ばЧ_到預期?;弁谀嗍┕ぞ唧w操作如下:
(1)依據(jù)既定施工流程依次開展各項施工作業(yè),并將施工廢料放置指定區(qū)域集中處理,泥駁船、抓斗船是該施工階段主要涉及使用的設備。
(2)距離碼頭前沿50m處,??拷g吸船,疏浚至要求范圍內(nèi),可減少疏浚施工期間港池對基槽的影響。綜合考慮施工區(qū)域土質(zhì)條件,并在基槽開挖結束后,及時對其進行妥善處理,以便后續(xù)施工作業(yè)正常進行。
(3)基槽開挖過程中,施工人員可以利用抓斗船進行分階段開挖作業(yè),并對每次開挖高度加以控制,其開挖高度最大不超過1.5m;分段開挖長度控制在10 0m。開挖寬度則要參照船型。遵循基槽開挖后不留淺點原則,控制基槽開挖量,避免出現(xiàn)設計邊坡不符合規(guī)定要求的情況。將開挖料裝卸至棄場,并回填處理后,將未達到規(guī)定要求的泥土駁棄至拋泥區(qū)。
(4)實施施工全過程監(jiān)測,以保證施工過程中各類問題發(fā)現(xiàn)和處理及時性,提升基槽挖泥施工效率。若施工過程中遇到微風化巖層,可以結合前期獲取的地質(zhì)資料,制定炸礁施工方案,確保炸礁施工規(guī)范性與合理性,并按照要求堆放處理爆破后的材料。挖泥船施工流程示意參考圖1。
圖1 挖泥船施工流程示意圖
2.2.2 絞吸挖泥船施工
首先,當絞吸挖泥船一次可移動最大寬度明顯大于溝渠寬度時,應采用分條開挖溝渠施工工藝,結合實際情況,將溝渠合理劃分,分條開挖有利于提升施工效率。以鋼樁橫挖法劃分溝渠時,鋼樁中心至絞刀頭中心水平投影的帶寬要保持對應,不宜劃分過多分條數(shù)量,更加方便控制移錨和船舶運行時間,保證絞吸挖泥船施工效率[3]。溝渠分條最大寬度確定要綜合考慮局部水流速度及橫向錨索長度,若局部水流速度較快,寬度要適當調(diào)整,且挖泥船最小開挖寬度要低于最小帶寬。若施工中涉及錨索定位法使用時,則是由主錨長度決定帶寬,最大帶寬控制在100m范圍內(nèi)。
其次,當水線有效延伸長度明顯大于溝渠長度時,綜合考慮挖泥船和水線可開挖長度,進行分段施工;將溝渠彎曲段劃分為若干個直線段,依據(jù)開挖施工規(guī)范要求開展分段施工作業(yè),避免挖泥船施工效率受到影響。
最后,當港口航道疏浚工程施工區(qū)域存在較厚的淤泥層,應開展分層施工作業(yè),按照該區(qū)域土壤硬度及挖泥船的絞吸性能確定疏浚區(qū)分層厚度,厚度最大不低于鉸刀直徑2.5倍。若未進行疏浚前,該區(qū)域的淤泥明顯高出水面,或者疏浚吃水深度大于水深,開展頂層開挖作業(yè)時,要根據(jù)疏浚設計及最小水深要求確定該層開挖深度。若泥層太厚,高水位則是上層開挖位置,低水位為下層開挖位置,可以降低塌方事故在施工過程中的發(fā)生概率。
此外,當港口航道疏浚工程對邊坡質(zhì)量有著較高要求時,適宜選用分層臺階式施工形式,綜合考慮地面條件、設備尺度以及邊坡質(zhì)量要求,再確定分層厚度,以保證施工效率和質(zhì)量。當拋擲泥漿時,可能會存在影響岸壁穩(wěn)定性的風險,施工人員應按照實際情況和具體要求采取相應措施,如利用編織布對岸壁進行保護,減少泥漿拋擲作業(yè)對岸壁穩(wěn)定性的影響。
2.2.3 管線探測
部分地區(qū)的港口航道會分布較多管線,在疏浚工程施工過程中做好管線排查工作,可以避免疏浚施工期間對管線造成損壞,保證港口航道疏浚工程順利施工。例如,依據(jù)港口環(huán)境條件及交通特點,選用“V型”探槽法,對港口航道底部所分布的管線進行探測,利用施工船在管線區(qū)域開挖一條探槽,根據(jù)管線長度確定探槽長度,二者應保持一致??衫靡韵鹿酵瓿商讲鄹叨?、坍塌比等各項關鍵數(shù)據(jù)的計算:
L1=2MH (1)
式(1)中L1為探槽開挖深度,m;M為探槽坍塌自然坡比;H原泥面標高至探槽設計開挖標高間距離,m[4]。為保證探槽標高測量準確性,施工人員可以借助測量設備,施工期間同步探槽標高測量,待其標高達到預期設計要求后,即可暫停施工。再由潛水員對探槽內(nèi)是否有管線存在進行檢查,確定探槽內(nèi)無任何管線后,方可準許繼續(xù)開展疏浚施工作業(yè),既能避免管線被破壞,又能規(guī)避其中潛在的管線污染風險,進而將疏浚工程施工工藝的重要作用在港口航道建設中充分發(fā)揮。
綜上所述,港口航道護岸及疏浚工程發(fā)揮著極為重要的作用,相較于普通工程項目,護岸及疏浚工程施工環(huán)境特殊,且施工中存在諸多不確定因素,工程質(zhì)量難以管控。基于此,在實際施工過程中,要結合現(xiàn)場情況,并根據(jù)具體施工要求,合理設計和制定港口航道護岸及疏浚工程施工方案,明確護岸工程與疏浚工程各自施工工藝流程和技術要點,以保證施工過程規(guī)范性,進一步提高港口航道護岸及疏浚工程質(zhì)量。