论文部分内容阅读
摘要：本文认为，河道疏浚工程的核心工程技术较为简单，现场组织也较容易实现，其提升方案集中的勘测阶段和施工预见力方面。采用合理的勘探方法，配合计算机辅助的数学建模分析，可以有效降低成本，减少风险，合理的对沙土进行应用，实现河道疏浚工作的实质性提升。
关键词：河道疏浚工程；施工措施；提升方案；
一般認为河道疏浚工程施工的核心工作是使用挖沙船对淤阻河道进行挖深和拓宽施工，确保河道的泄洪能力和通航能力，在疏浚过程中，注意对桥涵和堤坝的保护工作。但实际河道疏浚工程中，可能遇到较多的问题，这些问题都需要在实际的挖沙施工和设施保护工程之外开展大量的工作，本文讨论这些工作的要素和执行及提升方法。
一、河道疏浚工作的常见问题
1、土石方量不明
三四级航道中，因为原始水文资料往往较为简陋，导致实际疏浚过程中的可参考依据较少，对可能进行的总土石方量难以进行充分的预测性勘探。在实际施工过程中，执行的土石方量按照实际挖出的土石方量计算。而其中的土石方抽出量和挖出量的计算结果也可能出现于现实状态不符的情况。所以对于项目经理来说，其管理难度较大，现场凭借经验协调的环节增多，项目现场管理的不确定性增强。在个别工程中可能出现的排沙场地不能满足土石方排出的情况也时有出现。也就是说，三四级航道的疏浚工作中，土石方的设计对工程的支持并不充足，这可能导致土石方工程存在严重的随意性。
2、沙土排放路径的设计
三四级航道的疏浚工作，其沙土对方位置往往被要求就近堆放，甚至部分工程的沙土要求向两岸河床堆放，这种情况下，疏浚产生的沙土很可能会在下一轮涨水期直接被冲回到河道中，引起河道蓄水能力的快速降低。如果采用基于沙土应用的远程排沙方式，排沙运费可以与沙土的商业价值挂钩，并不会从实质上增加工程成本，但因为疏浚河道的通航能力问题，疏浚施工一般需要从一端向另一端推进，工作头面严重减少，施工工期受阻。同时，如果被疏浚的河道通航能力可以实现分段施工，因为大量的运沙船需要穿过其他施工区域，也会在一定程度上影响到其他头面的施工进度和现场空间组织。特别是三四级航道一般通航跨度较窄，大量的运沙船全程通过疏浚工作段，会给现场施工的安全组织带来压力。
3、水位下降的程度不明导致降水措施不明
航道疏浚工程虽然最终会导致航道的通航跨度内的相对水位提高，但因为河床的下降，且瞬时内的河道总通水量不变，航道的实际绝对水位必定出现下降，这种现象可能会损毁河道内的桥涵及堤坝的过水环境，导致桥涵及堤坝的损坏风险增加。如果能够使用合理的降水量勘探，这种情况可以有计划的得到规避。但实际在三四级航道的疏浚勘探过程中，因为前期资料的不完整性，其勘探难度较大，其勘探成果只能支持水面和地面通道的量取和基本工作区段的划分，其水下勘探部分较难进行有效的测量。所以，在实际施工过程中，往往采用实际降水后对桥涵和堤坝进行对应性的管理或者采用通用管理模式对可能造成的降水过程对堤坝和桥涵进行保护管理。
4、硬质基层需要特殊处理
因为沙土的水渍压实作用以及地表的加速抬升作用，部分区段的疏浚工作并不能够完全通过吸沙船完成，而是必须采用挖沙船配合挖掘才可以完成工作。特别是对于停航时间较长的河道，以及五级航道升级四级航道或者四级航道升级三级航道的河道疏浚工作中，挖沙船的实际工作量会明显增加。因为航道通航能力的特殊性，在三四级航道的疏浚工作中，大型的专业挖沙船很难进入工作头面，部分挖沙船采用运沙船头部部署陆基挖掘机的方式进行挖掘。这些运沙船的舷高一般在1.5米以内，航道深度一般在3米以内，经过改造加长前臂的陆基挖掘机很容易适应现场工作，但因为陆基挖掘机与运沙船的结合方式不够稳固，其施工过程安全管理难度较大。
二、河道疏浚工作的提升方案
1、用钻孔法配合地电阻法进行前期勘测
河道疏浚工程的前期踏勘和测量中，如果只采用地电阻法进行测量，很难得到清晰的河床状态，因为河床中的水渍形式较为复杂，水渍后的基岩电阻率变化曲线难以使用地电阻法对其进行清晰的标定，所以，地电阻法虽然是简单的低成本的高效率的勘探测量方法，但其参考价值并不明确。所以，采用船基钻孔勘探措施比较高密度的取出河床的岩心，探索实际钻孔钻心结构与地电阻法的显示结构之间的关系，是必要的前期勘探测量措施。在这种措施下，可以在前期资料并不完善的情况下得到较为清晰的河床结构资料，以便对疏浚过程的施工进行充分的有效的指导。
2、对抽出砂土进行合理化应用
河沙是昂贵的建筑材料，是商用混凝土的重要组成原料，随着常态化采砂工作在绝大多数河道中被制止，河道疏浚工程的出砂量成为了全国各地商用混凝土材料除进口渠道外的唯一来源。因为进口河沙的运输成本较高，甚至部分进出口企业不惜重金使用巴拿马级散装矿石船甚至好望角级散装矿石船从亚非拉国家进口河沙，国内河沙的价格居高不下。所以，对抽出砂土进行合理的运用是当前国内经济的一个导向。但出售砂土难以实现商业体系，且出砂过程会对疏浚工程带来空间组织压力，但在市场导向的要求下，抽出沙土的合理化应用一方面解决了就地岸边堆砌对疏浚成果的威胁，一方面減少了施工成本，增加了施工方收益，值得在河道疏浚工作中进行系统推广。
3、使用计算机辅助进行降水预测
在前文论述的地电阻法配合钻孔法进行的前期勘探的基础上，利用FLOOD软件和ANSYS软件，对整个河床基层进行建模，研究不同流量基础上降水产生的河道影响和其他地表水地下水与河道之间的水补给关系，让河道在降水后产生的水文地质变化得到数字模型量级的变化预测。计算机辅助的建模设计是对降水情况进行的数学预测，其实质是河道疏浚设计必不可少的环节，但因为其工作量巨大，从很大程度上增加勘探成本，此增加的勘探成本与勘探不足带来的管理成本相比是大部分河道疏浚工程反复对比的关键。但合理的计算机辅助降水预测在增加勘探成本降低管理成本的同时，会最大限度的对沿途桥涵和堤坝进行充分的保护，这个过程是难以使用经济指标衡量的。
4、随时调用挖沙及抽沙机械
即便进行了严格的勘探设计，在可以使用抽沙船高效率施工的抽沙区段，也应该部署挖沙船作为后备，防止出现勘探疏漏造成的局部难以疏浚的情况。部分施工中在出现硬质河床导致无法使用抽砂船进行疏浚的航段后会进行其他航段的疏浚，这时如果不能对问题河床进行精确的标定，当挖沙船赶到时，其现场空间布局就会遇到一些困难，这种困难是管理人员凭借经验难以实现的。而此时使用补充超声勘察方法，势必增加管理成本。所以，在每个区段布置挖沙船，以备出现紧急情况时使用挖沙船进行疏浚工作，是解决相关问题的关键。
三、总结
综上，河道疏浚工程的核心工程技术较为简单，现场组织也较容易实现，其提升方案集中的勘测阶段和施工预见力方面。采用合理的勘探方法，配合计算机辅助的数学建模分析，可以有效降低成本，减少风险，合理的对沙土进行应用，实现河道疏浚工作的实质性提升。
参考文献
[1]喻刚.宝山区2017年骨干河道疏浚项目施工组织设计[J]. 中国水运（下半月），2017，（08）：69-70+148.
[2]张亚忠，陈志宏. 城区河道疏浚工程清淤施工的技术研究[J]. 科技创新导报，2017，（14）：114-115.
[3]杨艳.龙滩水电站下游河道疏浚治理工程效益分析[J]. 水力发电，2017，（04）：79-81+84.
[4]刘启，卜跃先，安贞煜.测水何家水库河道疏浚及污水回灌对取水口的影响分析[J]. 湖南水利水电，2017，（02）：77-79+91.
[5]王秀秀. 河道疏浚工程的施工技术措施探析[J]. 黑龙江水利科技，2017，（02）：111-112+171.
[6]杨丹，范欣柯，刘燕，刘勇，聂翔. 河道疏浚底泥农业利用可行性分析[J].科技通报，2017，（01）：235-239.
关键词：河道疏浚工程；施工措施；提升方案；
一般認为河道疏浚工程施工的核心工作是使用挖沙船对淤阻河道进行挖深和拓宽施工，确保河道的泄洪能力和通航能力，在疏浚过程中，注意对桥涵和堤坝的保护工作。但实际河道疏浚工程中，可能遇到较多的问题，这些问题都需要在实际的挖沙施工和设施保护工程之外开展大量的工作，本文讨论这些工作的要素和执行及提升方法。
一、河道疏浚工作的常见问题
1、土石方量不明
三四级航道中，因为原始水文资料往往较为简陋，导致实际疏浚过程中的可参考依据较少，对可能进行的总土石方量难以进行充分的预测性勘探。在实际施工过程中，执行的土石方量按照实际挖出的土石方量计算。而其中的土石方抽出量和挖出量的计算结果也可能出现于现实状态不符的情况。所以对于项目经理来说，其管理难度较大，现场凭借经验协调的环节增多，项目现场管理的不确定性增强。在个别工程中可能出现的排沙场地不能满足土石方排出的情况也时有出现。也就是说，三四级航道的疏浚工作中，土石方的设计对工程的支持并不充足，这可能导致土石方工程存在严重的随意性。
2、沙土排放路径的设计
三四级航道的疏浚工作，其沙土对方位置往往被要求就近堆放，甚至部分工程的沙土要求向两岸河床堆放，这种情况下，疏浚产生的沙土很可能会在下一轮涨水期直接被冲回到河道中，引起河道蓄水能力的快速降低。如果采用基于沙土应用的远程排沙方式，排沙运费可以与沙土的商业价值挂钩，并不会从实质上增加工程成本，但因为疏浚河道的通航能力问题，疏浚施工一般需要从一端向另一端推进，工作头面严重减少，施工工期受阻。同时，如果被疏浚的河道通航能力可以实现分段施工，因为大量的运沙船需要穿过其他施工区域，也会在一定程度上影响到其他头面的施工进度和现场空间组织。特别是三四级航道一般通航跨度较窄，大量的运沙船全程通过疏浚工作段，会给现场施工的安全组织带来压力。
3、水位下降的程度不明导致降水措施不明
航道疏浚工程虽然最终会导致航道的通航跨度内的相对水位提高，但因为河床的下降，且瞬时内的河道总通水量不变，航道的实际绝对水位必定出现下降，这种现象可能会损毁河道内的桥涵及堤坝的过水环境，导致桥涵及堤坝的损坏风险增加。如果能够使用合理的降水量勘探，这种情况可以有计划的得到规避。但实际在三四级航道的疏浚勘探过程中，因为前期资料的不完整性，其勘探难度较大，其勘探成果只能支持水面和地面通道的量取和基本工作区段的划分，其水下勘探部分较难进行有效的测量。所以，在实际施工过程中，往往采用实际降水后对桥涵和堤坝进行对应性的管理或者采用通用管理模式对可能造成的降水过程对堤坝和桥涵进行保护管理。
4、硬质基层需要特殊处理
因为沙土的水渍压实作用以及地表的加速抬升作用，部分区段的疏浚工作并不能够完全通过吸沙船完成，而是必须采用挖沙船配合挖掘才可以完成工作。特别是对于停航时间较长的河道，以及五级航道升级四级航道或者四级航道升级三级航道的河道疏浚工作中，挖沙船的实际工作量会明显增加。因为航道通航能力的特殊性，在三四级航道的疏浚工作中，大型的专业挖沙船很难进入工作头面，部分挖沙船采用运沙船头部部署陆基挖掘机的方式进行挖掘。这些运沙船的舷高一般在1.5米以内，航道深度一般在3米以内，经过改造加长前臂的陆基挖掘机很容易适应现场工作，但因为陆基挖掘机与运沙船的结合方式不够稳固，其施工过程安全管理难度较大。
二、河道疏浚工作的提升方案
1、用钻孔法配合地电阻法进行前期勘测
河道疏浚工程的前期踏勘和测量中，如果只采用地电阻法进行测量，很难得到清晰的河床状态，因为河床中的水渍形式较为复杂，水渍后的基岩电阻率变化曲线难以使用地电阻法对其进行清晰的标定，所以，地电阻法虽然是简单的低成本的高效率的勘探测量方法，但其参考价值并不明确。所以，采用船基钻孔勘探措施比较高密度的取出河床的岩心，探索实际钻孔钻心结构与地电阻法的显示结构之间的关系，是必要的前期勘探测量措施。在这种措施下，可以在前期资料并不完善的情况下得到较为清晰的河床结构资料，以便对疏浚过程的施工进行充分的有效的指导。
2、对抽出砂土进行合理化应用
河沙是昂贵的建筑材料，是商用混凝土的重要组成原料，随着常态化采砂工作在绝大多数河道中被制止，河道疏浚工程的出砂量成为了全国各地商用混凝土材料除进口渠道外的唯一来源。因为进口河沙的运输成本较高，甚至部分进出口企业不惜重金使用巴拿马级散装矿石船甚至好望角级散装矿石船从亚非拉国家进口河沙，国内河沙的价格居高不下。所以，对抽出砂土进行合理的运用是当前国内经济的一个导向。但出售砂土难以实现商业体系，且出砂过程会对疏浚工程带来空间组织压力，但在市场导向的要求下，抽出沙土的合理化应用一方面解决了就地岸边堆砌对疏浚成果的威胁，一方面減少了施工成本，增加了施工方收益，值得在河道疏浚工作中进行系统推广。
3、使用计算机辅助进行降水预测
在前文论述的地电阻法配合钻孔法进行的前期勘探的基础上，利用FLOOD软件和ANSYS软件，对整个河床基层进行建模，研究不同流量基础上降水产生的河道影响和其他地表水地下水与河道之间的水补给关系，让河道在降水后产生的水文地质变化得到数字模型量级的变化预测。计算机辅助的建模设计是对降水情况进行的数学预测，其实质是河道疏浚设计必不可少的环节，但因为其工作量巨大，从很大程度上增加勘探成本，此增加的勘探成本与勘探不足带来的管理成本相比是大部分河道疏浚工程反复对比的关键。但合理的计算机辅助降水预测在增加勘探成本降低管理成本的同时，会最大限度的对沿途桥涵和堤坝进行充分的保护，这个过程是难以使用经济指标衡量的。
4、随时调用挖沙及抽沙机械
即便进行了严格的勘探设计，在可以使用抽沙船高效率施工的抽沙区段，也应该部署挖沙船作为后备，防止出现勘探疏漏造成的局部难以疏浚的情况。部分施工中在出现硬质河床导致无法使用抽砂船进行疏浚的航段后会进行其他航段的疏浚，这时如果不能对问题河床进行精确的标定，当挖沙船赶到时，其现场空间布局就会遇到一些困难，这种困难是管理人员凭借经验难以实现的。而此时使用补充超声勘察方法，势必增加管理成本。所以，在每个区段布置挖沙船，以备出现紧急情况时使用挖沙船进行疏浚工作，是解决相关问题的关键。
三、总结
综上，河道疏浚工程的核心工程技术较为简单，现场组织也较容易实现，其提升方案集中的勘测阶段和施工预见力方面。采用合理的勘探方法，配合计算机辅助的数学建模分析，可以有效降低成本，减少风险，合理的对沙土进行应用，实现河道疏浚工作的实质性提升。
参考文献
[1]喻刚.宝山区2017年骨干河道疏浚项目施工组织设计[J]. 中国水运（下半月），2017，（08）：69-70+148.
[2]张亚忠，陈志宏. 城区河道疏浚工程清淤施工的技术研究[J]. 科技创新导报，2017，（14）：114-115.
[3]杨艳.龙滩水电站下游河道疏浚治理工程效益分析[J]. 水力发电，2017，（04）：79-81+84.
[4]刘启，卜跃先，安贞煜.测水何家水库河道疏浚及污水回灌对取水口的影响分析[J]. 湖南水利水电，2017，（02）：77-79+91.
[5]王秀秀. 河道疏浚工程的施工技术措施探析[J]. 黑龙江水利科技，2017，（02）：111-112+171.
[6]杨丹，范欣柯，刘燕，刘勇，聂翔. 河道疏浚底泥农业利用可行性分析[J].科技通报，2017，（01）：235-239.