正文
用挖泥船和其他疏浚機(jī)具進(jìn)行海上的開(kāi)挖、吹填和采掘等作業(yè)。通常用于河口航道疏浚、港口疏浚、海堤和海灘吹填,是海岸和近海工程的重要技術(shù)措施之一。
疏浚工程歷史悠久。在中國(guó)相傳大禹治水“決九川距四海,浚畎澮距川”(《尚書(shū)·益稷》),說(shuō)明大約公元前2000多年,在中國(guó)沿海一帶已用簡(jiǎn)單工具疏浚排灌溝渠;以后又利用船只,靠風(fēng)力、水力或畜力帶動(dòng)耙、戽等進(jìn)行疏浚作業(yè)。近百年來(lái),特別是20世紀(jì)50年代以來(lái),柴油機(jī)普遍應(yīng)用于挖泥船,陸續(xù)出現(xiàn)了工作水深大、生產(chǎn)效率高,并能適應(yīng)海上惡劣環(huán)境的各種大型挖泥船。
疏浚工程內(nèi)容 海上疏浚工程包括海上開(kāi)挖作業(yè)、海上吹填作業(yè)和海上采掘作業(yè)。海上開(kāi)挖作業(yè)主要有運(yùn)河、河口航道、港口航道和泊地的開(kāi)挖、浚深和維持;各種海工建筑物基坑、海底輸油管線或電纜溝的開(kāi)挖。海上吹填作業(yè)包括海岸、堤壩、人工島、人造海灘的吹填和天然海灘的養(yǎng)護(hù)等。海上采掘作業(yè)包括清除污染物質(zhì),改良海底土壤以及采集海底礦產(chǎn)、建筑用砂等。
河口航道疏浚 河口發(fā)展航運(yùn)時(shí)一般需要對(duì)河口攔門沙和入海航道進(jìn)行疏浚。河口攔門沙常是河口主要礙航淺段,一般通過(guò)疏浚取得通航水深。多數(shù)經(jīng)過(guò)治理的河口攔門沙航道水深的維持與進(jìn)一步增加,也要依靠疏浚工程。河口入海航道有幾個(gè)分汊水道時(shí),一般選擇其中漲落潮流路較一致、疏浚量較小、平面位置較穩(wěn)定并以落潮流為主的汊道進(jìn)行疏浚。疏浚工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)包括航道挖槽定線、確定挖槽斷面尺度、泥土處理和選擇挖泥船等。挖槽定線除了要考慮風(fēng)、浪、流和船舶操縱性能等影響因素外,還應(yīng)考慮減少泥沙回淤量。定線的一般原則是;航道應(yīng)盡量同漲落潮流路一致,能利用潮流本身的力量來(lái)維護(hù)航道。確定航道挖槽尺度要考慮航行條件、導(dǎo)航設(shè)施、單雙線航行要求和底質(zhì)土壤等因素。傳統(tǒng)的泥土處理為水中拋泥,包括溢流、旁通、邊拋和底拋等方式。但是,如果拋泥地點(diǎn)選擇不當(dāng),在水流作用下部分泥土又被帶回航槽,造成航道回淤。同時(shí),水中拋泥還將污染河口水質(zhì),故近年來(lái)所挖泥土的處理方法趨向于盡量采用吹泥上灘或吹泥上岸。
港口疏浚 興建港口常通過(guò)疏浚取得港口所需的水域面積及其泊地和各作業(yè)區(qū)的控制水深,開(kāi)挖港口內(nèi)外航道,清理水工建筑物基坑,吹填泥土上岸形成新岸線,擴(kuò)大港區(qū)陸域面積。除港外航道外,港口疏浚一般在較平穩(wěn)的水域中進(jìn)行,應(yīng)力求使開(kāi)挖與吹填作業(yè)密切結(jié)合。港口投產(chǎn)后常需進(jìn)行維護(hù)性疏浚,為了減少疏浚作業(yè)同進(jìn)出港船只的相互干擾,可以在防沙堤的上游采用旁通措施;或在上游的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)置深坑聚捕泥沙,然后集中疏浚;也可以留適當(dāng)?shù)膫溆偕疃?,在營(yíng)運(yùn)淡季時(shí)疏浚;還可以設(shè)置水下排泥管線以替代水面排泥浮管。減少不必要的水域面積和口門寬度,也可以減少維護(hù)性疏浚的工程量。
海堤與海灘吹填 岸灘吹填一般與海上疏浚作業(yè)同時(shí)進(jìn)行。吹填應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐暮r、土質(zhì)和岸灘演變特點(diǎn),選擇合適的吹填泥沙粒徑和穩(wěn)定邊坡,盡量避免采用專門的護(hù)坡。為了促進(jìn)植物在新灘上生長(zhǎng),盡可能用淤泥質(zhì)土覆蓋灘面。
挖泥船 用于海上疏浚工程的挖泥船種類很多,性能各異。常用的挖泥船可分為機(jī)械(斗)式和水力(吸揚(yáng))式兩大類。
機(jī)械(斗)式挖泥船 用挖泥斗挖掘海底泥土,有時(shí)也用于海底采砂。挖泥船有自航和非自航兩類,按其泥斗的形式和工作方式,主要有以下3種:①鏟斗式挖泥船。利用鏟斗挖掘水下堅(jiān)硬的泥土和爆破后的岸石。②鏈斗式挖泥船。利用裝在斗橋滾筒上的作連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的鏈斗,挖取水下泥沙,挖跡平坦。③抓斗式挖泥船。利用抓斗挖掘水下淤泥、粘土和沙礫等,大多用于港池和碼頭附近狹小范圍內(nèi)的挖泥作業(yè)。
水力(吸揚(yáng))式挖泥船 用泥泵形成的真空吸取海底泥土,按其松碎泥土設(shè)備的不同,又分為兩種:①絞吸式挖泥船。在吸泥管口裝有絞刀以進(jìn)行松土的吸揚(yáng)式挖泥船。泥土絞松后,用泥泵吸取并通過(guò)排泥管道把它輸送到數(shù)公里以外的淺灘或岸上,適用于各種土質(zhì)。②耙吸式挖泥船。備有耙頭、吸泥管、泥泵、泥艙等裝置,能在航行中耙吸泥沙的吸揚(yáng)式挖泥船。泥艙裝滿后,可通過(guò)泥艙側(cè)面的溢流門或底部的泥門排泥,也可利用自身的泥泵將泥艙內(nèi)的泥漿吹送到岸上。適用于淤泥、粘土和沙土質(zhì)。裝有邊拋設(shè)備的耙吸式挖泥船,即邊拋挖泥船,在要求迅速挖通航槽的情況下,可以發(fā)揮較高的疏浚效率。另有根據(jù)當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)和海洋水文情況而特制的挖泥船,如密西西比河口采用吸盤(pán)式挖泥船,取得良好的效果。
目前海上疏浚常采用中轉(zhuǎn)設(shè)施。在岸灘邊專設(shè)有掩護(hù)的泥池,用自航式挖泥船到池中開(kāi)底門拋泥,再用絞吸式挖泥船吸泥上灘或上岸。這種設(shè)施可以提高疏浚效率,減少水質(zhì)污染。
海上疏浚常常需要掃床、設(shè)標(biāo)等輔助作業(yè)配合,有時(shí)還需要鑿巖、爆破等輔助作業(yè)來(lái)清理礁石和排除障礙物。掃床作業(yè)可以發(fā)現(xiàn)和清除沉船、爆炸物及其他障礙物。疏浚導(dǎo)標(biāo)有固定標(biāo)及浮標(biāo)兩種,固定導(dǎo)標(biāo)導(dǎo)航精度較高,但在開(kāi)敞海域中設(shè)置浮標(biāo)較為方便,現(xiàn)在大型挖泥船則已開(kāi)始采用無(wú)線電導(dǎo)航。此外,進(jìn)行海上吸填作業(yè)時(shí)還需設(shè)置圍埝和排泥管架等輔助設(shè)施。圍埝可以形成一個(gè)靜水沉淀池,促使吹填泥沙沉降,并能防止泥漿漫流散失和影響周圍環(huán)境。圍埝在吹填成灘后有時(shí)還能兼做護(hù)坡用。