海上疏浚

用挖泥船和其他疏浚机具进行海上的开挖、吹填和采掘等作业。通常用于河口航道疏浚港口疏浚、海堤和海滩吹填,是海岸和近海工程的重要技术措施之一。

疏浚工程历史悠久。在中国相传大禹治水“决九川距四海,浚畎浍距川”(《尚书·益稷》),说明大约公元前2000多年,在中国沿海一带已用简单工具疏浚排灌沟渠;以后又利用船只,靠风力、水力或畜力带动耙、戽等进行疏浚作业。近百年来,特别是20世纪50年代以来,柴油机普遍应用于挖泥船,陆续出现了工作水深大、生产效率高,并能适应海上恶劣环境的各种大型挖泥船。

疏浚工程内容

海上疏浚工程包括海上开挖作业、海上吹填作业和海上采掘作业。海上开挖作业主要有运河、河口航道、港口航道和泊地的开挖、浚深和维持;各种海工建筑物基坑、海底输油管线或电缆沟的开挖。海上吹填作业包括海岸、堤坝、人工岛、人造海滩的吹填和天然海滩的养护等。海上采掘作业包括清除污染物质,改良海底土壤以及采集海底矿产、建筑用砂等。

河口航道疏浚

河口发展航运时一般需要对河口拦门沙和入海航道进行疏浚。河口拦门沙常是河口主要碍航浅段,一般通过疏浚取得通航水深。多数经过治理的河口拦门沙航道水深的维持与进一步增加,也要依靠疏浚工程。河口入海航道有几个分汊水道时,一般选择其中涨落潮流路较一致、疏浚量较小、平面位置较稳定并以落潮流为主的汊道进行疏浚。疏浚工程的规划、设计包括航道挖槽定线、确定挖槽断面尺度、泥土处理和选择挖泥船等。挖槽定线除了要考虑风、浪、流和船舶操纵性能等影响因素外,还应考虑减少泥沙回淤量。定线的一般原则是;航道应尽量同涨落潮流路一致,能利用潮流本身的力量来维护航道。确定航道挖槽尺度要考虑航行条件、导航设施、单双线航行要求和底质土壤等因素。传统的泥土处理为水中抛泥,包括溢流、旁通、边抛和底抛等方式。但是,如果抛泥地点选择不当,在水流作用下部分泥土又被带回航槽,造成航道回淤。同时,水中抛泥还将污染河口水质,故近年来所挖泥土的处理方法趋向于尽量采用吹泥上滩或吹泥上岸。

港口疏浚

兴建港口常通过疏浚取得港口所需的水域面积及其泊地和各作业区的控制水深,开挖港口内外航道,清理水工建筑物基坑,吹填泥土上岸形成新岸线,扩大港区陆域面积。除港外航道外,港口疏浚一般在较平稳的水域中进行,应力求使开挖与吹填作业密切结合。港口投产后常需进行维护性疏浚,为了减少疏浚作业同进出港船只的相互干扰,可以在防沙堤的上游采用旁通措施;或在上游的适当地点设置深坑聚捕泥沙,然后集中疏浚;也可以留适当的备淤深度,在营运淡季时疏浚;还可以设置水下排泥管线以替代水面排泥浮管。减少不必要的水域面积和口门宽度,也可以减少维护性疏浚的工程量。

海堤与海滩吹填

岸滩吹填一般与海上疏浚作业同时进行。吹填应根据当地的海况、土质和岸滩演变特点,选择合适的吹填泥沙粒径和稳定边坡,尽量避免采用专门的护坡。为了促进植物在新滩上生长,尽可能用淤泥质土覆盖滩面。

挖泥船

用于海上疏浚工程的挖泥船种类很多,性能各异。常用的挖泥船可分为机械(斗)式和水力(吸扬)式两大类。

机械(斗)式挖泥船

用挖泥斗挖掘海底泥土,有时也用于海底采砂。挖泥船有自航和非自航两类,按其泥斗的形式和工作方式,主要有以下3种:

(1)铲斗式挖泥船。利用铲斗挖掘水下坚硬的泥土和爆破后的岸石。

(2)链斗式挖泥船。利用装在斗桥滚筒上的作连续转动的链斗,挖取水下泥沙,挖迹平坦。

(3)抓斗式挖泥船。利用抓斗挖掘水下淤泥、粘土和沙砾等,大多用于港池和码头附近狭小范围内的挖泥作业。

水力(吸扬)式挖泥船

用泥泵形成的真空吸取海底泥土,按其松碎泥土设备的不同,又分为两种:

(1)绞吸式挖泥船。在吸泥管口装有绞刀以进行松土的吸扬式挖泥船。泥土绞松后,用泥泵吸取并通过排泥管道把它输送到数公里以外的浅滩或岸上,适用于各种土质。

(2)耙吸式挖泥船。备有耙头、吸泥管、泥泵、泥舱等装置,能在航行中耙吸泥沙的吸扬式挖泥船。泥舱装满后,可通过泥舱侧面的溢流门或底部的泥门排泥,也可利用自身的泥泵将泥舱内的泥浆吹送到岸上。适用于淤泥、粘土和沙土质。装有边抛设备的耙吸式挖泥船,即边抛挖泥船,在要求迅速挖通航槽的情况下,可以发挥较高的疏浚效率。另有根据当地的土质和海洋水文情况而特制的挖泥船,如密西西比河口采用吸盘式挖泥船,取得良好的效果。

目前海上疏浚常采用中转设施。在岸滩边专设有掩护的泥池,用自航式挖泥船到池中开底门抛泥,再用绞吸式挖泥船吸泥上滩或上岸。这种设施可以提高疏浚效率,减少水质污染。

海上疏浚常常需要扫床、设标等辅助作业配合,有时还需要凿岩、爆破等辅助作业来清理礁石和排除障碍物。扫床作业可以发现和清除沉船、爆炸物及其他障碍物。疏浚导标有固定标及浮标两种,固定导标导航精度较高,但在开敞海域中设置浮标较为方便,现在大型挖泥船则已开始采用无线电导航。此外,进行海上吸填作业时还需设置围埝和排泥管架等辅助设施。围埝可以形成一个静水沉淀池,促使吹填泥沙沉降,并能防止泥浆漫流散失和影响周围环境。围埝在吹填商埠笥惺被鼓芗孀龌て掠谩