基于港口航道工程施工重点环节的控制解析
摘要
关键词
港口;航道工程;施工重点;控制解析
正文
引言
随着全球化进程的不断加快及航海技术和船舶建造技术的不断革新,许多早年建设的老旧港口已无法满足日益增长的经济发展需要。为顺应世界经济发展趋势,越来越多的国家选择对重要港口进行改建、扩建。为满足更大载重量船舶的进出港需要,航道的加深、拓宽作为主要技术手段已成为港口改扩建项目的必要施工内容。改扩建项目较新建项目而言,一方面码头营运使得施工干扰较大,另一方面,项目自身的一些复杂特性导致施工难度进一步增大。随着越来越多的港口改扩建项目落地,对航道疏浚施工技术(特别是复杂工况下)的研究显得尤为重要。
1港口航道工程施工的难点
1.1疏浚工作使水体富营养化,破坏水体生态系统
疏浚工程的存在并非只对水环境产生积极有效的影响,当应用该技术手段时,同样也会对水体的生态系统产生严重破坏,使得水体开始呈现出富营养化,原本存在于水下生物之间的平衡性也会因此被打破,系统的稳定性无法得到保障,进而导致生物需要花费大量的时间进行环境的适应,这样不但会导致水下生物链的发展受到不利影响,还会连带着水体结构发生极为不利的变化。比如说,当工作人员在对港口航道开展疏浚工程的过程中,往往会在水面发现漂浮物的身影,这些物质无法在短时间内得到分解,进而使得水体结构呈现为富营养化,整体的环境也会受到不利影响。
1.2进出船舶对施工影响偏大
港口关系到地区的经济发展,所以在进行港口航道工程施工时,依然要确保港口功能的正常运行,在这种情况下施工必然会受到进出港口船舶的影响。为避免上述问题发生,则需要相关人员能够妥善做好各项协调工作,减少进出港口船舶带来的影响。在施工期间可指导相关人员做好安全检查工作,执行海上交通安全管理制度,将施工船舶安全风险问题控制在萌芽阶段;管理期间合理运用瞭望、VTS等方法完善日常管理措施,指导相关船舶事先做好避让;向相关部门汇报施工计划,根据部门的反馈结果来调整施工流程,并且能围绕施工现场实际情况优化港口安排运行管理工作,要求相关人员能够在合理调配施工船舶参与施工的基础上,确保港口吞吐功能稳定运行。
1.3产生附带的噪声污染及船只、设备污染
噪声污染作为常见污染的一种,同样也会对人类与生态环境造成不利影响,并会对周边的生态环境产生严重的破坏。一般来讲,相关部门在开展疏浚工程的过程中,往往会选用体积较大的船舶与设备,这种装置本身会携带较为明显的噪声,在运行的过程中会对生态环境产生较为不利的影响。同时,由于所选用的船舶结构本身是以柴油为主,一旦在行驶过程中受到外界因素的干扰,便会导致整个水体环境受到严重污染,不但危害了自然生态,并对人类社会与发展产生较为不利的影响。
2港口航道工程施工重点环节的控制措施
2.1航道选线
水域航道走向是影响船舶通航距离的关键环节。具体航道选线应按施工衔接、开挖量小、疏浚维护和施工费用低等基本要求进行。在航道选线过程中,专业测量人员需要对港口环境进行现场测量,并详细记录测量数据。利用计算机软件对港口环境调查数据进行处理,借助GIS技术进行航道选线,综合分析选线的经济性、安全性和建设性,最终完成航道选线。在确定方案时,需要考虑到以下5个问题:
(1)水域航道选线平面布置应尽量避免急弯。对于转弯点的规划设计,可通过增大转弯半径来控制航道转弯角度,并可设定一定的转弯角度限值,还可以控制转向角个数,综合控制转向距离。
(2)港口航道周围的建筑物会影响航道的规划设计效果,甚至可能对船舶通航造成干扰。在规划设计中要注意安全距离的设计,必须保证建筑物与航道之间有足够的安全距离。为了保证航道的稳定性,控制船舶与两岸的距离,必须选择直线布置,设置防波堤的方向。
(3)线路规划设计可能会受到环境的影响,特别是地形条件、气象和水文条件的影响。结合GIS技术的基本功能控制地质条件的影响;应考虑横风这一影响因素,尽量避开垂直于航道轴线的高级风向。
(4)河口的自然环境对选线也有影响。在航道选线时,必须对航道中水流落差的冲刷干扰进行分析,以此确定航道水深。要结合大江大势和水利原貌,着手布线规划。
(5)根据航道规划区域具体的潮落情况,综合考虑地理位置因素,确保线路易于维护、安全简单。
2.2施工测量流程设计
定位航道内多个施工作业区域中的基础设施,按照标准的工程测量流程,进行基础设施的测量,以此种方式,为航道后续相关测量工作的实施提供辅助性数据。
为了确保竣工后的港口航道可以满足市场使用需求,需要在施工前,做好施工关键点的测量工作。例如,在对护岸结构进行施工时,应当首先完成对岸线长度、标准设计高度的测量,并将得出的测量结果进行精度验证。只有确保多个水准点具有较高的精确度后,才能保证护岸结构施工和后续各个结构施工的质量符合工艺需要。
在此基础上,将各个水准点设定在护岸结构不超过20.0m的范围内,即在护岸线上,每间隔20.0m至少可以定位到1个水准点。同时,结合初期设计图纸的要求,对其进行放样处理,在放线点增设一个基础边柱结构,针对拐弯位置上的边柱应当适当根据需要增加桩的数量,并将增加的桩作为保证航道结构稳定的主要构成。
2.3做好输沙工作,避免出现二次污染问题
我们需要明确的一点,在港口航道工程中,往往存在着两种情况,一种是普通形式下的工程应用,另一种则是相对特殊的环境工程,在开展普通疏浚工程的过程中,工作人员并不会对泥沙的悬浮问题进行过多关注,在开展作业时,很少会去考虑泥沙的再悬浮情况,只要确保整个项目的产量数值能够达到预期标准即可,这样便会导致在进行运输的过程中,经常会发生稀少泄露的情况,不但会对相关企业的经济发展产生不利影响,同时还会破坏水体生态环境。受到细粒污泥的特性应用,当其存在水体之上时,便会形成悬浮体,在进行下沉的过程中整体速度相对较慢,沉降越慢对于水体的消极影响越为明显,从而导致水体环境的整体质量很难得到有效保障。正因如此,相关人员在开展环境整治的过程中,为了避免二次污染的情况发生,需要加强对输沙工作的重视程度,在材料上进行专用设备的安装,提高污染物的处理效率,并降低对周边环境所产生的不利影响,以此来确保生态环境质量可以得到有效提升。
2.4硬土质层的开挖与施工
在港口航道工程施工中可能遇到大量石块,与地面施工相比,海中石块的直径宽、重量大,体积较大的石块可能阻碍挖泥机运行,并直接影响到挖泥机寿命。为避免此类问题发生,在施工前应充分考察施工场地实际情况,从地质特征入手调整施工工艺,避免因为坚硬的土质而影响排泥管线布置结果。可选择大型反铲挖泥船,如通过津泰轮等设备参与施工,该装置的有效挖宽达到了20m,并且结合施工现场的特殊情况可以进行调整。施工期间遇到施工一侧存在泥驳的工况,会导致两侧挖宽不相等,所以施工中可采用“20+10”m的配置方法,并根据施工现场条件进行调整,每条之间设置5m的搭接长度。在施工期间可根据不同土质做分层施工,一般每铲开挖的厚度可根据工况做出调整,例如港口航道工程施工中针对土质松散的情况,可将每铲的深度控制在700mm;而对于坚硬岩石或者铲齿与土层表面角度偏小的情况,在开挖期间可将平铲立起,每铲开挖的深度控制在400mm左右。
2.5港口航道倒滤层及回填土施工
完成上述施工流程后,还需要进行对港口航道内部倒滤层及回填土层的施工。在对施工材料的选择时,尽可能采用坚石或次坚石等材料,确保其强度在不低于30MPa的情况下制备倒滤层浆砌块。在施工中,上述材料在使用时需要确保不会出现风化情况,并且施工表面需要始终保证洁净,没有泥土等杂质存在。在将浆砌块砌筑在倒滤层时应当采用坐浆以及错峰砌筑的方式完成,针对各个砌层都需要保证其得到稳定的安放,每两个砌块之间也需要保证砂浆填充处于饱满的状态。
在实际施工过程中,若港口航道墙身的强度超过了75%,则此时应当立即将墙体当中的积水排除,并对墙身进行烘干处理,铺设土工布材料。根据不同建设条件及对应的设计图纸各结构参数设定标准,对倒滤层进行铺设,在施工过程中严格控制倒滤层中土工布的连接长度参数,确保其能够满足设计需要。同时,在沉降缝结构上,还需要引入适量长度的土工布材料,以进一步提高其稳定性。
在进行回填土施工时,需要使用干土材料进行回填,并且在回填过程中需要时刻注意每一回填层的厚度,确保其都在26~30cm。每完成一层回填都需要进行夯实处理,并保证在回填土层的表面没有明显的大块块石,以让港口航道在以后的使用过程中具备更高的稳定性。此外,回填过程中还要确保回填的高度、宽度以及斜坡坡度始终在不影响后续使用的合理范围内。因此,针对上述施工工艺参数需要严格按照设计初期的填土规划执行。
结语
港口航道工程施工的难度大、施工条件复杂,为了更好的适应工程质量管理要求,相关人员需要进一步完善施工技术管理方案,在掌握技术要点的基础上,妥善处理施工环境与技术流程,这样才能更好的适应工程质量要求,避免质量问题发生,全面提高施工质量。
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