关键词:内河航道;航道养护;维护疏浚;坡岸稳定
通过对内河航道进行整治,不仅有利于提高内河航道的竞争力,还能增强内河航道的通航能力,从而进一步拉动航道周围区域的经济增长。但是,内航道在维护的过程中,既要提高航道的通航能力,也要确保航道的安全性,这样才能发挥内河航道的运输作用。
1 内河航道维护疏浚的意义
维护疏浚在保证沿岸建筑结构稳定且不降低原有通航能力的基础上,需要对已有的航道通航条件进行改善,从而确保船舶通行的安全性与高效性,以京杭大运河为例:京杭大运河有着较久的航运历史,并且原有内河航道依然拥有的运输价值。为此,京杭大运河山东段的地方政府,开展了较大规模的内河航道维护疏浚工作,具体的维护疏浚工作内容如下:(1)针对低等级航道经济效益低、位置偏僻以及临近高等级航道的特点,便进行了低标准的全面治理方式,并采用维护疏浚的方式维护低等级航道。(2)针对高等级航道经济效益高、位置优越等特点,则对其进行了定期的维护疏浚工作,以此提升高等级航的持续通航能力。所以,通过对内河航道进行维护疏浚,可以充分满足日益增长的货物运输需求。
2 维护疏浚工程中岸坡稳定的控制方法
维护疏浚工作具有较高的难度,因为其不仅需要对原有的航道通航条件进行改善,还需要确保航道沿线两岸岸坡与建筑体的稳定与安全。改善通航条件与维护岸坡稳定也存在着较大的冲突点,其冲突内容如下:维护疏浚工程之所以能够改善航道通航条件,其主要原理是扩大了疏浚断面,而疏浚断面不断扩大时,疏浚断边线会不断接近河岸边线,这样便会直接破坏岸坡的下层结构,从而导致沿线建筑体及土体出现垮塌。为此,在内河航道疏浚的过程中,应当采取正确的岸坡稳定控制方法,而具体控制可根据不同阶段分为勘察阶段、方案设计阶段以及疏浚施工阶段,而具体的方法如下:
2.1 勘察控制阶段
在勘察控制阶段,需要尽可能的收集护岸的技术参数及内部结构,从而为后期疏浚工作展开提供资料知识。在勘察控制阶段,需要利用原位测试和工程地质测绘等技术手段开展实地勘察工作,并对勘察的数据进行记录,勘察控制阶段以济宁市为例:在实地勘察的过程中,需要查明勘察深度范围内岩土层的类型、深度、分布、工程力学特性以及当地气候条件等,同时分析和评价各疏泼岩土层工程特性与分类。在利用原位测试和工程地质测绘等技术段测试,具体数据如下:
图1 航道勘测报告
通过对航道开展详细的勘测,可以为后期的疏浚施工提供数据支撑。
2.2 设计阶段的控制
在设计阶段对岸坡稳定进行控制时,可以从维护疏浚尺度影响要素和安全距离控制方面展开。(1)维护疏浚尺度影响要素分析。由于疏浚底宽以及疏浚水深将会对疏浚断面产生重要影响,这就需要从两个方面开展要素分析;在疏浚深度控制的过程中,既要考虑现状主力通航船舶以及航道定级通航船舶等方面的因素,也要考虑航道通行安全方面的因素;此外,在控制疏浚水深时,还应当考虑内航道所产生的回淤量。由于水系是一个具有连续性的整体,因此疏浚水深还需要充分考虑到相邻航道间的连接问题。(2)疏浚底宽。由于航道疏浚底宽的取值,其与岸坡的稳定性有着极为紧密的联系,因此在进行疏浚开挖边坡的过程中,需要对疏浚土质进行全方位的了解,并且要将疏浚宽度控制在安全范围内。
由于疏浚边线的离岸距离,也会随着航道的条件而发生变化,而在离岸距离小于安全定值时,建筑体因为岸坡整体稳定条件发生变化而出现倾覆的情况;若离岸距离大于安全定值时,疏浚开挖工作并不会对岸坡整体稳定条件产生影响。在实际疏浚的过程中,若出现了安全距离不足时,需要对护岸结构开展加固施工;此外,在对京杭大运河山东段护岸结构进行加固时,要对该段的护岸类型进行分析;在了解到护岸结构类型为斜坡式护岸后,设计单位采用了钢筋混凝土插板结构,这样实现对斜坡护岸结构的有效加固。
2.3 施工阶段的控制
为了确保航道边坡不会出现垮塌的情况,还需要采取相应的岸坡稳定控制措施,以边坡开挖控制为例:在对京杭大运河山东部分段的航道边坡开挖时,需要在施工前、施工中以及施工后开展全面控制。在施工前,需要对已经破损的京杭大运河山东段的护岸进行记录,并全面了解护岸及航道的现状;在对航道进行勘察时,还可以设置水平及沉降观察点,从而动态化地了解到护岸及航道现状。在施工过程中,需要确保每天不低于3次的护岸沉降及位移观测,并以此为疏浚工作提供数据支持。在施工的过程中,应当对边坡的稳定性进行控制,具体内容如下:(1)控制边坡高度、阶梯层数以及台阶坡面角度。在山东部分段航道现场测绘的数据为基础,将边坡的阶梯设置为3级,而台阶的高度控制在3.4(±0.3)m;在进行台阶坡面施工时,还将边坡的倾斜角度控制13°(±1°)。(2)滑坡清理。在施工航道段内,边坡还出现了小规模滑坡与开裂的情况,所以,针对滑坡面积超过4.0㎡的坡,还对其高度降低了0.7m;此外,还通过设置了高0.5m、长7m的滑坡段挡土墙。在施工完成后,仍然需要保持每周观测1~2次;若观结果显示边坡位移超过警戒值时,还应当根据位移原因采取相应措施,从而避免岸坡出现垮塌的情况。由于疏浚的过程中,本航道段水流速度小、水域面积大、水域深度大,因此,在对疏浚淤泥进行处理的时候,采用了水下抛泥的方法,并以此解决了淤泥的问题,其具体的结构图如下:
图2 斜坡护岸结构图
此外,在完工后发生了其他异常情况,需要对异常原因进行分析,并采取针对性的措施进行解决。
3 结束语
综上所述,内河航道疏浚的过程中,经常出现岸坡结构被破坏的情况,而为了避免该种情况的发生,需要从勘察、设计以及施工阶段控制;(1)勘察阶段;利用原位测试和工程地质测绘对岸坡开展勘探。(2)设计阶段;分析疏浚的深度以及宽度,并在完成勘探以及分析工作的基础上,制定正确的岸坡结构施工方案。(3)施工阶段;根据内河航道实际情况,采用斜坡护岸结构给坡岸结构进行加固。总之,为确保疏浚工程不会破坏坡岸稳定结构,则需要从工程全阶段展开控制。
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论文作者:谢纪伟
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年2期
论文发表时间:2020/3/16
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