基槽开挖与港池疏浚施工技术在港航工程中的应用

基槽开挖与港池疏浚施工技术在港航工程中的应用

王国庆

天津金鳌工程有限公司  天津市  300450

摘要：随着全球经济的快速发展和国际贸易的不断扩大，港航工程的角色变得日益重要。特别是基槽开挖与港池疏浚，作为港航工程中的核心技术，对于确保港口的通航能力、安全性和运营效率具有至关重要的意义。本文系统地探讨了基槽开挖与港池疏浚的施工技术及其在港航工程中的应用，并强调了其在现代港航建设中的核心地位。

关键词：基槽开挖，港池疏浚，港航工程，施工技术，通航能力。

1. 引言

随着全球化趋势的加强，海上运输作为国际贸易的主要手段之一，对港口设施的需求日益增加。因此，如何优化和提高港口设施的建设和运营，特别是如何确保港口的通航能力、安全性和运营效率，已经成为当前港航工程研究的重点。基槽和港池是港口建设中的核心组成部分。基槽为船舶提供了通航通道，而港池则是船舶停靠、装卸货物的地方。随着船舶尺寸的增加和贸易量的增长，传统的基槽和港池已经不能满足现代船舶的需要。因此，基槽开挖和港池疏浚技术的研究和应用变得尤为重要。

2. 基槽开挖的重要性与施工技术

基槽是为了确保船舶正常航行而在河道或港区开挖的通航槽道。开挖基槽不仅能确保船舶的安全通行，还能提高航道的通航能力，满足大型船舶的航行需求。

2.1 技术特点

2.1.1使用精确的水下探测设备

    水下探测设备，如声纳、多波束测深系统等，能准确地探测河床或海床的地形、地貌和障碍物。这对于设计和施工基槽至关重要，可以确保挖掘的准确性和安全性。

2.1.2 利用先进的开挖设备如吸入式挖泥船

    吸入式挖泥船具有高效、快速和环保的优点。它通过强大的吸入系统，将河底或海底的泥沙吸入，然后通过浮动管道输送到远离工作区域的地方。这种方法既能确保开挖的效率，又能减少对环境的影响。

2.1.3 采用GIS技术进行导航与定位

    地理信息系统（GIS）技术为基槽开挖提供了精确的导航和定位。施工者可以通过GIS系统实时获取挖掘的位置、深度和方向，确保开挖的准确性。

2.2 工程难点

2.2.1 与环境的互动

    开挖基槽时，需要考虑到对水生生态的影响。泥沙的扰动可能会对鱼类和其他水生生物造成伤害。此外，挖掘过程中可能释放的有毒物质也会对环境造成影响。因此，施工前需要进行环境影响评估，并采取相应的保护措施。

2.2.2 土壤的稳定性与流动性问题

土壤的稳定性直接影响到基槽的安全性。不稳定的土壤可能会导致基槽坍塌或滑坡。同时，土壤的流动性也是一个重要的考虑因素。过于流动的土壤可能会导致基槽的深度和宽度难以控制。为了解决这些问题，施工者需要对土壤进行详细的分析，采用相应的加固和稳定技术。

3. 港池疏浚的施工技术

港池疏浚作为港航工程的重要组成部分，其主要目的是为了维持或恢复港池的设计水深，确保船舶的正常停靠、装卸和转移。

3.1 技术特点

3.1.1 使用环保疏浚技术，如生态疏浚

生态疏浚重视采用先进的低扰动设备，如静音泵，它可以在不产生过多噪音的情况下工作，从而减少对水生动植物的干扰。低扰动吸头则可以更为精确地进行疏浚作业，减少不必要的泥沙搅动，使得浑浊度在疏浚过程中保持在一个相对较低的水平；与传统的疏浚方法不同，生态疏浚不仅关注疏浚效果，还重视疏浚材料的后续处理和利用。例如，疏浚出的泥沙经过处理后可以作为建筑或公路的填充材料，或者用于湿地的恢复和造林；生态疏浚在完成后，通常会进行一系列的生态补偿措施。这包括在疏浚区域周围进行植被的种植，为受影响的水生动植物提供新的栖息地，以及通过人工干预来促进受损生态系统的恢复。；生态疏浚方法通常伴随着全面的环境监测计划。这意味着在疏浚前、中和后，都会对疏浚区域的水质、生物多样性和其他环境因子进行监测，确保疏浚活动不会对环境造成长期的不利影响。

    生态疏浚作为一种先进的环保技术，在现代港池疏浚中的应用越来越受到关注和重视。它不仅可以确保港池的正常运营，还可以在最大程度上保护和恢复生态环境。

3.1.2 集成电子技术，进行实时监测疏浚深度和位置

声纳技术采用声波测量水下对象的位置和形状，已经成为现代疏浚工程中不可或缺的工具。高精度声纳可以准确地检测疏浚区域的地形和泥沙分布，使得工程师能够准确地掌握疏浚进度和效果；全球定位系统（GPS）为疏浚设备提供了精确的定位信息，而地理信息系统（GIS）则可以将这些信息与地形、环境和其他相关数据进行整合。这种集成不仅为工程师提供了全面的疏浚现场视图，还可以用于模拟和预测疏浚的结果和影响；现代疏浚设备通常都配备了数据传输系统，能够实时地将采集到的数据发送至中央控制室或移动设备。这种实时数据传输使得工程师可以即时地了解疏浚的状态，并根据实际情况进行调整和优化。

随着人工智能技术的进步，疏浚设备的自动化程度也在不断提高。现在的疏浚设备可以根据预设的参数自动进行疏浚作业，而人工智能算法则可以对实时数据进行分析，为工程师提供更为智能的决策建议。集成电子技术不仅提高了疏浚的效率和准确性，还极大地降低了工程风险。工程师可以基于实时数据调整施工方案，确保疏浚作业的安全和效果。同时，这种技术还有助于减少资源浪费，实现更为绿色和可持续的疏浚作业。

3.1.3 使用浮动输送带和封闭输送系统以减少污染

浮动输送带是一种特制的输送带，设计用于水上操作。它可以直接浮在水面，将疏浚出的材料从挖掘点输送到远处的集装设备或储存区。由于它的浮动性质，可以减少对河床和水生生态的干扰。

与开放式输送系统相比，封闭输送系统可以更有效地避免疏浚材料的散落和扬尘。这种系统将疏浚材料完全封闭在输送过程中，大大降低了水和空气污染的风险。此外，封闭系统还可以减少材料的湿度损失，有利于后续的处理和再利用。

结合浮动输送带和封闭输送系统，疏浚工程可以更为环保地进行。首先，这两种技术减少了疏浚过程中的水质污染，保护了水源地。其次，由于输送过程中的材料损失减少，可以降低项目的成本并提高效率。最后，减少对周围环境的影响还意味着与社区和其他利益相关者的关系得以改善。

    浮动输送带和封闭输送系统不仅仅适用于疏浚工程。在其他需要跨越水体或敏感区域进行物料输送的工程中，例如跨越湖泊或湿地的建筑项目，这两种技术都可以发挥其优势。

尽管浮动输送带和封闭输送系统在很多项目中都展现了其优势，但仍然存在一些技术和操作上的挑战，如维护、稳定性和能效问题。随着技术的进一步研发和创新，可以预期这些系统将更为完善，为未来的疏浚和其他工程提供更多的可能性。

3.2 工程难点

3.2.1 疏浚后的泥浆处理与处置

  疏浚产生的泥浆包含大量的水和杂质，其处理和处置是港池疏浚的一大挑战。传统的方法是将泥浆排放到指定的倾倒区域，但这可能会对环境造成影响。因此，现代技术越来越多地采用泥浆脱水、固化和再利用的方法，以实现环保和经济效益的双重目标。

3.2.2 疏浚中可能出现的环境污染问题

  疏浚过程中可能会扰动沉积在港池底部的有害物质，如重金属、有机污染物和石油烃。这些物质进入水体后可能会对水生生物和人类健康造成威胁。为了应对这一挑战，疏浚前需要进行详细的环境风险评估，确定可能存在的污染物质，然后采取相应的控制措施，如使用封闭的疏浚系统和特定的处理技术。

4结语

在港航工程中，基槽开挖和港池疏浚对于确保船舶的安全和有效航行至关重要。随着技术的进步，采用了更为高效、精确和环保的施工技术。尤其是集成电子技术、浮动输送带和封闭输送系统，它们为实现项目的可持续性、减少环境污染并保障水生生态带来了显著的效益。面对未来，随着技术的持续创新，港航工程的施工将更为高效和绿色。参考文献：
[1]乔福康.港航工程建设中的基槽开挖与港池疏浚施工技术[J].珠江水运,2021(05):65-66.DOI:10.14125/j.cnki.zjsy.2021.05.029.
[2]刘延涛.“新海鸥”轮在大连船舶重工码头前沿水域及港池疏浚工程中的施工技术要点[J].中国水运,2020(08):125-128.
[3]张洪友.港航工程施工中基槽开挖和港池疏浚施工技术[J].中国水运(下半月),2019,19(04):146-147.