响水船闸下游引航道淤积治理措施
陆伟
摘 ?要：本文对响水船闸引航道淤积现状及其成因进行了分析，并在此基础上提出响水船闸下游引航道淤积治理措施，对提高响水船闸的通航能力有所帮助。
关键词：响水船闸 ?航道淤积 ?清淤
响水船闸引航道淤积现状及其成因分析
1、淤积现状
响水船闸位于我国江苏省盐城市响水县西侧灌河南岸1.2km处，该船闸是连通灌河与通榆河的航道，其修建时依据的是三级航道标准，闸室长为220米、宽16米、最小槛上水深3.3m，采用的是弧形闸门下输水的方式，船闸本身具有如下功能：挡潮、灌溉、排涝以及通航等等。该船闸的下游引航道与灌河相连接，在接口的位置处由一座鸡心岛将引航道分成东西两汊，引航道的设计排涝流量为100m3/s。该船闸是在2000年10月建成并正式通航，由于各种原因的影响，下游引航道的淤积问题非常严重。2014年汛期来临前，对引航道进行实测后得出如下数据：泥沙淤积量为35.78万方，西汊的淤积情况较为严重，河底设计高程由原本的-4.0m上升至2.5m以上，淤积量约为12.5万方，通航能力基本丧失。同时，东汊与直航道的淤积情况也比较严重，河底高程升高至-1.0m以上，淤积量约为23.28万方，重载船只基本无法通过，即便在高潮位时，船只也只能在中泓槽中通行，无法停靠在靠船墩处等待过闸，只可以在主航道上停留，这给船只的安全运行造成了极大影响。
2、淤积成因分析
灌河是没有挡潮闸的潮汐河道，含有大量来自外海的泥沙，其河流全程均处于潮流界内，涨潮流速大于落潮流速。根据相关资料显示，灌河的平均潮位为2.08m，最高潮位为4.03m，最低潮位为-1.89m，涨潮历时约为4.5h，落潮历时约为8h。造成响水船闸下游引航道淤积的原因主要包括以下几个方面：
在潮汐作用下，响水船闸下游引航道中每日有两涨两落的挟沙水流进出，使得引航道中产生相对较大的流速，但是其水体含沙量与主流的差值较小，不易产生异重流。响水船闸下游引航道中的异重流只能产生于相对平潮的短暂时段，此时会发生水流带沙入航道的情况。
由于涨潮与落潮期口门处与主流交汇的回流流向相反，加之不同潮时主干流的纵向流速不稳定，使得回流受进出引航道水流的影响一直处于变化状态，造成因回流产生的淤积呈现出部位不固定、淤积量不大的特点。
受涨潮流速大于落潮流速的影响，涨潮期水流含少量大于落潮期的含沙量，导致因涨潮期带入响水船闸下游引航道中的泥沙，无法在落潮期全部带走，进而造成引航道淤积。
响水船闸下游引航道淤积治理措施
为了进一步提高响水船闸的通航能力，必须采取有效的措施对下游引航道的淤积问题进行处理。
1、水文地质情况
本工程所处地域属于暖温带半湿润季风气候区，呈现出夏热冬冷、四季节气分明的气候特征。该区域平均气温为14℃，平均降水量为883.6mm，最大年降水量为1396.0mm。无霜期为3月下旬至10月中旬，持续时间为210天左右，结冰期为12月至次年2月。灌河海潮汐属于规则半日潮，涨潮最大潮差为5.14m，落潮最大潮差为4.91m。河道内淤泥呈流塑状态，主要为灰色粘土质淤泥夹薄层轻粉质砂壤土或粉细砂，具备压缩性高、含水量大的特点。
2、清淤方案编制
为了有效解决淤积问题，并确保航道通畅，在船闸进行建设的过程中，在其上下游航道两侧征用了五块土地，共计460亩，以此作为清淤专用的弃土区，详情如表1所示
表1 清淤专用弃土区
结合该船闸所在地的水文地质情况，并按照船闸下游河道断面测量的成果以及需要恢复的通航能力要求，制定了如下清淤施工方案：
对船闸下游河道C.S.8（0+285）～C.S.18（0+865）段采取挖泥船进行清淤施工，具体清淤目标为河床底高程-4.0m、底宽35m、高程1.0m时，口宽65m，边坡系数为1：3，需要清淤的土方量约为5.516万m3，并将引航道西侧的清淤土方全部排入到河道左侧的一号排泥场中，东侧土方则全部排入至位于河道右侧的四号排泥场中。
对船闸下游河道C.S.11（0+865）段至与灌河交界处采取泥浆泵的方式进行清淤施工，清淤目标为河床底高程-4.0m，底宽35m，高程1.0m时，口宽65m，边坡系数1：3，需要清淤的土方量约为3.820万m3，并将引航道西侧的清淤土方全部排入至鸡心岛五号排泥场，东侧土方则全部排入至河道右侧的四号排泥场。
为了满足清淤土方的库容要求，决定对一、四、五排泥场的围堰进行重修，经过重新休整之后，一、四、五号排泥场分别能够充填4万方、6万方和2.5万方淤土。
3、施工组织安排
在本工程中，先对一、四、五号排泥场的围堰进行加固处理，并对外排沟进行开挖，当排泥场的围堰加固完毕之后，便可进行水下施工。具体施工程序如图1所示。
图1 响水船闸清淤施工流程图
围堰填筑外排沟开挖。在对围堰进行开挖和填筑的过程中，均采用推土机进行，铺填施工从围堰的最低处开始，并按照水平层次逐一进行，施工中不得顺坡进行铺填。分段作业面的最小长度不得低于100m，如果堤坝基础横断面的坡度比超过1：5时，则应当进行削坡。在进行铺土时，要确保宽度超出设计边线两侧30cm，相邻的作业面均应当衡上升，这样有助于减少施工接缝，若是高差过大，则应当采取缓坡的方式;在本工程当中，外排沟的设计标准如下：口宽4.0m、底宽1.0m、边坡1：1。对外排沟进行开挖时，可以采用挖掘机加人工铲坡的方式一次成型，开挖出来的土方则可作为填筑外部围堰之用，弃土需要堆放在红线以内。
河道清淤。为了确保清淤工作的顺利进行，在对河道进行清淤的过程中，应当遵循技术先进可行、经济安全、快速实用的原则。由于响水船闸的下游引航道属于老河道，本工程的性质为老河道疏浚，故此可以结合现场的实际情况，采用挖泥船+泥浆泵的方法进行清淤施工，其中挖泥船选用绞吸式挖泥船，具体的施工技术要点如下：①当水流流速<0.5m/s时，可以采用顺流的方法对淤泥进行开挖，若是水流流速>0.5m/s，则应采用逆流的方法进行开挖。在开挖的过程中，应当结合淤泥层的实际厚度、挖槽深度以及挖泥船的机械性能，合理确定开挖方式，如果采取分条的方式进行开挖，则应当确保相邻两条之间有重叠区，这样能够防止欠挖的情况发生。②疏浚时，可以采取下超上欠的阶梯形进行开挖，需要特别注意的是，超挖与欠挖的面积比必须控制1-1.5的范围之内，以免引起边坡超挖或是欠挖的情况。③对于岸坡则可按照设计边坡，并采取有效的措施进行开挖，若是开挖的过程中遇到不容易形成的设计边坡，则必须对施工工艺方法进行调整，即直线进桩、斜向挖泥。④在布设排泥管线时，要确保管线平直，不得存在死弯，出泥管口伸出排泥场围堰坡脚处的距离不得小于5m，同时至少要高出排泥面0.5m以上，水下排泥区的管口应当至少伸出排泥区标志线外30m，并且还应至少高出水面0.5m以上，管线接头位置处应当固定牢靠，不得存在渗漏问题，若是出现泄漏，则应立即进行修补或是更换，以免影响清淤工作的顺利进行。⑤对C.S.11（0+865）段至灌河交界处可以采用泥浆泵的方法进行施工，具体施工标准为恢复原设计断面，最终将清淤土方排入灌河之中。在清淤中，河床底高程-4.0m，底宽35m，高程1.0时口宽65m，边坡系数1：3，需要3.620万m3清淤土方，将河道东侧清淤土方排入4号排泥场，西侧清淤土方排入5号排泥场。⑥在使用泥浆泵开挖河道土方之前，禁止伤害边坡，并使泥浆泵随着河底标高的逐步降低进行移位。在开挖过程中，认真检查校对开挖的平面位置、边坡、标高是否达到设计标准要求。⑦在施工中配置高压泵和泥浆泵施工机械，边坡施工在涨潮时进行，河道中心土方施工在低平潮时进行。将长6m的螺旋管加装在泥浆泵进口处，并将螺旋管头与高压泵枪头绑在一起沉入土层，利用高压泵的搅拌使泥水通过管道向灌河中排入。⑧在围堰施工完毕后，分配专人进行24h值班，对围堰进行检查和维护，准备好充足的器材，以备不时之需。
结论
综上所述，响水船闸作为通榆河响水枢纽工程的重要组成部分之一，它的通航能力至关重要。但由于各种因素的影响，使得河道本身的淤积问题日益严重，这在一定程度上影响了河道的正常通航。经过本次清淤处理后，河道的通行能力获得了显著提升，有效提高了过往船只的运行安全性。
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（作者单位：江苏省盐城市通榆河枢纽工程管理处）
