摘要：在河道治理和航道疏浚的工程实践中，绞吸式挖泥船作为水下施工的通用设备，成为疏浚和清淤工程的首选。随着当前国家正在进行的黑臭水体治理规划，大量的内河内湖需要进行清淤疏浚，其中包括了大量建成区的城市河道清淤，对疏浚和清淤的泥浆输送距离提出了更高的要求。本文结合作者参与和实施过的北京“六海”清淤工程、徐州废黄河清淤工程、曹妃甸疏浚工程等绞吸式挖泥船远距离输泥的实例，对远距离输泥的疏浚和清淤工程的方案选择和设备选型、布置等进行初步研究和总结，给类似工程提供一定的经验支持。
关键词：疏浚；远距离输泥；设备；方案
一、前言
疏浚工程是指通过人力或机械设备，对自然形成的河道、湖泊等水系进行疏通导引，以扩大行洪、通航等功能效果的一类工程总称。现代疏浚行业的发展，伴随着工业革命发明大型疏浚船舶机械后，已经有数百年的历史，特别是近百年在经济全球化浪潮以及国际一体化分工快速发展的推动下，在运输船舶大型化发展的需求下，全球纷纷扩建、兴建港口、拓浚航道，以提高通航能力，疏浚工程和设备行业得到了快速的发展，国内随着近年经济的快速发展，环保要求的提高，疏浚行业较大程度的延伸到港口、航道、农田水利、吹填造陆及河道治理等领域。
在疏浚和清淤过程中，绞吸式挖泥船是最常见的带水施工的主力设备，而绞吸式挖泥船主要参数除了主机功率、绞刀功率、挖深、吃水、生产率等指标外，排距也是核心的参数控制指标，每艘挖泥船均具有对应工况的最大排距限制，在工程实践中，解决挖泥船的超排距施工时疏浚和清淤工程的主要课题，经过工程实践，解决超排距施工的基本方法有两船封闭接力、船泵一体化封闭接力、船船敞开接力三种情形。
二、两船封闭接力输泥
两船封闭接力的前提条件是在疏浚工程中投入两条同型号的绞吸式挖泥船，采用一条船作为主力开挖船舶在前方疏浚施工，另一条挖泥船卸掉铰刀头，将吸泥管与主力挖泥船的排泥管相连，两船串联布置，完成整体的疏浚作业。这种方案的优点是同型号的挖泥船匹配性好，功效高，能够灵活调整主力挖泥船和辅助挖泥船的布置，提高功效。这种接力输泥的方案在拥有全系列IHC绞吸式挖泥船的中国电建港航公司应用较多，如在北京“六海”环保清淤工程、北京高碑店湖清淤工程、徐州废黄河清淤工程等均有应用。下面以北京“六海”环保清淤工程为例，介绍两船封闭接力输泥施工方案。
北京六海清淤工程分为一期和二期，一期工程中将北京六海的淤泥长距离输送到紫竹院公园内湖的清淤工作，二期工程为将紫竹院公园内湖的淤泥输送至8公里以外的颐和园西侧的北坞排泥场内，完成施工任务的为两条海里600型绞吸式挖泥船封闭接力施工完成。
具体施工方案采用荷兰产的拼装式海狸600型绞吸式挖泥船两条，1号挖泥船布置在紫竹院公园内湖，作为清淤输泥的首船，清理湖内所有的淤泥。湖内由钢桩结合土工膜围堰划分为三个工作区，挖泥船进行分条开挖，每条开挖宽度约为20米，开挖时严格控制湖底标高，一次开挖到位，挖泥船开挖的湖区边角位置由泥浆泵和人工进行清理配合，挖泥船施工用水由长河或双紫支渠提供。2号海狸600挖泥船布置在距离首船的下游位置，通过船舶功率、泥浆浓度等参数计算，选择布设在长春桥以北约500米处的京密引水渠河道内，将吸泥管口与首船的排泥钢管相接，沿途布设压力调节装置和管道真空报警装置，进行管道输泥的安全控制。输泥关系为内径为400的钢管，沿长河岸边铺设，直至北坞排泥场，排泥场退水严格控制含泥量。
北京“六海”清淤一期和二期工程的顺利实施，成功解决了两船封闭同步接力输泥的重大难题，是疏浚工程在人口众多，建筑物密集，交通繁忙的城市施工的成功实践，做到了施工安全可靠，无污染，不扰民。经过北京六海的实践总结后，又先后承接了徐州废黄河清淤工程、云南滇池清淤等封闭接力输泥的清淤工程，确认了同型号的挖泥船在两船封闭接力输泥的技术适应性。
三、船泵接力输泥方式的疏浚工程
在实际工程实践过程中，同时具备两条同型号的绞吸式挖泥船的企业，并能同时投入到一个工程的情况下并不常见。目前国内疏浚行业经过不断的发展，形成了挖泥船结合输泥接力泵组完成远距离接力输泥任务的方案。下面以广东佛山水道底泥疏浚工程的接力方案为例，介绍船泵接力输泥的方案安排。
3.1工程施工特性
1、施工难度大
本工程管线长度最长达13km，其中河道内需要布设潜管12.64km，岸上输泥管线长约200m，浮管300米，根据投入的海狸1200挖泥船的施工性能，中间需要布设三级接力泵船完成接力输泥，管线沿途需要穿过佛山闹市区的多个桥涵，河道内清淤底泥垃圾多、石头多，最后底泥疏浚需要进入干化站进行干化脱水，运输填埋处置。
2、环保要求高
佛山水道底泥疏竣的主要目的是通过环保清淤，清除水底的重度污染浮泥层和软泥层，挖深较小，疏浚设备需采用环保绞刀，对浮泥层的扰动要减小到最低程度，输泥管道不得泄露，造成二次污染。
3.2 施工方案
1、施工方案
根据本工程工期要求、环保要求、佛山水道的水深及开挖底泥层的厚度、土质条件、排距等综合因素，佛山水道底泥疏浚、输送采用四级船泵接力封闭输泥的接力施工方案，即海狸1200型环保型绞吸式挖泥船挖泥，淤泥通过水上浮管和水下潜管输泥至底泥脱水处理站，中间通过1#、2#、3＃接力泵船进行加压输送来完成本工程疏浚、泥浆输送任务，淤泥进入底泥脱水处理站后进行脱水干化，含水率达到设计要求后，通过15吨载重车运输至底泥填埋场进行填埋。
2、施工设备选型
（1）挖泥船的选用
根据工程的环保要求和特性，采用荷兰产海狸1200绞吸式挖泥船进行疏浚，海狸1200挖泥船配备荷兰IHC原厂产环保绞刀头，带台车、抛锚扒杆、船用GPS信标机等，自动化生产能力强。特别是该船为拼装式，可以通过公路、铁路运输，在施工区域附近组装下水，穿越净空低的桥涵时可以拆卸船甲板以上部件完成穿越，其性能满足本工程的特殊需要。
海狸1200挖泥船主要性能指标及外观
（2）接力泵的选用
接力泵船选用与海狸1200相同流量的泵组，泵船发电机采用柴油发电机，有利于接力系统流量匹配。接力泵安装在平板船舶上面，便于接力泵的调整布设。
3、施工平面布置
由于本工程清淤河道长，清淤施工分为ABC三段，挖泥船和泵船通过输泥管道连接。佛山水道内底泥清淤潜管管线最长约12.64km，潜管布置在水道北岸，每条管线分为浮管和水下潜管两种，浮管长300m左右，水下潜管分段设置，每段长500m左右，两端设端点站，至佛山光明发电厂进入底泥处理站。
底泥疏浚施工布置示意图如下：
底泥疏竣施工布置示意图
4、主要施工技术控制措施
（1）绞刀位置监控
由于本工程为环保疏浚项目，它以湖泊底泥中污染严重的表层和过渡层泥土为疏浚对象。在清除全部污染土----底泥表层和过渡层泥土的同时，还必须考虑沉水植物恢复的生存条件（底质层泥土）不受破坏，过深的超挖将影响沉水植物的自然恢复。保护不受污染的底质层泥土，也是为水生生物环境的恢复提供良好的条件。为此，要求疏挖机械在保证水平精度的同时必须确保开挖的垂直精度。我公司的海狸1200绞吸式挖泥船选配了疏浚剖面监控器，该型仪器主要包括绞刀深度指示器、绞刀水平位置指示器、计算机三部分，能够更加准确地操作以使实际开挖断面更符合设计断面。
绞刀位置监控图如下：
挖泥船采用DGPS定位，可保证平面定位的精度可达到0.3m之内；DGPS定位、声纳测水深，能准确记录某点的瞬时水深；
（2）水下潜管控制
水下潜管段起伏时，封闭两端点站上钢管闸阀，用空压机向潜管中加气排出潜管段中水而使潜管起伏。为保证清淤挖泥船生产时间，生产中潜管需移位时，先将备用潜管段在预定位置沉放待挖泥船停机后与主管线联结、生产后，再将需移位潜管段起伏。
（3）接力泵的控制
根据接力泵船间的距离和流速，由自动仪表系统控制接力泵的合泵、脱泵，并控制接力泵主机转速。
四、开敞式接力
在需要长距离输泥的工程中，如果输泥路径上具备自然的坑塘，能作为淤泥中转站使用，多安排开敞式接力，即挖泥船将淤泥打入中间接力池，然后由其他挖泥船或者泥浆泵，输送到指定排泥点，这种方案的有点是功效高，可灵活匹配接力的设备和方式，成本低，缺点是环保要求低，可能对接力池造成疏浚污染。这种方式为常规工艺方案，不在详细论述。
五、结语
随着近年环保要求的提高，智能化控制和数字化的应用，疏浚行业也在发生重大的变化，远距离输泥的疏浚工程多采用挖泥船和输泥泵（组）的方式，有的污染严重的湖泊清淤治理，直接采用建设永久型的泵站，加大接力输送的能力，同时河道治理工程中环保要求越来越高，污染底泥直接输送到底泥处理厂，进行脱水干化处理成为技术发展的主流，希望通过对工程实例的总结远距离输泥的疏浚工程实施提供借鉴。
参考文献：
[1]高伟,韦东.绞吸船施工要点及措施[J].中国港湾建设,2011(2):90-91.
[2]张丹;张勇;何岩;黄民生;刘俊华;;河道底泥环保疏浚研究进展[J];净水技术;2011年01期
[3]唐柱闩;;巢湖底泥疏浚工程远程接力输送技术措施[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2008年02期