5航道疏浚

第五章航道疏浚第一节疏浚工程的任务及特点第二节挖槽定线及抛泥区选择第三节挖槽设计及水力计算第四节疏浚对环境的影响航道整治疏浚的历史与大型疏浚工程第一节疏浚工程的任务及特点第五章航道疏浚采用挖泥船或其他机具以及人工进行水下挖掘土石方的工程。1．疏浚工程（1）对于沙质和沙卵石河床：采用挖泥船挖除碍航的泥沙堆积物，增加航道水深。（2）对于石质河床：采用爆破的方法（常称炸礁）炸除碍航的石嘴、石梁、孤石、岩盘等。图6-2长江最大清淤船“海翔号”挖泥船(8m3)2．在航道和港口工程中，疏浚的主要任务•开挖新的航道、港池和运河；•改善航道的航行条件，维护航道尺度，消除对船舶有影响的流态；•开挖码头、船坞、船闸及其他水土建筑物的基槽；•与开挖相结合的吹填及疏浚物综合利用工程。图6-4秦皇岛港吹填造地工程(完成疏浚及吹填工程量约3000万m3，形成陆域400万m2。)（1）通过疏浚，航道尺度即刻增加，通航条件即可改善，无需要大量的工程材料和人力；不会产生引起不良后果。（2）疏浚方法不但常常被单独使用，而且能与利用整治建筑物改善航道的方法结合。3．疏浚的特点4．疏浚工程的主要问题挖槽内的泥沙淤积(？)•基建性疏浚•维护性疏浚•临时性疏浚5．航道疏浚工程分类第二节挖槽定线及抛泥区选择第五章航道疏浚1、挖槽的方向与主流方向交角不应超过15°。一、挖槽定线的基本原则2、挖槽应通过浅滩凹鞍，并位于主流线上。3、挖槽在平面上常设计成直线，挖槽不可避免出现折线时，其转弯半径应满足要求，并适当加宽。4、在满足航道尺度的条件下，挖槽断面宜窄而深，不宜宽而浅。5、挖槽应选择最短线路。6、考虑施工的可能性。疏浚土的处理：①陆上吹填二、抛泥区选择②水下抛泥二、抛泥区选择用边抛法抛泥，应慎重研究水流的流速、流向能否将边抛的泥土带出挖槽及航道之外，尽量减少对挖槽及附近航道产生淤积。吸扬船14号二、抛泥区选择1、航行要求：抛泥区应选择在不碍航处，如出口深槽、凸岸边滩下部。抛泥区选择一般原则：2、航道稳定性要求：疏浚泥土抛置后，应不回淤至挖槽或附近的航道。（1）下深槽沱口（2）抬高边滩（3）不通航汊道3、施工要求：（1）抛泥区应有足够水深，使抛泥船能打开泥门正常抛泥。（2）挖槽至抛泥区应有安全航道可通。在条件许可下挖槽至抛泥区的距离尽可能缩短，以提高工效。图6-6抓斗挖泥船二、抛泥区选择抛泥区选择一般原则：应避免在养殖场、取水口等工、农、渔生产地区选择泥区，防止对环境产生污染。4、环保要求：三、典型浅滩挖槽布置基建性挖槽的布置挖槽应靠近主导河岸，挖槽方向于主导河岸一致，以便利用主导河岸在各级水位时的导流作用，维持挖槽稳定。当浅滩河段一岸为基岸，另一岸为宽阔边滩时，挖槽应选择靠近基岸，以造成环流维持挖槽稳定。当浅滩河段两岸均为宽阔的边滩且变化较大时，单靠基建性疏浚很难根本改善浅滩航行条件，必须配合整治以稳定挖槽。三、典型浅滩挖槽布置第三节挖槽设计及水力计算第五章航道疏浚1.根据挖槽定线，确定挖槽的大致位置2.挖槽横断面设计：形状、挖槽宽度和深度3.挖槽稳定性校核4.挖槽水面线计算一、挖槽断面设计1、挖槽断面设计的要求：图5-5挖槽断面示意图（1）挖槽宽度和深度满足航道尺度要求（2）使挖槽回淤量小，稳定性好假定挖槽前后糙率n不变：挖槽前：浅滩上平均流速：2/103/2001JhnU挖槽后：挖槽内平均流速2/13/21nnnJhnU假定挖槽内外比降相同，挖槽外平均流速2/13/20/01nJhnU2.挖槽的最佳尺寸32/0nnhhUU000000)(hBBUhBUhBUnnnn0032000)(hBBhhUhBUhBUnnnnnn3/53/21babakm式中：0UUknm0hhan，相对挖槽深度0BBbn，相对挖槽宽度2.挖槽的最佳尺寸mk～b曲线求mk的极值，得挖槽内获得最大流速的条件为：6.0)1(786.0bba（5-8）相应可得mk的最大值为4.06.0)1(51.0bbkm（5-9）0dadkm•横断面对称梯形：两侧边坡系数m三、挖槽断面形状•挖槽纵断面底坡宜与挖槽后的水面线一致。四、挖槽后水位降落计算按均匀流公式计算21321JHnv＝挖前总流量：213500)(LZonHBvHBQooo挖后总流量：2135)()2()2(LZZnZHHBvZHHBQonooonoooonnnQQ假设：1)1()21(3/10ooooZZHZHH（4-4）1)1()21(213/1021ooZZZHZZ2、上游河段的水位降落值五、挖槽土石方量估算1、超深、超宽2、工程量计算第四节疏浚对环境的影响第五章航道疏浚1．对自然环境的影响包括：对施工区域水力条件改变的影响，对水域底部形态变化的影响，对水质带来的变化，施工区域空气质量的变化（即气味等的变化）。2．对社会环境的影响包括：施工期机具噪声水平提高的干扰，弃土与抛泥沿程带来的泄漏影响，在挖泥和排泥操作扰动水底沉积物并使之重新悬浮时，造成二次污染对船体磨蚀和人群健康的影响，水体污染异色，使人产生反感失去旅游观光的价值等。一、疏浚工程对环境的影响3.疏浚施工过程对水体中的污染物迁移影响主要表现：（1）水中污染物在水体中变化机械迁移。物理-化学转化生物性转化（2）抛泥和弃土过程中污染物的变化水体中吸附的污染物由水相转化为固相形成新的污染形态在抛泥区的氧化环境发生变化，形成污染物新的扩散条件和范围，可造成二次污染。一、疏浚工程对环境的影响（1）在挖泥时采取措施，不使泥浆及有害气体扩散。（2）采用沙帘的方法。（3）建立不渗漏的抛泥区，以容纳废物。（4）研究采用旁通、边抛等施工方法的地点和时间，尽量减少污染物对人类的危害。二、疏浚污染的控制1.施工过程中的控制（1）采用化学或生物方法，将疏浚泥土变成不污染的陆域土地填充料。（2）将河底泥烧制陶瓷和粘土砖。（3）利用疏浚淤泥作为城市绿化材料。例如：根据中国-挪威两国全用开展的《苏州河水环境综合整治规划研究》成果表明，苏州河市区段河底泥沙中铬、铜、汞、锌、铁、砷等均高于正常的环境背景值，苏南大运河二期工程即采用疏浚弃土作为绿化用土壤。2.减少弃泥二次污染的措施二、疏浚污染的控制疏浚的历史与大型疏浚工程第五章航道疏浚1．十八世纪末叶英国瓦特发明了蒸汽机，引发了以蒸汽机为动力的机械式挖泥船的问世。当时主要是斗式及刮板式挖泥船，从此疏浚工程开始了从人力为主变为机械为主进行的新时代。2．十九世纪中叶发明了离心泵，出现了一代新型的、应用水力疏浚原理进行疏浚工程的吸扬挖泥船。十九世纪末叶发明了柴油机，替代了蒸汽机的地位，为大吨位、大功率、高效率的自航耙吸船、绞吸船的出现提供了动力条件。3．第二次世界大战后，海船迅速向大型化发展，大型耙吸船、绞吸船的出现不仅使深水港区的建设及维护成为可能，改变了历来疏浚只能在内河、湖泊进行的地域限制，而且也给传统的疏浚工程增加了新的主体内容，那就是挖泥与造地相结合或单纯为造地所需的吹填工程。近百年来疏浚设备及疏浚技术三个阶段：20世纪的疏浚的大工程可以划分为三个时期：（1）第一个时期是20世纪初巴拿马运河的开通；（2）第二个时期是20世纪70年代苏伊士运河的扩建和中东地区深水港口的建设；（3）第三个时期则是90年代初开始持续10多年至今的东南亚出现的大型填海造地工程，创造了世界疏浚业发展有史以来最辉煌的时代。国际疏浚业的大工程国际疏浚业的大工程香港竹篙湾迪士尼公园填海工程国际疏浚业的大工程荷兰鹿特丹港马斯平原港区二期吹填工程吹填量：3亿m³国际疏浚业的大工程上海国际航运中心洋山深水港陆域形成工程国际疏浚业的大工程阿联酋迪拜棕榈岛工程棕榈岛工程耗资140亿美元，由①朱迈拉(Jumeirah)棕榈岛、②阿里山(JebelAli)棕榈岛③代拉(Deira)棕榈岛④世界岛(theworld)等4个岛屿群以及后期的（14）滨水滩(waterfront)项目组成。计划建造1.2万栋私人住宅和1万多所公寓，还包括100多个豪华酒店以及港口、水主题公园、餐馆、购物中心和潜水场所等设施。此外，一个水下酒店、一栋世界上最高的摩天大楼，一处室内滑雪场、一个与迪拜城市大小相当的主体公园，也在计划之内。人们可以通过乘船、驾车甚至乘坐单轨火车到达棕榈岛。棕榈岛计划完成后，迪拜的海岸线将增加720公里。（24.35亿m3）国际疏浚业的大工程阿联酋迪拜棕榈岛工程（吹填）THEEND