港航工程的基槽开挖施工技术探究

彭婷 贺芙蓉 吴志刚

摘要：随着香港特区经济的蓬勃发展和国际航运业的快速发展，港口和航道的建设成为了港航工程领域的重要任务。基槽开挖施工技术作为港航工程建设的核心环节之一，其研究和探究变得尤为重要。基于此，本篇文章对港航工程的基槽开挖施工技术进行研究，以供参考。

关键词：港航工程；基槽开挖；施工技术

引言

港航工程的基槽开挖施工技术是现代港口建设中非常重要的一环。基槽的开挖技术直接影响到港口的深水航道能力和泊位的使用效能。本文旨在探究港航工程基槽开挖施工技术，分析目前主流的施工方法及存在的问题，并提出相应的改进方案，以进一步提高基槽施工的效率和质量。

1港航工程的基槽开挖施工技术特点

基槽开挖可以采用多种施工方法，包括机械挖掘、爆破拆除、水下钻孔等。不同的方法适用于不同类型的地质条件和工程要求。港航工程的基槽开挖受到多种因素的影响，如地质条件、深度、底质情况等。还需要考虑附近结构物的稳定性和环境因素的保护。基槽开挖涉及到较大的工程量和高风险操作，如水下作业、岩土体崩塌、爆破振动对周围结构物的影响等。安全管理和风险评估非常重要。基槽开挖需要达到一定的几何形态要求，如平整度、倾度等。施工精细度要求高，需要借助先进的测量仪器和技术手段确保施工精度。基槽开挖施工需要考虑环境保护，避免土壤和水体的污染，减少对生态系统的影响。在施工过程中要采取有效的环保措施。

2港航工程的基槽开挖施工技术存在的问题

2.1水下环境复杂性

水下土层的性质可能因地质结构、沉积物类型和年代等因素而异，包括砂土、泥土、粘土、岩石等。不同的土层具有不同的稳定性和抗侵蚀能力，这对基槽开挖施工提出了挑战。水流和潮汐是水下环境中常见的动力因素，它们会对基槽开挖施工产生直接的影响。快速流动的水流可能会造成土层溃塌和流失，潮汐的涨落会改变水下土壤的压力状态，增加了工程设计和施工的复杂度。由于悬浮颗粒物、水质浑浊和海洋生物活动等因素，水下能见度往往较差，使得基槽开挖施工过程中的操作和监测困难。这可能导致施工效率低下，增加了安全隐患。

2.2施工技术限制

传统的基槽开挖施工依赖大量人力，需要长时间的手工挖掘。这不仅增加了人力成本，还延长了施工周期，降低了效率。在水下环境中，机械设备的使用受到限制。特别是对于较深的基槽开挖，水压和水流等因素可能对机械设备的正常运作产生影响，限制了使用机械设备进行大规模挖掘的能力。土层在开挖后需进行清理，但水下环境限制了清理工作的操作性和效率。对于粘性土壤和岩石等较难清理的土层，施工困难进一步增加。水下环境中存在的不确定性和复杂性增加了开挖施工的风险。如果不充分了解水下地质条件和土层特性，挖掘过程中可能会遭遇不稳定情况，导致塌方或其它危险事件。

2.3土层的清理和支护

水下土层的清理通常比陆地上的拆除或清理更为困难，特别是对于粘性土壤、泥浆或含有杂物和障碍物的土层。清理过程可能需要额外的时间和劳动力，导致清理效率低下。传统的清理工具在水下环境中的适用性受到限制，难以应对不同类型的土壤特性和复杂的水下环境。在进行基槽开挖时，土层的稳定是一个关键问题。特别是对于松散的土壤或软弱的地质条件，选择合适的支护措施变得更加困难。若支护措施不够稳固或不适当，可能导致塌方、坍塌或沉陷等问题。由于水下环境的限制，施工过程中土层清理和支护的实时测量和监测变得困难。缺乏准确的测量数据和实时监测手段可能导致施工质量和安全性难以保证。

3港航工程的基槽开挖施工技术策略分析

3.1应用先进的机械化施工技术

水下挖掘机是一种专门用于水下土层开挖和清理的工具，能够在水下环境中实现高效、精确的挖掘作业。它通常配备有钻头、抓斗等作业工具，可以快速地挖掘不同类型的土层，提高施工的效率和安全性。水下钻孔设备可用于钻取土层样品、固定支撑材料等。通过适当设计和选择钻头和钻杆，可以在各种条件下进行钻孔施工，满足基槽开挖的需求。高压水射流技术利用高压水的冲击力和切割力，可用于快速清理水下土层。高压水射流可以将土壤溶解和冲刷，减少堆积和阻塞，达到清理土层的目的。水下吸泥器是一种通过负压原理将水下泥浆吸到设备中并实现分离的工具。通过吸泥器，可以有效地清理和处理水下沉积物，提高基槽开挖的效率。全息监测系统应用于机械化施工过程的监测和数据采集。该系统通过使用无人机、遥感技术和智能传感器等设备，实时获取施工现场的图像、视频或其他数据，为施工管理和后续分析提供依据。

3.2扩大应用智能化技术

无人机可以在水上或空中进行监测和勘察工作，通过高分辨率的摄像头和传感器获取施工现场的图像和数据。这些数据可以用于制定施工计划、实时监测施工进展和质量，提高施工管理的精确度和效率。自动导航系统通过全球卫星定位系统（GPS）或其他定位技术，实现机械设备在水下施工过程中的自动导航。它可以提供更精确的施工轨迹和位置信息，提高施工的准确性和安全性。借助大数据分析和人工智能技术，可以对港航工程基槽开挖施工过程中的数据进行快速和准确的分析。通过对施工数据的处理和模型预测，可以优化施工计划，提前发现潜在问题，并做出相应调整，提高施工效率和质量。通过使用远程监控和控制技术，可以实现对施工设备和机械的远程监控和操作。这种技术不仅可以提高人员的安全性，还可以实现“集中管理、分散操作”，便于统一调度和资源配置，在减少人力投入的同时提高施工效率。利用虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术，可以为施工工人提供直观的三维模型或仿真环境，帮助他们更好地理解施工方案，提高操作的准确性和效率。

3.3开发适应不同土层特性的清理和支护方法

利用高压水射流冲刷和溶解砂土，将砂土通过管道或泵送设备排出，以实现清理目的。通过振动装置对砂土进行震动，使其松散，然后采用吸泥或其他方式将砂土排出。利用空气压力将砂土卷起并搬运到指定区域，再进行处理。同样可以采用高压水射流冲刷和溶解泥土，并通过泵或管道将泥浆排出。通过刮板装置对泥土进行刮取和搬运，将泥浆从基槽中清理出来。利用潜水洗涤车或电动潜水装置，在水下进行泥土清理，将泥浆吸走。对于坚硬的岩石层，可以采用爆破技术进行破碎，再通过水下清理设备将岩石碎片排除。先行进行钻孔，然后利用爆破药剂对岩石进行爆破，使其破碎，并便于后续清理处理。利用真空吸泥机械，在水下将软土、淤泥等吸出并分离。通过注入气体，改变土层的浮力和密度，使其松散并便于清理。

结束语

港航工程的基槽开挖施工技术是一个复杂而关键的工程过程，其质量和效率直接影响着港口的运营能力和发展潜力。通过深入研究和不断创新，我们可以不断完善基槽开挖施工技术，提高港口的竞争力和服务水平。未来的发展需要我们共同努力，不断推动港航工程技术的进步和创新。

参考文献

[1]张寒春.港航工程施工中基槽开挖施工技术[J].中国水运(下半月),2020,20(02):157-158.

[2]欧阳欣.港航工程建设中的基槽开挖施工技术[J].中国水运(下半月),2019,19(08):158-159.

[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.

[4]傅品,罗志强.港航工程施工中基槽开挖施工技术分析[J].珠江水运,2019,(03):26-27.

[5]李峰楠.港航工程施工中基槽开挖与港池疏浚施工技术[J].中国水运(下半月),2018,18(08):121-122.