张璟ZHANG Jing

（济南铁路局人防战备处，济南 250001）

（The People's Air Defense and Combat Readiness Department of Ji'nan Railway Bureau，Ji'nan 250001，China）

0 引言

本文以兰渝铁路南充嘉陵江大桥水上施工项目为例，对水中围堰施工清渣（吸淤）技术，谈自己的几点看法和体会。

对于围堰清渣吸淤施工工艺来说，可分为无水状态施工和有水状态施工。无水状态下的清渣吸淤，一般为地下水丰富的陆地或浅水区域的钢板桩围堰及套箱围堰，待围堰安装施工完毕后，围堰内降水和支撑系统完成，可直接进行无水开挖、清渣、吸淤，此时清渣吸淤工艺较为简单，直接明了，安全性高，工期可控性高，成本也很好控制，在此就不再赘述了。另一种有水状态下的清渣吸淤工艺则较为复杂，此工艺一般用于深水围堰施工，且多用于围堰在定位下沉过程中，此时，清渣吸淤工艺所用的机械和器材较为多样，工艺的可选性也比较多，相对工期和成本的可控性比无水状态下的施工，要相对复杂。在兰渝铁路南充嘉陵江大桥水上施工项目中，我们就用到了有水状态下的围堰清渣吸淤施工这一工艺，并且，由于现场条件，工期及其他各方面要求，我们前后共采用了两种方法进行清渣吸淤施工，即空压机真空吸淤和长臂挖掘机带水挖渣的方法。下面，就详细介绍一下这两种方法在该项目中的应用和优劣比较，以及各自工期、工效和成本的对比。

1 施工概况

兰渝铁路南充嘉陵江大桥桥址内覆层主要为第四系全新统冲积层、上更新统坡残积层，下伏基岩为侏罗系上统遂宁组紫红色砂岩。桥位处岩层为单斜构造，岩层倾角较缓，桥址处岩层产状N17W/6SW，节理裂隙以垂直为主，一组N65W/90°，另一组N10E/90°，微张～宽张。

在施工区由于当地居民进行大量采砂，对桥位地质情况影响较大，河床上除覆盖不等厚的淤泥外，还覆盖着4～9m 的采砂船废弃卵石，卵石粒径大小不一，平均粒径约20cm。

以项目中的84#双壁钢围堰为例，该围堰施工范围内河床标高为：东侧为260.93m～262.16m，西侧为258.65～260.26，整个河床呈北高南低之势，清碴完毕后，套箱基坑底部河床设计标高为256.94m，允许偏差为-0.2m，并确保基坑底部基本平整。清渣前，该围堰已经完成桩基施工，前期辅助施工的钢结构钻孔平台已全部拆完，目前围堰处水面上仅剩钢护筒，可用作搭设平台或固定浮箱用。

2 实际施工工况及结果

起初，考虑到施工环境和条件、水深、工期和成本。我方采用空压机真空吸淤清渣的方法进行施工，经过计算，选用排气量为21.2m3的移动式螺杆空气压缩机。为了配合空压机清淤吸渣，我方自行加工了配套的清淤管道，采用了Φ219mm*6mm 钢管加工成90 度可拆卸、可调长短的吸渣管。

空压机投入使用后，我们发现利用空压机吸渣，对于河床上层的淤泥及河沙，清理的效果较为明显，但是再往下进行清渣，工效就变的极为缓慢。

我们分析，是由于现场河床的卵石及泥沙沉积时间过长，板结程度较为严重，且卵石粒径大小不均，利用空压机清渣虽能达到目的，但效率太低，远远不能满足计划的工期要求。

经过现场研究和咨询相关专家，我们又改用长臂挖掘机停靠在浮平台上，直接进行机械式挖渣的方案。我们选用的长臂挖掘机臂长25m，停靠在由12 个多用途浮箱拼装成2×6 形式的浮平台上，浮箱上表面中间部位铺设12mm 钢板并用螺栓与浮箱进行固定，挖掘机爬行至浮平台后，履带前后及左右两侧固定I22a 工字钢作为限位，防止挖掘机滑动。施工时，用4 个5t 手拉葫芦将挖掘机履带固定在浮箱上，增加其施工过程中的稳定性。挖掘机固定完毕后，将浮平台推送至施工墩位处，利用水上原有的钢护筒或下沉过程中的钢套箱固定住浮平台，操纵长臂挖掘机在围堰处进行挖渣。

使用长臂挖掘机进行机械式挖渣后，对于河床下部的卵石层效果尤为明显，最终成为了南充嘉陵江大桥围堰下沉过程中，清淤清渣的主要方法。

3 空压机清渣和长臂挖掘机清渣工效及相关费用的比较

3.1 空压机 空压机型号为PDSG750S，排气压力2.07Mpa，排气量21.2m3，其清淤过程中，实际即时工作效率为：不低于70m3/小时（清淤泥），3～5m3/小时（清卵石），耗油（按一天工作12 小时算）：160L～200L/天，空压机租金（含操作员工资）：2.8 万元/月；运费0.6 万元（单程，成都～南充）。

3.2 长臂挖掘机 长臂挖掘机型号为小松PC400，臂长25m，挖斗容量0.3m3，其清渣过程中，实际即时工作效率为：10～20m3/小时，耗油（按一天工作12 小时算）：50L～80L/天，挖掘机租金（含操司机工资）：6.5 万元/月；运费2.5万元（单程，武汉～南充）。

4 空压机清渣和长臂挖掘机清渣施工各自优缺点的比较

4.1 空压机清渣

4.1.1 优点：设备购买（租赁）价格较低，如需租用，市场供应量大，运输方便，运费便宜；使用简便，可放置于水上施工平台上，安置好后，不需频繁移动；特别适合用于洗淤工艺，工效极高，或用于吸取粒径较小且均匀的卵石；受水深影响较小，如水深超过15m，仍可采用大功率的空压机清渣。

4.1.2 缺点：油耗偏高；使用前，需要自行加工及购买配套设备（吸渣管、风管、法兰盘等）；对于粒径较大或粒径不均匀的卵石，清渣工效低，且卵石塌落情况严重；由于清渣管下端口是靠自重向下深入，必须要将河床清渣点及周边清理到一定程度才能起作用，所以容易造成无效施工，如本项目，本来需清渣的河底基床尺寸为：一个长约28m，宽约20m 的环状矩形沟，但是由于卵石的大幅度塌落，最终清渣形成的矩形环状沟，长约40m，宽约30m，呈倒置的锥形结构。最终我们所清渣的实际方量，远远大于起初的设计清渣方量，不但浪费了大量人力、物力和工期，而且，多出设计的清渣方量，甲方不予计价和支付相应费用；需一台浮吊始终配合施工。

4.2 长臂挖掘机清渣

4.2.1 优点：相对油耗较低；设备到场后，基本不需另行采购和加工附属设施即可投入使用；清渣时，基本不受卵石粒径大小影响，清渣工效较高，特别适合河床沉积严重，卵石粒径较大，或粒径不均匀的工况；挖斗下挖时，有一定的下挖能力，所以造成的无效施工较小；无需浮吊配合，可自行施工。

4.2.2 缺点：设备在水上清渣点施工时，如附近无固定平台，需提前搭设较为牢靠的固定平台，此为额外施工，甲方一般不予计价和支付相关费用。如采用挖掘机停靠在浮平台进行施工的方案，则需要提前根据挖掘机型号和自重，设计拼装浮平台，施工中，浮平台的移动，停靠，都需施工方自行解决，以上工作，甲方同样不予计价和支付相关费用；设备市场供应量紧俏，特别是臂长在18m 以上的挖掘机，急需时，项目附近不一定能及时租赁到。运输相对繁琐一些，且运费较高；设备租赁费用偏高；受水深影响较大，如水深超过15m，基本可以否决采用长臂挖掘机清渣的方案了。

5 结束语

以上各方面数据和结论，仅以兰渝铁路南充嘉陵江大桥施工项目为实例总结得出，可供相似施工项目参考，但根据各个项目实地的地质、水文、气候，以及施工器具的来源、型号、新旧程度、使用环境及操作人员等情况的不同，使用空压机（挖掘机）清渣而产生的工期、工效及成本会有所不同，还需酌情分析和控制。

[1]杨文渊.实用土木工程手册[M].修订第二版.北京：人民交通出版社,2000.

[2]六七式铁路舟桥器材使用手册.

[3]PDSG750S 移动式螺杆空气压缩机使用说明书.

[4]KOMATSU 挖掘机操作维修说明书（pc400）.