船閘導(dǎo)航墻水下切割拆除是一項(xiàng)復(fù)雜且高風(fēng)險(xiǎn)的工程，涉及結(jié)構(gòu)分析、水下作業(yè)技術(shù)、安全管理及環(huán)保要求等多方面內(nèi)容。常見的包括水下電弧切割、水下等離子切割、高壓水射流切割、金剛石繩鋸切割等。每種方法的適用場景、優(yōu)缺點(diǎn)以及成本效益如何？例如，水下電弧切割可能適用于鋼結(jié)構(gòu)，但需要注意電流對潛水員的安全影響；金剛石繩鋸切割則適用于混凝土結(jié)構(gòu)，精度高但速度較慢。

接下來是施工步驟。通常包括前期準(zhǔn)備（如潛水員勘查、制定方案）、搭建施工平臺(tái)、排水或控制水流、切割拆除、清理殘骸、后續(xù)處理等。需要詳細(xì)說明每個(gè)步驟的具體操作和注意事項(xiàng)，比如如何確保潛水員的安全，如何處理切割產(chǎn)生的廢棄物，如何防止對周圍環(huán)境的影響等。以下從技術(shù)方案、施工流程、安全措施、環(huán)保規(guī)范及成本控制等維度展開詳細(xì)說明：

一、技術(shù)方案設(shè)計(jì)

1. 結(jié)構(gòu)與材料分析

船閘導(dǎo)航墻通常采用鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)，需通過潛水員探摸、聲吶掃描等手段確認(rèn)結(jié)構(gòu)完整性及材料特性。例如，混凝土結(jié)構(gòu)需評估鋼筋分布密度，鋼結(jié)構(gòu)需檢測腐蝕程度。平陸運(yùn)河馬道樞紐的導(dǎo)航墻采用大體積混凝土（總量 347 萬立方米），需采用分層澆筑工藝，而漢江孤山航電樞紐的導(dǎo)航墻為墩板式結(jié)構(gòu)，需結(jié)合空箱薄壁設(shè)計(jì)進(jìn)行切割路徑規(guī)劃。

2. 切割技術(shù)選型

水下電弧 - 氧切割：適用于鋼結(jié)構(gòu)，利用空心電極產(chǎn)生電弧熔化金屬，氧氣吹除熔渣。該技術(shù)設(shè)備簡單，但需注意電流對潛水員的安全影響，切割深度通常不超過 30 米。

金剛石繩鋸切割：針對混凝土結(jié)構(gòu)，通過金剛石串珠繩高速旋轉(zhuǎn)切割，精度高（誤差 ±2cm），但需配套液壓動(dòng)力系統(tǒng)，成本較高。例如，東淝河一線船閘拆除中采用分段流水作業(yè)，結(jié)合金剛石繩鋸進(jìn)行精確切割。

高壓水射流切割：利用超高壓水流（300-400MPa）破碎材料，無熱變形，適用于敏感環(huán)境。但設(shè)備體積大，需穩(wěn)定作業(yè)平臺(tái)。

激光切割：新興技術(shù)，如弗勞恩霍夫研究所開發(fā)的綠色激光切割技術(shù)，可在水下穿透性強(qiáng)，無需輔助氣體，適用于核污染結(jié)構(gòu)拆除。但目前成本較高，尚未大規(guī)模應(yīng)用。

3. 輔助設(shè)備配置

潛水設(shè)備：需配備氦氧混合氣潛水系統(tǒng)（適用于深度 > 30 米）、潛水推進(jìn)器（DPV）及水下照明設(shè)備。

智能監(jiān)控：采用 ROV（遙控潛水器）搭載高清攝像頭進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，結(jié)合 BIM 模型規(guī)劃切割路徑。例如，江蘇省船閘應(yīng)急保障中心通過 “水下攝像 + 人工切割” 模式提升作業(yè)精度。

廢棄物收集：使用吸泥泵、抓斗等設(shè)備清理切割殘?jiān)?，防止污染水體。

二、施工流程與關(guān)鍵工藝

1. 前期準(zhǔn)備

環(huán)境評估：檢測水質(zhì)、流速、水溫及能見度，制定應(yīng)急預(yù)案。例如，陸豐市螺河水閘重建工程要求施工避開魚類繁殖期，并設(shè)置魚道保障生態(tài)流量。

設(shè)備調(diào)試：對切割設(shè)備進(jìn)行絕緣測試、水密性檢查，確保水下電弧設(shè)備空載電壓≥180V。

安全培訓(xùn)：潛水員需通過高壓氧艙訓(xùn)練、水下切割專項(xiàng)考核，并配備減壓表及應(yīng)急呼吸裝置。

2. 拆除實(shí)施

支撐結(jié)構(gòu)加固：對需保留的導(dǎo)航墻部分進(jìn)行臨時(shí)支撐，如使用鋼桁架或混凝土預(yù)制塊。

分層切割：從頂部向下逐層切割，每層厚度控制在 0.5-1 米。例如，九圩港船閘拆除中采用無人機(jī)全程監(jiān)控，確保切割過程安全。

殘骸處理：切割后的構(gòu)件通過吊索或氣囊浮運(yùn)至指定區(qū)域，大型構(gòu)件需分塊切割以降低吊裝難度。

3. 后期處理

基底清理：使用高壓水槍沖洗殘留混凝土，確保新結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)平整。

環(huán)保監(jiān)測：對水質(zhì)進(jìn)行重金屬、油類等指標(biāo)檢測，確保符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅲ 類標(biāo)準(zhǔn)。

三、安全管理與風(fēng)險(xiǎn)控制

1. 核心風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別

潛水事故：包括減壓病、溺水、設(shè)備故障等。需嚴(yán)格執(zhí)行潛水時(shí)間限制（如深度 30 米時(shí)單次作業(yè)≤30 分鐘），并配備快速減壓艙。

電氣安全：水下切割設(shè)備需采用 12V 以下安全電壓，電纜需雙層絕緣，并設(shè)置漏電保護(hù)裝置。

結(jié)構(gòu)坍塌：切割前需評估剩余結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，必要時(shí)進(jìn)行預(yù)加固。

2. 應(yīng)急預(yù)案

緊急救援：設(shè)置潛水員待命小組，配備水下?lián)芗靶姆螐?fù)蘇設(shè)備。

污染防控：儲(chǔ)備吸油氈、絮凝劑等應(yīng)急物資，防止油污擴(kuò)散。

交通管制：與海事部門協(xié)調(diào)，劃定作業(yè)區(qū)域，設(shè)置警示浮標(biāo)。

四、環(huán)保與法規(guī)要求

1. 法規(guī)遵循

國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)：《中華人民共和國防止拆船污染環(huán)境管理?xiàng)l例》要求拆除前清除易燃易爆物質(zhì)，廢水需經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放。

國際公約：若涉及通航水域，需遵守《國際海上避碰規(guī)則》（COLREGs），并取得航道管理部門許可。

2. 生態(tài)保護(hù)措施

水質(zhì)保護(hù)：采用環(huán)保型切割設(shè)備（如激光切割）減少油污排放，施工廢水經(jīng)沉淀、隔油處理后回用。

生物保護(hù)：避開魚類洄游期，設(shè)置臨時(shí)魚道或人工魚礁。例如，陸豐市螺河水閘重建工程通過生態(tài)流量調(diào)控保障花鰻鱺洄游。

五、成本估算與優(yōu)化

1. 費(fèi)用構(gòu)成

設(shè)備成本：金剛石繩鋸租賃約 1.5 萬元 / 天，水下激光切割設(shè)備約 5 萬元 / 小時(shí)。

人工成本：專業(yè)潛水員日薪 3000-5000 元，輔助人員日薪 800-1500 元。

環(huán)保成本：廢棄物處理費(fèi)用約 2000 元 / 噸，生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)用視項(xiàng)目而定。

2. 成本優(yōu)化策略

技術(shù)選型：復(fù)雜環(huán)境優(yōu)先選用激光切割（減少潛水時(shí)間），常規(guī)工況采用電弧 - 氧切割降低成本。

工期控制：采用多工作面同步施工（如東淝河一線船閘 “多面開花” 策略），縮短總工期。

材料回收：廢舊鋼材回收可抵消部分成本，回收率約 70%-80%。

六、技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展趨勢

智能化設(shè)備：如華工激光開發(fā)的雙機(jī)器人激光切割系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn) 0.05mm 精度切割，提升效率 30% 以上。

綠色技術(shù)：水下激光切割無二次污染，適用于生態(tài)敏感區(qū)域。

模塊化施工：采用預(yù)制件替換傳統(tǒng)現(xiàn)場澆筑，減少水下作業(yè)時(shí)間。

七、典型案例參考

東淝河一線船閘拆除：采用金剛石繩鋸分段切割混凝土結(jié)構(gòu)，多工作面同步施工，總工期縮短至 1 個(gè)月。

京杭運(yùn)河船閘搶修：使用水下電弧 - 氧切割快速處理鋼護(hù)面破損，3 小時(shí)內(nèi)恢復(fù)通航。

安全措施是關(guān)鍵。水下作業(yè)本身具有高風(fēng)險(xiǎn)，需要遵守嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)。例如，潛水員的培訓(xùn)和資質(zhì)、使用的安全設(shè)備（如潛水服、呼吸器、安全繩）、應(yīng)急救援預(yù)案、與水面團(tuán)隊(duì)的通訊等。此外，還需要考慮水下環(huán)境的影響，如水流、水溫、能見度等，以及如何應(yīng)對突發(fā)情況。

法規(guī)和環(huán)保要求也是必須考慮的。拆除工程可能需要獲得相關(guān)部門的許可，如海事局、環(huán)保部門等。同時(shí)，需要采取措施減少對水生生物和水質(zhì)的影響，比如使用環(huán)保型切割設(shè)備，清理切割產(chǎn)生的碎屑，避免油污泄漏等。

船閘導(dǎo)航墻水下切割拆除需綜合考慮技術(shù)可行性、安全風(fēng)險(xiǎn)及環(huán)保要求。未來，隨著激光切割、機(jī)器人技術(shù)的成熟，智能化、綠色化將成為主流方向。施工中需嚴(yán)格遵循法規(guī)，強(qiáng)化現(xiàn)場管理，確保工程安全高效完成。