浚海6香港人工岛艏吹填沙操作方案

黎汉庭 中交广州航道局有限公司

1.工程概况

香港人工岛BCF项目处于香港国际机场东侧，是港珠澳大桥项目重要组成部分，本项目具有质量要求高、工期紧、施工强度大、施工干扰多等特点。

浚海6作为参建船舶做了详细充分的前期工作。从而达到提高施工效率，顺利按期完成任务。

本项目用沙拟使用珠江口外伶仃岛东海域C区海沙矿作为香港人工岛项目的主要沙源（称为外伶仃沙源区），该沙源距离香港人工岛约40～50海里（具体视运沙航行路线不同距离不同），外伶仃沙源区总面积约333公顷，经初步勘探预计沙总储量4500万m³，可以满足香港人工岛项目填沙沙量需求。该处自然水深29米，表层覆盖有淤泥需剥离。

2.人工岛工程水文气象

2.1 潮汐、潮流

2.1.1 潮流

流速：本工程受周围地形影响，现场涨潮流较缓、退潮流较急的特点；平潮时间较长，潮差在0.3～2.3米之间。

北侧防污帘外流速2～3节，大潮时退潮流速大于3节，耙吸船接管艏吹需在此区域进行。

图1 人工岛现场平面示意图

图2

防污帘内流速自北向南逐渐减弱，在E1和C2a、C2c、C2b北侧等区域附近流较快，退潮流达3节，在C2a和A区交界处流速大约为1节，在C1a、B、A、C1b南侧、E2区南侧区域内，潮流相对较为缓慢，对船舶停泊和定位操作影响不大。见图2。

注意：图2标示的流向流速为现场估测，随着项目的推进，海堤围堰逐渐形成及人工岛区域内水深的变化，吹填区内及周围水流也将相应变化，施工过程需密切留意施工水域的潮流变化情况。船舶进场作业还需进一步掌握作业水域的潮流规律。

2.1.2 潮位

MHHW=+2.1m PD，MLLW=+0.3mPD，MSL=+1.2mPD

2.2 季风与台风

本工程水域风的影响主要为台风和冬季季风。香港人工岛水域处于大屿山北侧，台风或冬季偏北季风强盛时期对施工区存在影响，而南向来风因受大屿山阻挡，对施工区域影响不明显。

表1

根据香港天文台资料记录显示，影响香港的热带气旋数目有很大的年际和十年际变化。最少的一年只有两个热带气旋影响香港(1997年及2007年)，而最多的一年有11个(1974年)。年平均数在5至7个，而1961至2010年的50年长期平均约为6个。影响的月份为每年的5～11月份，主要集中在7～9月份。

当有台风影响时，按照防台措施和台风应急响应进行操作。

人工岛水域风的影响：人工岛水域处于大屿山北侧，主要在当有台风影响本港时、或冬季偏北季风强盛时期对施工区存在影响，而南向来风因受大屿山阻挡，对施工区域影响不明显。

3.浚海6耙吸船技术资料

浚海6耙吸式挖泥船技术资料如表1。

4.艏吹作业操作方案

4.1 方案考虑的基本因素

（1）香港水域的水文潮汐、工期内季节气候的变化情况。

（2）耙吸船的吃水和操作特性。

（3）香港水域环境保护要求。

（4）香港海事处船舶安全航行监管的相关要求。

（5）施工区作业船舶间的干扰。

（6）沙源区及往返距离。

（7）艏吹管线优化及合理布设。

4.2 浚海6香港人工岛的工艺流程

（1）耙吸船基本作业工艺流程见图3。

4.3 在沙源区采沙作业

耙吸船是一种可以独立实现泥沙挖掘、装载、运输、抛卸或排送的疏浚工具，具有抗风浪能力强，干扰小等优点。其主要设备有推进系统、挖掘系统、水动力抽吸系统、装载系统、排放系统、动力定位系统。

采沙时将耙头下放至海床面，与沙层面接触。通过船上的推进装置，使耙吸船在航行中拖曳耙头前移，并对水下沙层的泥沙进行耙松和挖掘，由泥泵进行抽吸，通过耙管及船内输送管路，将耙头掘松的沙料吸入，送至装舱装置装入泥舱。泥舱内设有消能沉淀装置，可以快速使比重大（粗颗粒）的沙粒沉淀。比重小或低浓度的沙或其它疏浚物通过溢流装置排出舷外。整个过程连贯进行，当舱内沙的装载达到挖泥船的满载吃水后，停止挖沙，起耙，见图4。

4.4 耙吸船航行就位

图3 浚海6艏吹作业流程

（1）耙吸船运沙航线从外伶仃沙源至人工岛运沙，要经过担杆水道、东博寮海峡（博寮水道）、马湾门、大小磨刀岛南侧进入人工岛吹填区。水域航行监督分属为香港海事、珠海海事，船舶进入相应水域必须执行所在水域的管理和航行管制要求，按要求进行申请和报告。每次往返均属于跨境航线，还需执行办理粤港两地海关、边防（移民局）等出入口手续。

（2）根据香港水域甚高频区段频道划分规定，耙吸船在东博寮海峡（博寮水道）使用VHF12，在西维多利亚、马湾航道使用VHF14，在大屿山及机场附近使用VHF67，船舶在不同水域中行驶应分别守听对应区段的工作频道。

（3）航行于马湾海上交通控制措施，据了解马湾门属于定时定向单向通航，每天有香港海事制订通航时间计划，船舶必须严格按要求通航或者等待。

（4）耙吸船在采沙区装满舱准备运送进入人工岛前，应将预计离开采沙区的时间，预计达到吹填区的时间报告人工岛项目现场，项目现场接报后立即通知管线人员和锚艇做好接管准备，并检查确保管线及配套设施状态正常。

图4

图5

耙吸船预计抵达艏吹接管区前一小时，再次和项目现场确认现场及管线的艏吹条件具备情况，慢速驶近。

（5）由于该处水流为偏东西流向，且退水流速急于涨水流速。通常情况流压作用大于风压作业，耙吸船进行艏吹作业时应使船舶艏向尽可能顺向或逆向水流方向，避免船舶横向受流压。

4.5 接管操作

耙吸船就位完毕后，管线人员在锚艇上将预先从海上捞起的浮体钢丝绳及浮子送至耙吸船船头接管操作人员，耙吸船上通过绞缆机使浮体连同自浮管自由末端一起绞近船头，使快速接头衔接紧固，接管作业的重点是预先摆好船舶，最好是顶流接管，这样船舶在整个吹岸过程中船为稳定，不移位，如果顺流下锚接管那需要下尾锚，操作上要花更多的时间，并且船舶位不好稳定。见图5。

4.6 艏吹抽舱

（1）选择与沙、吹距相匹配的泥泵转速组合模式。

（2）启动泥泵同时开启舱内稀释系统，打松舱内一沉淀固实的沙料，以便于沙料随水力进入抽舱隧道。

（3）打开与泥泵相通的抽舱阀并关闭泥泵的外部吸口阀，采取比例控制的方式关闭，防止一次性关闭造成主机超负荷或泥泵损伤并诱发堵管。

（4）关闭前舱底部外供给水阀，以保证高浓度并防止泥沙外流，抽舱过程专人操作，保持艏吹浓度尽量减少吹填产生的浑浊泥水。

（5）密切关注各种参数的变化，预判泥土进入抽舱隧道的趋势，调整抽舱泥门的开合。通常吹沙性土时，最大开至40%即可。

4.7 艏吹结束

确认船舱内沙料即将抽净，打开泥泵外吸口阀改抽清水，待管线内的沙料排净后停泵，结束本船艏吹，准备接管离开。

4.8 解管与离开

艏吹结束停泵，脱开管线接头，放下浮球及钢丝引缆浮标。通知船艏艉值班人员准备起锚驶离。

视风向及潮流情况判断先后绞起艏艉锚的顺序，并避免船位向机场区域靠近，尽快离开吹填区返回采沙区继续下一TRIP的作业。

5.船舶航行及水上交通安全措施

（1）合理选择运沙船的航线，通过《航行通告》形式在粤港两地发布。施工船舶往返航行服从船舶所在区域海事（VTS）的指挥。

（2）遵守《1972年国际海上避碰规则》和区域内海事管理报告规定，严格遵守机场进口航道限制区的规定。

（3）船舶在珠江口航行时，应遵守《珠江口水域船舶定线制（试行）》、《珠江口水域船舶报告制（试行）》。大型船舶进出港应严格遵守有关航行规定，注意避让，特别要注意交叉航线的船舶以及各口门出来的小型船舶。小型船舶进出各口门，应按照规定行驶小船推荐航路或横越，不得妨碍大船正常航行。

（4）船舶在进入香港水域前，使用甚高频无线电话通过12频道和港口通讯中心（香港海事处）取得联系，经许可后才能进港。船舶与港口通讯中心取得联系后，必须随时报告本船情况，一切报告须按港口通讯中心所指定的频道进行传递。

（5）在香港水域内，船舶应保持12频道连续不断地守听无线电话的值班。

（6）不妨碍该水域海上交通，保证该水域的船舶航行顺畅。船舶均安装VHF、雷达，保持正规有效的监听值守，采取一切必要的预防措施，预防船舶之间发生碰撞、与施工区其他设施（如防护帘）发生碰撞或拖曳损害。确保防污帘一直处于指定位置，一旦位置有明显变化，要及时纠正位置。

（7）船舶航行及施工作业过程中，除注意来往航行船舶外，注意保护该水域的浮标及任何有可能的水上监测设施，避免对其冲撞拖曳。

6.加强环境保护

（1）确保管线的技术状态良好，艏吹过程加强对管线的巡视检查，一旦发现有任何形式的管漏苗头，立即停止吹填作业，并及时对管线进行更换或者修复。

(2)船舱内任何剩余的吹填沙不得随意排放。

(3) 对员工进行环境保护教育，提高员工环保意识，遵守当地环境保护法律法规，与业主和当地政府部门密切配合，接受环保部门管理和社会监督。

(4)文明施工，降低噪音，尤其是夜间施工的噪音，针对具体设备，根据相关规定，主要机械设备的噪音限制按照香港环保署噪音限制规定执行。船舶在吹填区禁止使用汽笛和高音喇叭。