西江航运干线盐蛇滩整治措施及施工通航安全保障方案探讨
2020-07-03卢瑜广西南宁宏港设计有限公司
卢瑜 广西南宁宏港设计有限公司
1.滩险概况及碍航特性
盐蛇滩下距长洲枢纽坝址约79km,滩长约4.5km,河床质为岩石,表层有沙卵石覆盖。盐蛇滩位于弯道下游段,河面较宽,受河中大沙顶、野鬼洲的影响分为南、中、北三汊,现Ⅱ级航道走中槽,枯水期水深较浅,航道内外两侧密布引水石、鹤胆石、三乃石、龙珠石、牛牯石等碍航暗礁。
2.历年整治情况
盐蛇滩历史上进行过多次整治,整治规模较大的为2010年贵港至梧州Ⅱ级航道整治工程,现状Ⅱ级航道从大沙顶、野鬼洲之间(中汊)穿过,通过裁弯取直开辟新航线而成。经过本次整治,盐蛇滩枯水水深普遍达到3.5m,航宽80m,弯曲半径550m。随着西江航运干线船舶大型化趋势发展,受航道水深及航宽影响,该段航道近年船舶事故频发。
3.整治原则
盐蛇滩属库区航道,整治原则为:①清除航道内外碍航礁石、平顺河床,保持航道稳定;②通过拓宽、浚深航道,使航道尺度达到设计要求,改善航行条件,降低海损事故风险。
4.整治方案
4.1 航道尺度
航道行政主管部门批复的西江航运干线贵港至梧州3000 吨级航道工程一期工程最小航道尺度为4.1m×90m×670m(水深×航宽×弯曲半径),考虑不同滩段的特性,为改善滩险的流速、流态及通行条件,各滩段的航道尺度视具体情况略有调整。
设计代表船型为3000 吨级货船,船型尺度为95m×16.2m×3.2m(船长×型宽×满载吃水,下同)、3000 吨级多用途集装箱船90m×16.2m×3.6m;一顶2×3000吨级船队223m×16.2m×3.5m;通航保证率为98%。
4.2 整治措施
沿原航道定线,在现Ⅱ级航道基础上将航道宽度由80m拓宽至180m,通过疏浚、炸礁等整治措施清除引水石、鹤胆石、三乃石、龙珠石、牛牯石等碍航礁石,拓宽、浚深航道,并设置侧面浮标标示航道界限,保证航线安全。
4.3 设计参数
该滩按通航3000吨级船舶标准设计,航道宽度180m,设计最低通航水位18.74m(国家85高程,下同),相应流量为1850m3/s(保证率98%流量),航道设计水深4.1m,另外考虑航道维护富裕水深0.4m,航道挖槽深度4.5m,开挖底标高18.24m。
5.施工方案
盐蛇滩疏浚工程量13.88万m3,炸礁工程量13.55万m3。疏浚工程施工采用2.0m3抓斗/铲斗挖泥船配泥驳进行清挖及抛卸;水下炸礁采用100型潜孔钻机炸礁船炸礁、2m3抓斗/铲斗挖泥船配泥驳清渣。计划2020年10月1日至2021年3月31日(枯水期)施工,工期6个月。
疏浚施工工艺流程:挖泥船定位→挖泥→装驳→泥驳运输→抛卸。
炸礁施工工艺流程:施工放样(测量设标)→加工药卷→移船定位→钻孔→装药→接线→移船→警戒→起爆→清底→扫床测深。
6.施工对通航的影响
①盐蛇滩航道整治是在现Ⅱ级航道的基础上进行拓宽加深,由于该航段现行航道较狭窄,航道内外两侧暗礁密布;且现状工程河段通航船舶船型偏大型化、通航密度大(日均240艘)。现状滩头至滩尾错开布置有5座侧面浮标,但标位相距较远,船舶易发生偏航,近年来事故频发,仅2019年该滩段发生船舶碰标事故38次、各类船舶触礁、搁浅海损事故11起,直接经济损失280万元。
②施工期间施工船舶及其系缆设施将占用航道宽度大约40m,将收窄一半航道通航宽度,仅能半幅施工半幅通航,船舶通航安全特别是在会船情况下的安全难以保证,增加通航安全风险。
③盐蛇滩施工时间段为西江航运干线一年中最繁忙时间段,疏浚施工时若实行单向通航交通管制措施,则会大大降低通航效率。
④爆破炸礁作业时需对施工周边水域实施临时封航,封航时需提前申请发布封航通告,设置禁航标志及配置警戒船,禁航水域除作业船舶外,禁止一切船艇在该水域内停泊和作业。目前西江航运干线南宁以下至广州段已全线建成内河Ⅱ级以上航道,可通航2000吨级船舶,水运发达,若封航时间过长,可能会造成船舶严重堵塞,施工与通航矛盾非常突出。
7.通航安全保障措施
7.1 开设临时航道
为解决施工与通航的矛盾,确保该航滩段施工与船舶通航安全,满足2019年新冠肺炎疫情后水路运输迅猛增长的通航需求,在盐蛇滩航道整治施工期间通过开设临时航道,对于西江航运干线航道保畅通、保运输具有重大的现实意义。
盐蛇滩现状Ⅱ级航道走中汊,南侧为Ⅱ级航道开通前的旧洪水航道,而北侧则是Ⅱ级航道开通前的旧枯水航道,水深条件较好,过往船舶对该航路也比较熟悉。临时航道可沿北侧旧枯水航道深槽布设,按现2000吨级船舶通航标准设计:长约4.0km,航道宽度80m,并将临时航道入口段(航道左边线)往青沙角方向拓宽至160.57m,航道水深3.5m,开挖底标高14.9m。按上述临时航道布置方案,只需对临时航道进出口、中间弯道段的小范围浅点进行疏浚(约1.4万m3),再合理布置9座临时侧面标;同时在临时航道进口、出口处各布置1艘警戒船,即可满足现Ⅱ级航道、2000吨级单船通航要求,有效解决施工与通航的矛盾,开通施工临时航道具备良好条件,且技术、经济均可行。
7.2 合理安排施工工序,降低施工对通航的影响
图1 盐蛇滩整治方案示意图
根据本工程特点,综合考虑通航安全、火工品安全、船机和人员安全与工程水域施工条件,通过合理安排施工工序,可有效降低施工对通航的影响。
(1)先清除滩尾航道左边线外三乃石、跳板角、龙珠石3处礁盘及临时航道内浅点,消除安全隐患后开通临时航道,施工船舶进入原航道进行施工。
(2)炸礁船与挖泥船相互配合,存在有覆盖层的礁石区,以“先挖覆盖层后炸礁,再清礁”为原则。
(3)施工时施工船舶保持一定安全距离,每次爆破时,单段起爆药量和最大起爆药量应结合现场实际情况确定,确保安全为原则。
7.3 建立有效沟通联动机制、加强现场维护管理,确保安全
西江航运干线船舶流量大,开设临时航道后,在较大程度上改变过往船舶的通航习惯和通航秩序,需投入必要的人力物力和相关的设施设备来确保现场维护有序进行。
建立起与海事、航道、长洲枢纽船闸调度方、建设单位、其余标段施工单位等多方强有效的沟通联动机制,加强沟通协商;
密切关注上、下游其他标段施工区域、施工内容及爆破时段,视施工进度和施工需要,合理安排本滩段施工区域爆破时间,尽量避免在上、下游来船较密集时段(如:下游船闸开闸船舶密集上行时段或上游标段施工单位解除爆破临时封航船舶密集下行时段等)进行爆破作业;
加强施工警戒船舶警戒维护工作和爆破警戒工作,警戒船舶和人员,负责不间断监视来往船舶,及时提醒、引导和指挥船舶从设定的临时通航水域通航,确保爆破点上、下游安全距离内无船时方可进行爆破起爆施工;
加强施工期通航秩序及临时助航标志的维护管理,必要时申请海事执法部门对施工区域进行交通组织、指挥和处理违章船舶,布置应急反应和救助预备力量,保障过往船舶的安全。
8.结论
经研究,盐蛇滩整治措施及施工安全保障方案适用于库区河段多汊滩险的整治,可直接应用于西江航运干线贵港至梧州3000吨级航道整治工程建设和维护管理中,从而有效解决施工与通航矛盾,提升水运通过能力,保障航道通畅,并可为其他河段航道整治工程研究及实施积累经验。