厦门港海沧港区港池统一维护方案探析

李 珊

(厦门港务建设集团有限公司，厦门 361000)

1 工程概况

2019-2021 年度厦门港海沧港区纳入统一维护的有11 家码头公司，共计26 个码头泊位，根据设计文件要求，需每月/季度对这26 个泊位的停泊水域和回旋水域进行常年性维护并进行考核，其中嵩屿1#～6# 泊位、海沧1#～12#泊位按季度进行维护考核，海沧13#～21# 泊位每月进行维护考核[1-2]。 本次维护水域面积共510.15 万m2，其中停泊水域96.06 万m2，回旋水域414.09 万m2。

经统计，2019 年10 月-2020 年7 月已累计完成设计工程量108.70 万m3， 实际外抛船方量150.59 万m3。 期间，根据现场船舶施工情况，由施工单位每日收集疏浚数据，编制施工日报，内容包括当日施工区域、施工船数、施工方量，以及各抛泥航次、轨迹线等信息，每月月底统计各码头公司、 各泊位停泊水域和回旋水域分别对应的月度疏浚工程量。 目前已完成统计日报283 份、月报9 套、测图188 份，完成61 次月度考核、66 次季度考核、1 次年度质量核验考核。

2 施工情况

厦门港海沧港区常年性维护疏浚作业主要配备的施工船舶为耙吸船和抓斗船组， 其中耙吸船主要进行回旋水域施工、抓斗船组进行停泊水域施工，具体施工情况如下：

2.1 耙吸船施工情况

经测算、 分析每月须完成的维护工程量， 安排一艘4500 m3耙吸船能满足海沧港区回旋水域维护考核要求。海沧港区为2 级土质， 距抛泥点39 km，4500 m3耙吸船挖泥时间约2.88 h/船，抛泥时间约6.03 h/船，单船运转时间约9.91 h，泥浆浓度为32%～46%，项目耙吸船施工效率约12.0 万m3/月(时间利用率取75%)。

2.2 抓斗船组施工情况

海沧港区停泊水域配备一艘抓斗船(10 m3斗)、三艘泥驳船(1700 m3)进行月度维护疏浚作业，在每季度最后一个月(3 月、6 月)进行季度考核时，由于工程量增加，须增配至两艘抓斗船、四艘泥驳船作业；抓斗船施工停泊水域前，要结合码头公司生产靠泊情况，充分利用各码头泊位空档时间进场作业。 经统计，抓斗船挖泥时间约2.56 h/船，泥驳抛泥时间约7.20 h/船，项目抓斗船组月施工效率约为8.5 万m3/月(时间利用率取60%)

3 海沧港区港池疏浚量分析

3.1 疏浚数据统计(2020 年2-7 月)

港池统一维护工程于2019 年10 月22 日正式开工，为了确保疏浚数据真实有效， 参建各方对该工程疏浚船舶采取严格的管控措施，包括安装可视化监控系统、定位系统及监理旁站等监管手段，实现船舶航迹有跟踪、艘次有记录，确保每船均抛泥到位(图1)。 2020 年1 月海沧港区港池维护完成2019 年度质量核验后，2-7 月进入常态化维护施工，该时段气候稳定、涵盖洪、枯水期，以该时间段疏浚数据作为主要分析依据(表1)。

根据施工统计，2020 年2 月至2020 年7 月底完成设计工程量75.38 万m3， 实际外抛船方量103.05 万m3，浚前测量工程量为78.90 万m3。

3.2 外抛疏浚工程量分析(2020 年2-7 月)

图1 疏浚船舶抛泥管控

表1 2020 年2-7 月疏浚量统计

根据表1 统计数据分析， 本次海沧港区维护疏浚总外抛工程量比总设计工程量超出较多， 停泊水域超出将近1 倍值。总外抛量是设计工程量的1.37 倍(停泊水域为1.99 倍，回旋水域为1.16 倍)。 各泊位具体情况如下：

3.2.1 停泊水域疏浚数据分析

嵩屿1#～3# 泊位、海沧1#～17# 泊位疏浚量如图2 所示，可以发现停泊水域外抛量普遍远超设计量，说明设计计算包干量明显偏小。 由于停泊水域水深均比回旋水域深，水流泥沙动力强，造成施工期间回淤量较大，抓斗船组需多次进场施工，无形中增加了施工扫浅次数，造成外抛船方均偏大。

图2 停泊水域外抛量/设计量

嵩屿4#～6# 泊位、 海沧20#～21# 泊位外抛船方量分别为设计工程量的0.76、1.05 倍，外抛量与设计量基本一致，主要是因为嵩屿4#～6# 泊位、海沧20#～21# 泊位采取按需维护方式，疏浚频次较低。

海沧18#、19# 泊位停泊水域受中港水流影响[3](日常涨落潮挟沙力含沙量较大)，外抛船方量偏大，为设计工程量的1.29 倍。

3.2.2 回旋水域疏浚数据分析

如图3 所示，嵩屿1#～3# 泊位回旋水域，据统计外抛量为设计量的3.82 倍，该区域部分为炸礁区，底部为礁石，耙吸船施工易发生跳耙、施工效率低，实际施工采用超深开挖的方式扫浅，造成施工船方量明显偏大。

图3 回旋水域外抛量/设计量

海沧7#～12# 泊位回旋水域外抛量为设计工程量的0.34 倍，主要是因为在2019 年度质量核验时，这些区域均留有备淤深度，且水流条件也相对较为稳定。

海沧18#～19# 泊位回旋水域， 据统计外抛量为设计量的1.69 倍，主要原因是受中港水流影响和海沧航道扩建四期工程施工干扰，外抛船方量明显偏大。

其他泊位回旋水域外抛量与设计量较为吻合。

3.3 浚前测图工程量分析(2020 年2-7 月)

停泊水域浚前测图工程量为设计工程量的1.83 倍，测图量明显比设计量大，也说明设计量明显偏小。停泊水域采用抓斗船进行施工，泥驳船的虚方很小，基本接近自然方，所以停泊水域浚前测图量与外抛方量偏差不大，分别为34.94 万m3、37.93 万m3。

回旋水域外抛方量为浚前测图方量的1.48 倍，外抛量明显大于测图方量， 主要是因为回旋水域面积大、两个考核期内的回淤量较小，扫浅过程中，超挖量较多。比如： 海沧13#～21# 泊位回淤水域面积达121.94 万m2，每个月的设计工程量仅为7 万m3(2020 年)，平均厚度为6 cm(考虑部分区域没有回淤，需要维护的区域厚度仅为10～20 cm)。

4 后续工程量预测分析

2021 年海沧航道扩建四期工程交工后，暂无基建活动对海沧港区造成扰动， 之后年份港池维护施工条件将趋于稳定。根据2020 年2-7 月份的实际施工情况按比例来推算2021 年度外抛船方量， 并结合浚前测图工程量，推算出2021 年度的维护工程量如表2 所示。

由表2 可以看出， 海沧港区2021 年度设计工程量为141.27 万m3, 推算的2021 年度外抛船方量为215.12 万m3，是设计工程量的1.52 倍，说明设计工程量明显偏小；按收集的浚前测图推算的2021 年度施工量为220.57 万m3，是设计工程量的1.56 倍，也证明了设计工程量偏小。

表2 2021 年工程量预测

4.1 2021 年度停泊水域预测量分析

根据推算，2021 年度停泊水域外抛船方量为设计工程量的2.25 倍， 按收集的浚前测图推算的2021 年度停泊水域工程量为设计量的2.95 倍，可以推断停泊水域设计工程量明显偏小(不到实际量的一半)。

如图4， 各泊位预测的停泊水域外抛工程量和浚前测量工程量基本都大于设计计算包干量， 特别是海沧13#～17# 泊位停泊水域外抛工程量、 浚前测量工程量分别为设计包干量的3.3 倍、7.2 倍， 主要是因为海沧13#～17# 泊位停泊水域面积大，为28.34 万m2，每个月的设计工程量仅为0.8 万m3，平均每月回淤厚度为2.8 cm，根据浚前测图推算的回淤量，远远大于设计工程量。又因该区域浮泥较厚，装舱率低，造成外抛工程量小于浚前测量工程量。

4.2 2021 年度回旋水域预测量分析

图4 2021 年度停泊水域工程量(万m3)

根据推算，2021 年度回旋水域外抛船方量为设计工程量的1.24 倍，鉴于回旋水域采用耙吸船施工，尚未考虑溢流时间带走的工程量，回旋水域设计工程量略小。按收集的浚前测图推算的2021 年度回旋水域工程量为设计量的0.97 倍，在不含超深、超宽的情况下，浚前测图工程量与设计工程量较为吻合。

如图5，除嵩屿1#～3# 泊位(底部为礁石，耙吸船施工易发生跳耙、效率低)、海沧18#～19#(受中港水流影响)外，其他泊位年度预测的回旋水域外抛工程量与设计量工程量较为吻合。 嵩屿1#～6# 泊位、海沧1#～12# 泊位回旋水域浚前测量回淤量小于设计量， 主要是因为该区域水流条件较为稳定； 海沧13#～19# 泊位回旋水域受上游九龙江来沙影响较大，回淤较为严重，浚前测量回淤量大于设计量； 而海沧20#～21# 泊位回旋水域浚前测量回淤量小于设计量， 主要是因为回旋水域维护标高均小于周边水域标高，受潮汐影响，会带走部分浮泥。

图5 2021 年度停泊水域工程量(万m3)

5 下一维护周期(2022-2024 年)的建议

(1)通过2020 年2-7 月实际施工情况及2021 年度工程量的预测，说明本维护周期的设计工程量总体偏小，尤其是停泊水域设计维护工程量明显偏小， 建议设计单位在下一个维护周期综合考虑各码头底质、 实际外抛量等因素，合理测算海沧港区各码头常年性维护工程量。

(2)停泊水域施工受码头生产影响很大，频繁进出、移船，施工效率很低，建议应综合考虑停泊水域施工难度，工程单价应高于回旋水域单价。

(3)回旋水域维护周期过密，施工扫浅维护效果不明显，且每月施工对泥土扰动大，通过溢流也会增加航道等周边水域的回淤。因此，建议下一个维护周期合理调整考核周期，适当延长考核间隔时间。

6 结语

厦门港海沧港区港池实施统一维护以来， 通过科学合理的施工组织和管控， 有效解决了航道与港池的相互施工干扰，在维护效率提高、抛泥与环保管控到位，以及回淤规律摸索等均有积极成效， 本次统一维护数据的收集和解析，可为其他回淤较快的港区提供参考、借鉴。 鉴于本次海沧港区为首次实施统一维护， 结合项目实际情况，本文进行了严谨细致的探析，后续厦门港海沧港区港池统一维护的工程量和考核周期将会更合理、更科学。