浅谈航道常年性维护施工

2021-04-05邹靖中交广州航道局有限公司

珠江水运 2021年5期

邹靖中交广州航道局有限公司

1.概况

海沧港区位于九龙江河口区，为较为典型的浅水深用港区，水体含泥量较大，上游径流对航道回淤存在较大影响，特别是上游泄洪存在不确定性，受季节、天气影响明显，使海沧航道回淤不均衡，回淤速率也相对较快，备淤深度维持时间较短。

海沧航道从主航道E'接入至海沧港区21＃泊位，航道总长度10.87km，其中E′点至海沧港区7#泊位西端部，全长约6.26km，航道通航宽度250m，设计底高程-15.5m，通航水深15.1m；8#泊位至19#泊位前沿航道通航宽度250 m，底高程为-14.0m，通航水深13.6m；20#～21#泊位航段航道通航宽度170m，设计底高程-11.5m，通航水深11.0m，如图1所示。

2.常年性维护的必要性

海沧航道曾采用过一次性维护施工模式，施工过程中存在一定的问题，主要是海沧航道回淤不均衡，回淤速率也相对较快，备淤深度维持时间较短，同时一次性维护模式类似于基建工程，施工单位完成维护疏浚后，对航道进行交工验收，然后施工单位退场等候下次维护指令，由于两次维护之间存在一定的准备间隙，因此航道的通航水深保证率无法达到预期。

随着厦门港各航道工程相继建成，航道进一步拓宽浚深，厦门港人工航槽淤积范围有所扩大，特别是近几年部分码头通过技改和论证后，其靠泊能力的提升，船舶大型化日益明显，为了确保厦门港航道安全畅通和港区正常生产，对厦门港航道进行常年维护疏浚是十分必要的。而海沧港区作为厦门港核心港区，对通航水深保证率要求较高，且2017年4月后海沧港区远海码头将常态化靠泊20万吨集装箱船，对通航安全、通航水深保证率要求更高，常年性维护施工模式确保了厦门港航道水深维持和船舶通航安全。

3.施工重难点及应对措施

海沧航道常年性维护疏浚工程，比常规的基建疏浚工程需注意以下重难点，并采取有效应对措施：

4.回淤规律

海沧航道位于九龙江河口区，受上游来水来沙影响较大，且海沧港区西部泊位和航道为浅水深用区，回淤速率较快，根据往年测图资料对比分析，海沧航道淤积区主要集中于8#泊位以西航段及航道口门附近，其中8#泊位以西航段的淤积量约占海沧航道淤积量的70%。E'～7#泊位航段年淤强约17.48cm/a，8#～17#泊位航段年淤强约39.51cm/a，18#～21#泊位航段年淤强约149.06cm/a～182.39cm/a。受九龙江径流影响，海沧航道淤积存在季节性规律，回淤较严重时间为4月～10月。

海沧航道淤积的沙源主要有：①上游输沙，②细颗粒泥沙来回搬运，③人为因素（如采砂、疏浚等施工作业）导致的含沙量升高、泥沙输移，④海向来沙。2016-2020年海沧航道回淤情况见表2。

图1 海沧航道平面示意图

表1 施工重难点及应对措施

表2 2016-2020海沧航道回淤情况统计表

图2 自航耙吸式挖泥船施工流程图

图3 边坡阶梯开挖断面示意图

此外，厦门湾灾害性天气主要为台风天气，每年7～10月经常受台风影响（平均每年3.7次），台风期间经常出现暴雨带来洪水，将导致航道淤积加剧。根据近几年的实测资料分析，每年台风期间海沧航道8-19#泊位航段均发生一定程度的异常回淤，回淤量和台风、洪水发生的频率和持续时间密切相关。

5、施工方法、技术措施

海沧航道常年性维护施工采用的施工设备为自航耙吸式挖泥船，2艘中型耙吸船可以满足施工要求。

5.1 耙吸挖泥船施工方法

自航耙吸式挖泥船装备由水力吸泥装置和耙头挖掘机具组成，施工时，首先通过先进DGPS及电子海图进行精准定位，然后到达开挖区下耙，通过潮位遥报仪、星站差分接收机接收潮汐水位进行挖深控制，最后泥泵把从耙头的吸口吸入挖掘的泥浆装入挖泥船泥舱中。

自航耙吸式挖泥船具有自挖、自装、自卸的功能。当满舱后，将停止挖泥并起耙航行到倾倒区抛卸，然后再返航施工，施工流程如图2所示。

5.2 耙吸船施工工艺

本工程疏浚范围较大、且泥层稍厚，采用分段、分层结合施工。施工分段以3～5km一段为宜，按分层开挖，力求使开挖区域平顺不起陡坎和垄沟。

耙吸船分层按阶梯形断面开挖边坡区域，按照“下超上欠，超欠平衡”的原则进行开挖，达到边坡设计要求并有效控制超开挖量，开挖槽面不留浅点。使用船载导航、定位、定点、定深电子控制系统控制平面位置及开挖深度。边坡阶梯开挖如图3所示。

5.3 耙吸船施工技术措施

（1）船舶进场前进行耙头和平面定位校准，并做好记录及进行误差改正。施工前，工程技术人员根据设计图纸对拟开挖部位进行分段、分层，并绘制分段、分层平面施工图。

（2）施工期间通过潮位遥报仪、星站差分接收机实时接收水位变化信息，实现对耙头下放深度的动态调整。

（3）施工中利用疏浚监测平台中的实时水下地形、耙头三维空间显示功能，指导开挖工艺。

（4）边坡区域安排在缓流阶段开挖，以减少因流急而导致船体与耙头相对位置的改变，从而影响耙头的计划走向。

（5）利用船舶动力定位、动态跟踪功能（DP/DT），预先设定边坡开挖线，船舶智能化系统根据风、流等外力因素自动控制各种动力设备，确保耙头始终沿设定边坡开挖线施工。

（6）利用船舶耙管绞车自动控制系统（SPWC），实时控制波浪补偿器的位置、确保耙头处于安全角度范围及期望疏浚深度。通过设定分层浚挖深度，保证施工的质量可控。

（7）利用超深报警系统预防超深开挖，当耙头下放超过设定深度时将出现闪烁警示，及时提醒驾驶员及操耙手提升耙头至合理开挖面。

（8）在各施工段之间交接处按一层接搭100m的重叠长度，以防止漏挖。

（9）施工中加强检测，自航耙吸船施工期间按3～4天的频次进行检测，及时更新施工文件。

6.施工管理情况

6.1 进度控制

维护施工前编制详细的施工方案，同时在技术、船机设备、人力、物质上给予充分保障。施工期间加强施工检测，确保浅点及时扫除，提高挖泥船时间的利用率。在施工过程中，积极主动与海事、海洋等相关单位协调，及时协商处理现场施工干扰问题，避免对工程造成影响。加强施工船舶的设备维护保养，确保船机完好率。合理组织各船舶的施工安排，优化施工区域。选派技术员驻船进行指导施工，加强现场交底，确保进度满足要求。

6.2 质量控制

项目实施过程中严格按照《水运工程质量检验标准》（JTS257-2008）、相关标准规范及设计要求的有关条款施工。

组织学习质量体系文件，并有针对性地作好上岗培训，教育、监督员工认真执行质量体系文件。做好设计图纸的会审工作，透彻理解设计意图。严格按照设计图纸和有关技术规范、标准等要求，制定技术措施和计划。按照设计文件要求编制施工方案，根据现场实际开挖土质情况，加强与作业船舶交底，优化施工。

施工中利用疏浚监测平台中的实时水下地形、耙头三维空间显示功能，指导开挖工艺。挖泥船进场前进行施工技术交底、人员培训教育。施工人员根据具体维护范围进行定位开挖，控制开挖宽度，严格限制超深、超宽，减少废方。施工中及时进行水深测量，并将测量结果及时反馈至施工船舶，指导船舶施工。交工验收前坚持自检测量制度。自检测量过程坚持决不放过一个浅点的原则，严格按照测量规范要求，认真组织施工，保证数据真实、可靠。

6.3 安全文明施工

严格贯彻“安全第一、预防为主、文明施工”的工作方针，将安全文明施工的工作融入到项目施工管理过程中，大家齐抓共管，各负其责，在整个工地营造出良好的安全文明施工气氛和声势，始终做到抓安全、促生产、文明施工，强化施工现场的日常安全生产管理工作，确保整个工程安全生产顺利平稳的进行。

加强对施工船舶的安全技术交底，做好现场人员三级安全教育培训。密切关注气候变化，特别是能见度不良等恶劣天气情况，做好施工防范。建立完善的安全管理预案，包括《防台预案》《安全环保应急预案》、《船舶溢油应急预案》《人员落水应急救助预案》《生产安全事故应急预案》等。项目管理过程中要求各船舶严格按照预案及相关措施执行。督促现场作业人员严格按照有关规定穿戴防护用品，做好文明施工。加强施工现场隐患及风险排查，提高风险意识。所有施工船舶保证通讯畅通。加强现场应急管理，组织在场船舶进行各类演习等。

定期对船舶进行现场检查，发现问题，督促及时整改，消除安全隐患，并做好反馈工作。配备足够数量的消防、救生设备、设施，各项安全设备处于良好状态。

6.4 环保措施

施工过程中严格执行国家海洋部门有关海洋废弃物倾倒相关规定，要求船舶到批复的倾倒区进行卸泥。委托第三方单位对本工程施工海域进行环境跟踪监测，避免对海洋环境造成破坏。加强对施工船舶施工过程中溢流时间控制，外运抛泥到位管理，避免出现不良施工现象。施工中加强对船机设备进行检查，杜绝出现有可能泄漏疏浚物（包括船用油类及疏浚泥沙）的设备隐患存在。