阿根廷疏浚工程效率影响分析与应对

2021-12-20王丽建中交上航华南市政工程有限公司

珠江水运 2021年22期

◎ 王丽建中交上航华南市政工程有限公司

1.引言

本文主要依据公司自有船舶航浚4011轮海外十多年以来在阿根廷的疏浚施工的经验以及在施工过程中遇到的各种工程难题以及应对方式为主要出发点，相对系统地阐述在海外地区的耙吸船舶施工，望可以对未来海外（主要以阿根廷为例）工程施工和组织设计积累经验。

2.工程简介

阿根廷布宜诺斯艾利斯港口是阿根廷对外贸易的主要海港，位于阿根廷东部沿海拉普拉塔河口西岸，濒临大西洋西南侧，是阿根廷最大海港，由阿根廷国家港务局（AGP）管理。阿根廷布市北航道施工区域为阿根廷布市港口北航道0.8km至7.3km及进港航道7.3km至12km处区域，施工长度总计11.2km，航道设计深度10.36m，航道底宽从94.8m-152.4m不等。

3.外部影响

3.1 海洋气象

潮汐现象是海洋中的日常现象，如下图1所示，南美多数区域的潮汐为不规则半日潮，潮汐的涨落规律性偏差。施工中需要结合实际观测所得风向、风力等对潮汐的影响，选取每日高潮区间，达到适航水深，以便船舶施工，并结合施工一段时间后的测量结果，对航道同一断面进行分析，比较施工工艺，得出合理经验资料。

图1 阿根廷布宜诺斯艾利斯潮汐示意图

综合考虑潮汐影响，利用好适航时间段，安排好工程施工时间和抛泥时间，是工程施工管理中一项很重要的事宜。大于1.5m水深区段主要集中在朔月和望月期间，可集中安排重点进行边坡施工；上弦月及下弦月期间不适合航道边坡施工，可利用这段时间进行槽内施工。朔月和望月期间，大于1.5m水深区段平均每天有4个小时以上，可以利用这段时间，集中攻克边坡，抛泥时间避开这段高潮水时期。边坡施工和槽内施工相互补充，并加以利用高潮潮水，这样可以提高产量。

3.2 法律、政策对海外施工的困扰。

阿根廷国家政策多变，缺乏连续性。阿根廷国家是位于南美洲南部，其地理位置以及港口规模有着得天独厚的优势，为我们工程施工的连续性提供较好的自然条件支持。然而，阿根廷经常出现左右翼政策“急转”问题，即下届政府完全推翻上届政府的政策，导致很多与我们日常施工许可相关的航道处、海事局等部门经常变动许可流程，很大程度造成工程方面的延误。

4.施工难点及应对

4.1 抛泥运距对施工的影响

阿根廷疏浚施工中，泥土处理均需要根据招标文件规定，工程采用装舱外抛方式，必须将疏浚弃土抛入指定的抛泥区内，即北航道35公里附近南侧2公里外区域，无疑增加了抛泥时间，无形间降低了船舶的施工效率。

（1）合理选用施工方法提高效率。自航耙吸式挖泥船的施工方法一般有三种：装舱施工法；旁通、溢流施工法；吹填施工法。阿根廷的一系列航道疏浚工程中主要采用的是溢流施工法，主要的考虑因素当然还是抛泥距离过远。

（2）合理控制挖泥对地航速。抛泥运距的过远，对于我们施工中装舱的浓度和舱量就要求我们需要更加细节化把控。耙吸挖泥船挖泥作业时，其对地航速的快慢与挖泥效率有着很大的关系，应根据所挖土质不同，而选用不同的航速。淤泥或软土很容易被耙吸，松土深度较大，对地航速可以低些，一般在2节左右；挖浮泥时，对地航速还可以更低；如果土质为较高塑性粘土、亚粘土、密实细沙，耙齿能入土深度较小，必须增大耙头动能来加强剪切和扩大耙挖面积，从而提高松动量，对地航速一般为3-4节。

4.2 边坡施工对效率的影响

工程设计要求边坡比为1:4，参照浚前水深，部分边坡土方集中在-4米等深线位置，自然最高平均潮位0.4米左右。由于项目位于海外，可利用设备仅有公司自有的疏浚船舶航浚4011轮，即便溢流桶放置最低位置，空船吃水也在5米左右，考虑到船舶设备的安全性，无法在原定的基础上，安排船舶上线施工-4米水深处边坡的位置施工。

针对这个现状及问题，在综合考虑经济成本和设备局限的前提下，认真研究分析边坡土质，项目部安排船舶在乘潮施工的前提下，集中对边坡浅区土方的下边缘区域（确保安全的可施工范围内，尽可能的靠近浅水区）进行适当的超挖，保证超挖的角度和深度，以此达到上方土方自然塌落，填充已超挖区域，从而使得整个边坡最终达到设计要求标准的目的。

（1）分段、分带施工可施工区域.根据自航耙吸挖泥船的施工特点，针对可施工区域的不同长短和形状分布，将挖槽纵向分成若干段，分段开挖，分段情况根据浅段长度和施工船舶类型，兼顾考虑挖泥船的施工效率等因素，动态合理地安排。

（2）超挖待塌。根据本工程特点，施工期重点利用高潮对边坡浅水区域附近尽可能完成疏浚作业，在施工过程中，需要做好该区域开挖前和开挖后对应上层边坡浅水区域土方量的变化。

①适当超挖的情况：浅水区附近施工过程中，通过该区段的工前和工后的测量数据比对，如果浅水边坡区域在施工过程中自然塌落效果良好，则在测量数据的指导下，适当的超挖，使得上部土方自然塌落到深水区域，再由船舶施工搬运至指定抛泥区。

②研讨超挖方案及部署。如果上述情况效果一般，但是通过结合施工经验和取样分析发现，在达到一定坡度的情况下，上层土方可以塌落，则需要统一分析浅水区待疏浚土方量和超挖区域土方的关系，制定超挖的位置、宽度、深度、土方量关系，使其最终达到设计水深的目的，同时又不会过度超挖，造成不必要的浪费。如下图所示，备塌三角区为船舶无法上线的浅水区域，超挖三角区为超挖后使上层备塌三角区塌落至此的区域，通过前期的规划和统筹安排，通过关键步骤的推进，使得可以利用唯一疏浚设备完成浅水区域施工的目标（参见图2示意）。

图2 边坡超挖塌落示意图

4.3 土质对施工的影响

（1）高压冲水设置两排，利用水力破土，对泥土起到疏松、液化作用。根据中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司等单位提供的《耐磨块高压喷嘴性能研究及试验测试报告》：随着高压冲水压力的增加，土体破坏深度逐渐增加，在1.2MPa～ 1.5MPa之间破土深度存在变化相对平缓的阶段，但当喷嘴出口压力超过1.5MPa时，破土深度增加相对较为显著。

（2）改进挖掘机具，是提高施工效果的有效途径.耙头是自航耙吸挖泥船直接挖掘机具，是主要疏浚设备，对挖泥船的生产效率有着很大影响。提高耙头破土能力是提高自航耙吸式挖泥船效率的关键之一。我们针对阿根廷土质密实度高、板结力强（标准贯入击数6～13，最大可达到30），一般耙头根本无法挖掘的特点，不断改进现用加冲水耙头的耙齿，摸索出犁形耙齿、锥形等能够有效增强耙头在粉质土中的破土能力。经过施工检验证明，该耙齿入土深度大，破土能力强，泥浆进舱浓度高，施工效率明显提高。