疏浚施工中保障航道通航的技术和措施

2023-07-08吉增光

中国水运 2023年6期

吉增光

（河北省水运工程规划设计院，天津 300074）

在我国经济社会迅捷发展的今天，“一带一路”政策下天津港的港口和航道也得到了迅捷发展。因当下港口的吞吐量、货运船舶均有所增加，一定程度上对我国水路运输业的快速推动提供了条件。施工人员应当在深入了解航道疏浚施工中港口与航道通航安全影响因素的基础上，提出切实可行的对策，在确保航道疏浚施工过程顺利开展的同时，确保船舶的安全通行[1]。然而，不可避免的，受传统水路运输中的港口和航道运行现状影响，港口和航道的整扩建工程中，受外界的干扰较大。因而，出于对天津港特殊的自然地理环境影响，因而在航道改扩建施工和疏浚施工中，有必要结合疏浚施工工程实况，采取针对可行的保障航道通航的技术和措施，以为后续阶段的工作奠定坚实的基础。

1 工程概况

工程为天津港航道港池泊位水深维护疏浚工程（施工），位于天津港北疆港区与东疆港区之间的北港池，预计建设20 万吨级集装箱船单线航行兼顾10 万吨级集装箱船双线航行航道，航道总长7116.8 米，疏浚量为1259.15 万立方米。新建临时围埝20.8km 和导助航设施等。本次施工拟建设天津港25 万吨级航道工程全长30公里，航道底宽从211 米加宽到315 米，挖深—19.5 米，总工程量3293 万方，浚挖泥土通过输泥管吹填至东疆港区形成陆域。该工程在原25 万吨级航道及航道拓宽工程的基础上，进一步将航道浚深拓宽，可满足乘潮吃水在20 米以下30 万吨级油轮和散货船进出港的需要。其中天津港布局如图1 所示：

图1 天津港布局

该工程采用先进的自航自挖作业方式，先后有9 条自航式耙吸挖泥船参与疏浚作业。工程完工后，所有进入渤海湾的船舶均能通达天津港，对建成世界一流大港具有十分重要的意义。天津航道局已为天津港服务了整整110 年，承建了天津港每一次港口等级提升的疏浚任务。这次承接了25 万吨级航道工程后，天航局不仅将自有大型挖泥船舶悉数集中到此工程，并积极整合国内外疏浚资源，汇集国内外近十艘大型、超大型挖泥船开展会战，他们运用GPS 为挖泥船导航，用多波束测深系统清晰探测十几米水下的海床变化情况，极大提高了施工精度。在不到一年的时间里，天津港25 万吨航道项目工地涌现出了22 项技术创新成果，并且各条挖泥船时间利用率都保持在95%以上，其中船龄已达33年的津航浚109 轮更是连续5 个月时间利用率达到了100%，达到了国际顶尖水平。

2 疏浚施工中影响通航安全的重难点分析

天津港的航运事业发展历史悠久，在长期的航运事业维护和管理中，已主动探索出了多种用于航道疏通的施工方法。同时在具体的施工实践中，结合工程前期项目勘察和探测工作，精准掌握实际情况，择优选取合适的施工技术和工艺。

此次疏浚施工中，受传统绞吸船舶方式施工影响，要求辅助运用吹填施工，以实现对整个船舶尾部的结构移动；同时还受抓斗式施工中的抛定位锚施工方式，要求借助悬斗的重力作用深入到航道的泥沙中，以此来保证泥沙充分填满，顺利完成航道疏浚。非自航式，炸礁船施工中对爆炸的区位定位等影响，均可导致通航能力受阻[2]。耙头将下部的泥沙进行搅动处理，最后处理的做法，极容易增加施工成本，疏浚施工船舶和大型集装箱船舶在避让环节，很难有足够的空间允许通过。加之疏浚船舶无自主航行能力，故一个水域的长时间施工，还可能受潮汐影响，作业环节无法保证过往船舶通航安全。同时，因船舶施工区域多处于航道附近，过往船舶较多，要求驾驶员时常瞭望，并对局面和碰撞危险的评估难度也进一步加大。其中疏浚项目各小工程指标值如表1 所示：

表1 疏浚项目各小工程指标值

表2 天津干水深浅点对维护疏浚周期的影响

3 疏浚施工中通航安全措施

3.1 合理疏浚施工船舶选择

在航道疏浚施工中，为保障有效航道通航能力，提升施工段航道运营安全，故在疏浚施工过程中，合理船舶施工。在传统抓斗式挖泥船、耙吸式挖泥船及绞吸式挖泥船各自的优缺点积累中，保障航道通航。在主航道设计上，优先选择绞吸式施工方式，实现同时抛锚和施工，最大化降低其妨碍通行的时间，提高航道运行效率。

此次施工方式选择上，为保证施工方式安全、经济、高效。传统解决方案上，主要基于施工成本考虑，为有效实现降本增效，优选船型施工工艺，以提高工程施工效率。具体施工工艺如图2 所示：

图2 传统钢管桩施工工艺

通过前期勘查发现，此次疏浚航道淤泥为软土粘性，故优先选择绞吸式、抓斗式以及耙吸式施工方式。平整土地，辅助使用吹填场地方式。拟改进施工工艺如图3 所示：

图3 天津港疏浚施工中保障航道通航的施工技术

3.2 合理规划分区施工

在疏浚施工的不同分区中，遵循大范围疏浚工程合理分层、分段、分条施工的方法，保证航道运营正常进行。于工程建设前期，合理施工方式选择，施工中对疏浚航道进行分区疏浚[3]。施工中，对船舶使用形式、使用数量加以控制，以确保工程施工有序进行。在分区施工工作中，针对率先完成疏浚工程的区域提前通行。

3.3 强化对施工人员的安全教育

加强对航道施工作业人员的再教育：包括针对管理人员、作业人员等进行安全理念教育；对作业人员的技能操作培训，严格船舶驾驶、机舱人员、浚挖人员操作水平提升，让疏浚施工人员全面掌握相关技术；落实对疏浚船舶的维修保养，针对施工中发现的任何隐患，均需停止施工、马上维修，保证疏浚船舶操作性能。

3.4 对水上交通进行安全监管

项目部要采取相应的措施，确保疏浚施工和港口航道的通航顺利进行，从而避免施工过程对航道的通行能力以及船舶通行安全造成影响。航道部门要迅速全面摸排掌握枯水期航道底数并进行公告，根据实际情况对航标或者航道的位置、走向进行调整并做好航道疏浚、清障等航道养护工作；各部门要抓紧抓实近期水上交通安全监管工作，加强对水运企业的监督管理，规范经营行为，结合部门工作实际，制定切实可行的监管措施，防范各类事故发生；开展联合执法，构建齐抓共管格局，合力打击各类水上交通违法行为。同时应建立和完善各部门信息动态互通、共享机制，及时向相关单位通报日常监管中发现的水上交通安全突出问题，及时整改消除存在安全隐患。

3.5 科学制定施工方案

在海湾或河流浅滩地段，能够利用疏浚工作和深挖处理有效提高港口的通航能力与泄洪能力。建设进港航道以及港池等工程设施，能够增加码头和港区的具体容量状况。运用疏浚工程之中的土石方，把这些土石方回填到周围区域的低洼之中，通过相应的操作使其变成陆地。除此之外，疏浚土不但是比较理想的一种公路路基土，并且其还能够用来进行建筑材料的制作，例如烧制为砖瓦。水底软土清理上，把软土换为具有较强荷载能力的砂石材料。技术要点上，开展港口的疏浚工作有助于有效提高水运通航的能力，有效改善港口的航行状况，而且有助于航道整体的经济效益水平。港口航道工程的施工技术主要包括：养护工程、渠化作业、疏浚工程和整治工程等。在这些技术之中，疏浚工程的作用十分突出。在开展具体疏浚施工操作的时候，应该根据下列步骤开展工程施工操作：做好挖泥船舶的定位工作，并且做好抓泥操作，之后再开展泥土的装运，最后再开展抛泥施工。

在工程定位环节，不但应该将工程现场操作的边界点和开挖边线给标注出来，还应该在码头前沿布置水池，对挖泥的深度进行严格的控制。抓扬式挖泥船能够运用边界浮标和施工中的码头结合成为一个主锚和四个边锚，这样能够开展水下土石方的地位操作。在控制下斗深度的时候，应该运用水尺来开展施工。此外，还需要运用GPS 定位系统来完成对卸泥船航行以及施工的具体定位操作等。