廈門(mén)翔安新機(jī)場(chǎng)填海造地工程海砂開(kāi)采工藝研究

■趙東遠(yuǎn) ■廈門(mén)合誠(chéng)工程設(shè)計(jì)院有限公司，福建 廈門(mén) 361009

1 工程概述

廈門(mén)翔安新機(jī)場(chǎng)填海造地工程位于廈門(mén)翔安區(qū)東南海面，大嶝島和小嶝島之間，與金門(mén)島約3km。新機(jī)場(chǎng)總用地面積約27.49km2，其中填海造地面積約為23.19km2，造地工程需要填料砂約1.6 億m3。

規(guī)定的取砂區(qū)位于大金門(mén)島正南方約20km 處的廈門(mén)海域，面積約58km2，海上運(yùn)輸航道約50km。砂層標(biāo)高在-25～-57m 范圍，上部為粉細(xì)砂，厚度4～9m 不等，局部有覆蓋層，下部為中細(xì)砂，厚度多在8～12m，局部中細(xì)砂層下有中粗砂。根據(jù)估算，砂總儲(chǔ)量約6.8 億m3。

2 海砂開(kāi)采工藝類(lèi)型

從國(guó)內(nèi)外大量的造陸工藝調(diào)研分析，現(xiàn)有海砂開(kāi)采工藝流程為挖砂、運(yùn)砂、拋填、吹填，開(kāi)采工藝可分為四大類(lèi):挖吹工藝、拋運(yùn)吹工藝、挖運(yùn)拋工藝、挖運(yùn)拋吹工藝，詳見(jiàn)表1。

表1 海砂開(kāi)采工藝現(xiàn)狀一覽表

其中，在大型填海工程實(shí)踐中，主要介紹4.5 挖運(yùn)拋吹新工藝，具體如下:

耙吸船具備海砂開(kāi)采工藝中的四個(gè)功能:挖砂、運(yùn)砂、拋填、吹填。在耙吸船的四個(gè)功能中，挖砂和拋填功能的經(jīng)濟(jì)性最好、運(yùn)砂功能經(jīng)濟(jì)性其次、吹填功能經(jīng)濟(jì)性最低;故耙吸船艏吹工藝應(yīng)用的最少，拋填工藝受條件限制較多應(yīng)用較少，挖運(yùn)拋吹(耙吸船+絞吸船)利用了耙吸船經(jīng)濟(jì)性最好的挖、運(yùn)、拋三個(gè)功能。

隨著運(yùn)砂距離的增加，挖運(yùn)拋吹(耙吸船+絞吸船)工藝中耙吸船運(yùn)砂成本占工藝總成本比例就很高，主要原因是重型、昂貴的耙吸船相對(duì)輕便、便宜的專(zhuān)業(yè)泥駁，不但施工效率低且費(fèi)用上高得多。故工程實(shí)踐中提出在挖運(yùn)拋吹(耙吸船+絞吸船)工藝的基礎(chǔ)上，能否用專(zhuān)業(yè)泥駁代替耙吸船運(yùn)砂，構(gòu)思新工藝，即充分發(fā)揮各個(gè)船機(jī)的各自?xún)?yōu)勢(shì)，耙吸船的高效挖砂功能、泥駁低廉的運(yùn)砂功能、絞吸船高效的吹填功能;隨著運(yùn)砂距離增加，其該工藝施工效率和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)愈加明顯。

國(guó)內(nèi)外已有類(lèi)似工程(迪拜取砂工程、連云港港內(nèi)疏浚工程)，采用耙吸船專(zhuān)門(mén)挖泥、泥駁進(jìn)行運(yùn)泥的施工方案，較大程度地提高了施工效率，該種工藝為“耙吸船艕帶泥駁聯(lián)合疏浚工藝”，簡(jiǎn)稱(chēng)“挖運(yùn)拋吹新工藝”。

3 海砂開(kāi)采工藝適用性分析

根據(jù)海砂開(kāi)采工藝類(lèi)型，各種海砂開(kāi)采工藝適用性分析見(jiàn)表2。

表2 海砂開(kāi)采工藝適用性分析

4 適合本工程的開(kāi)采工藝分析

本工程設(shè)置內(nèi)、外側(cè)儲(chǔ)砂坑，外側(cè)儲(chǔ)砂坑平均吹距7.5km，內(nèi)側(cè)儲(chǔ)砂坑平均吹距3km。根據(jù)儲(chǔ)砂坑距回填區(qū)的距離，適合本工程的工藝如下表。

表3 各工藝流程一覽表

表4 各工藝方案船機(jī)配備一覽表

5 結(jié)論

最終，根據(jù)取砂與吹填工藝技術(shù)現(xiàn)狀，結(jié)合國(guó)內(nèi)現(xiàn)有疏浚設(shè)備，在具備海砂運(yùn)輸專(zhuān)用航道條件下，全年考慮采用方案一(耙吸船+絞吸船)、夏季考慮采用方案五輔助(吸砂王+泥駁+吹泥船);在不具備海砂運(yùn)輸專(zhuān)用航道條件下，儲(chǔ)砂坑考慮外側(cè)方案，全年考慮采用方案三(耙吸船+絞吸船接力)、夏季考慮方案五輔助(吸砂王+泥駁+絞吸船接力)。

通過(guò)本次我們的研究分析，經(jīng)過(guò)實(shí)際的檢驗(yàn)后一定會(huì)給其他類(lèi)似工程提供設(shè)計(jì)參考。

［1］國(guó)家海洋局第三海洋研究所編制的《廈門(mén)新機(jī)場(chǎng)海砂資源調(diào)查報(bào)告》2013.12.

［2］中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司、中交上海航道勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司《廈門(mén)新機(jī)場(chǎng)建設(shè)海砂資源開(kāi)采項(xiàng)目調(diào)查(海砂開(kāi)采工藝可行性研究)》2014.5.

［3］《疏浚與吹填工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTS181 -5 -2012).