反鏟挖泥船在硬質(zhì)巖礁疏浚中的應(yīng)用

◎ 唐承源 北海航標(biāo)處

反鏟挖泥船在硬質(zhì)巖礁疏浚中的應(yīng)用

◎ 唐承源 北海航標(biāo)處

在港口航道疏浚施工中，常常會出現(xiàn)作業(yè)水域地質(zhì)為硬質(zhì)巖礁的情況，這種情形下抓斗挖泥船往往難以挖動，一般會采用炸礁的施工工藝。但炸礁存在安全措施投入大、生態(tài)環(huán)境破壞大、對周邊碼頭結(jié)構(gòu)產(chǎn)生潛在威脅、報(bào)批程序繁瑣影響工期等局限性，此時(shí)，一種經(jīng)濟(jì)、安全、簡單的施工工藝可作為替代措施予以考慮，即利用反鏟挖泥船疏浚硬質(zhì)巖礁。本文就作者參與碼頭工程建設(shè)管理的實(shí)例，淺析反鏟挖泥船在硬質(zhì)巖礁疏浚中的應(yīng)用。

反鏟挖泥船 巖礁 疏浚 應(yīng)用

在港口航道建設(shè)過程中，疏浚工程是一項(xiàng)最為常見的工序，針對地質(zhì)狀況的不同，可采用不同的施工工藝及施工設(shè)備來施工，一般來說，抓斗挖泥船依抓斗方量及吊臂機(jī)械的不同，可由軟到硬疏浚淤泥、粉砂、粉質(zhì)粘土、全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，中大型抓斗船如13方以上抓斗船甚至可挖動部分連接不致密的強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，因此抓斗挖泥船可勝任大部分疏浚工程，僅在疏浚設(shè)計(jì)要求很高需要疏浚到中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖或者疏浚作業(yè)面若干位置發(fā)生地質(zhì)突變（如一片淤泥中出現(xiàn)暗礁）時(shí)需要其它方式處理。在對連接致密的強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖及中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖這類硬質(zhì)巖礁的處理方法中，傳統(tǒng)的施工工藝為先炸碎硬質(zhì)巖礁后再行抓取。但炸礁有一系列負(fù)面影響及限制因素，因此探索炸礁工藝的替代措施也是必要的。下文將就作者參與碼頭工程建設(shè)管理的實(shí)例，介紹一種經(jīng)濟(jì)、安全、簡單的施工工藝——利用反鏟挖泥船疏浚硬質(zhì)巖礁替代傳統(tǒng)炸礁工藝。

1.傳統(tǒng)炸礁工藝在處理硬質(zhì)巖礁中的局限性

1.1炸礁存在安全風(fēng)險(xiǎn)，需要更大的安全投入

由于炸礁施工會產(chǎn)生較大的震動效應(yīng)和水沖擊波，因此施工過程中施工人員、機(jī)械設(shè)備都存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，需要提前做好專項(xiàng)安全施工方案報(bào)審后實(shí)施，并且需做好相應(yīng)的專項(xiàng)安全措施，加大安全方面的投入。

1.2炸礁對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響

炸礁過程會對海洋水質(zhì)環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)環(huán)境、漁業(yè)資源造成一定影響，需要預(yù)先進(jìn)行海洋環(huán)境保護(hù)方面的評估。

1.3對周邊項(xiàng)目如鄰近碼頭結(jié)構(gòu)產(chǎn)生潛在威脅

炸礁施工產(chǎn)生的震動及沖擊力會對周邊項(xiàng)目如鄰近碼頭結(jié)構(gòu)產(chǎn)生潛在威脅。

1.4報(bào)批程序繁瑣影響工期

基于炸礁工程對環(huán)境的影響、對周邊項(xiàng)目產(chǎn)生的潛在威脅及本身所具有的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此實(shí)施炸礁工程需要在環(huán)保、結(jié)構(gòu)、安全方面進(jìn)行專項(xiàng)評估，然后報(bào)公安部門批準(zhǔn)，并做足相應(yīng)的安全措施如劃定爆破安全范圍等方能實(shí)施，程序繁瑣，周期很長。

綜上，炸礁工藝有相當(dāng)?shù)木窒扌?，特別是因不可抗力未預(yù)料到需要炸礁時(shí)，若爆破水域安全區(qū)域范圍內(nèi)有自然保護(hù)區(qū)、已建成的碼頭、海洋漁業(yè)捕撈設(shè)施或是離岸距離過近影響陸地生活生產(chǎn)設(shè)施安全的情況下，炸礁將無法實(shí)施。

2.反鏟挖泥船疏浚硬質(zhì)巖礁情況簡介

2.1反鏟挖泥船定義及工作原理

反鏟挖泥船是安裝了反鏟鏟斗的鏟斗式挖泥船，是一種非自航的單斗式挖泥船，其工作機(jī)構(gòu)與陸地上的反鏟挖掘機(jī)很相似。反鏟挖泥船可以集中全部功率在一個(gè)鏟斗上，進(jìn)行特硬挖掘。工作時(shí)，利用吊桿及斗柄將鏟斗伸入水中進(jìn)行挖掘，然后由絞車牽引將鏟斗連同斗柄、吊桿同時(shí)提升，吊出水面至適當(dāng)高度，由旋回裝置轉(zhuǎn)至拋泥點(diǎn)或泥駁上，而后繼續(xù)回轉(zhuǎn)至挖泥作業(yè)地點(diǎn)，如此往復(fù)工作。

2.2反鏟挖泥船疏浚硬質(zhì)巖礁相較于傳統(tǒng)炸礁工藝的優(yōu)點(diǎn)

2.2.1更經(jīng)濟(jì)

傳統(tǒng)炸礁工藝需要考慮環(huán)境、安全等方面的預(yù)評估，還需做專項(xiàng)的施工方案及安全措施報(bào)批，在實(shí)際實(shí)施過程中除投入炸礁的施工設(shè)備、人員、材料外，還需做足相應(yīng)的安全措施，其成本投入很高，而利用反鏟挖泥船疏浚硬質(zhì)巖礁，其成本僅是比抓斗挖泥船的調(diào)遣費(fèi)、臺班費(fèi)高出少許，因此，相較于炸礁工藝更經(jīng)濟(jì)。

2.2.2更快捷

前文已經(jīng)論述，炸礁的各專項(xiàng)預(yù)評估需要通過評審，炸礁需要制訂專項(xiàng)施工方案，需要報(bào)公安部門審批，經(jīng)了解，一般來說，其實(shí)施前的準(zhǔn)備周期最低需3個(gè)月，而反鏟挖泥船疏浚硬質(zhì)巖礁則是調(diào)遣過來即可施工，其施工工期遠(yuǎn)快于炸礁。

2.2.3安全系數(shù)更高

反鏟挖泥船疏浚硬質(zhì)巖礁與普通的疏浚挖泥作業(yè)專項(xiàng)施工并無不同，相較于炸礁安全系數(shù)更高。

2.2.4適用性廣泛

在炸礁無法實(shí)施的時(shí)候，反鏟挖泥船疏浚硬質(zhì)巖礁只要有足夠的作業(yè)面、有足夠大的鏟斗、吊臂等機(jī)械設(shè)備、有足夠強(qiáng)大的動力，可以完成炸礁無法完成的施工任務(wù)。

圖3　-3-1 欽州航標(biāo)基地碼頭工程所采用反鏟挖泥船及鏟斗

表3　-3-1反鏟挖泥船與炸礁工藝的優(yōu)劣對比

3.欽州航標(biāo)基地碼頭建設(shè)過程中反鏟挖泥船在硬質(zhì)巖礁疏浚中的應(yīng)用

3.1欽州航標(biāo)基地碼頭工程簡介

欽州航標(biāo)基地主要建設(shè)內(nèi)容為：建設(shè)航標(biāo)工作船碼頭，碼頭岸線150米，設(shè)計(jì)船型為2000噸級。

3.2欽州航標(biāo)基地碼頭建設(shè)過程中采用反鏟挖泥船疏浚硬質(zhì)巖礁的原因

欽州航標(biāo)基地碼頭工程在前期工作中，實(shí)施了初步勘察和詳細(xì)地址勘察，然而地質(zhì)勘察只是點(diǎn)位鉆探，無法實(shí)現(xiàn)疏浚作業(yè)水域全面覆蓋，因此在極少數(shù)情形下，部分水域出現(xiàn)地質(zhì)突變時(shí)，會出現(xiàn)地質(zhì)勘察報(bào)告的內(nèi)容與突變的地質(zhì)不相符合的情況。欽州航標(biāo)基地碼頭工程正是屬于此種情形，原設(shè)計(jì)施工方案為8立方的抓斗挖泥船實(shí)施疏浚工程，而由于地質(zhì)突變，疏浚作用面局部出現(xiàn)了少數(shù)硬度很高的強(qiáng)風(fēng)化巖甚至中風(fēng)化巖，此時(shí)，抓斗挖泥船已無法挖動，如采用炸礁工藝，一是北面已存在建成的欽州海洋管理基地碼頭，二是作業(yè)水域附近有漁民養(yǎng)殖蠔排，三是工期太久且成本很高，因此炸礁工藝無法采用，只能采用反鏟挖泥船作為替代措施。

3.3欽州航標(biāo)基地碼頭建設(shè)過程中采用反鏟挖泥船疏浚硬質(zhì)巖礁的經(jīng)過

根據(jù)原地質(zhì)資料及原設(shè)計(jì)方案，疏浚作業(yè)水域?yàn)槿L(fēng)化巖，施工單位采用8立方的抓斗船應(yīng)能完成作業(yè)，然而部分水域無法挖動，經(jīng)參考鄰近工程及勘探判斷為強(qiáng)風(fēng)化巖甚至中風(fēng)化巖，按施工單位經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，采用大方量抓斗船1天僅可開挖100立方，而且需要鑿巖船、泥駁船、抓斗挖泥船及配套設(shè)備，投入太高，因此建議利用炸礁及反鏟挖泥船施工。

經(jīng)過參建單位數(shù)次現(xiàn)場討論及專家論證，在實(shí)施炸礁有前述眾多不利因素的情況下，最主要是影響了鄰近碼頭結(jié)構(gòu)及附近海洋漁業(yè)資源，因此基本否定了炸礁工藝，決定調(diào)遣反鏟挖泥船試挖施工（圖3-3-1）。

最終，經(jīng)過反鏟挖泥船施工，圓滿地完成了作業(yè)任務(wù)，其實(shí)際效果與炸礁工藝對比如表3-3-1所示。

因此，在欽州航標(biāo)基地碼頭建設(shè)過程中，經(jīng)過科學(xué)論證，采用反鏟挖泥船疏浚硬質(zhì)巖礁起到了良好的效果

4.結(jié)束語

本文通過介紹疏浚工程施工過程中傳統(tǒng)炸礁工藝處理硬質(zhì)巖礁的局限性，結(jié)合作者參與碼頭工程建設(shè)管理的實(shí)例，介紹了一種經(jīng)濟(jì)、安全、簡單的施工工藝作為替代措施——采用反鏟挖泥船疏浚硬質(zhì)巖礁，供有關(guān)項(xiàng)目管理人員參考。

[1]彭建軍，井緒東.常見挖泥船疏浚特性及選型.浙江水利科技.2014（06）.

[2]汪義達(dá)，林健煜.現(xiàn)代挖泥船講座之三抓斗式、鏈斗式、鏟斗式挖泥船.水運(yùn)工程.1981（7）.

[3]姚佶.挖泥船的分類與發(fā)展研究.科技風(fēng).2012（7）.

[4]徐冰.挖泥船分類及工作流程分析.科學(xué)與財(cái)富.2012（11）.

[5]藍(lán)錦毅.炸礁作業(yè)對海洋環(huán)境的影響及防護(hù)措施研究.中國科技信息.2013（8）.