深圳港西部港區(qū)出海航道拓寬浚深方案研究

孫毅

摘 要：在集裝箱船舶大型化趨勢下，深圳港西部港區(qū)良好的區(qū)位優(yōu)勢、港口泊位、設(shè)備硬件條件，與西部港區(qū)進(jìn)出港航道對大型集裝箱船舶通航限制之間的矛盾日趨嚴(yán)重，已經(jīng)嚴(yán)重制約了港口能力。通過分析研究深圳港西部港區(qū)出海航道拓寬浚深方案，使航道通航等級由原10萬噸級集裝箱船全天候單向通航升級為20萬噸級集裝箱船全天候單向通航。

關(guān)鍵詞：船舶大型化 深圳港西部港區(qū) 航道拓寬浚深

1.研究背景

隨著深圳港腹地國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定快速發(fā)展，深圳港貨運吞吐量在不斷增加。但長期以來，進(jìn)出西部港區(qū)的海輪需經(jīng)過香港馬灣水道，受馬灣水道水流條件及香港特別行政區(qū)管制辦法等限制因素的影響，航道已成為制約西部港區(qū)發(fā)展的瓶頸。為此，深圳市政府在“十一五”期間開展了深圳港西部港區(qū)出海航道（包含銅鼓航道和西部公共航道）的建設(shè)，航道按10萬噸級集裝箱船全天候單向通航建設(shè)，航道通航寬度210m，底寬204.4m，設(shè)計底標(biāo)高-15.8m（當(dāng)?shù)乩碚撟畹统泵?，下同）。西部港區(qū)出海航道的建設(shè)，對于支持深圳港西部港區(qū)的發(fā)展具有重要意義。

近年，船舶大型化發(fā)展趨勢愈加明顯，超18000標(biāo)準(zhǔn)箱的超大型集裝箱船在國際主要航線靠泊將成為常態(tài)。在集裝箱船舶大型化趨勢下，西部港區(qū)良好的區(qū)位優(yōu)勢、港口泊位、設(shè)備硬件條件，與西部港區(qū)進(jìn)出港航道對大型集裝箱船舶通航限制之間的矛盾日趨嚴(yán)重，已經(jīng)嚴(yán)重制約了港口能力，影響深圳港國際樞紐港地位。因此，深圳港西部港區(qū)出海航道的拓寬浚深是十分迫切且必要的。

2.工程建設(shè)規(guī)模

深圳港西部港區(qū)出海航道現(xiàn)狀規(guī)模為10萬噸級集裝箱船舶滿載單向通航，拓寬浚深后建設(shè)規(guī)模按20萬噸級集裝箱船全天候單向通航設(shè)計，通航寬度從210m拓寬至270m，設(shè)計底標(biāo)高從-15.8m浚深至-17.5m。通過測算，深圳港西部港區(qū)出海航道拓寬浚深后能滿足2020年及2030年船舶通過的需要。

若滿足20萬噸級集裝箱船全天候滿載通航，通航水位從設(shè)計低水位起算，銅鼓航道和西部公共航道航道底標(biāo)高不應(yīng)淺于-18.33m和-18.18m。因崖13-1天然氣管線橫穿廣州港出海航道（公共段），為不破壞管線保護(hù)層，航道底標(biāo)高最多只能開挖至-17.5m，這一標(biāo)高將成為整個西部港區(qū)出海航道的瓶頸。由于集裝箱船舶的運營特點，其營運吃水一般均小于滿載吃水，且通航水位低于設(shè)計低水位的概率也很小，因此即使存在崖13-1的限制，-17.5m的航道設(shè)計底標(biāo)高也基本能滿足20萬噸級集裝箱船全天候滿載通航。在極端情況下，若出現(xiàn)設(shè)計低水位0.4m情況，為滿足通航，船舶吃水應(yīng)控制在15.2m以內(nèi)，如出現(xiàn)滿載16.0m吃水情況，船舶需乘潮通航，潮位需高于1.2m。

3.3航道通航寬度

根據(jù)《海港總體設(shè)計規(guī)范》（JTS165-2013），航道通航寬度按下式計算：

單線航道 W=A+2c

A=n（Lsinγ+B）

式中： W—航道通航寬度（m）；A—航跡帶寬度（m）；n—船舶漂移倍數(shù)（m）；γ—風(fēng)、流壓偏角（°）；L—設(shè)計船長（m）；B—設(shè)計船寬（m）；c—船舶與航道底邊間的富裕寬度（m）。

經(jīng)計算，銅鼓航道和西部公共航道橫切淺灘段通航寬度為270m；銅鼓航道與西部港區(qū)銜接段局部為314m。從船舶航行條件考慮，銅鼓航道與西部港區(qū)銜接處設(shè)置為喇叭口。

3.4航道邊坡

銅鼓航道和西部公共航道人工開挖段底質(zhì)多為流泥、淤泥、粘土和淤泥質(zhì)粘土。根據(jù)《海港總體設(shè)計規(guī)范》（JTS165-2013），結(jié)合現(xiàn)有銅鼓航道和西部公共航道工程的情況確定航道邊坡取為1：7。

3.5航道設(shè)計底寬

出海航道拓寬后的通航寬度為270m，根據(jù)0.4m的備淤深度和1：7的航道邊坡，計算出航道設(shè)計底寬為264.4m。

3.6航道總體布置方案綜合比較

（1）銅鼓航道拓寬浚深平面方案

銅鼓航道在其早期建設(shè)時，已進(jìn)行過多個走線方案的比選，受限于淺灘、崖13-1天然氣管線、潮流等諸多因素的影響，最終確定為現(xiàn)狀方案，即從廣州港出海航道（伶仃西航道）往東北方向轉(zhuǎn)向后，沿23°44′20″～203°44′20″走向航行約1 1. 5 k m，隨后轉(zhuǎn)向38°50′14″～218°50′14″再航行約5km，與西部公共航道及各港區(qū)支航道相接，航道兩側(cè)均為淺灘。本次對其進(jìn)行拓寬浚深，須保持兩段航線方位角不變，另外由于銅鼓航道東南側(cè)有崖13-1天然氣管線的存在，且其中心線距離銅鼓航道東南側(cè)頂邊線較近（約150m），航道無法往東南方向拓寬，因此銅鼓航道只能往西北方向拓寬。根據(jù)前文計算，通航寬度從210m拓寬到270m，設(shè)計底標(biāo)高從-15.8m浚深至-17.5m。銅鼓航道與廣州港出海航道、銅鼓航道內(nèi)部兩段航道、銅鼓航道與西部公共航道三處相接的三個拐彎段，根據(jù)通航船舶等級的提高做適當(dāng)拓寬處理。

（2）西部公共航道拓寬浚深平面方案

西部公共航道近似呈南北走向，與銅鼓航道銜接后，沿158°50′14″～338°50′14″走向航行約5 k m，隨后于大鏟水道與西部公共航道交接處附近轉(zhuǎn)向176°27′47″～356°27′47″，再航行約3km進(jìn)入大鏟灣港區(qū)進(jìn)港航道。西部公共航道東側(cè)為赤灣、媽灣港區(qū)的碼頭港池水域，西側(cè)為駁船、危險品船舶錨地。由于水域狹窄，西部公共航道在早期建設(shè)時占用了赤灣、媽灣港區(qū)碼頭港池水域，航道底標(biāo)高與其東側(cè)的各碼頭港池水域底標(biāo)高一致，均為-15.8m。

針對西部公共航道的拓寬浚深平面方案，通過兩個方案進(jìn)行比選。

①方案一

西部公共航道的拓寬浚深分南北兩段考慮，南段為大鏟水道與公用航道交接處至銅鼓航道北端點。南段東側(cè)碼頭泊位數(shù)量較多，且受大鏟水道匯入船舶的影響，航行條件相對復(fù)雜；北段為交接處往北至大鏟灣港區(qū)，航行條件相對簡單。

航道現(xiàn)狀已占用東側(cè)碼頭的港池水域，為避免拓寬浚深后進(jìn)一步占用港池水域，南段保持航道東側(cè)底邊線和軸線不變，往西側(cè)拓寬60m，最終通航底寬達(dá)到270m，設(shè)計底標(biāo)高從-15.8m浚深至-17.5m。北段有大鏟島的存在，水淺且有礁盤，往西側(cè)拓寬成本急劇增加，且東側(cè)碼頭按規(guī)劃將逐步搬離，不存在航道占用港池水域情況，為此北段往東側(cè)拓寬60m，底標(biāo)高與南段相同。

②方案二

方案一南段往西側(cè)拓寬，雖然緩解了航道與東側(cè)碼頭港池水域的沖突，但同時也進(jìn)一步縮減了西側(cè)原本就十分緊張的駁船錨地資源。

為此方案二考慮保持現(xiàn)狀西部公共航道西側(cè)底邊線和航道走線角度不變，將航道往東側(cè)拓寬60m，航道拓寬至2 7 0 m，底標(biāo)高浚深至-17.5m。考慮到西部公共航道所處的東槽是珠江口最繁忙的水道之一，大量往來珠西與香港、珠西與媽灣赤灣蛇口作業(yè)區(qū)的駁船經(jīng)由這一水道通航。由于東槽由西部公共航道及碼頭港池水域組成，從航道西側(cè)底邊線往東側(cè)至碼頭前沿線水深均可滿足船舶通航要求，3000t級以下的駁船南行或北行均習(xí)慣性靠東側(cè)行走，而大噸級船舶靠西側(cè)行走，與靠右的航行習(xí)慣不一致，容易造成混亂和安全事故。因此西部公共航道南段除往東拓寬60m外，一并再往東劃定240m寬水域，共510m寬水域，將經(jīng)過西部港區(qū)的大小船舶均歸集于510m范圍內(nèi)航行。按此方案建設(shè)后，510m寬航道在滿足20萬噸級集裝箱船通航的同時，還能滿足萬噸級以下船舶的雙向通航。東側(cè)的240m寬水域主要作為航道與調(diào)頭圓之間的制動段或調(diào)頭圓使用，船舶航速較小，其水深可適當(dāng)縮減至-17.0m。

（3）西部共用航道拓寬浚深方案比選

①相關(guān)水域條件

方案一西部公共航道往西拓寬，主要目的是避讓東側(cè)碼頭港池水域，減少調(diào)頭船舶與航道船舶的相互干擾。但方案一往西側(cè)拓寬后，會占用西側(cè)駁船及危險品船錨地，會進(jìn)一步縮減原本就十分緊張的西部港區(qū)錨地資源。

②航道疏浚工程量比較

方案一疏浚工程量為1163.8萬m3，方案二疏浚量為913.8萬m3，方案二較方案一少約250萬m3。

③航道維護(hù)量分析

方案二未往西側(cè)增加深槽寬度，水域面積保持不變，較方案一回淤量小。

經(jīng)綜合比較后，西部公共航道拓寬浚深平面布置推薦方案二。

4.疏浚施工

建議疏浚船舶主要采用4500m3以上大型耙吸式挖泥船，在不滿足大型耙吸船施工水域要求的區(qū)域采用小于1500m3耙吸船或13m3抓斗船進(jìn)行施工。本工程疏浚量較大，從國家資源合理利用及減少海洋環(huán)境污染角度來說，宜盡量利用其吹填造陸，減少外拋。

5.結(jié)語

通過分析，深圳港西部港區(qū)出海航道的拓寬浚深是十分迫切且必要的。通過對西部港區(qū)出海航道的拓寬浚深，可提高航道的通過能力，對于支持深圳西部港區(qū)的發(fā)展和提升深圳港國際樞紐港地位均具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]深圳港西部港區(qū)出海航道疏浚拓寬工程工程可行性研究報告.中交水運規(guī)劃設(shè)計院有限公司.

[2]深圳港總體規(guī)劃（2016年版）.交通運輸部規(guī)劃研究院.

[3]深圳市綜合交通十三五規(guī)劃.深圳市政府.[4]海港總體設(shè)計規(guī)范.JTS165-2013.