航道疏浚工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

王如城

摘 要：根據(jù)2018年年鑒資料，廣東省航道維護(hù)里程為11.23萬(wàn)公里，水路貨運(yùn)量為10.24億噸，占整個(gè)貨物運(yùn)輸總量的24%，水路運(yùn)輸在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著重要作用。航道受水流動(dòng)力、水土流失等多種因素影響，個(gè)別航段出現(xiàn)淤積導(dǎo)致水深不足的情況比比皆是，局部淺段的出現(xiàn)直接制約了整個(gè)航道水運(yùn)潛能的發(fā)揮，而疏浚工程是目前最為簡(jiǎn)單、有效的航道整治措施之一。如何科學(xué)、合理地確定疏浚設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)工程的實(shí)施效果和節(jié)約工程造價(jià)至關(guān)重要。本文結(jié)合工程實(shí)例，闡述在疏浚工程設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意的相關(guān)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以期為廣大同仁在疏浚工程設(shè)計(jì)時(shí)提供參考。

關(guān)鍵詞：航道疏浚;疏浚方案;設(shè)計(jì)要點(diǎn)

中圖分類號(hào)：U612 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006—7973（2019）06-0081-02

龍穴南水道從蕉門口至廣州港出海航道30#標(biāo)全程共31km。該水道既是南沙江海聯(lián)運(yùn)港區(qū)至西江干線集疏運(yùn)的主通道，也是南沙江海聯(lián)運(yùn)港區(qū)至沿海運(yùn)輸主通道，以及珠江三角洲中部地區(qū)通往深圳、中山3000噸級(jí)便捷通道。其地理位置對(duì)于激活整個(gè)珠三角高等級(jí)航道網(wǎng)至關(guān)重要，因此對(duì)該水道開展3000噸級(jí)整治工作是十分必要的。

經(jīng)過(guò)實(shí)地踏勘走訪并結(jié)合水深地形測(cè)量資料，以及航道、海事、交通、水利等相關(guān)部門的整治建議。龍穴南航道整治工作的重點(diǎn)在于疏浚工程。疏浚工程如何確定相關(guān)參數(shù)，把握相關(guān)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，確保工程能夠順利實(shí)施，起到了非常關(guān)鍵的作用?？茖W(xué)、規(guī)范、適宜的疏浚設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)于減少工程變更，節(jié)約工程造價(jià)都可起到良好的效果。

1工程基本情況

龍穴南水道按通航3000t海輪雙向航道標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，航道尺度為6.5m×120m×650m（通航水深×通航航寬×最小彎曲半徑）。

建設(shè)內(nèi)容主要包括疏浚、航標(biāo)工程。其中疏浚為主體工程，航標(biāo)為配套工程。疏浚工程是本項(xiàng)目得以實(shí)施，達(dá)到預(yù)期整治效果的關(guān)鍵工程。

2疏浚方案

2.1 布置原則

（1）滿足航運(yùn)對(duì)航道尺度的要求，改善通航條件，最大限度地滿足航行條件的要求;

（2）選在適應(yīng)船舶的習(xí)慣航線，與上下游航道平順相接，便于船隊(duì)航行;

（3）充分利用河床自身的發(fā)展變化規(guī)律，因勢(shì)利導(dǎo)，利用水流的能量維護(hù)挖槽的穩(wěn)定;

（4）應(yīng)充分利用自然水深和局部深槽，以減少工程量，節(jié)約投資;

（5）感潮河段設(shè)計(jì)的挖槽宜選擇在相對(duì)穩(wěn)定的以落潮流為主的深槽，挖槽的方向與落潮主流方向盡量一致，其交角宜小于15°，以利沖刷河床帶走泥沙。

2.2平面布置方案

龍穴南水道上游與蕉門口航道平順銜接，銜接后沿現(xiàn)有1000t級(jí)航槽軸線布置，下游順著落潮流方向與廣州港出海航道30#標(biāo)處相接，全程31㎞，其中需要疏浚長(zhǎng)度約為25km，占龍穴南水道整個(gè)通航里程的81%。

3疏浚工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 航道設(shè)計(jì)水深及航道寬度的確定

航道設(shè)計(jì)水深及寬度的確定時(shí)應(yīng)注意疏浚地質(zhì)、船舶類型、水文條件、安全距離等[1]。其中內(nèi)河航道水深可根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》公式H=T+△H進(jìn)行計(jì)算;海輪航道通航水深可根據(jù)《海港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》公式D0=T+Z0+Z1+Z2+Z3，航道設(shè)計(jì)水深：D=D0+Z4進(jìn)行計(jì)算。

同理，內(nèi)河航道寬度可采用公式B2=BFd+BFu+d1+d2+C進(jìn)行計(jì)算。海輪航道寬度可采用公式：?jiǎn)蜗蚝降繵1=A+2c，雙向航道：W2=2A+b+2c進(jìn)行計(jì)算，詳見下表。

依據(jù)規(guī)范計(jì)算得：航道通航水深計(jì)算值為3.5～6.45m，取整為6.5m;航道設(shè)計(jì)水深計(jì)算值為3.5～6.95m，取整為7.0m;航道寬度為69.7～119.8m，取整為120m。

3.2 疏浚邊坡的確定

疏浚區(qū)域的土質(zhì)、水動(dòng)力條件、以往整治邊坡情況、上下游銜接航道邊坡情況、數(shù)學(xué)模型研究和疏浚設(shè)備等均影響疏浚邊坡的確定。而疏浚邊坡的確定又直接影響到工程量和工程造價(jià)，以及日后的回淤等方面，可謂牽一發(fā)而動(dòng)全身。

根據(jù)巖土勘察結(jié)果，本次疏浚深度內(nèi)河床底質(zhì)以淤泥、淤泥質(zhì)土為主，其標(biāo)貫擊數(shù)N在2～4擊之間、天然重度γ在15～17KN/m?之間、天然含水率ω為40%～85%左右。結(jié)合《疏浚與吹填工程設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)要求和數(shù)學(xué)模型研究推薦的邊坡成果，蕉門口至新龍?zhí)卮髽蚝佣瓮诓墼O(shè)計(jì)邊坡取1：8，新龍?zhí)卮髽蛑翉V州港出海航挖槽設(shè)計(jì)邊坡取1：10。

3.3 挖泥設(shè)備的選擇

疏浚設(shè)備的選取直接關(guān)系到超寬、超深工程量計(jì)量，進(jìn)而影響到工程造價(jià)。疏浚設(shè)備應(yīng)結(jié)合工程規(guī)模、建設(shè)要求、現(xiàn)場(chǎng)水域條件、巖土的可挖性、現(xiàn)場(chǎng)的自然條件等因素進(jìn)行選擇。

根據(jù)本工程特點(diǎn)，結(jié)合各疏浚施工船機(jī)的適應(yīng)范圍與能力，本工程施工可有以下疏浚船機(jī)可供選擇：一是抓斗式挖泥船，該設(shè)備對(duì)土質(zhì)的適應(yīng)能力較強(qiáng)，可調(diào)節(jié)斗速來(lái)挖掘除巖土之外的各種土質(zhì)，挖槽底部比較平整、挖深誤差較小，容易控制超寬。其主要缺點(diǎn)是施工中需拋錨及移位太多，伸展范圍大而干擾通航;二是耙吸挖泥船，具有船舶大、抗風(fēng)能力強(qiáng)，適合于開挖狹長(zhǎng)航道，尤其是在水域開闊的海港和河口較長(zhǎng)距離的航道作業(yè)，不需要占用大量水域或者封鎖航道，基本上不影響通航。但由于船舶大、吃水深，要求施工地區(qū)內(nèi)有足夠的水深和調(diào)頭及拋泥的水域，因而施工地區(qū)有一定的局限性。

龍穴南水道河床底質(zhì)以淤泥為主，河道寬度約2km，水深在1.4m～5.0m之間。本項(xiàng)目航道設(shè)計(jì)水深為7.0m，最大疏浚深度約5.6m。結(jié)合工程實(shí)際情況，從施工器械所需吃水條件、土質(zhì)可挖性、淤泥質(zhì)土類可挖性、對(duì)自然環(huán)境適應(yīng)性（風(fēng)浪、波高等）、工作效率、綜合單價(jià)等因素考慮。確定本次采用2300m?自航耙吸挖泥船進(jìn)行航槽施工，采用8m?抓斗挖泥船配1000m?泥駁進(jìn)行修坡挖泥施工。

3.4疏浚斷面的確定

3.5 ?拋泥區(qū)的選取

拋泥區(qū)的選取在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能接近疏浚施工地點(diǎn)，減少棄土運(yùn)距，節(jié)約工程造價(jià);同時(shí)應(yīng)兼顧環(huán)保及附近水域的環(huán)境，減少棄土對(duì)環(huán)境及生態(tài)的影響;不要影響正常的通航等。

疏浚物的處理主要分為陸拋（回填）和水拋（即海洋傾倒）兩種方式[2]。結(jié)合本工程的特點(diǎn)，采用水拋方式可選擇在坭洲頭棄土區(qū)、淇澳島東北棄土區(qū)、淇澳島東南棄土區(qū)和黃茅島南棄土區(qū)。但這四個(gè)棄土區(qū)均離本項(xiàng)目較遠(yuǎn)，運(yùn)距較大，不經(jīng)濟(jì)。經(jīng)調(diào)查走訪，距離本項(xiàng)目?jī)H35㎞的中山市火炬開發(fā)區(qū)臨港工業(yè)園需要大量疏浚土。經(jīng)溝通協(xié)商，最終將疏浚土采用陸拋方式用于臨港工業(yè)園的回填之用，既滿足了工業(yè)園取土的需求，又解決了本次疏浚土的安置問題，同時(shí)也大大縮短了運(yùn)輸距離，節(jié)約了工程造價(jià)，起到“一箭三雕”的效果。

3.6 疏浚施工期間航標(biāo)的設(shè)置

航道疏浚施工最常見的難題是施工作業(yè)與航道上正常通航的船舶間的矛盾。若處理不當(dāng)容易相互干擾，甚至出現(xiàn)碰船事故。因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮施工期航標(biāo)的設(shè)置事宜，明確施工范圍，合理疏導(dǎo)交通，保障區(qū)域通航安全。

本次疏浚工程采用分區(qū)域施工的方式，即疏浚完航道左側(cè)區(qū)域再疏浚航道右側(cè)區(qū)域。最大程度降低航道過(guò)往船舶與施工船舶間的相互干擾。施工期間的航標(biāo)設(shè)置以施工范圍為邊界，在充分利用現(xiàn)有航標(biāo)的基礎(chǔ)上，新增8座HF2.4m施工專用標(biāo)。施工標(biāo)的位置隨著施工區(qū)域的調(diào)整而調(diào)整，以簡(jiǎn)潔明了的方式標(biāo)識(shí)出施工區(qū)域邊界，提醒過(guò)往船舶注意安全。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在航道疏浚工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要從實(shí)際出發(fā)，深入剖析工程深層設(shè)計(jì)要素。在疏浚工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮工程地質(zhì)、水流動(dòng)力、施工水位、施工設(shè)備、河道回淤、拋泥區(qū)、施工期間船舶通航安全保障措施等因素，科學(xué)合理地確定設(shè)計(jì)參數(shù)。確保設(shè)計(jì)成果能夠順利實(shí)施，并取得良好的整治效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐存本.關(guān)于航道整治線寬度的確定[J].中國(guó)水運(yùn)，1988，（05）.192.

[2]曹祖德，王桂芳，朱杰.疏浚拋泥區(qū)選劃的研究[J].交通環(huán)保，1992，（2）：13.