波蘭某航道疏浚工程關(guān)鍵問題研究

胡 昊

（中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，天津 300222）

1 工程概況

希維諾烏伊希切～什切青航道項(xiàng)目位于波蘭西波美拉尼亞省的首府什切青市。本工程航道起點(diǎn)位于Mielin 島北端（5+134.31 km），終點(diǎn)位于什切青港Mining灣入口處（67+131.78 km），全長(zhǎng)61 997.47 km。共包括以下建設(shè)內(nèi)容：

1）疏浚全長(zhǎng)約62 km 的主航道、3 條支航道和3 處回旋水域至-12.5 m；航道5+134～16+640 km 段底高程深于-12.5 m 區(qū)域需填平至-12.5 m；

2）利用疏浚土在什切青瀉湖中填筑W22 和W28 兩座人工島；

3）航道的部分導(dǎo)助航設(shè)施需要重新布置，還需設(shè)置一些新的導(dǎo)助航設(shè)施；

4）部分與航道疏浚沖突的岸線和水工建筑物需要加固；

5）工程范圍內(nèi)與航道沖突的VTS 光纜、供電電纜、通信電纜和燃?xì)夤芫€等需要根據(jù)運(yùn)行狀況重新布設(shè)或移除；

6）對(duì)工程范圍內(nèi)可能存在的海底沉船和危險(xiǎn)爆炸物等進(jìn)行勘測(cè)與處理。

2 航道主尺度

整個(gè)航道工程可分為三段，其在形態(tài)、地質(zhì)、水文、自然環(huán)境和存在建構(gòu)筑物等方面各不相同。

希維諾烏伊希切段從 Mielin 島北端 （5+134 km）開始，到Piast 航道入口西部防波堤邊緣（16+640 km）結(jié)束，全長(zhǎng)約11.5 km。該段航道的護(hù)岸結(jié)構(gòu)按-12.5 m 底高程設(shè)計(jì)，護(hù)岸坡度為1:3，且已加寬至設(shè)計(jì)寬度。該段航道已于2012 年完工并正式交付使用，僅剩余將航道水深疏浚至-12.5 m 的工作未完成。根據(jù)水深測(cè)量顯示，該段航道底部存在大量的局部坑洼。由于這些坑洼可能會(huì)威脅已建護(hù)坡的穩(wěn)定性，所以這些護(hù)坡需要被填平至航道設(shè)計(jì)底高程-12.5 m。

圖1 工程平面布置

什切青瀉湖段從Piast 航道入口西部防波堤邊緣（16+640 km）開始，在Karw Wielki 島北部附近（46+000 km）結(jié)束，全長(zhǎng)約29.4 km。什切青瀉湖是一個(gè)水面寬闊的近海瀉湖，長(zhǎng)約55 km，最大寬度約22 km。該瀉湖水域相對(duì)較淺，平均深度3.8 m，最大天然深度8.5 m。已建航道位于瀉湖的中間部分，平均深度10.5 m，底寬90 m，連接什切青段和希維諾烏伊希切段。本段航道需疏浚至-12.5 m，疏浚邊坡為1:5，寬度需加寬至設(shè)計(jì)寬度。

什切青段從Karw Wielki 島北部（46+000 km）開始，在什切青港 Mining 灣入口（67+132 km）結(jié)束，全長(zhǎng)約21.1 km。在該段的北部，有四個(gè)狹長(zhǎng)的島將奧得河的河道局部分成兩個(gè)分支。該段航道沿著東分支流動(dòng)。本段航道需疏浚至-12.5 m，疏浚邊坡為1:3，寬度需加寬至設(shè)計(jì)寬度。與航道沖突的幾處水工建筑物需進(jìn)行防護(hù)。幾段水流條件復(fù)雜的航道邊坡需進(jìn)行加固。

3 航道疏浚及疏浚土處理

根據(jù)本工程施工條件，本工程疏浚吹填方案采用耙吸船艏吹+接力泵船輔吹方案。

首先安排反鏟船在航道22+000 及27+800 處分別開挖兩處耙吸船艏吹船窩。航道分段開挖，裝艙結(jié)束后開至船窩處拋錨接管進(jìn)行艏吹，在排泥管線的適當(dāng)位置（需根據(jù)耙吸船泥泵以及接力泵的性能參數(shù)進(jìn)行計(jì)算）接接力泵船輔吹。

根據(jù)要求，本工程航道兩側(cè)土地不允許被過多開挖，因此本工程超挖量控制較為嚴(yán)格；對(duì)多數(shù)區(qū)域，超寬量為0.5 m，超深量為0.3 m；在部分存在水工建筑物區(qū)域，航道允許疏浚超寬量為0 m，允許超深量為0.1 m。

為了堆放本工程疏浚土，計(jì)劃在什切青瀉湖段航道東側(cè)新建W22 和W28 兩座人工島，作為疏浚土的堆場(chǎng)，同時(shí)島上規(guī)劃建設(shè)永久性港口，供過往船舶?？亢脱a(bǔ)給。其中優(yōu)先填筑W22 島，剩余疏浚土吹填至W28 島，填筑完成后W28 島尚可容納疏浚土，可用于容納日后航道維護(hù)疏浚土。

考慮自然環(huán)境和卸貨速度，疏浚土運(yùn)輸船最好選用開底泥駁。在開始填島前，島嶼邊界需進(jìn)行封閉，但應(yīng)在部分邊界圈上保留空缺段，其目的在于：

1）讓開底泥駁進(jìn)入，便于其傾倒疏浚土；

2）同時(shí)可使瀉湖中的水渾濁最小化，減少工程對(duì)環(huán)境的不利影響；

3）使圍填范圍內(nèi)的魚類逃出。

圖2 圍填平面布置

4 航道疏浚與現(xiàn)有岸線及建（構(gòu)）筑物的沖突

4.1 與現(xiàn)有岸線的沖突

由于航道的加寬與加深，航道兩側(cè)總計(jì)5 175 m長(zhǎng)的岸線將會(huì)被開挖。其中為開挖Przesmyk Orli調(diào)頭圓，Ostrów Grabowski 島北部需向南挖除約 175 m，該區(qū)域內(nèi)部分建筑物需拆遷，植被需移栽或補(bǔ)種。同時(shí)由于轉(zhuǎn)向船舶引起強(qiáng)烈的水流，該處岸線需進(jìn)行加固。而在Przesmyk Orli 的兩端，為維持現(xiàn)有水流條件，該部分岸線同樣需要加固。

4.2 與現(xiàn)有碼頭的沖突

本工程航道的施工與該區(qū)域多處碼頭發(fā)生沖突，碼頭結(jié)構(gòu)需進(jìn)行加固，加固過程中作業(yè)船只、錨纜等會(huì)干擾疏浚施工。需進(jìn)行協(xié)調(diào)以保障施工順利進(jìn)行。

4.3 與現(xiàn)有管線的沖突

本工程航道的施工與該區(qū)域內(nèi)已建的VTS 光纜、供電電纜、通信電纜和油氣管道等管線產(chǎn)生沖突。其中廢棄的線纜需進(jìn)行移除，使用中的管線需重新布設(shè)，具體情況及處理方式見表1。

表1 航道區(qū)域沖突管線及處理方式

4.4 與現(xiàn)有導(dǎo)助航設(shè)施的沖突

本工程航道內(nèi)的部分導(dǎo)助航設(shè)施需根據(jù)需求重新布設(shè)，還需要新建一些導(dǎo)助航設(shè)施。

需要改建的航標(biāo)包括第44 號(hào)、70 號(hào)、72號(hào)、84 號(hào)、86 號(hào)、87 號(hào)、88 號(hào)航標(biāo)，這些航標(biāo)需要拆除并在新的航道邊界20 m 外重新安裝。

Ostrów Grabowski 島北端頭現(xiàn)存的堤頭燈需要移至對(duì)應(yīng)的陸地上。

需購(gòu)買3 對(duì)浮標(biāo)（3 個(gè)紅色和3 個(gè)綠色）和7 對(duì)（14 個(gè)）冰標(biāo)布置于什切青瀉湖段及POLICE段航道兩側(cè)。

5 海底沉船和危險(xiǎn)爆炸物勘測(cè)與處理

什切青是二戰(zhàn)期間戰(zhàn)爭(zhēng)較為激烈的地區(qū)，在戰(zhàn)爭(zhēng)中遺留了大量的軍火、沉船等。2013 年在皮亞斯特航道疏浚過程中，僅在一處地點(diǎn)就發(fā)現(xiàn)了25 t 軍火，這些軍火包含水雷、深水炸彈、魚雷、空投炸彈等等。針對(duì)該情況，UXO Marine公司于2017 年對(duì)擬建的希維諾烏依希切～什切青河道進(jìn)行了磁力探測(cè)，根據(jù)磁力探測(cè)報(bào)告，本項(xiàng)目疏浚區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)15 800 處磁力信號(hào)異常點(diǎn)（磁通量大于5 nT），其中有5 163 個(gè)埋深在0～1 m，5 526 個(gè)埋深在1～2 m，5 111 個(gè)埋深大于2 m。結(jié)合該地區(qū)在二戰(zhàn)期間的戰(zhàn)爭(zhēng)事件分析磁力信號(hào)異常點(diǎn)可能存在的危險(xiǎn)軍事物種類，在希維諾烏依希切段磁信號(hào)異常點(diǎn)可能存在空投炸彈、炮彈、水雷、深水炸彈等危險(xiǎn)爆炸物；什切青泄湖段可能存在空投炸彈、水雷等；什切青段可能存在空投炸彈、炮彈等。

根據(jù)探測(cè)公司以往的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這些磁力異常點(diǎn)約有5 %～15 %的比例被確認(rèn)為危險(xiǎn)物品，但即使如此，所有的磁力異常點(diǎn)均需被視為危險(xiǎn)物品，需要做好足夠的安全處置措施。

根據(jù)與當(dāng)?shù)貙I(yè)危險(xiǎn)爆炸物清理公司聯(lián)系，該公司在什切青地區(qū)干過多個(gè)類似項(xiàng)目，對(duì)工期有充分把握，預(yù)計(jì)六個(gè)月內(nèi)完成全部清除工作并出具證書，清除的危險(xiǎn)爆炸物需交給軍方妥善處理。

6 環(huán)境保護(hù)措施

為滿足歐盟對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求，本工程需采用如下措施消除或降低項(xiàng)目對(duì)環(huán)境的不利影響。

1）使用最大程度控制水的渾濁度及渾濁時(shí)間的疏浚技術(shù)、對(duì)水環(huán)境影響較小的疏浚設(shè)備和能更快清空的運(yùn)輸船。不允許使用抓斗式挖掘機(jī)進(jìn)行疏浚；

2）人工島布置在較深處，以減少占用水域的面積；

3）設(shè)備的廢氣排放和噪音必須符合波蘭政府發(fā)布的關(guān)于防止船舶污染的法令和《港口規(guī)章》的相關(guān)要求，并使用高質(zhì)量燃料以確保廢氣排放符合相應(yīng)的法律規(guī)定；

4）由于需對(duì)魚類和七鰓鰻的遷徙提供保護(hù)，尤其是在Roztoka Odrzańska，每年10 月1 日至5 月31 日期間的夜間（晚上10 點(diǎn)～早上6 點(diǎn)）不進(jìn)行疏浚工程，其余時(shí)間（早上6 點(diǎn)～晚上10點(diǎn)）的施工須在嚴(yán)格的環(huán)境監(jiān)督（包括魚類監(jiān)督）下執(zhí)行。6 月1 日至9 月30 日期間的施工無時(shí)間限制，但仍須在環(huán)境監(jiān)督下執(zhí)行；

5）在工程施工期間，由于需要對(duì)環(huán)境尤其是魚類和七鰓鰻提供保護(hù)，若出現(xiàn)對(duì)環(huán)境構(gòu)成高度威脅的情況，應(yīng)暫時(shí)停工；

6）工程施工過程中，受影響的植被均需移栽或按1:1 比例補(bǔ)種。不得移除POLICE～什切青地區(qū)臨接主航道區(qū)域已有的風(fēng)倒木和樹根（海岸線加固施工覆蓋的區(qū)域除外），從而保存各動(dòng)植物分類群；

7）加固堤岸應(yīng)首選使用大塊石或混凝土塊，一方面可以有效地保護(hù)海岸免受波浪侵蝕，另一方面允許藻類的生長(zhǎng)和鉤蝦等生物的存在。

7 結(jié) 論

本工程根據(jù)波蘭希維諾烏伊希切～什切青航道現(xiàn)狀和特點(diǎn)，對(duì)全長(zhǎng)約62 km 的航道疏浚工程分段進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

1）選擇了對(duì)環(huán)境影響較小的“耙吸船艏吹+接力泵船輔吹+開底泥駁運(yùn)輸”施工方案，并利用疏浚土填筑了兩座人工島，對(duì)疏浚土進(jìn)行了合理利用；

2）對(duì)施工區(qū)域內(nèi)的岸線和水工建（構(gòu)）筑物進(jìn)行了遷移和加固，電纜和管線進(jìn)行了移除和改建；

3）通過與當(dāng)?shù)乇ㄎ锴謇砉竞献?，?duì)工程范圍內(nèi)可能存在的海底沉船和危險(xiǎn)爆炸物進(jìn)行了分析和勘測(cè)，清除的爆炸物需交給軍方妥善處理。

本工程設(shè)計(jì)條件復(fù)雜，設(shè)計(jì)因素多樣，同時(shí)還需滿足歐盟嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)要求，可為類似工程設(shè)計(jì)提供參考和借鑒。