淺談航道常年性維護(hù)施工

鄒靖 中交廣州航道局有限公司

1.概況

海滄港區(qū)位于九龍江河口區(qū)，為較為典型的淺水深用港區(qū)，水體含泥量較大，上游徑流對(duì)航道回淤存在較大影響，特別是上游泄洪存在不確定性，受季節(jié)、天氣影響明顯，使海滄航道回淤不均衡，回淤速率也相對(duì)較快，備淤深度維持時(shí)間較短。

海滄航道從主航道E'接入至海滄港區(qū)21＃泊位，航道總長(zhǎng)度10.87km，其中E′點(diǎn)至海滄港區(qū)7#泊位西端部，全長(zhǎng)約6.26km，航道通航寬度250m，設(shè)計(jì)底高程-15.5m，通航水深15.1m；8#泊位至19#泊位前沿航道通航寬度250 m，底高程為-14.0m，通航水深13.6m；20#～21#泊位航段航道通航寬度170m，設(shè)計(jì)底高程-11.5m，通航水深11.0m，如圖1所示。

2.常年性維護(hù)的必要性

海滄航道曾采用過(guò)一次性維護(hù)施工模式，施工過(guò)程中存在一定的問(wèn)題，主要是海滄航道回淤不均衡，回淤速率也相對(duì)較快，備淤深度維持時(shí)間較短，同時(shí)一次性維護(hù)模式類(lèi)似于基建工程，施工單位完成維護(hù)疏浚后，對(duì)航道進(jìn)行交工驗(yàn)收，然后施工單位退場(chǎng)等候下次維護(hù)指令，由于兩次維護(hù)之間存在一定的準(zhǔn)備間隙，因此航道的通航水深保證率無(wú)法達(dá)到預(yù)期。

隨著廈門(mén)港各航道工程相繼建成，航道進(jìn)一步拓寬浚深，廈門(mén)港人工航槽淤積范圍有所擴(kuò)大，特別是近幾年部分碼頭通過(guò)技改和論證后，其靠泊能力的提升，船舶大型化日益明顯，為了確保廈門(mén)港航道安全暢通和港區(qū)正常生產(chǎn)，對(duì)廈門(mén)港航道進(jìn)行常年維護(hù)疏浚是十分必要的。而海滄港區(qū)作為廈門(mén)港核心港區(qū)，對(duì)通航水深保證率要求較高，且2017年4月后海滄港區(qū)遠(yuǎn)海碼頭將常態(tài)化靠泊20萬(wàn)噸集裝箱船，對(duì)通航安全、通航水深保證率要求更高，常年性維護(hù)施工模式確保了廈門(mén)港航道水深維持和船舶通航安全。

3.施工重難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施

海滄航道常年性維護(hù)疏浚工程，比常規(guī)的基建疏浚工程需注意以下重難點(diǎn)，并采取有效應(yīng)對(duì)措施：

4.回淤規(guī)律

海滄航道位于九龍江河口區(qū)，受上游來(lái)水來(lái)沙影響較大，且海滄港區(qū)西部泊位和航道為淺水深用區(qū)，回淤速率較快，根據(jù)往年測(cè)圖資料對(duì)比分析，海滄航道淤積區(qū)主要集中于8#泊位以西航段及航道口門(mén)附近，其中8#泊位以西航段的淤積量約占海滄航道淤積量的70%。E'～7#泊位航段年淤?gòu)?qiáng)約17.48cm/a，8#～17#泊位航段年淤?gòu)?qiáng)約39.51cm/a，18#～21#泊位航段年淤?gòu)?qiáng)約149.06cm/a～182.39cm/a。受九龍江徑流影響，海滄航道淤積存在季節(jié)性規(guī)律，回淤較嚴(yán)重時(shí)間為4月～10月。

海滄航道淤積的沙源主要有：①上游輸沙，②細(xì)顆粒泥沙來(lái)回搬運(yùn)，③人為因素（如采砂、疏浚等施工作業(yè)）導(dǎo)致的含沙量升高、泥沙輸移，④海向來(lái)沙。2016-2020年海滄航道回淤情況見(jiàn)表2。

圖1 海滄航道平面示意圖

表1 施工重難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施

表2 2016-2020海滄航道回淤情況統(tǒng)計(jì)表

圖2 自航耙吸式挖泥船施工流程圖

圖3 邊坡階梯開(kāi)挖斷面示意圖

此外，廈門(mén)灣災(zāi)害性天氣主要為臺(tái)風(fēng)天氣，每年7～10月經(jīng)常受臺(tái)風(fēng)影響（平均每年3.7次），臺(tái)風(fēng)期間經(jīng)常出現(xiàn)暴雨帶來(lái)洪水，將導(dǎo)致航道淤積加劇。根據(jù)近幾年的實(shí)測(cè)資料分析，每年臺(tái)風(fēng)期間海滄航道8-19#泊位航段均發(fā)生一定程度的異?；赜伲赜倭亢团_(tái)風(fēng)、洪水發(fā)生的頻率和持續(xù)時(shí)間密切相關(guān)。

5、施工方法、技術(shù)措施

海滄航道常年性維護(hù)施工采用的施工設(shè)備為自航耙吸式挖泥船，2艘中型耙吸船可以滿(mǎn)足施工要求。

5.1 耙吸挖泥船施工方法

自航耙吸式挖泥船裝備由水力吸泥裝置和耙頭挖掘機(jī)具組成，施工時(shí)，首先通過(guò)先進(jìn)DGPS及電子海圖進(jìn)行精準(zhǔn)定位，然后到達(dá)開(kāi)挖區(qū)下耙，通過(guò)潮位遙報(bào)儀、星站差分接收機(jī)接收潮汐水位進(jìn)行挖深控制，最后泥泵把從耙頭的吸口吸入挖掘的泥漿裝入挖泥船泥艙中。

自航耙吸式挖泥船具有自挖、自裝、自卸的功能。當(dāng)滿(mǎn)艙后，將停止挖泥并起耙航行到傾倒區(qū)拋卸，然后再返航施工，施工流程如圖2所示。

5.2 耙吸船施工工藝

本工程疏浚范圍較大、且泥層稍厚，采用分段、分層結(jié)合施工。施工分段以3～5km一段為宜，按分層開(kāi)挖，力求使開(kāi)挖區(qū)域平順不起陡坎和壟溝。

耙吸船分層按階梯形斷面開(kāi)挖邊坡區(qū)域，按照“下超上欠，超欠平衡”的原則進(jìn)行開(kāi)挖，達(dá)到邊坡設(shè)計(jì)要求并有效控制超開(kāi)挖量，開(kāi)挖槽面不留淺點(diǎn)。使用船載導(dǎo)航、定位、定點(diǎn)、定深電子控制系統(tǒng)控制平面位置及開(kāi)挖深度。邊坡階梯開(kāi)挖如圖3所示。

5.3 耙吸船施工技術(shù)措施

（1）船舶進(jìn)場(chǎng)前進(jìn)行耙頭和平面定位校準(zhǔn)，并做好記錄及進(jìn)行誤差改正。施工前，工程技術(shù)人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)擬開(kāi)挖部位進(jìn)行分段、分層，并繪制分段、分層平面施工圖。

（2）施工期間通過(guò)潮位遙報(bào)儀、星站差分接收機(jī)實(shí)時(shí)接收水位變化信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)耙頭下放深度的動(dòng)態(tài)調(diào)整。

（3）施工中利用疏浚監(jiān)測(cè)平臺(tái)中的實(shí)時(shí)水下地形、耙頭三維空間顯示功能，指導(dǎo)開(kāi)挖工藝。

（4）邊坡區(qū)域安排在緩流階段開(kāi)挖，以減少因流急而導(dǎo)致船體與耙頭相對(duì)位置的改變，從而影響耙頭的計(jì)劃走向。

（5）利用船舶動(dòng)力定位、動(dòng)態(tài)跟蹤功能（DP/DT），預(yù)先設(shè)定邊坡開(kāi)挖線，船舶智能化系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)、流等外力因素自動(dòng)控制各種動(dòng)力設(shè)備，確保耙頭始終沿設(shè)定邊坡開(kāi)挖線施工。

（6）利用船舶耙管絞車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)（SPWC），實(shí)時(shí)控制波浪補(bǔ)償器的位置、確保耙頭處于安全角度范圍及期望疏浚深度。通過(guò)設(shè)定分層浚挖深度，保證施工的質(zhì)量可控。

（7）利用超深報(bào)警系統(tǒng)預(yù)防超深開(kāi)挖，當(dāng)耙頭下放超過(guò)設(shè)定深度時(shí)將出現(xiàn)閃爍警示，及時(shí)提醒駕駛員及操耙手提升耙頭至合理開(kāi)挖面。

（8）在各施工段之間交接處按一層接搭100m的重疊長(zhǎng)度，以防止漏挖。

（9）施工中加強(qiáng)檢測(cè)，自航耙吸船施工期間按3～4天的頻次進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)更新施工文件。

6.施工管理情況

6.1 進(jìn)度控制

維護(hù)施工前編制詳細(xì)的施工方案，同時(shí)在技術(shù)、船機(jī)設(shè)備、人力、物質(zhì)上給予充分保障。施工期間加強(qiáng)施工檢測(cè)，確保淺點(diǎn)及時(shí)掃除，提高挖泥船時(shí)間的利用率。在施工過(guò)程中，積極主動(dòng)與海事、海洋等相關(guān)單位協(xié)調(diào)，及時(shí)協(xié)商處理現(xiàn)場(chǎng)施工干擾問(wèn)題，避免對(duì)工程造成影響。加強(qiáng)施工船舶的設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)，確保船機(jī)完好率。合理組織各船舶的施工安排，優(yōu)化施工區(qū)域。選派技術(shù)員駐船進(jìn)行指導(dǎo)施工，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)交底，確保進(jìn)度滿(mǎn)足要求。

6.2 質(zhì)量控制

項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中嚴(yán)格按照《水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》（JTS257-2008）、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求的有關(guān)條款施工。

組織學(xué)習(xí)質(zhì)量體系文件，并有針對(duì)性地作好上崗培訓(xùn)，教育、監(jiān)督員工認(rèn)真執(zhí)行質(zhì)量體系文件。做好設(shè)計(jì)圖紙的會(huì)審工作，透徹理解設(shè)計(jì)意圖。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和有關(guān)技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等要求，制定技術(shù)措施和計(jì)劃。按照設(shè)計(jì)文件要求編制施工方案，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際開(kāi)挖土質(zhì)情況，加強(qiáng)與作業(yè)船舶交底，優(yōu)化施工。

施工中利用疏浚監(jiān)測(cè)平臺(tái)中的實(shí)時(shí)水下地形、耙頭三維空間顯示功能，指導(dǎo)開(kāi)挖工藝。挖泥船進(jìn)場(chǎng)前進(jìn)行施工技術(shù)交底、人員培訓(xùn)教育。施工人員根據(jù)具體維護(hù)范圍進(jìn)行定位開(kāi)挖，控制開(kāi)挖寬度，嚴(yán)格限制超深、超寬，減少?gòu)U方。施工中及時(shí)進(jìn)行水深測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果及時(shí)反饋至施工船舶，指導(dǎo)船舶施工。交工驗(yàn)收前堅(jiān)持自檢測(cè)量制度。自檢測(cè)量過(guò)程堅(jiān)持決不放過(guò)一個(gè)淺點(diǎn)的原則，嚴(yán)格按照測(cè)量規(guī)范要求，認(rèn)真組織施工，保證數(shù)據(jù)真實(shí)、可靠。

6.3 安全文明施工

嚴(yán)格貫徹“安全第一、預(yù)防為主、文明施工”的工作方針，將安全文明施工的工作融入到項(xiàng)目施工管理過(guò)程中，大家齊抓共管，各負(fù)其責(zé)，在整個(gè)工地營(yíng)造出良好的安全文明施工氣氛和聲勢(shì)，始終做到抓安全、促生產(chǎn)、文明施工，強(qiáng)化施工現(xiàn)場(chǎng)的日常安全生產(chǎn)管理工作，確保整個(gè)工程安全生產(chǎn)順利平穩(wěn)的進(jìn)行。

加強(qiáng)對(duì)施工船舶的安全技術(shù)交底，做好現(xiàn)場(chǎng)人員三級(jí)安全教育培訓(xùn)。密切關(guān)注氣候變化，特別是能見(jiàn)度不良等惡劣天氣情況，做好施工防范。建立完善的安全管理預(yù)案，包括《防臺(tái)預(yù)案》《安全環(huán)保應(yīng)急預(yù)案》、《船舶溢油應(yīng)急預(yù)案》《人員落水應(yīng)急救助預(yù)案》《生產(chǎn)安全事故應(yīng)急預(yù)案》等。項(xiàng)目管理過(guò)程中要求各船舶嚴(yán)格按照預(yù)案及相關(guān)措施執(zhí)行。督促現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定穿戴防護(hù)用品，做好文明施工。加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)隱患及風(fēng)險(xiǎn)排查，提高風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)。所有施工船舶保證通訊暢通。加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急管理，組織在場(chǎng)船舶進(jìn)行各類(lèi)演習(xí)等。

定期對(duì)船舶進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，督促及時(shí)整改，消除安全隱患，并做好反饋工作。配備足夠數(shù)量的消防、救生設(shè)備、設(shè)施，各項(xiàng)安全設(shè)備處于良好狀態(tài)。

6.4 環(huán)保措施

施工過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家海洋部門(mén)有關(guān)海洋廢棄物傾倒相關(guān)規(guī)定，要求船舶到批復(fù)的傾倒區(qū)進(jìn)行卸泥。委托第三方單位對(duì)本工程施工海域進(jìn)行環(huán)境跟蹤監(jiān)測(cè)，避免對(duì)海洋環(huán)境造成破壞。加強(qiáng)對(duì)施工船舶施工過(guò)程中溢流時(shí)間控制，外運(yùn)拋泥到位管理，避免出現(xiàn)不良施工現(xiàn)象。施工中加強(qiáng)對(duì)船機(jī)設(shè)備進(jìn)行檢查，杜絕出現(xiàn)有可能泄漏疏浚物（包括船用油類(lèi)及疏浚泥沙）的設(shè)備隱患存在。

7.結(jié)束語(yǔ)

廈門(mén)港位于福建省南部沿海，是我國(guó)沿海主要港口和八大集裝箱干線港之一，而海滄航道又作為廈門(mén)港的主要航道。海滄航道常年性維護(hù)施工保障將直接影響海滄港區(qū)的發(fā)展，按時(shí)完成月度常態(tài)性維護(hù)，保障了通航水深，為確保大型集裝箱船舶順利進(jìn)出廈門(mén)港，提升廈門(mén)港在國(guó)內(nèi)、國(guó)際上的聲譽(yù)，增強(qiáng)港口的競(jìng)爭(zhēng)力提供了有力的保障。