關(guān)于港口航道工程施工技術(shù)的探索探討

李小輝

舟山市海通水運(yùn)工程咨詢監(jiān)理有限責(zé)任公司

摘要：通過對我國現(xiàn)代港口航道發(fā)展的梳理，詳細(xì)闡述了港口航道施工技術(shù)，并對港口與航道工程技術(shù)的發(fā)展及未來進(jìn)行探索探討，為行業(yè)施工技術(shù)的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：港口航道；施工技術(shù)；探索探討

1 概述

1.1港口航道定義

港口是綜合運(yùn)輸系統(tǒng)中水陸聯(lián)運(yùn)的重要樞紐，貨物和旅客集散并變換運(yùn)輸方式的場地，它有一定面積的水域和陸域供船舶出入和停泊，可以為船舶提供安全停靠、作業(yè)的設(shè)施以及提供補(bǔ)給、修理等技術(shù)服務(wù)和生活服務(wù)。

航道就是為了組織水上運(yùn)輸所規(guī)定或設(shè)置的船舶航行的通道。

1.2港口航道工程現(xiàn)代化發(fā)展歷程

港口是一個國家對外開放最前沿的窗口，是綜合運(yùn)輸大通道的節(jié)點(diǎn)，是溝通國內(nèi)與國際經(jīng)濟(jì)往來的重要樞紐。從建國之初，中國便開始恢復(fù)港口建設(shè)，1952年天津新港的修復(fù)和開港標(biāo)志著新中國筑港事業(yè)開始的標(biāo)志；1956年湛江港是我國自行設(shè)計(jì)施工的第一座大型港口；1978年改革開放之后，特別是伴隨14個沿海港口城市的進(jìn)一步對外開放，港口建設(shè)更是進(jìn)入了高速發(fā)展時期，我國沿海主要港口在大型化、機(jī)械化和專業(yè)化方面步入世界先進(jìn)水平。新世紀(jì)伊始，全國掀起了新一輪港口建設(shè)和發(fā)展熱潮，港口的建設(shè)數(shù)量、規(guī)模、吞吐能力以驚人的速度增長，中國港口新的格局初步形成，并躋身世界港口大國行列。自1984年上海港貨物吞吐量首次超過億噸開始，中國沿海港口群芳斗艷，連續(xù)突破億噸大關(guān)，到2010年末，我國沿海年吞吐量超過億噸的港口達(dá)到16個，是世界上擁有億噸港口最多的國家。寧波-舟山港，廣州港，天津港也已邁入世界前十大港口。上海洋山深水港一舉成為世界第一大港口，上海成為國際航運(yùn)中心的核心。

中國航道建設(shè)的歷史也是中國疏浚業(yè)發(fā)展的歷史。1949年新中國成立后，疏浚工作開始得到恢復(fù)和發(fā)展。上海、天津、廣州等港成功地進(jìn)行了維護(hù)性疏浚，保證了全國大小港口的正常運(yùn)轉(zhuǎn)：1952年建成的塘沽新港，便是在淤泥灘上挖出的萬噸級航道及港池。1973年，為貫徹周總理“三年改變港口面貌”的指示，秦皇島港、天津港、青島港、上海港、寧波港等開始了大規(guī)模的建設(shè)，航道疏浚進(jìn)入一個大發(fā)展的階段。這一時期，中國疏浚引進(jìn)了一大批先進(jìn)的挖泥船，特別是適合在河口、沿海地區(qū)作業(yè)的大型耙吸船、絞吸船，使疏浚工程項(xiàng)目及規(guī)模迅速擴(kuò)大，保證了沿海港口建設(shè)的順利建成及投產(chǎn)。1976年，長江口南槽航道實(shí)現(xiàn)了7米航槽通航。1975年上海港長江口入海人工航槽勝利開通及其后成功的維護(hù)，標(biāo)志著我國疏浚技術(shù)水平開始進(jìn)入了提高、趕超國際先進(jìn)水平的新時期。我國的疏浚能力已躍居世界前列。改革開放以來，我國港口進(jìn)入第二次建設(shè)高潮，為了滿足港口專業(yè)化、深水化的要求，需要建設(shè)深水航道。特別是1990年以來圍繞大連、秦皇島、天津、青島、上海、深圳等20個主樞紐港的建設(shè)，深水航道建設(shè)也進(jìn)入了新的階段。新世紀(jì)以來，航道建設(shè)主要圍繞船舶大型化、港口系統(tǒng)化需要，既建設(shè)大型船舶停靠的家——深水碼頭，也建設(shè)大型船舶通行的路——深水航道，逐步實(shí)現(xiàn)了大進(jìn)大出、快進(jìn)快出，許多航道開始向20萬噸級、30萬噸級升級，滿足了港口體系性要求，在長三角、珠三角、環(huán)渤海、東南沿海、西南沿海五大區(qū)域形成了規(guī)模龐大并相對集中的港口群和深水航道。

2 施工技術(shù)探討

2.1 港口施工技術(shù)

港口水工建筑物是港口的重要組成部分，一般包括：碼頭（Quay）、防波堤（Seawall）、護(hù)岸（Retaining Wall）、船臺滑道（Slipway & Slideway）及船塢（Dock）等。

圖1 港口碼頭施工圖

多年來，港口水工建筑物（碼頭）的結(jié)構(gòu)型式有了很大的變化：短樁小跨、實(shí)體重型、就地澆注、長樁大跨、空心輕型、預(yù)制安裝重大技術(shù)技術(shù)成就和具有國際水平的創(chuàng)新成果：大型格型鋼板樁碼頭結(jié)構(gòu)、大直徑預(yù)應(yīng)力砼管柱（武漢外貿(mào)碼頭）和大園筒的應(yīng)用等。目前我國自然條件較好的海灣和海岸已基本用完，今后筑港更多地處于各種復(fù)雜的條件下，或浪高流急或海灘平緩或地基松軟等，同時在適應(yīng)新的裝卸工藝，提高裝卸效率，綜合利用水資源等方面也對港口水工建筑物的建設(shè)提出了新的要求。

2.2 航道施工技術(shù)

航道工程包括：整治工程、疏浚工程、渠化工程、徑流調(diào)節(jié)、運(yùn)河工程、輔助工程措施等。

整治工程技術(shù)為借助于在河床中建筑專門的整治建筑物以影響河中水流，并造成有利的水流結(jié)構(gòu)，利用水流本身的內(nèi)部力量刷深航道并維持航道的穩(wěn)定，保證枯水期航道必需的尺度；改善流態(tài)、降低急流灘的流速和比降；保護(hù)河岸、控制洲灘演變，穩(wěn)定河勢。

航道疏浚工程技術(shù)就是利用機(jī)械作用（如挖泥、爆炸）浚深航道中最淺的淺灘部分，以建立并維持枯水期航道所必需的深度和寬度。

渠化工程技術(shù)就是利用攔河修建的的閘或壩的壅水作用以抬高天然河流的水位，增加航深、減緩流速，消除了急險(xiǎn)灘段。

徑流調(diào)節(jié)技術(shù)利用水庫的容蓄能力人工地改變天然河流的徑流分配以改善水庫下游航行條件的方法。

運(yùn)河工程施工技術(shù)即通過興建運(yùn)河，使不同水系之間得以溝通，有的可以縮短水運(yùn)距離，有的可以實(shí)現(xiàn)跨流域通航，使水運(yùn)成網(wǎng)、直達(dá)，提高效益。如蘇伊士運(yùn)河、巴拿馬運(yùn)河等通海運(yùn)河以及我國的京杭大運(yùn)河是成功的杰作。

輔助工程技術(shù)包括設(shè)立航標(biāo)、絞灘、掃床、清槽等技術(shù)等。

3 施工技術(shù)探索

3.1港口施工技術(shù)探索

近幾年來，我國港口施工技術(shù)取得了巨大成就，其中一個重要原因，就是科技進(jìn)步在港口建設(shè)中所起的作用。港口建設(shè)所在的水陸交界處，由于氣象、水文及地質(zhì)地貌等的作用，動力條件復(fù)雜，影響因素眾多，技術(shù)難度較大。因此，在港口建設(shè)中必須有先進(jìn)的技術(shù)作支撐，依靠科技進(jìn)步是港口建設(shè)實(shí)現(xiàn)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的重要保證。科技進(jìn)步是利用科學(xué)研究的最新技術(shù)成果服務(wù)和應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際，從而促進(jìn)生產(chǎn)力和生產(chǎn)水平的提高。科技進(jìn)步的核心是創(chuàng)新，最終目的是應(yīng)用，著眼于“ 新”，立足于“ 用”，這是科技進(jìn)步的主要精神。

港口工程與人類生存的關(guān)系越來越密切，岸線成為港口建設(shè)的一種有限的資源，疏浚、建筑物、船舶排出物及貨物泄露、濱海工業(yè)及灰塵等成為環(huán)境問題日益突出；地震災(zāi)害和風(fēng)暴潮災(zāi)害對港口的安全潛在威脅仍然未妥善解決。未來的港口工程建設(shè)將向深水化和大型化發(fā)展；港口作業(yè)的物流化，港口布局的網(wǎng)絡(luò)化以及港城一體化將成為主流；隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的進(jìn)一步普及，港口建設(shè)施工管理信息化程度越來越高。尤其是BIM技術(shù)在港口建設(shè)中的推廣應(yīng)用，勢必給港口施工技術(shù)帶來質(zhì)的飛躍。

3.2航道施工技術(shù)探索

航道工程施工將更具科學(xué)性，一是平原河流疏浚為主，二是山區(qū)河流采用整治、炸礁與疏浚相結(jié)合；對一般整治與疏浚措施難以改善通航條件時，宜采取渠化工程措施。三是對河流特性好演變規(guī)律未充分掌握時，不宜采取強(qiáng)制性措施，可先進(jìn)行疏浚。

圖1 深水航道疏浚圖

航道現(xiàn)代化包括地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、遙感、遙測技術(shù)、監(jiān)控?cái)z像技術(shù)的大規(guī)模運(yùn)用。通過建立數(shù)字航道三大核心子系統(tǒng)即電子航道圖系統(tǒng)、航標(biāo)遙測遙控系統(tǒng)、系統(tǒng)支撐平臺等確保航道工程安全。

4 結(jié)語

綜上所，只有依靠科技進(jìn)步，利用科技新成果，探索發(fā)展新思路，才能促進(jìn)港口及航道施工技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)。為我國港口及航道工程的施工提供強(qiáng)有力的科學(xué)保證。

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