反鏟挖泥船在硬質巖礁疏浚中的應用

唐承源

摘 要：在港口航道疏浚施工中，常常會出現作業水域地質為硬質巖礁的情況，這種情形下抓斗挖泥船往往難以挖動，一般會采用炸礁的施工工藝。但炸礁存在安全措施投入大、生態環境破壞大、對周邊碼頭結構產生潛在威脅、報批程序繁瑣影響工期等局限性，此時，一種經濟、安全、簡單的施工工藝可作為替代措施予以考慮，即利用反鏟挖泥船疏浚硬質巖礁。本文就作者參與碼頭工程建設管理的實例，淺析反鏟挖泥船在硬質巖礁疏浚中的應用。

關鍵詞：反鏟挖泥船 巖礁 疏浚 應用

在港口航道建設過程中，疏浚工程是一項最為常見的工序，針對地質狀況的不同，可采用不同的施工工藝及施工設備來施工，一般來說，抓斗挖泥船依抓斗方量及吊臂機械的不同，可由軟到硬疏浚淤泥、粉砂、粉質粘土、全風化泥質粉砂巖，中大型抓斗船如13方以上抓斗船甚至可挖動部分連接不致密的強風化泥質粉砂巖，因此抓斗挖泥船可勝任大部分疏浚工程，僅在疏浚設計要求很高需要疏浚到中風化泥質粉砂巖或者疏浚作業面若干位置發生地質突變（如一片淤泥中出現暗礁）時需要其它方式處理。在對連接致密的強風化泥質粉砂巖及中風化泥質粉砂巖這類硬質巖礁的處理方法中，傳統的施工工藝為先炸碎硬質巖礁后再行抓取。但炸礁有一系列負面影響及限制因素，因此探索炸礁工藝的替代措施也是必要的。下文將就作者參與碼頭工程建設管理的實例，介紹一種經濟、安全、簡單的施工工藝——利用反鏟挖泥船疏浚硬質巖礁替代傳統炸礁工藝。

1.傳統炸礁工藝在處理硬質巖礁中的局限性

1.1炸礁存在安全風險，需要更大的安全投入

由于炸礁施工會產生較大的震動效應和水沖擊波，因此施工過程中施工人員、機械設備都存在較大的安全風險，需要提前做好專項安全施工方案報審后實施，并且需做好相應的專項安全措施，加大安全方面的投入。

1.2炸礁對生態環境產生影響

炸礁過程會對海洋水質環境質量、生態環境、漁業資源造成一定影響，需要預先進行海洋環境保護方面的評估。

1.3對周邊項目如鄰近碼頭結構產生潛在威脅

炸礁施工產生的震動及沖擊力會對周邊項目如鄰近碼頭結構產生潛在威脅。

1.4報批程序繁瑣影響工期

基于炸礁工程對環境的影響、對周邊項目產生的潛在威脅及本身所具有的安全風險，因此實施炸礁工程需要在環保、結構、安全方面進行專項評估，然后報公安部門批準，并做足相應的安全措施如劃定爆破安全范圍等方能實施，程序繁瑣，周期很長。

綜上，炸礁工藝有相當的局限性，特別是因不可抗力未預料到需要炸礁時，若爆破水域安全區域范圍內有自然保護區、已建成的碼頭、海洋漁業捕撈設施或是離岸距離過近影響陸地生活生產設施安全的情況下，炸礁將無法實施。

2.反鏟挖泥船疏浚硬質巖礁情況簡介

2.1反鏟挖泥船定義及工作原理

反鏟挖泥船是安裝了反鏟鏟斗的鏟斗式挖泥船，是一種非自航的單斗式挖泥船，其工作機構與陸地上的反鏟挖掘機很相似。反鏟挖泥船可以集中全部功率在一個鏟斗上，進行特硬挖掘。工作時，利用吊桿及斗柄將鏟斗伸入水中進行挖掘，然后由絞車牽引將鏟斗連同斗柄、吊桿同時提升，吊出水面至適當高度，由旋回裝置轉至拋泥點或泥駁上，而后繼續回轉至挖泥作業地點，如此往復工作。

2.2反鏟挖泥船疏浚硬質巖礁相較于傳統炸礁工藝的優點

2.2.1更經濟

傳統炸礁工藝需要考慮環境、安全等方面的預評估，還需做專項的施工方案及安全措施報批，在實際實施過程中除投入炸礁的施工設備、人員、材料外，還需做足相應的安全措施，其成本投入很高，而利用反鏟挖泥船疏浚硬質巖礁，其成本僅是比抓斗挖泥船的調遣費、臺班費高出少許，因此，相較于炸礁工藝更經濟。

2.2.2更快捷

前文已經論述，炸礁的各專項預評估需要通過評審，炸礁需要制訂專項施工方案，需要報公安部門審批，經了解，一般來說，其實施前的準備周期最低需3個月，而反鏟挖泥船疏浚硬質巖礁則是調遣過來即可施工，其施工工期遠快于炸礁。

2.2.3安全系數更高

反鏟挖泥船疏浚硬質巖礁與普通的疏浚挖泥作業專項施工并無不同，相較于炸礁安全系數更高。

2.2.4適用性廣泛

在炸礁無法實施的時候，反鏟挖泥船疏浚硬質巖礁只要有足夠的作業面、有足夠大的鏟斗、吊臂等機械設備、有足夠強大的動力，可以完成炸礁無法完成的施工任務。

3.欽州航標基地碼頭建設過程中反鏟挖泥船在硬質巖礁疏浚中的應用

3.1欽州航標基地碼頭工程簡介

欽州航標基地主要建設內容為：建設航標工作船碼頭，碼頭岸線150米，設計船型為2000噸級。

3.2欽州航標基地碼頭建設過程中采用反鏟挖泥船疏浚硬質巖礁的原因

欽州航標基地碼頭工程在前期工作中，實施了初步勘察和詳細地址勘察，然而地質勘察只是點位鉆探，無法實現疏浚作業水域全面覆蓋，因此在極少數情形下，部分水域出現地質突變時，會出現地質勘察報告的內容與突變的地質不相符合的情況。欽州航標基地碼頭工程正是屬于此種情形，原設計施工方案為8立方的抓斗挖泥船實施疏浚工程，而由于地質突變，疏浚作用面局部出現了少數硬度很高的強風化巖甚至中風化巖，此時，抓斗挖泥船已無法挖動，如采用炸礁工藝，一是北面已存在建成的欽州海洋管理基地碼頭，二是作業水域附近有漁民養殖蠔排，三是工期太久且成本很高，因此炸礁工藝無法采用，只能采用反鏟挖泥船作為替代措施。

3.3欽州航標基地碼頭建設過程中采用反鏟挖泥船疏浚硬質巖礁的經過

根據原地質資料及原設計方案，疏浚作業水域為全風化巖，施工單位采用8立方的抓斗船應能完成作業，然而部分水域無法挖動，經參考鄰近工程及勘探判斷為強風化巖甚至中風化巖，按施工單位經驗估計，采用大方量抓斗船1天僅可開挖100立方，而且需要鑿巖船、泥駁船、抓斗挖泥船及配套設備，投入太高，因此建議利用炸礁及反鏟挖泥船施工。

經過參建單位數次現場討論及專家論證，在實施炸礁有前述眾多不利因素的情況下，最主要是影響了鄰近碼頭結構及附近海洋漁業資源，因此基本否定了炸礁工藝，決定調遣反鏟挖泥船試挖施工（圖3-3-1）。

最終，經過反鏟挖泥船施工，圓滿地完成了作業任務，其實際效果與炸礁工藝對比如表3-3-1所示。

因此，在欽州航標基地碼頭建設過程中，經過科學論證，采用反鏟挖泥船疏浚硬質巖礁起到了良好的效果

4.結束語

本文通過介紹疏浚工程施工過程中傳統炸礁工藝處理硬質巖礁的局限性，結合作者參與碼頭工程建設管理的實例，介紹了一種經濟、安全、簡單的施工工藝作為替代措施——采用反鏟挖泥船疏浚硬質巖礁，供有關項目管理人員參考。

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