深圳港西部港區出海航道拓寬浚深方案研究

2018-02-17 15:34:34孫毅

珠江水運 2018年15期

孫毅

摘要：在集裝箱船舶大型化趨勢下，深圳港西部港區良好的區位優勢、港口泊位、設備硬件條件，與西部港區進出港航道對大型集裝箱船舶通航限制之間的矛盾日趨嚴重，已經嚴重制約了港口能力。通過分析研究深圳港西部港區出海航道拓寬浚深方案，使航道通航等級由原10萬噸級集裝箱船全天候單向通航升級為20萬噸級集裝箱船全天候單向通航。

關鍵詞：船舶大型化深圳港西部港區航道拓寬浚深

1.研究背景

隨著深圳港腹地國民經濟持續穩定快速發展，深圳港貨運吞吐量在不斷增加。但長期以來，進出西部港區的海輪需經過香港馬灣水道，受馬灣水道水流條件及香港特別行政區管制辦法等限制因素的影響，航道已成為制約西部港區發展的瓶頸。為此，深圳市政府在“十一五”期間開展了深圳港西部港區出海航道（包含銅鼓航道和西部公共航道）的建設，航道按10萬噸級集裝箱船全天候單向通航建設，航道通航寬度210m，底寬204.4m，設計底標高-15.8m（當地理論最低潮面，下同）。西部港區出海航道的建設，對于支持深圳港西部港區的發展具有重要意義。

近年，船舶大型化發展趨勢愈加明顯，超18000標準箱的超大型集裝箱船在國際主要航線靠泊將成為常態。在集裝箱船舶大型化趨勢下，西部港區良好的區位優勢、港口泊位、設備硬件條件，與西部港區進出港航道對大型集裝箱船舶通航限制之間的矛盾日趨嚴重，已經嚴重制約了港口能力，影響深圳港國際樞紐港地位。因此，深圳港西部港區出海航道的拓寬浚深是十分迫切且必要的。

2.工程建設規模

深圳港西部港區出海航道現狀規模為10萬噸級集裝箱船舶滿載單向通航，拓寬浚深后建設規模按20萬噸級集裝箱船全天候單向通航設計，通航寬度從210m拓寬至270m，設計底標高從-15.8m浚深至-17.5m。通過測算，深圳港西部港區出海航道拓寬浚深后能滿足2020年及2030年船舶通過的需要。

若滿足20萬噸級集裝箱船全天候滿載通航，通航水位從設計低水位起算，銅鼓航道和西部公共航道航道底標高不應淺于-18.33m和-18.18m。因崖13-1天然氣管線橫穿廣州港出海航道（公共段），為不破壞管線保護層，航道底標高最多只能開挖至-17.5m，這一標高將成為整個西部港區出海航道的瓶頸。由于集裝箱船舶的運營特點，其營運吃水一般均小于滿載吃水，且通航水位低于設計低水位的概率也很小，因此即使存在崖13-1的限制，-17.5m的航道設計底標高也基本能滿足20萬噸級集裝箱船全天候滿載通航。在極端情況下，若出現設計低水位0.4m情況，為滿足通航，船舶吃水應控制在15.2m以內，如出現滿載16.0m吃水情況，船舶需乘潮通航，潮位需高于1.2m。

3.3航道通航寬度

根據《海港總體設計規范》（JTS165-2013），航道通航寬度按下式計算：

單線航道 W=A+2c

A=n（Lsinγ+B）

式中： W—航道通航寬度（m）；A—航跡帶寬度（m）；n—船舶漂移倍數（m）；γ—風、流壓偏角（°）；L—設計船長（m）；B—設計船寬（m）；c—船舶與航道底邊間的富裕寬度（m）。

經計算，銅鼓航道和西部公共航道橫切淺灘段通航寬度為270m；銅鼓航道與西部港區銜接段局部為314m。從船舶航行條件考慮，銅鼓航道與西部港區銜接處設置為喇叭口。

3.4航道邊坡

銅鼓航道和西部公共航道人工開挖段底質多為流泥、淤泥、粘土和淤泥質粘土。根據《海港總體設計規范》（JTS165-2013），結合現有銅鼓航道和西部公共航道工程的情況確定航道邊坡取為1：7。

3.5航道設計底寬

出海航道拓寬后的通航寬度為270m，根據0.4m的備淤深度和1：7的航道邊坡，計算出航道設計底寬為264.4m。

3.6航道總體布置方案綜合比較

（1）銅鼓航道拓寬浚深平面方案

銅鼓航道在其早期建設時，已進行過多個走線方案的比選，受限于淺灘、崖13-1天然氣管線、潮流等諸多因素的影響，最終確定為現狀方案，即從廣州港出海航道（伶仃西航道）往東北方向轉向后，沿23°44′20″～203°44′20″走向航行約1 1. 5 k m，隨后轉向38°50′14″～218°50′14″再航行約5km，與西部公共航道及各港區支航道相接，航道兩側均為淺灘。本次對其進行拓寬浚深，須保持兩段航線方位角不變，另外由于銅鼓航道東南側有崖13-1天然氣管線的存在，且其中心線距離銅鼓航道東南側頂邊線較近（約150m），航道無法往東南方向拓寬，因此銅鼓航道只能往西北方向拓寬。根據前文計算，通航寬度從210m拓寬到270m，設計底標高從-15.8m浚深至-17.5m。銅鼓航道與廣州港出海航道、銅鼓航道內部兩段航道、銅鼓航道與西部公共航道三處相接的三個拐彎段，根據通航船舶等級的提高做適當拓寬處理。

（2）西部公共航道拓寬浚深平面方案

西部公共航道近似呈南北走向，與銅鼓航道銜接后，沿158°50′14″～338°50′14″走向航行約5 k m，隨后于大鏟水道與西部公共航道交接處附近轉向176°27′47″～356°27′47″，再航行約3km進入大鏟灣港區進港航道。西部公共航道東側為赤灣、媽灣港區的碼頭港池水域，西側為駁船、危險品船舶錨地。由于水域狹窄，西部公共航道在早期建設時占用了赤灣、媽灣港區碼頭港池水域，航道底標高與其東側的各碼頭港池水域底標高一致，均為-15.8m。

針對西部公共航道的拓寬浚深平面方案，通過兩個方案進行比選。

①方案一

西部公共航道的拓寬浚深分南北兩段考慮，南段為大鏟水道與公用航道交接處至銅鼓航道北端點。南段東側碼頭泊位數量較多，且受大鏟水道匯入船舶的影響，航行條件相對復雜；北段為交接處往北至大鏟灣港區，航行條件相對簡單。

航道現狀已占用東側碼頭的港池水域，為避免拓寬浚深后進一步占用港池水域，南段保持航道東側底邊線和軸線不變，往西側拓寬60m，最終通航底寬達到270m，設計底標高從-15.8m浚深至-17.5m。北段有大鏟島的存在，水淺且有礁盤，往西側拓寬成本急劇增加，且東側碼頭按規劃將逐步搬離，不存在航道占用港池水域情況，為此北段往東側拓寬60m，底標高與南段相同。

②方案二

方案一南段往西側拓寬，雖然緩解了航道與東側碼頭港池水域的沖突，但同時也進一步縮減了西側原本就十分緊張的駁船錨地資源。

為此方案二考慮保持現狀西部公共航道西側底邊線和航道走線角度不變，將航道往東側拓寬60m，航道拓寬至2 7 0 m，底標高浚深至-17.5m。考慮到西部公共航道所處的東槽是珠江口最繁忙的水道之一，大量往來珠西與香港、珠西與媽灣赤灣蛇口作業區的駁船經由這一水道通航。由于東槽由西部公共航道及碼頭港池水域組成，從航道西側底邊線往東側至碼頭前沿線水深均可滿足船舶通航要求，3000t級以下的駁船南行或北行均習慣性靠東側行走，而大噸級船舶靠西側行走，與靠右的航行習慣不一致，容易造成混亂和安全事故。因此西部公共航道南段除往東拓寬60m外，一并再往東劃定240m寬水域，共510m寬水域，將經過西部港區的大小船舶均歸集于510m范圍內航行。按此方案建設后，510m寬航道在滿足20萬噸級集裝箱船通航的同時，還能滿足萬噸級以下船舶的雙向通航。東側的240m寬水域主要作為航道與調頭圓之間的制動段或調頭圓使用，船舶航速較小，其水深可適當縮減至-17.0m。

（3）西部共用航道拓寬浚深方案比選

①相關水域條件

方案一西部公共航道往西拓寬，主要目的是避讓東側碼頭港池水域，減少調頭船舶與航道船舶的相互干擾。但方案一往西側拓寬后，會占用西側駁船及危險品船錨地，會進一步縮減原本就十分緊張的西部港區錨地資源。

②航道疏浚工程量比較

方案一疏浚工程量為1163.8萬m3，方案二疏浚量為913.8萬m3，方案二較方案一少約250萬m3。

③航道維護量分析

方案二未往西側增加深槽寬度，水域面積保持不變，較方案一回淤量小。

經綜合比較后，西部公共航道拓寬浚深平面布置推薦方案二。