人工深水航道維護性疏浚的施工組織及管理研究

寧紅輝

摘要： 本文以蝦峙門航道維護工程為例，從施工組織、施工管理等方面著手，介紹了工程的施工方法及工藝、質量分析、施工設備與質量控制，指出了施工過程中遇到的問題，可供類似工程借鑒。

Abstract： Taking the maintenance course of Xiazhimen channel as an example， this article starts from aspects of construction organization， construction management， etc.， introduces the construction method and process， quality analysis， construction equipment and quality control， and points out the problems encountered in the construction process， which can provide reference for similar projects.

關鍵詞： 施工組織;蝦峙門航道;維護疏浚

Key words： construction organization;Xiazhimen channel;maintaining dredging

中圖分類號：U616 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）13-0014-04

0 引言

蝦峙門口外航道是進出寧波-舟山港的主要門戶，它是國內水深最大的一條人工航槽[1]。該航道2016年水深維護工程疏浚工程量為235.3萬m3，按總體計劃安排投入自航耙吸船兩艘。工程施工總工期為90天，自2017年1月19日開工，于2017年3月31日工程完工。

1 工程概況

蝦峙門口外深水航槽位于蝦峙島和桃花島以東海域，東經122°20′～122°33′、北緯29°38′～29°45′之間，建設規模為30萬噸級船舶乘潮通行單向航道，為國內首條人工疏浚形成的30萬噸級深水航槽。本工程航道的設計通航水深25.3m，設計疏浚底標高-22.5m（含備淤0.4m），航道有效寬度390m，長度14.85km。疏浚范圍主要分布在樁號W2+000～W13+000，見圖1。

疏浚土質為回淤土，主要為淤泥、淤泥質粉質粘土，疏浚斷面土方量235.3萬m3。人工挖槽兩側各有一個拋泥區，1#區為落潮拋泥區，2#區為漲潮拋泥區，拋泥區面積分別為4km2和6km2，距人工挖槽平均運距分別約為4.5km和7.0km。

2 施工方法及工藝

2.1 分段、分帶、分層法

本工程航道長14.85km，從自航耙吸挖泥船的施工工藝和本工程實際出發，并考慮到對控制溢流時間的要求，采用分段、分帶與分層的施工方法。

施工時兩條耙吸船分段施工，大潤8001號主要施工W0+000～W5+500段，大潤8001號主要施工W5+500～W14+850段，要求施工一個月后基本達到-22.0m水深要求。分帶以50m左右為一帶，分層按照1m為一層進行施工。施工分層放樣如圖2所示。

施工后期，對整段航道進行全面掃淺。在掃淺階段，由于淺點比較分散，所以根據淺點的分布情況采用不同的耙跡線路（直線和S線相結合），靈活調整施工方法，盡量減少廢方，嚴格控制工程質量。

2.2 裝艙溢流法

裝艙溢流法是耙吸挖泥船的主要施工方法，該施工方法的具體施工過程是挖泥船進入指定的開挖帶后，放耙至吸口啟動泵機，根據當時潮位將耙頭下放至泥面，把進艙閥打開，將泥漿裝入泥艙內;當泥艙裝滿后仍繼續泵吸泥漿進艙，使泥艙上層低濃度的渾水從泥艙上層溢出，根據不同土質控制溢流時間;然后停泵起耙，把裝載的泥砂運到指定的拋泥區拋卸。本工程盡量減少溢流時間，裝滿艙后及時進行拋泥作業。

3 施工質量分析

3.1 工程圖紙分析

工程開始前，詳細分析了浚前圖水深數據，利用專用軟件計算每公里段的土方量和水深分布情況，繪制表格形成圖表，根據工期要求編制了詳細的施工計劃，并制訂了施工作業指導書。本工程實踐再次證明，浚前圖的分析對指導施工起到了至關重要的作用，圖3、圖4為本工程浚前圖分析中W0+000至W14+850段每公里段的土方工程量分布情況：

從圖3、圖4可以看出，整個施工區長14.85km，斷面土方主要分布在W2+000～W13+000區段，占整個斷面土方的95%以上，所以工程第一階段的施工安排在W2+000至W13+000段，先施工工程量大泥層較厚區段，為整個槽的均勻增深和后期大面積掃淺提供充分準備。

3.2 航道槽中平整度分析

對各區段浚前平整度進行分析，平整度具體計算方法如下。

4 施工設備

蝦峙門口外航道風浪較大，施工船舶必須有足夠的抗風浪性能;大型船舶進出頻繁，因此要求挖泥船不得礙航;本工程疏浚量多，時間短，工作強度大，小型施工船難以勝任。

鑒于以上原因，由一艘8000m3自航耙吸挖泥船“大潤8001號”和一艘7000m3自航耙吸挖泥船“興藍浚7”承擔本次疏浚任務。這兩艘耙吸船不但具有以上特點，而且安裝了擁有高科技含量的疏浚集成系統。該系統集成了土方計量所需的吃水裝載系統、DGPS導航功能和耙臂位置指示系統等設備。另外，該船按照國際航行規定安裝了先進的 “GMDSS”設備和“AIS”系統，從而保證了航行和施工安全。

在本工程中，“大潤8001號” 和“興藍浚7”兩艘耙吸船均取得了連續高產的好成績，據統計，每艘船平均日產量高達2萬方以上，保證了工程按時完成。

5 工程質量控制

5.1 質量控制點

質量控制點是施工質量控制的重點，本工程的質量控制點包括：施工船和測量船平面精度控制;施工船耙頭深度控制;瞬時潮位精度控制;DGPS、潮位遙報儀、測深儀校驗;土方計量;測圖質量。

5.2 平面和深度控制

平面控制采用了全球差分定位系統（DGPS）。開工前根據設計圖紙將挖泥船計劃開挖區域輸入電腦，該系統接收岸臺發射的差分信號，并與定深定位系統連接，進行施工平面控制。

深度控制則是通過在河泥槽潮位站安裝潮位遙報儀，實時發送瞬時潮位，施工船上安裝潮位遙報接收儀，接收潮位站發送的潮位，與定深定位系統相連，并根據耙臂指示系統，嚴格控制下耙深度。施工過程中，深度指示儀需要定期校驗，從而保證了其準確性。

5.3 平整度控制

測量隊定期或根據施工需要進行水深測量，以便質量管理人員和挖泥操作人員及時掌握工程質量和進度。質量管理人員及時分析測圖，以調整施工方法、工藝，確保工程質量和進度。特別是施工后期開挖下層時，加密施工檢測，測量數據直接輸入到挖泥船電腦中，淺區采用不同的顏色標示，挖泥船根據淺區位置利用DGPS導航準確上線施工，保證施工平整度。

6 施工過程解決的問題

6.1 海區常年涌浪大，施工后期掃淺精度不易把握

該海區以混合浪為主，且涌浪成分明顯占優，而且常年出現，施工期間正處冬、春季節，經常遭遇冷空氣及大風天氣，風向為北風、東北風時對工程影響最大，風向與航道方向夾角大，疊加潮流作用后，涌浪大，施工后期掃淺的精度不易把握，易產生廢方。給測量工作、船舶施工特別是后期掃淺帶來較大困難?，F場組織經驗豐富的操耙手，根據實際情況認真操作，有效提高了掃淺精度。

6.2 口外航道水流急，施工準確上線困難

蝦峙門口外航道水流很急，且水流方向與航道中心線夾角較大，挖泥船在挖槽內的船艏方向與航道中心線最大夾角可達到40多度，給施工的準確上線造成很大困難。經過對航道水流的分析，安排對此施工有經驗的船長，克服這一問題。

6.3 船舶通航密度大，影響船舶的施工和安全

船舶通航密度較大，而且外輪占一定比例，在溝通、避讓方面增加了很大難度;另外，過往船只中小船、漁船違章航行現象頻繁，影響了船舶的施工和安全。施工船舶安排好瞭望，加強與過往船舶的聯系，確保了施工過程中無安全事故發生。

7 施工經驗分析

通過蝦峙門航道維護工程的實踐，有如下經驗：

①本工程正確的設備選擇，為工程的安全、優質、提前完成提供了前提條件?！按鬂?001號”和“興藍浚7”兩艘耙吸船不僅能克服蝦峙門口外航道復雜、惡劣的環境條件，而且安裝了擁有高科技含量的疏浚集成系統指導施工，實現了連續高產。

②工程施工采用了合理的分層、分段、分帶方法，保證了整個施工區同步、均勻增深。而且在施工過程中，根據不同階段、不同條件及不同需要，不斷改進施工方法，提高了船舶的施工效率。

③施工船舶在工程施工過程中，不僅充分利用了計算機疏浚輔助決策系統指導施工，而且對系統儲存的數據進行了仔細的分析，得出了船速、泵機轉速、波浪補償器壓力、主動耙頭活動罩角度等參數與泥漿濃度之間的關系，從而能夠準確控制，獲得了較高的施工效率。

參考文獻：

[1]曾建峰，徐元，姚金元.蝦峙門口外30萬噸級人工航道試通航觀測研究[J].水運工程，2012（12）：68-73.

[2]長江南京以下深水航道工程加快推進[J].水運工程，2014（04）.

[3]劉杰，程海峰，王元葉，李為華.長江口12.5m深水航道大風浪后浮泥變化分析[J].水運工程，2013（11）.