黃驊港航道疏浚冰期施工技術研究

林誠鑫 神華上航疏浚公司

1.工程概況

1.1 工程地點與規模

黃驊港位于河北省滄州市以東約90k m的渤海之濱，海上距天津60海里，陸上112公里；東距龍口約149海里，陸上280公里。神華黃驊港航道長43.48km、底寬270m（其中航道W9+000-W14+000底寬為290m）、設計深度14.0m（其中航道W9+000-W14+000底標高-15.0m），設計邊坡1:5。

1.2 海區冰況簡介

黃驊港海域初冰日在12月上旬，盛冰日在12月下旬，融冰日在2月下旬，終冰日在3月上旬，總冰期91天，盛冰期58天。2021年，1-2月份神華黃驊港港池和航道出現較為嚴重冰凌情況，港池冰況最厚達到40cm左右，航道W9-W30附近水域冰況最嚴重達到20cm左右，浮冰隨著潮水漲落潮水流變化進行移動。

2.冰期施工的風險分析

冬季冰期為持續低溫天氣，作業人員、船機設備、岸基輔助等存在較高的作業風險，對項目管理者有更高的管理要求。主要風險分析如下：

2.1 作業人員

冬季冰期海上溫度低，加上海上潮氣大，海上作業人員面臨著：低溫傷害、冰凍、滑跌等風險。

2.2 船機設備

（1）冬季冰期低溫，裸露在外部的甲板設備，如錨機、纜車、消防和液壓管系等容易結冰，橡膠管和膠圈襯墊及管路受冷變形甚至出現裂口，影響正常使用。

（2）海上浮冰易造成作業船舶存在船體油漆脫落、船體變形破裂、船舶螺旋槳和舵葉的損壞、耙頭耙管鋼絲繩斷裂、耙頭掉落等風險。

2.3 岸基輔助

（1）海上浮冰影響交通船航行，存在人員上下、物資供應不及時的風險。

（2）持續低溫及陰天會造成潮位站電力不足，出現潮位報送不及時的風險。

（3）港池內浮冰會拖拽潮報儀，存在潮位不準確的風險。

（4）作業區內存在浮冰影響測量船航行，存在水深測量不及時的風險。

3.施工工藝要點

3.1 施工安排

（1）非緊急清淤期施工安排。若航道水深滿足通航水深要求且具備一定的備淤能力，此時發生冰情影響時以保障船舶航行、施工安全為主，根據冰凌分布合理調整船舶施工安排。

①按冰層分布。海上冰凌厚度由港池、內航道等接近陸地的區域向外海逐漸變薄，直至變為薄冰、碎冰。對于薄冰、碎冰區域船舶施工基本不受影響，可根據施工進度安排船舶。原則為大型船舶優先安排靠內段施工，破冰能力強，耙頭耙管抗冰塊擠壓力承載能力強。

對于大塊連續冰區，若航道水深滿足通航要求可暫時避開該區域施工。

②按漲落潮趨勢。冰凌隨著潮水漲落進行往復運動，漲潮時冰區界限向陸域靠近，大量冰凌向內航道涌入，此時船舶可施工區域可隨著冰區的移動而向陸域方向推進。施工時可安排該區域為靈活施工區段，視潮位及冰凌移動情況施工。

（2）緊急清淤期安排。冰凌期盛行期間，若航道水深偏淺，對進出港船舶航行有一定影響時，需采用拖輪或破冰船為施工船舶施工進行輔助破冰，減少厚冰對船頭及耙頭鋼絲產生應力導致設備損傷，繼而引發斷鋼絲等緊急情況。

3.2 船舶操作要點

（1）船舶施工。冬季冰期施工，進行放耙和收耙時,根據當時情況進行船舶旋回等方式,人為制成無冰區進行安全的放耙。放耙作業時船速應控制在3節左右，挖泥時船速控制在2-2.5節，當流冰因潮流原因堆積擠壓船體時，船長根據實際情況可選擇船舶下流一側單耙施工，以保護耙臂、鋼絲。若大片流冰堆積密集已無法保證單耙施工安全可停止施工，并立即向項目部及疏浚調度匯報，并擇地滯航或錨泊。

（2）船舶航行。冰凌期間，船舶拋泥后應啟動泥泵壓艙，以防海水冷卻吸口吸入冰塊造成跳電停機釀成險情。疏浚船舶在整個施工期間不停封水泵，以防封水管冰凍而造成無法施工。除非故障修理，修理完畢隨即啟動封水泵。冰區拋泥后航行時船舶至少要保持1.50米的沉深，前后吃水保持尾傾0.5-1.0米為宜，以防槳葉、舵葉等設備打冰而造成船舶損傷。

冰區航行施工時駕駛員要認真瞭望，謹慎操作，尤其在夜間要加強瞭望。因為雷達的冰區干擾可能會抑制一些小漁船、浮標等較小回波。

（3）船舶錨泊。冰區施工，盡量不在冰區下錨，如需要拋錨時，應選擇遠離流冰區域。若無法遠離，則選擇臨時拋錨，錨鏈長度以不超過水深的兩倍為宜（如錨鏈過長，冰移時容易導致斷鏈）待工作結束后，立即起錨離開。

如冰況嚴重，航行確有困難，船前部如被冰夾住不能動時，可采用以下辦法使船脫出：①全速前進，左右滿舵使船左右搖擺，松動夾冰，然后倒車退出。倒車時應用正舵，先開極慢倒車，待船尾冰塊松動推離后，再開快倒車，以免車葉擊冰受損。

②如上述方法無效，可調整油水，設法使船身反復左右傾斜或船尾升、降，以松動夾冰，然后倒車退出。

③可聯系附近港口，申請破冰船引航。破冰船引航時，應保持一定距離，密切注意該船的速度變化，加強聯系，遵守引航規則。

（4）船舶檢查。船舶應加強對三管的鋼絲繩檢查、測量，除了操耙手一船一檢查，竣工長應每天檢查一次并做好記錄。冰凌嚴重時，每船加強對鋼絲繩以及其它落地設備的關鍵部位仔細檢查。檢查情況如發現斷絲急劇增加，隨時做好更換的準備；自然磨損鋼絲直徑7%為極限，必須予以更換。

4.安全保障措施

4.1 岸基輔助保障措施

（1）氣象信息、冰況信息收集。進入冰期后，要加強冰況信息的收集工作，每天由調度向施工船舶發布最新海冰情況。同時要隨時掌握近期天氣變化情況，遇到惡劣天氣情況時，及時將氣象信息報告冬季施工安全領導小組成員，提前采取防范措施。

項目部密切觀察施工水域的冰凌密度、冰凌厚度、冰凌覆蓋范圍，以及冰凌的流動方向和流速，評估對船舶施工操作和水上管線的影響，當判斷認為繼續施工確無較大安全風險時，方可繼續施工。

（2）強化冬季物資供應。①項目部將根據船舶實際需求及時申請配備冬裝等勞動防護用品，做好員工冬季勞動保護工作。

②及時配備防滑草包、麻袋、繩索等防凍防滑物資到船舶，要求船舶及時清除甲板上的冰雪，并鋪上草包等防滑物，防止外出作業人員摔倒。

（3）水深探測措施。盛冰期時，航道被冰覆蓋，測量船因船型小在冰凌中航行困難，加上航行破冰時容易對測量儀器造成損壞、掉落等情況，因此無法正常測量作業。此時可以用船舶施工耙跡線生產水深文件來彌補冰期測量水深資料不足的問題。

由于冰期長時間無法測量，此時耙頭水深圖對航道通航的指導性意義尤為重要。施工時優先探摸船舶航行水域（即2/3航道底寬）范圍，為達到測圖即時性，以三天左右完成指定區域的布線位移。

4.2 船舶安全保障措施

（1）甲板、舷梯、跳板處做好防滑工作，舷梯或跳板下放妥安全網；備足草包和麻袋片等防滑物品；及時清除甲板上的冰雪，并鋪上草包等防滑物，防止外出作業人員摔倒。

（2）消防管系、淡水管系、燃油管系等包扎防凍。

（3）主機，發電機，舵機和鍋爐，按照要求進行保養和檢查，特別是鍋爐在冬季尤為重要，一旦鍋爐出現故障，船舶就無法正常運轉，所以對于鍋爐要加強檢查和保養。

（4）正常施工時，如果海面有浮冰，要注意防止海水濾器冰塞，必要時啟用海水內循環，用海水內循環時要防止由于海水不足導致封水泵壓力不足。

（5）機艙甲板做好主機、輔機、舵設備、耙設備、泵設備、航行儀器等設備的巡回檢查力度，杜絕隱患，保證冰區施工、航行的安全。加強對耙頭三管鋼絲等接地設備的檢查、養護。

（6）燃油的加熱、駁運、加裝，燃油艙和燃油管路的加熱要保證正常，根據各船的油倉、駁運管路及加熱伴熱管路的結構形式采取相應的保溫措施。

（7）各關鍵設備要按規定嚴格進行保養與試驗，使之處于良好可用狀態。

（8）要采取措施防止冰凌堵塞海底吸口并做出相應的應急預案。

（9）采取措施減少或避免冰凌對螺旋槳槳葉的擦碰。

（10）挖泥時耙管上與水面接觸的液壓軟管采取防護措施，防止冰凌切割軟管和傳感器電纜。