耙吸式挖泥船施工能效管控措施探討

李春洋，陳陽

（1.中交水利水電建設有限公司，浙江 寧波 315200，2.中交水利水電建設有限公司，浙江 寧波 315200）

加強船舶能效管控既是國際組織對環境保護的要求，也是企業強化管理，實現降本增效目標的需要。施工船舶是疏浚項目的主要成本來源，加強船舶能效管控是該類項目實現降本增效的主要抓手點。喀麥隆杜阿拉港航道維護疏浚工程施工航道全長18km，施工范圍為杜阿拉港進港航道PK4-PK22 段，業主指定拋泥區位于PK28 的喀麥隆深坑，平均運距約15km，航道設計水深－7m CD，設計底寬150m，邊坡坡比為1：10，土質以淤泥回淤土為主。工程投入一艘最大艙容4500m的自航耙吸式挖泥船進行施工作業，采用 “挖運拋”施工工藝，通過裝艙溢流提高每船次實挖土方，每一施工循環包括定位放耙、挖泥裝艙、重載航行、開底拋泥、輕載返航上線等5 個環節，施工過程中需兼顧航道通航需求。本文結合該項目的實施，對耙吸式挖泥船的能效管控措施進行探討。

圖1 喀麥隆杜阿拉港航道維護疏浚工程示意圖

1 強化船舶施工管控

喀麥隆杜阿拉港進港航道有多條河流匯入，航道全年回淤量較大，且隨旱、雨季河流匯入泥沙含量不同，航道回淤總量及回淤分布區域有明顯變化。此外，施工過程中杜阿拉港仍保持正常運營，高平潮前后進出港船舶較多，施工干擾大。該工程采用疏浚工程量和浚后實測水深雙指標控制，每次維護疏浚工程量或水深控制條件滿足任何一個便需暫停施工，為了在有限的疏浚工程量范圍內以最經濟的方式達到最佳水深，項目實施過程中主要采取了以下措施。

1.1 合理組織施工

受上游泥沙來量及水流條件等因素變化影響，杜阿拉港進港航道的回淤在時間和空間上分布不均勻，每次維護疏浚工前測圖航道內的泥沙淤積分布均有不同。疏浚施工總體按照從下游至上游，先淺段再深段的順序，通過合理布設耙跡線，達到全航道逐步均勻加深的效果。施工中結合工前測圖航道實際水深、潮位變化及回淤分布等情況，通過分段、分層、分條組織施工對全航道進行浚深，并根據外在條件變化及疏浚效果對施工布線安排進行及時調整。為減少船舶重載航行距離，所有船次均采用從上游向下游的施工方向。施工過程中的平整度控制至關重要，否則后期大量的掃淺工作將嚴重降低船舶施工能效。通過及時安排水深測量對船舶施工效果進行檢驗，如存在出現壟溝及淺埂等質量通病的趨勢時，則采取斜向或S 形施工進行及時消除。

1.2 加強船舶裝艙效率管控

杜阿拉港進港航道回淤土質以淤泥土為主，部分區域夾雜少量粘土及中細砂，疏浚土在泥艙內不易沉淀。為提高每船有效土方裝載量，主要采取以下措施：①上線施工前適當延長空船抽艙時間，確保泥艙內余水盡量排空；②耙著地開時挖泥后先打旁通，待泥漿濃度達到要求后再改進艙；③挖泥結束起耙時先改旁通，再耙離地對耙管進行沖洗，以避免低濃度泥漿進入艙內；④適當調高溢流桶高度，使其高于目標裝艙量，以增加泥漿在泥艙內的沉淀時間，起耙前再將溢流桶高度調至目標艙容，排出泥艙內上部低濃度泥水混合物；⑤嚴控下耙深度，通過調節波浪補償器壓力，保證耙頭對地合理的壓力，在確保挖泥濃度滿足要求的同時，避免出現悶耙；⑥使用合理的挖泥對地航速，該工程疏浚土以淤泥土為主，挖泥對地航速采用2～3kn。

1.3 合理確定船舶油水儲量

杜阿拉港進港航道設計水深為-7m CD，每次維護疏浚開工之初航道內均分布有不同位置的淺段，施工過程中甚至遇到過航道內部分淺區水深不足4.5m的情況，即使通過乘潮施工也滿足不了本工程所用船舶的最大吃水要求。為了確保船舶航行作業安全，并降低淺水效應影響，提高船舶施工能效，除采取根據航道水深及潮位情況合理降低目標艙容以減少船舶滿載吃水的措施外，施工中還通過與港方溝通，協調縮短船舶靠泊補給周期，通過降低每次補給周期的船舶油水儲量來減少船舶吃水，以有效提高船舶淺水區段施工能效。

1.4 定期進行船體檢查清理

喀麥隆地處熱帶，水中海生物繁殖較快，船體上大量依附的海生物除影響船舶月度裝艙系統校核時水尺讀數辨識外，也增大了船舶航行摩擦阻力。做好能效管理，降低船舶阻力是一個重要環節，而摩擦阻力是構成船舶航行阻力最主要的因素。經驗數據表明，摩擦阻力約占總阻力的70%左右，低速時所占比重更大。因此，施工過程中通過每月裝艙系統校核時租用交通船對耙吸挖泥船船體附著的海生物進行清理。

2 減少、排除外在不利因素影響

該項目實施過程中除需要考慮疏浚施工作業本身外，還需考慮其它外在相關因素對船舶能效的影響，如業主方不合理的施工要求，航道中的違規作業漁船及浮木對正常施工的影響，進出港船舶的影響等，施工中需要對這些不利因素進行及時識別處理。

2.1 加強與相關方溝通，科學合理組織施工

該項目的實施需按照業主監理指定的施工計劃執行，業主方出于自身利益考慮，往往提出一些不合理施工要求。如該工程施工過程中業主曾要求對航道較淺局部進行調頭往返挖除，考慮到該工程為邊通航邊施工項目，這一指令從安全管理和能效管理方面來說對船舶均極為不利。在項目實施過程中最終通過與業主、監理方溝通協商，讓其取消了此不合理施工指令。

2.2 避免或減少會遇、避讓對正常施工的影響

每日高平潮前后進出港船舶較多，如施工安排不合理或與其它船舶溝通不及時，就可能導致船舶正常施工受到干擾，造成船舶施工能效降低，甚至發生緊迫局面。為此，船舶特意聘請2 名當地駕駛輪流駐船協助溝通，每日及時通過VHF 向港務局了解當日船舶進出港計劃并報告船長，船長根據進出港船舶時間對當日施工安排進行適當調整。

2.3 及時排除疏浚范圍內障礙物

杜阿拉港進港航道的浮標由于定位不牢固及維護保養不善，經常出現偏移入航道的情況。偏移的浮標對船舶正常航行施工帶來較大影響，如業主不及時進行修復，為確保航行施工安全，船舶不得不放棄偏移浮標影響范圍區域內的施工，時間一久便形成局部淺區，后續局部掃淺施工將造成船舶能效降低。針對這一情況，施工中結合水深測量定期對航道內的浮標位置進行測量標定，發現浮標偏入航道或有明顯偏入航道趨勢后，及時向業主報告并催促其盡快修復，以免對船舶正常施工造成影響。

此外，杜阿拉港航道內還存在大量違規作業的漁船及來自上游懸浮于水中的木材，參與本工程施工的耙吸式挖泥船曾遭遇過漁網纏繞螺旋槳及螺旋槳撞擊水中懸木受損的情況，嚴重影響了施工船舶能效。發生此類情況船舶及時聯系當地潛水公司進行水下處理，必要時對螺旋槳受損部分進行切除，以將影響降至最低。同時，船舶一方面加強航行施工過程中的瞭望，做到早避寬讓，另一方面與當地港務局積極溝通，催促其對違規作業的漁船進行及時處理。

3 加強船員能效意識教育

船舶能效管理關鍵在人。隨著科技的進步，耙吸式挖泥船的設計制造也在不斷改進，各種現代化輔助設備及系統可以大大提高船舶生產效率，但船舶施工能效管控的關鍵還是在人，再先進的設備、系統也離不開人工操作及監控管理。培養建立船員的能效管控意識，激發船員能效管控的主動性是實現船舶能效管控提升的重要基礎。加強能效管控需要從硬件設施更新及管控措施優化等方面做研究，但更重要的是加強落實執行。加強船舶施工能效管控各項措施的落實需要全體船員具有較強的能效管控意識及專業技術知識，船舶能否按計劃完成航行布線，溢流桶能否按裝艙計劃進行適時升降，起放耙位置、深度及進艙泥漿濃度能否按計劃實現，這些施工措施能否按計劃有效落實都將對船舶的能效管控產生影響。日常工作中應從點滴做起，要求船員工作中多留心、勤觀察、善思考，逐步養成良好的能效管控意識及執行落實能力。

4 結論

耙吸式挖泥船能效管控除做好疏浚施工工藝措施優化外，還需重視船員能效意識及執行力培養，在項目實施過程中需提前識別并盡力排除或降低其他外在不利因素的影響。研究船舶能效管控既是節能減排，保護環境的需要，也是疏浚企業降本增效的重要途徑，在疏浚實施過程中通過施工措施優化，船機設備改進及船員船藝提升等措施提升船舶能效管控具有重要意義。