欽州港東航道營運通航與抓斗船施工避讓方法研究

牛文超

（長江南京航道工程局，江蘇 南京 210011）

原欽州港10 萬噸級進港航道位于欽州港東、中、西三條自然深槽的東深槽上，航道全長30.709km，包括四個航段，從外海口門至果子山作業區依次為南段航道、三墩航道、大欖坪航道、果鷹航道。為適應欽州港臨海產業發展，對原欽州港10 萬噸級進港航道中的南段航道、三墩航道、大欖平航道3 個航道段按10 萬噸級集裝箱和10 萬噸級油船雙向通航要求進行擴建，分為一期、二期進行實施，先期已完成一期工程，一期工程主要對大欖坪航道1、大欖坪航道2、三墩航道進行擴建，后期實施的二期工程主要對三墩航道、南段航道進行擴建。

1 工程概況

欽州港東航道擴建工程（擴建10 萬噸級雙向航道）二期工程建設規模按滿足10 萬噸級集裝箱船滿載雙向乘潮通航標準建設，乘潮保證率90%，航道里程全長15.037 公里，航道通航寬度360～390 米；航道設計底高程為-13.3 米（當地理論深度基準面）。施工內容主要包括：擴建航道區域（施工段一，圖1）和東航道原航道區域（施工段二，圖1），施工段一：擴建航道區域，其中南段航道拓寬寬度170m，三墩航道拓寬寬度180m，主要施工任務為將拓寬區域施工至-13.3m 標高；施工段二：東航道原航道區域，其中南段航道通航寬度190m，三墩航道通航寬度210m，主要施工任務包括原航道浚深及航道東側礁石區域的鑿巖清礁施工。

圖1 施工總平面圖

2 航道通航與施工現狀

欽州港東航道現狀航道中南段航道通航寬度190m，三墩航道通航寬度210m。

2.1 施工船舶選型

項目籌備期，在進行施工船舶選型時，自航耙吸式挖泥船適用于通航營運航道施工，但由于欽州港東航道西側拓寬區原始水深2m～4m，不滿足大型耙吸式挖泥船空載吃水要求；臨時蓄泥坑通航臨時航道水深3m～4m，同樣不滿足自航耙吸式挖泥船空載航行要求；另根據地勘報告分析，在浚深土質分布中存在礁石、硬質黏土，均不利于耙吸式挖泥船施工，綜合考慮上述原因，選擇由抓斗船開展疏浚施工。

2.2 施工矛盾

2.2.1 施工段一：拓寬航道區域施工方法

按照“分條分段”施工原則，將拓寬區按照15m的寬度為一個條帶原則共計劃分12 個施工條帶，抓斗船采用拋設“八字錨”的方式進行定位，經測算及現場船舶反饋，在進行第7 至第12 條帶施工時，抓斗船拋錨施工時，各錨位未深入原航道區域，對原航道通航未構成影響；在進行第1 至第7 條帶施工時，抓斗船錨位將對原航道通航造成影響，考慮最不利情況下即進行第1 條帶施工在與原航道西側邊線交界處施工時，抓斗船需至少將錨拋進原航道約50 米，占用原航道西側50 米范圍，對航道正常通行船舶帶來安全通航影響。

圖2 施工段一施工工藝圖

2.2.2 施工段二：原航道掃淺施工方法

原航道掃淺施工：原航道通航寬度190m～210m，在進行原航道掃淺施工時，需占用現有航道。施工時，項目部將原航道按照航道軸線劃分成東西兩個施工區域，單個寬度95m～105m，各挖泥船在進行原航道掃淺施工時，對原航道通航水域占據范圍較廣，對營運船舶安全通航影響較大，甚至在施工時段，航道處于不能通航的情況。

圖3 施工段二施工工藝圖

3 施工通航避讓方案設計

3.1 通航與避讓原則

根據欽州港港調部門對欽州港進出港的船舶數據進行統計，噸位為3 萬噸級的集裝箱船占進出船舶總數量的80%～90%，其它通航船舶為數量較少的5 萬噸級以上或3 萬噸級以下的集裝箱船舶，鑒于此，根據不同噸級船型來擬定以下通航與避讓原則：

（1）根據海輪航道通航標準，測算不同噸級船型安全通航寬度，以此作為預留避讓寬度；

（2）根據欽州港日潮港的特點，合理規劃高潮位時段、低潮位時段、潮位過渡時段的船舶通航、封航施工的計劃；

（3）根據不同施工區域占用通航水域的寬度不同來合理規劃不同區域的施工時段。

3.2 航道通航寬度測算

根據《中華人民共和國海輪航道通航標準》（JTS180-3-2018）航道通航寬度按下式進行計算：

式中：W—航道通航寬度（m）；A—航跡帶寬度（m），A=n（Lsinγ+B）；L—設計代表船型總長（m）；B—設計代表船型型寬（m）；n—船舶漂移倍數；γ—風、流壓偏角（°）；c—船舶與航道底邊間的富裕寬度（m）；b—船舶間富裕寬度（m）。

基于欽州港通航條件計算如下：橫風風力≤于7 級，橫流介于0.25～0.5m/s 之間，船舶航速6kn。

表1 航道通航寬度測算

由上表可知，3 萬噸級集裝箱船航道安全通航寬度為137m，5 萬噸級集裝箱船安全通航寬度為147m，并據此進行施工通航避讓方案設計。

3.3 施工通航避讓方案設計

（1）根據測算出的不同船型安全通航寬度，將每天分為高潮時段、低潮時段、其他時段三個時間段，其中高潮時段指高潮位前后4h 時間范圍內，低潮時段指低潮位前后3h 時間范圍內，其他時段指高潮時段與低潮時段間的過渡時間。

（2）高潮時段集中安排3 萬噸級以上集裝箱船舶進出港，其中通航5 萬噸級船舶時抓斗船不得占用原航道通航水域，通航3 萬～5 萬噸級船舶時預留富裕的安全通航寬度后，可占用部分通航水域；低潮時段不安排營運船舶通航，集中安排施工船舶占用通航水域開展施工；其他時段采用邊通航邊施工，預留安全通航寬度后，通航3 萬噸級以下的營運船舶。

（3）高潮時段集中安排抓斗船進行拓寬區段7～12條帶區域的疏浚施工；低潮時段集中安排抓斗船進行原航道中部水域疏浚施工；過渡時段集中安排抓斗船進行拓寬段1～7 條帶區域、原航道邊緣水域進行疏浚施工。

（4）每日各碼頭生產企業需配合港調部門結合船舶到港、離港情況及上述避讓規則，提前制定好第二天船舶進出港計劃，便于施工單位、現場施工船舶提前掌握，同時擬定好施工計劃。

表2 船舶分級避讓表

4 結束語

欽州港東航道營運通航與抓斗船施工避讓研究在保障施工和安全通航的條件下，合理規劃施工時段，有效緩解施工與通航的矛盾，提高施工效率，降低施工成本，為以后從事營運航道的疏浚施工提供技術指導和借鑒意義。