急流河段工程中轉運技術的應用

陸少鋒 ,覃才勇 ,梁進 ,楊超，陳其龍

（1.廣西新港灣工程有限公司，廣西 南寧 530200；2.廣西壯族自治區水下破巖工程研究中心，廣西 南寧 530200；3.桂林理工大學材料科學與工程學院，廣西 桂林 541004；4.廣西交通職業技術學院，廣西 南寧 530023）

施工期風力達到5 級以上時，平板駁靠泊及臨時碼頭難度增大，表現為風力增大后，靠泊路線無法精準掌控，易造成船機碰撞損壞。勉強靠泊后，由于大風形成的涌浪，即使在平板駁拋設尾錨情況下，平板駁穩定性不足易造成船體搖晃，增加轉運設備作業難度，施工作業安全條件降低。對于急流河段工程施工技術，已有眾多專家、學者對其進行了研究和改進。

梁進等[1]通過實踐總結研發一套急流灘鉆機船鉆孔爆破施工關鍵技術，綜合應用模塊化組合船體、七錨纜船舶定位、套管垂直導向系統、平行雙滾筒錨機、起爆網路等炸礁施工關鍵技術，使施工船在任意航區調遣施工；范懷斌等[2]改變傳統的船體建造方法，采用拼裝船后進行施工可減少工程船儲備量，有效避免部分工程船無法進入作業區域而停航；范懷斌等[3]通過使用鉆機垂直導向技術，在急流條件下保持了鉆機套管升降系統操作穩定；姚方明等[4]設計出船艏兩錨纜“八”字形布置，解決工程船在急流環境下易移位、施工困難的問題；李松濤等[5]對施工工藝復雜的情況，提出采用平板駁輔助耙吸挖泥船施工工藝，通過將平板駁與耙吸船進行綁靠，使平板駁成為耙吸挖泥船與碼頭水工建筑物之間的緩沖；王洪貴等[6]針對駁船滾動裝卸重大件貨物過程中的船舶浮態控制問題，根據潮汐、貨物、車輛、駁船和碼頭等各方面的實際情況，分析駁船滾動裝卸重大件貨物的方式，給出計算辦法，參照相關規范和運輸實踐的要求，設計滾動裝貨方案；王雪剛等[7]針對灣區淺水域淺吃水半潛駁運輸海底沉管管節的方案，借助水動力勢流理論，探討淺吃水半潛駁在淺水域駁運沉管管節的運動響應；張江南等[8]針對國外某河口港區吞吐量日益增長、乘潮窗口期有限、通航需求較高和通航環境復雜的矛盾,采用仿真試驗方法進行航道通過能力分析。

本文在已有研究成果的基礎上，依托欽州港大欖坪作業區工程現場情況，提出了將礁石料向深水位置推填形成臨時低潮位靠船平臺，將臨時靠船點設置在深水側利用高潮位乘潮施工，平板駁在圍堰一側實施側面拋填，加快圍堰的修筑。經實際工程驗證效果較好，以期為類似工程整治提供參考。

1 工程概況

本工程項目位于廣西欽州港的大欖坪作業區，南接大欖坪南作業區，其地理坐標為：21°42'0.41"N、108°38'6.99"E。位于欽州灣內金鼓江口東側，規劃的大欖坪港區的大欖坪作業區，緊鄰欽州保稅港區的西北側。本項目擬建一個5 萬和兩個7 萬噸級通用泊位，碼頭岸線總長757m。炸礁施工分為三個區域，分別為基槽、停泊地、回旋水域。其中基槽設計底標高-15.6m；設計停泊地底標高-15.0m；回旋水域設計底標高-12.8m。根據環評報告以及海洋環保部門的要求，項目需采用“先圍后填”的方式，圍堰需填筑好后，才能進行后方回填施工。前期平板船利用臨時圍堰作為上料平臺，受潮水限制比較大，低潮時平板船無法靠岸轉運。根據招投標及圖紙要求，吹填區面積252275m2，吹填區為不規則形狀，回填完成面標高為+4.75m，回填方量為139.1 萬m3。

2 施工作業主要影響因素

2.1 風力因素

大風天氣，實測風力達到5 級后，平板駁靠泊挖泥船及臨時碼頭難度增大，主要體現為風力增大后，靠泊路線無法精準掌控，易造成船機碰撞損壞。勉強靠泊后，由于大風形成的涌浪，即使在平板駁拋設尾錨情況下，平板駁穩定性不足引起船體搖晃，增加轉運設備作業難度，施工作業安全條件降低。

2.2 潮差因素

根據潮差的特點，臨時碼頭分為4 個靠泊點，分為兩高兩低，能實現高低潮同時作業兩條平板駁。實際施工過程由于潮位的變化不規則，導致在轉運過程中，平板駁轉運過半需要 更換靠泊點，單船轉運時間增加。臨時碼頭規劃設置為潮差2m 至5m 可正常使用，每月遇到大潮或極低潮位，則需要對靠泊碼頭高程進行加高或者降低，單船靠泊時間增加。潮差變化過大會影響轉運實施的效率。

2.3 回淤因素

清礁工程量較大，轉運效率較低，無法短時間內完成大規模面積清礁，導致清礁施工區內形成回淤。其次，平板駁裝運礁石的施工工藝，無法實現像泥駁裝載后的疏浚泥水混合物沉淀。平板駁裝載礁石后，疏浚泥水混合物直排如施工區，長時間累積下造成施工區回淤?；赜龠^大將導致礁石含泥過大，增加轉運施工難度，主要體現為平板駁跳板、甲板以及轉運施工道路泥水混合物增多，影響車輛行走，易出現打滑，特別在靠泊地和跳板連接處，由于摩擦力減小，自卸車頻繁出現打滑，易發生車輛失控。

2.4 水流因素

平板駁采用船尾拋錨以及跳板搭立在靠泊點后利用地錨掛纜形成錨定，平板駁實現錨定穩固后進行轉運施工。流速過快則會增加靠泊難度，船頭方向不易掌握，跳板搭接位置不合適。或在錨定住后由于流速過快，會導致跳板脫離靠泊點，造成轉運運輸車無法行走，平板駁需要前頂解決跳板脫離問題，造成轉運中斷，增加單船轉運施工時間。

2.5 降水因素

降雨后，平板駁甲板、跳板、轉運運輸道路濕滑，導致轉運車輛打滑，無法載重運輸。礁石料本身含水量較多，加上降雨，增加推土機攤鋪礁石料難度，對施工效率造成影響，同時也降低了設備使用率，易出現攤鋪不及時，現場礁石料堆積過多，攤鋪效果差等影響。

3 施工方案

根據后方陸域回填施工地形特點，以及施工成本的考量，項目實施礁石回填施工分為兩個階段。第一階段施工采用平板駁進行裝料，用鏟車進行水上拋填，該階段的施工需要進行水深區域的劃分，并規劃好回填區通航水路。結合當地潮水變化的特點，劃定不同潮位的拋填區，能最大限度地利用好各個階段的潮位，提高乘潮施工時間利用率。每月大潮期間，可利用裝載量較小的泥駁進行拋填，可提高泥駁的施工效率，實現定點拋填。第二階段采用施工采用自卸車、挖掘機、推土機等設備組合進行礁石轉運，該階段施工需建設好臨時靠泊碼頭，臨時碼頭通航水深要求達到-5m 以上，滿足平板駁滿載航行。平板駁裝料完成靠泊臨時碼頭，由挖掘機進行裝料，自卸車進行運輸至指定卸料點，推土機完成攤鋪施工。

3.1 臨時圍堰

進行陸域回填施工時，必須在回填區靠海側建筑臨時圍堰，阻隔回填料涌向基槽，也為使得臨時碼頭盡快與岸上銜接，使得自卸車、推土機等設備能順利到達臨時碼頭，根據當地的潮水變化，圍堰頂標高為+5.0m,頂寬9 米，圍堰坡比為1:1，圍堰填筑材料采用清礁礁石。

3.2 臨時靠泊碼頭

采取平板船轉運礁石上岸回填形成臨時碼頭，臨時碼頭需遠離施工區，防止后期施工船舶對平板駁靠泊產生影響。利用已建圍堰作為道路，向海側推填礁石，利用塊徑較大的礁石料作為臨時碼頭坡腳壓腳塊石，防止臨時碼頭滑坡。

3.3 臨時航道

臨時航道的開挖深度，需考慮到平板駁的滿載吃水深度、型寬等船舶參數，按照臨時碼頭同時靠泊平板駁的數量，如同時靠泊兩條平板駁，臨時航道寬度應寬于臨時碼頭長度，防止平板駁靠泊過于擁擠，或風浪較大情況下，航道寬度不足，平板駁無法靠泊。臨時航道典型斷面圖如圖1 所示。

圖1 臨時航道典型斷面圖

3.4 深度控制

施工前在施工區域設置潮位站，配備自動潮位遙報儀和在抓斗船上安裝潮位接收器，施工船舶實時接到潮位數據。挖泥船根據所開挖范圍的分層挖深和設計挖深，加上潮位遙報儀接收器顯示的實時潮位，控制泥斗下放的挖泥深度。同時預留適當的備淤深度，通過抓斗船上的定深裝置，控制泥斗的下放深度，提高挖槽平整度。在施工中必須勤看水位、勤測水深、勤對船位，只有當實挖深度符合設計要求時，挖泥船才可前移，施工中應注意以下幾點：

（1）挖深控制:挖深控制一般通過船首測量水深和船臺深度指示器類控制，根據當時潮位遙報的實時潮位數據，通過施工船上的定深裝置來控制拋斗深度，確保挖深符合施工要求。

（2）水位修正控制:抓斗船施工前，在施工區域附近安裝潮位遙報儀和設立水尺，隨時掌握水位變化，及時調整抓斗的挖深。

（3）備淤深度確定:應根據施工區回淤規律，控制好恰當的備淤水深。

（4）充泥控制:挖軟土時，當抓斗切割泥土達到最大充泥量，即為最佳挖泥厚度。如超過最大充泥量，抓斗吊起過程中會有一部分泥土掉入已挖部位，造成淺點。為此應增加抓斗重疊，使沖泥量適度。另外，也可控制抓斗寬度來控制充泥量。

（5）前移距控制:為了防止在前進方向漏挖，造成疏浚深度不足，一般取抓斗張開寬度的0.6—0.7 倍作為前移距。在前移（進關）之前必須檢測實挖部位水深，當深度達到設計要求時，方可前移。

3.5 礁石轉運回填流程

礁石由抓斗船抓取裝入平板駁，由平板駁運輸至臨時碼頭，在通過挖掘機、裝載機、自卸車轉運至后方陸域進行回填施工。為控制施工質量，挖泥船清渣或疏浚采用分條開挖的施工方法。分條寬度根據挖泥船實際挖寬能力確定，浚13 船每格尺寸為6*4 米，灘11 船組為6*3 米。施工中，根據每個疏浚或清碴區域的實際范圍劃定條數，每兩條之間保證有一定的重疊部分（1～2米），斗與斗之間亦要重疊，以避免漏挖。挖泥船超挖控制在0.4 米以內，挖深控制由鏟斗斗臂上的刻度控制。實際施工中，若開挖層厚度大于3 米，還應進行分層開挖，即采用分條分層相結合的方法進行，疏?；蚯逶m宜按先上游，后下游的順序進行。在施工過程中安排專人進行探水，以檢驗開挖效果。

3.6 棄碴

對停泊地及調頭地進行清淤，采用耙吸船、挖泥船相結合的形式進行施工。首先第一步調入耙吸船將施工范圍大面積進行反復耙吸開挖，2 至3 天必須自檢測量跟進，對開挖已經達到標高的區域圈出，讓耙吸船更有針對性地對淺區進行開挖，挖起的石渣裝在泥駁內，由泥駁運輸到指定拋泥區進行拋卸，并根據該區域的水深輔以測深儀監測拋渣情況，避免局部堆積或出現超過設計標高的情況。

4 結語

（1）類似項目設置臨時圍堰時應預留后期圍堰合攏后持續乘潮拋填的位置，不再單一地選擇礁石上岸轉運，在轉運效率低的時候可以選擇繼續水上拋填，減少平板船滿料等待轉運的情況，做到既不影響清礁及回填進度，也可以提高平板船的利用率。

（2）后續類似項目應充分考慮臨時碼頭修筑的時機，充分做好覆蓋層開挖、炸礁等施工的安排，及時修筑臨時碼頭，具備大規模轉運礁石上岸的條件。