梁錦垣

摘 要：航道疏浚工程是按照一定的深度和范圍對(duì)航道或者港口水域進(jìn)行挖掘從而對(duì)水底的淤泥、砂以及巖石進(jìn)行清理的港口工程，也是改善航道、港口水域并對(duì)其進(jìn)行改善的主要工程手段之一。航道疏浚工程的施工不僅和疏浚物質(zhì)的特點(diǎn)以及施工區(qū)的水文、氣象、地理環(huán)境有關(guān)，還和船舶施工工藝有著很大的關(guān)系，需要充分的利用船舶施工工藝保障航道疏浚工程的正常進(jìn)行，為此我們通過一個(gè)工程案例，分析船舶施工工藝在航道疏浚工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：船舶施工工藝 航道疏浚工程 技術(shù)性研究

我國(guó)疏浚行業(yè)已經(jīng)經(jīng)歷了數(shù)百年的發(fā)展，隨著經(jīng)濟(jì)全球化和國(guó)際貿(mào)易規(guī)模的不斷加大，為了適應(yīng)現(xiàn)代化港口以及運(yùn)輸國(guó)際化發(fā)展的需求，我國(guó)多個(gè)重要港口開始了興建、拓寬等工程，疏浚行業(yè)也在近幾年得到了快速的發(fā)展。與此同時(shí)，隨著港口、航道、農(nóng)田水利及沿海城市的發(fā)展，疏浚作業(yè)領(lǐng)域也得到了較大程度的延伸，從傳統(tǒng)的港口航道疏浚及維護(hù)、江河湖泊治理及水利設(shè)施興建，先后拓展至農(nóng)田水利與水庫(kù)建設(shè)及維護(hù)、國(guó)防工程建設(shè)、環(huán)境保護(hù)疏浚、吹填造陸等領(lǐng)域。而船舶施工工藝的成熟與航道疏浚工程質(zhì)量有著重要的關(guān)系，嫻熟的船舶施工工藝能充分發(fā)揮船舶的能力，縮短工期，促進(jìn)航道疏浚工程質(zhì)量的提高。

1.航道疏浚工程概況

本次工程為我國(guó)某航道局承擔(dān)的5萬(wàn)噸級(jí)施工任務(wù)，工程總量高達(dá)2200萬(wàn)m3，合同額為2.5億元，屬于特大工程。該港口水域范圍由岸線和東、南、西四條界線圍成，工程的主要任務(wù)是完成港區(qū)范圍以及減載平臺(tái)掉頭地內(nèi)的黏土、風(fēng)化巖開挖、淤泥、泥沙、清渣、疏浚土等的處理以及填砂工作。工程量較大，其中設(shè)計(jì)斷面凈工程量為1563.2萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)超深、超寬工程量為218.6萬(wàn)m3，整個(gè)航段巖石層超深最大值0.5m左右，超寬范圍（1.0m-4.0m），覆蓋層超深為0.5m，超寬為5m。吹填砂工程量超過500萬(wàn)m3。

基本工程條件：區(qū)域?qū)儆诘湫秃Ｑ笮詺夂颍嗄昶骄鶜鉁?2.6℃，平均降雨量2368.0mm，風(fēng)口屬于季風(fēng)區(qū)，常見風(fēng)向NNE，頻率為30.5%。為臺(tái)風(fēng)活動(dòng)區(qū)，每年平均受到1到3次臺(tái)風(fēng)影響，常伴有暴雨等極端天氣。

2.船舶施工工藝選擇和施工設(shè)計(jì)2 . 1工程特點(diǎn)分析

本次工程所處的區(qū)域土質(zhì)復(fù)雜且風(fēng)化巖的開挖量較大，上層多為粗砂和淤泥，中層為殘積土和淤泥質(zhì)土，而下層則存在著大量的剪影黏土和硬度較強(qiáng)的風(fēng)化巖，而且施工的干擾性較大，施工中港口正常運(yùn)營(yíng)也造成了很大的影響。

2 . 2施工船舶選配標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)合本次工程的特點(diǎn)，施工船舶的選擇要滿足以下幾個(gè)重要的原則：（1）船舶要有較好的生產(chǎn)率從而提高施工的效率；（2）為了適應(yīng)深水施工和土質(zhì)需求，因此船舶選擇要有足夠大的挖掘能力；（3）由于港口仍然營(yíng)運(yùn)，因此施工船舶本身也必須要有一定的靈活性必然船只；（4）借助大型絞吸式挖泥船完成風(fēng)化巖開挖，降低經(jīng)濟(jì)投入提高施工質(zhì)量；（5）對(duì)于大型絞吸船無(wú)法開挖或者開挖困難的中風(fēng)化巖使用炸礁船進(jìn)行炸礁施工。

2.3船舶施工設(shè)備選擇

結(jié)合工程特點(diǎn)以及工程施工標(biāo)準(zhǔn)合理選擇施工設(shè)備，其中1500m3自航耙吸船1艘，4500m3自航耙吸船1艘，4m3抓斗船配套1艘配合300m3自航泥駁12艘，6m3抓斗船5艘，8m3抓斗船配套自航泥駁4艘，1600m3/h絞吸式挖泥船1艘，炸礁船2艘。其中自航耙吸船比較靈活，能完成挖、運(yùn)、拋等任務(wù)；絞吸船則主要負(fù)責(zé)開挖砂卵石、風(fēng)化巖；6m3抓斗船負(fù)責(zé)清渣工程；4m3抓斗船負(fù)責(zé)巷道上層以及減載平臺(tái)的取沙任務(wù)；1250m3絞吸船負(fù)責(zé)砂的二次吹填；炸礁船承擔(dān)風(fēng)化巖的炸礁。

2 . 4船舶施工的施工安排

本次工程中開挖出來(lái)的淤泥需要運(yùn)到拋沙區(qū)傾倒，砂則用于制定區(qū)域回填，其他的土類則運(yùn)回距離前沿后方的2KM范圍內(nèi)回填。整個(gè)施工的范圍呈長(zhǎng)條狀，其中多處航道的深度達(dá)到10m，集合這些特點(diǎn)，安排了船舶施工的安排：（1）安排自航耙吸船繼續(xù)進(jìn)行邊坡以及覆蓋層施工，并將淤泥和砂運(yùn)送到外海的拋沙區(qū)。使用1600m3/h的絞吸船開挖下層的強(qiáng)化風(fēng)巖，并將其運(yùn)送到航道邊線600m外吹填，配合6m3的抓斗船兩艘進(jìn)行二次開挖并裝入泥駁，運(yùn)送到指定位置回填；（2）對(duì)于部分巷道中泥土在-5m以上的使用6m3抓斗船施工，并搭配300m3自航泥駁6艘，同樣將淤泥運(yùn)送到外海拋泥區(qū)，砂同樣轉(zhuǎn)吹至吹填區(qū)。對(duì)于-5m以下的砂使用抓斗船開挖并使用500m3泥駁，拋填到沙坑內(nèi)絞吸船轉(zhuǎn)入吹填區(qū)。下層的風(fēng)化巖則使用8m3抓斗式挖泥船進(jìn)行裝填，同樣使用500m3泥駁運(yùn)送到泊位前沿線2公里的區(qū)域內(nèi)回填；（3）強(qiáng)化風(fēng)巖、砂、上層淤泥使用抓斗船開挖，下層的巖石安排炸礁船進(jìn)行炸礁，同樣使用8m3抓斗船清渣施工，進(jìn)行回填；（4）本次施工中的減載平臺(tái)和調(diào)頭區(qū)則使用自航耙吸船重點(diǎn)開挖，同樣將淤泥運(yùn)送到外海拋沙區(qū)，隨后將減載平臺(tái)港池施工區(qū)內(nèi)粑吸船撤掉后，馬上進(jìn)行強(qiáng)化風(fēng)巖和港池下層砂進(jìn)行開挖。

3.分析船舶施工的生產(chǎn)指標(biāo)和效率

3. 1施工船舶的時(shí)間利用率

結(jié)合區(qū)域內(nèi)詳細(xì)的地質(zhì)資料和氣候資料進(jìn)行分析，影響本次施工過程的生產(chǎn)效率的主要因素有三個(gè)分別是風(fēng)、霧和施工干擾，其中干擾施工的主要天氣情況為：全年平均有32.5天大風(fēng)日數(shù)（風(fēng)力≥6級(jí)）；本地區(qū)為臺(tái)風(fēng)活動(dòng)區(qū)，每年會(huì)受到大約1次最多3次的臺(tái)風(fēng)以及熱帶低壓的影響，臺(tái)風(fēng)襲擊時(shí)風(fēng)力最高可達(dá)12級(jí)以上；年均霧日23.1天，五天多為冬末春初早上，持續(xù)2-3個(gè)小時(shí)；施工干擾，主要為到港船舶。結(jié)合區(qū)域內(nèi)的自然氣候條件制定了工況和時(shí)間利用率，其中1500m3和4500m3自航耙吸挖泥船在1級(jí)工況下實(shí)踐利用率為80%，單日工時(shí)19.2小時(shí)；1600m3/h、1250m3/h和海貍3800絞吸挖泥船為四級(jí)工況，時(shí)間利用率為65%，單日工時(shí)為15.6小時(shí)；抓斗挖泥船最高工況為七級(jí)，時(shí)間利用率50%，工時(shí)12小時(shí)；炸礁船最高工況為七級(jí)，時(shí)間利用率50%，工時(shí)12小時(shí)。endprint

3.2挖泥船生產(chǎn)率的影響因素

疏浚土的分類是否準(zhǔn)確與挖泥船的生產(chǎn)效率指標(biāo)設(shè)計(jì)有著很大的關(guān)系，為此我們參考了一航院相關(guān)的地質(zhì)材料，并分析了鉆孔的位置和土質(zhì)的物理學(xué)指標(biāo)和港池和泊位水深土質(zhì)將施工區(qū)域內(nèi)的各個(gè)巷道內(nèi)的土質(zhì)進(jìn)行了分類。除了施工土質(zhì)的影響，挖泥船的實(shí)際挖掘能力也會(huì)對(duì)其生產(chǎn)率造成一定的影響，因此要詳細(xì)的分析每一刀的下深多少、進(jìn)尺多少、橫移速度大小以及吸入多少來(lái)綜合確定其生產(chǎn)效率，同時(shí)還要考慮實(shí)際的進(jìn)樁、倒橫移錨、倒鋼樁以及橫移時(shí)間等的參數(shù)，不僅需要考慮泥土的分級(jí)，同樣也要計(jì)算出轉(zhuǎn)速、直徑的大小。

4.船舶施工的工藝流程

自航耙吸挖泥船施工中使用裝倉(cāng)法，空載航行到挖泥區(qū)，隨后減速然后使用定位上線下粑挖泥，隨后將撓松的泥土通過離心式泥泵吸入到泥倉(cāng)內(nèi)，滿倉(cāng)后運(yùn)輸至拋泥區(qū)，隨后開啟泥倉(cāng)底部艙門開始拋泥，然后重復(fù)以上操作循環(huán)完成拋泥施工。挖泥船則使用定位扇形法施工，隨后將開挖的泥土裝入泥駁后運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢脪伳?。絞吸挖泥船施工中使用鋼樁定位法，借助于離心式泥泵將泥土吸入，隨后利用排泥管道和線路直接運(yùn)輸?shù)街付ǖ拇堤顓^(qū)。

5.結(jié)語(yǔ)

一般來(lái)說(shuō)航道疏浚工程中工期較長(zhǎng)，工程施工較為復(fù)雜，需要用到各類船舶施工，因此合理的選擇船舶以及安排不同船舶的施工工藝成為影響其工程質(zhì)量和效率的重要內(nèi)容。我們分析了不同的船舶施工工藝的特點(diǎn)和方法，并結(jié)合一個(gè)具體的工程案例，分析了不同的傳播施工效率的影響以具體的施工工藝流程，為此類巷道疏浚工程中船舶施工工藝的應(yīng)用提供了技術(shù)性參考。

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