關(guān)于港口航道工程施工技術(shù)的探索探討

李小輝

舟山市海通水運(yùn)工程咨詢監(jiān)理有限責(zé)任公司

摘要：通過(guò)對(duì)我國(guó)現(xiàn)代港口航道發(fā)展的梳理，詳細(xì)闡述了港口航道施工技術(shù)，并對(duì)港口與航道工程技術(shù)的發(fā)展及未來(lái)進(jìn)行探索探討，為行業(yè)施工技術(shù)的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：港口航道；施工技術(shù)；探索探討

1 概述

1.1港口航道定義

港口是綜合運(yùn)輸系統(tǒng)中水陸聯(lián)運(yùn)的重要樞紐，貨物和旅客集散并變換運(yùn)輸方式的場(chǎng)地，它有一定面積的水域和陸域供船舶出入和停泊，可以為船舶提供安全停靠、作業(yè)的設(shè)施以及提供補(bǔ)給、修理等技術(shù)服務(wù)和生活服務(wù)。

航道就是為了組織水上運(yùn)輸所規(guī)定或設(shè)置的船舶航行的通道。

1.2港口航道工程現(xiàn)代化發(fā)展歷程

港口是一個(gè)國(guó)家對(duì)外開(kāi)放最前沿的窗口，是綜合運(yùn)輸大通道的節(jié)點(diǎn)，是溝通國(guó)內(nèi)與國(guó)際經(jīng)濟(jì)往來(lái)的重要樞紐。從建國(guó)之初，中國(guó)便開(kāi)始恢復(fù)港口建設(shè)，1952年天津新港的修復(fù)和開(kāi)港標(biāo)志著新中國(guó)筑港事業(yè)開(kāi)始的標(biāo)志；1956年湛江港是我國(guó)自行設(shè)計(jì)施工的第一座大型港口；1978年改革開(kāi)放之后，特別是伴隨14個(gè)沿海港口城市的進(jìn)一步對(duì)外開(kāi)放，港口建設(shè)更是進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期，我國(guó)沿海主要港口在大型化、機(jī)械化和專(zhuān)業(yè)化方面步入世界先進(jìn)水平。新世紀(jì)伊始，全國(guó)掀起了新一輪港口建設(shè)和發(fā)展熱潮，港口的建設(shè)數(shù)量、規(guī)模、吞吐能力以驚人的速度增長(zhǎng)，中國(guó)港口新的格局初步形成，并躋身世界港口大國(guó)行列。自1984年上海港貨物吞吐量首次超過(guò)億噸開(kāi)始，中國(guó)沿海港口群芳斗艷，連續(xù)突破億噸大關(guān)，到2010年末，我國(guó)沿海年吞吐量超過(guò)億噸的港口達(dá)到16個(gè)，是世界上擁有億噸港口最多的國(guó)家。寧波-舟山港，廣州港，天津港也已邁入世界前十大港口。上海洋山深水港一舉成為世界第一大港口，上海成為國(guó)際航運(yùn)中心的核心。

中國(guó)航道建設(shè)的歷史也是中國(guó)疏浚業(yè)發(fā)展的歷史。1949年新中國(guó)成立后，疏浚工作開(kāi)始得到恢復(fù)和發(fā)展。上海、天津、廣州等港成功地進(jìn)行了維護(hù)性疏浚，保證了全國(guó)大小港口的正常運(yùn)轉(zhuǎn)：1952年建成的塘沽新港，便是在淤泥灘上挖出的萬(wàn)噸級(jí)航道及港池。1973年，為貫徹周總理“三年改變港口面貌”的指示，秦皇島港、天津港、青島港、上海港、寧波港等開(kāi)始了大規(guī)模的建設(shè)，航道疏浚進(jìn)入一個(gè)大發(fā)展的階段。這一時(shí)期，中國(guó)疏浚引進(jìn)了一大批先進(jìn)的挖泥船，特別是適合在河口、沿海地區(qū)作業(yè)的大型耙吸船、絞吸船，使疏浚工程項(xiàng)目及規(guī)模迅速擴(kuò)大，保證了沿海港口建設(shè)的順利建成及投產(chǎn)。1976年，長(zhǎng)江口南槽航道實(shí)現(xiàn)了7米航槽通航。1975年上海港長(zhǎng)江口入海人工航槽勝利開(kāi)通及其后成功的維護(hù)，標(biāo)志著我國(guó)疏浚技術(shù)水平開(kāi)始進(jìn)入了提高、趕超國(guó)際先進(jìn)水平的新時(shí)期。我國(guó)的疏浚能力已躍居世界前列。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)港口進(jìn)入第二次建設(shè)高潮，為了滿足港口專(zhuān)業(yè)化、深水化的要求，需要建設(shè)深水航道。特別是1990年以來(lái)圍繞大連、秦皇島、天津、青島、上海、深圳等20個(gè)主樞紐港的建設(shè)，深水航道建設(shè)也進(jìn)入了新的階段。新世紀(jì)以來(lái)，航道建設(shè)主要圍繞船舶大型化、港口系統(tǒng)化需要，既建設(shè)大型船舶停靠的家——深水碼頭，也建設(shè)大型船舶通行的路——深水航道，逐步實(shí)現(xiàn)了大進(jìn)大出、快進(jìn)快出，許多航道開(kāi)始向20萬(wàn)噸級(jí)、30萬(wàn)噸級(jí)升級(jí)，滿足了港口體系性要求，在長(zhǎng)三角、珠三角、環(huán)渤海、東南沿海、西南沿海五大區(qū)域形成了規(guī)模龐大并相對(duì)集中的港口群和深水航道。

2 施工技術(shù)探討

2.1 港口施工技術(shù)

港口水工建筑物是港口的重要組成部分，一般包括：碼頭（Quay）、防波堤（Seawall）、護(hù)岸（Retaining Wall）、船臺(tái)滑道（Slipway & Slideway）及船塢（Dock）等。

圖1 港口碼頭施工圖

多年來(lái)，港口水工建筑物（碼頭）的結(jié)構(gòu)型式有了很大的變化：短樁小跨、實(shí)體重型、就地澆注、長(zhǎng)樁大跨、空心輕型、預(yù)制安裝重大技術(shù)技術(shù)成就和具有國(guó)際水平的創(chuàng)新成果：大型格型鋼板樁碼頭結(jié)構(gòu)、大直徑預(yù)應(yīng)力砼管柱（武漢外貿(mào)碼頭）和大園筒的應(yīng)用等。目前我國(guó)自然條件較好的海灣和海岸已基本用完，今后筑港更多地處于各種復(fù)雜的條件下，或浪高流急或海灘平緩或地基松軟等，同時(shí)在適應(yīng)新的裝卸工藝，提高裝卸效率，綜合利用水資源等方面也對(duì)港口水工建筑物的建設(shè)提出了新的要求。

2.2 航道施工技術(shù)

航道工程包括：整治工程、疏浚工程、渠化工程、徑流調(diào)節(jié)、運(yùn)河工程、輔助工程措施等。

整治工程技術(shù)為借助于在河床中建筑專(zhuān)門(mén)的整治建筑物以影響河中水流，并造成有利的水流結(jié)構(gòu)，利用水流本身的內(nèi)部力量刷深航道并維持航道的穩(wěn)定，保證枯水期航道必需的尺度；改善流態(tài)、降低急流灘的流速和比降；保護(hù)河岸、控制洲灘演變，穩(wěn)定河勢(shì)。

航道疏浚工程技術(shù)就是利用機(jī)械作用（如挖泥、爆炸）浚深航道中最淺的淺灘部分，以建立并維持枯水期航道所必需的深度和寬度。

渠化工程技術(shù)就是利用攔河修建的的閘或壩的壅水作用以抬高天然河流的水位，增加航深、減緩流速，消除了急險(xiǎn)灘段。

徑流調(diào)節(jié)技術(shù)利用水庫(kù)的容蓄能力人工地改變天然河流的徑流分配以改善水庫(kù)下游航行條件的方法。

運(yùn)河工程施工技術(shù)即通過(guò)興建運(yùn)河，使不同水系之間得以溝通，有的可以縮短水運(yùn)距離，有的可以實(shí)現(xiàn)跨流域通航，使水運(yùn)成網(wǎng)、直達(dá)，提高效益。如蘇伊士運(yùn)河、巴拿馬運(yùn)河等通海運(yùn)河以及我國(guó)的京杭大運(yùn)河是成功的杰作。

輔助工程技術(shù)包括設(shè)立航標(biāo)、絞灘、掃床、清槽等技術(shù)等。

3 施工技術(shù)探索

3.1港口施工技術(shù)探索

近幾年來(lái)，我國(guó)港口施工技術(shù)取得了巨大成就，其中一個(gè)重要原因，就是科技進(jìn)步在港口建設(shè)中所起的作用。港口建設(shè)所在的水陸交界處，由于氣象、水文及地質(zhì)地貌等的作用，動(dòng)力條件復(fù)雜，影響因素眾多，技術(shù)難度較大。因此，在港口建設(shè)中必須有先進(jìn)的技術(shù)作支撐，依靠科技進(jìn)步是港口建設(shè)實(shí)現(xiàn)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的重要保證。科技進(jìn)步是利用科學(xué)研究的最新技術(shù)成果服務(wù)和應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際，從而促進(jìn)生產(chǎn)力和生產(chǎn)水平的提高。科技進(jìn)步的核心是創(chuàng)新，最終目的是應(yīng)用，著眼于“ 新”，立足于“ 用”，這是科技進(jìn)步的主要精神。

港口工程與人類(lèi)生存的關(guān)系越來(lái)越密切，岸線成為港口建設(shè)的一種有限的資源，疏浚、建筑物、船舶排出物及貨物泄露、濱海工業(yè)及灰塵等成為環(huán)境問(wèn)題日益突出；地震災(zāi)害和風(fēng)暴潮災(zāi)害對(duì)港口的安全潛在威脅仍然未妥善解決。未來(lái)的港口工程建設(shè)將向深水化和大型化發(fā)展；港口作業(yè)的物流化，港口布局的網(wǎng)絡(luò)化以及港城一體化將成為主流；隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的進(jìn)一步普及，港口建設(shè)施工管理信息化程度越來(lái)越高。尤其是BIM技術(shù)在港口建設(shè)中的推廣應(yīng)用，勢(shì)必給港口施工技術(shù)帶來(lái)質(zhì)的飛躍。

3.2航道施工技術(shù)探索

航道工程施工將更具科學(xué)性，一是平原河流疏浚為主，二是山區(qū)河流采用整治、炸礁與疏浚相結(jié)合；對(duì)一般整治與疏浚措施難以改善通航條件時(shí)，宜采取渠化工程措施。三是對(duì)河流特性好演變規(guī)律未充分掌握時(shí)，不宜采取強(qiáng)制性措施，可先進(jìn)行疏浚。

圖1 深水航道疏浚圖

航道現(xiàn)代化包括地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、遙感、遙測(cè)技術(shù)、監(jiān)控?cái)z像技術(shù)的大規(guī)模運(yùn)用。通過(guò)建立數(shù)字航道三大核心子系統(tǒng)即電子航道圖系統(tǒng)、航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)、系統(tǒng)支撐平臺(tái)等確保航道工程安全。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所，只有依靠科技進(jìn)步，利用科技新成果，探索發(fā)展新思路，才能促進(jìn)港口及航道施工技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)。為我國(guó)港口及航道工程的施工提供強(qiáng)有力的科學(xué)保證。

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