廈門翔安新機場填海造地工程海砂開采工藝研究

■趙東遠 ■廈門合誠工程設計院有限公司，福建 廈門 361009

1 工程概述

廈門翔安新機場填海造地工程位于廈門翔安區東南海面，大嶝島和小嶝島之間，與金門島約3km。新機場總用地面積約27.49km2，其中填海造地面積約為23.19km2，造地工程需要填料砂約1.6 億m3。

規定的取砂區位于大金門島正南方約20km 處的廈門海域，面積約58km2，海上運輸航道約50km。砂層標高在-25～-57m 范圍，上部為粉細砂，厚度4～9m 不等，局部有覆蓋層，下部為中細砂，厚度多在8～12m，局部中細砂層下有中粗砂。根據估算，砂總儲量約6.8 億m3。

2 海砂開采工藝類型

從國內外大量的造陸工藝調研分析，現有海砂開采工藝流程為挖砂、運砂、拋填、吹填，開采工藝可分為四大類:挖吹工藝、拋運吹工藝、挖運拋工藝、挖運拋吹工藝，詳見表1。

表1 海砂開采工藝現狀一覽表

其中，在大型填海工程實踐中，主要介紹4.5 挖運拋吹新工藝，具體如下:

耙吸船具備海砂開采工藝中的四個功能:挖砂、運砂、拋填、吹填。在耙吸船的四個功能中，挖砂和拋填功能的經濟性最好、運砂功能經濟性其次、吹填功能經濟性最低;故耙吸船艏吹工藝應用的最少，拋填工藝受條件限制較多應用較少，挖運拋吹(耙吸船+絞吸船)利用了耙吸船經濟性最好的挖、運、拋三個功能。

隨著運砂距離的增加，挖運拋吹(耙吸船+絞吸船)工藝中耙吸船運砂成本占工藝總成本比例就很高，主要原因是重型、昂貴的耙吸船相對輕便、便宜的專業泥駁，不但施工效率低且費用上高得多。故工程實踐中提出在挖運拋吹(耙吸船+絞吸船)工藝的基礎上，能否用專業泥駁代替耙吸船運砂，構思新工藝，即充分發揮各個船機的各自優勢，耙吸船的高效挖砂功能、泥駁低廉的運砂功能、絞吸船高效的吹填功能;隨著運砂距離增加，其該工藝施工效率和經濟優勢愈加明顯。

國內外已有類似工程(迪拜取砂工程、連云港港內疏浚工程)，采用耙吸船專門挖泥、泥駁進行運泥的施工方案，較大程度地提高了施工效率，該種工藝為“耙吸船艕帶泥駁聯合疏浚工藝”，簡稱“挖運拋吹新工藝”。

3 海砂開采工藝適用性分析

根據海砂開采工藝類型，各種海砂開采工藝適用性分析見表2。

表2 海砂開采工藝適用性分析

4 適合本工程的開采工藝分析

本工程設置內、外側儲砂坑，外側儲砂坑平均吹距7.5km，內側儲砂坑平均吹距3km。根據儲砂坑距回填區的距離，適合本工程的工藝如下表。

表3 各工藝流程一覽表

表4 各工藝方案船機配備一覽表

5 結論

最終，根據取砂與吹填工藝技術現狀，結合國內現有疏浚設備，在具備海砂運輸專用航道條件下，全年考慮采用方案一(耙吸船+絞吸船)、夏季考慮采用方案五輔助(吸砂王+泥駁+吹泥船);在不具備海砂運輸專用航道條件下，儲砂坑考慮外側方案，全年考慮采用方案三(耙吸船+絞吸船接力)、夏季考慮方案五輔助(吸砂王+泥駁+絞吸船接力)。

通過本次我們的研究分析，經過實際的檢驗后一定會給其他類似工程提供設計參考。

［1］國家海洋局第三海洋研究所編制的《廈門新機場海砂資源調查報告》2013.12.

［2］中交第二航務工程勘察設計院有限公司、中交上海航道勘察設計研究院有限公司《廈門新機場建設海砂資源開采項目調查(海砂開采工藝可行性研究)》2014.5.

［3］《疏浚與吹填工程設計規范》(JTS181 -5 -2012).