舟岱跨海大橋試樁工程海域使用可行性研究

摘 要：本文分析了舟岱跨海大橋試樁工程用海對海洋環境、海洋生態和周邊用海活動的影響。因工程規模較小，工程對水動力和沖淤變化、海水水質的影響小，但樁基會造成底棲生物的永久性損失，損失量約811.2ind;因沉樁和拆樁施工造成的懸浮泥沙擴散也會影響浮游植物的光合作用和浮游動物的生長發育。同時，試樁工程減少了附近水域通航范圍，占用了錨地部分水域，但通過布置警戒燈樁，可以保證附近水道航路的通航安全和錨地的正常功能。總的來講，試樁工程用海影響較小，海域使用可行。

關鍵詞：試樁工程;海域使用;海洋環境;海洋生態;航道;錨地

1 引言

舟岱跨海大橋起點位于舟山本島岑港互通，終點位于岱山雙合，全長16.35km，分為南側非通航孔橋、南通航孔橋、南通航孔橋與主通航孔橋間非通航孔橋、主通航孔橋、主通航孔橋與北通航孔橋間非通航孔橋、北通航孔橋、北側非通航孔橋共7個區段[1]。為了優化橋梁基礎工程的設計和施工，提高施工技術和管理水平，舟岱跨海大橋需要開展試樁工程。工程的實施會對海洋環境、海洋生態以及周邊用海活動產生一定的影響[2， 3]，因此，有必要開展試樁工程的海域使用可行性研究，為管理部門的決策、監管提供理論依據和工程經驗。

2 工程概況

如圖1所示，試樁工程共分A、B、C三組，位于大橋三個通航孔附近。其中A組試樁位于北通航孔橋附近，含1根試樁、4根錨、2根基準樁，樁徑均為1.6 m;B組試樁位于南通航孔橋附近，含1根試樁、4根輔助樁、1根水平測試反力樁，樁徑分別為1.8m、1.6m、2.0m;C組試樁位于主通航孔橋附近，含1根試樁、4根輔助樁，樁徑分別為2m、1.6m。

工程分為三個階段，第一階段為試樁沉樁施工、搭設試樁平臺及樁基測試，第二階段為樁基上部承臺澆筑施工，承臺澆筑完成后作為主線工程測量平臺使用，第三階段為拆除試樁工程。

3 海域使用影響分析

3.1 對水動力和沖淤變化影響分析

根據浙江省水利河口研究院對2006～2014年間舟山至岱山海域沖淤變化的研究結果，該海域總體上以輕微沖刷為主，年均沖刷速率約5cm/a。試樁工程合計18根鋼管樁，樁徑1.6～2m，整個工程樁基數量少、尺寸小，且在大橋建成后就拆除，因此，試樁工程對水動力和沖淤變化影響程度小、影響時間短。

在試樁存在期間，受漲落潮流的影響，樁基底部優勢流迎流面受馬蹄形漩渦的作用，掀沙較為嚴重，發生局部沖刷;而受樁基阻水作用的影響，優勢流速度逐漸減小，在樁基背流面后方一定范圍內將形成較為明顯的淤積[4， 5]。

3.2 對海水水質的影響分析

試樁工程對海水水質的影響主要發生在施工期，包括沉樁、拔樁兩個階段，影響因子有工程廢水、施工船舶的含油污水、生活污水。上述廢水、污水如果直接排海，可能會使局部海域水質中的COD和石油類含量增高，從而污染海水水質。因此，工程廢水應集中收集處理后回用，含油污水應進行鉛封管理，生活污水經船舶所設的處理裝置處理達標后排放或者臨時儲存經陸地生化處理達標后排放。在采取上述措施后，可以將試樁工程對海水水質的影響降到最低程度。

3.3 對海洋生態的影響分析

試樁工程對海洋生態的影響主要是沉樁對底棲生物的損失和沉樁、拆樁產生的懸浮泥沙對海洋生物的影響。

一方面，試樁工程的打樁作業會改變底棲生物的棲息環境，除少量活動能力強的底棲生物能夠逃往別處，絕大部分底棲生物會因掩埋、覆蓋而死亡。根據試樁數量和樁徑，可以計算得到底棲生物永久性損失的面積為：

同時，根據該海域環境質量調查結果，底棲生物棲息密度平均值為20.8 ind/m2，可以計算得到因樁基工程造成永久性底棲生物的損失量為：

另一方面，在試樁沉樁和拆除施工時，施工區周圍50～100m范圍內的懸浮泥沙濃度會明顯增高，從而造成水體渾濁，影響浮游植物的光合作用，降低水體的初級生產力，阻礙大型藻類的正常生長，也會影響附近浮游動物的攝食率及生長速率。而工程海域的魚類規避空間大，蝦蟹類對懸浮泥沙的適應性強，因此懸浮泥沙對該類生物影響不大。

由此可見，試樁工程對海洋生態的影響總體較小，且隨著施工的結束，這種影響也會很快消除。

3.4 對周邊用海活動的影響分析

試樁工程對周邊用海活動的影響主要是對航道和錨地的影響。根據打樁船船長78m、拋錨長度約200m，確定施工安全作業區為以試樁墩為中心600×600 m的正方形水域范圍（見圖2）。試樁施工減少了水域通航范圍，使附近水域的通航難度進一步增大，客觀上增加了過往船舶的航行與避讓難度。試樁工程對航道的影響主要體現在以下幾點：

（1）A組試樁附近為岱山島南側小型船舶的習慣航路，距離航路密集區邊界約780m（見圖3），距離較遠，不會對過往船舶通航產生大的影響。但也有少量船舶選擇從陰礁與曳礁之間水域出入，而試樁平臺的存在使得該水域通道分割成兩塊，在此水域中成為一個礙航物，增加了船舶通航的風險，建議在A組試樁上布置警戒燈樁，提醒過往船舶繞行。

（2）B組試樁距離進長白水道航道約388m，進長白水道航道寬度為500m，航道等級為5000噸級，兼顧空載油輪乘潮單向通航，從航跡線發現大部分船舶沿進長白水道航道進出，也有部分直接從B組試樁位置進出（見圖4），因此，建議在B組試樁上布置警戒燈樁，提醒過往船舶沿進長白水道航道出行，避免與本項目碰撞。

（3）C組試樁距離中部港域西航道進港主航道約551m，該段航道寬度為650m，滿足5萬噸級化學品船乘潮雙向通航，從航跡線發現大部分船舶沿主航道及主航道南側進出，極少數直接從C組試樁位置進出（見圖5），但是由于主航道出入的船舶等級高，密度較大，因此，建議在C組試樁上布置警戒燈樁，提醒過往船舶沿主航道出行，避免與本項目碰撞。

此外，C組試樁位于五虎礁錨地內西北側區域，工程的施工和使用將影響該錨地部分區域的正常使用。根據《海港總體設計規范》（TJS165-2013），港內錨地采用單錨或單浮筒系泊時，錨地邊線至進港航道、碼頭港池水域、碼頭建筑物、防波堤、潛堤、礁石、沉船的安全距離不應小于1倍設計船長，試樁工程作為礙航物，按五虎礁錨地設計船型1倍船長（5萬噸級集裝箱船船長：293 m）進行考慮取值300 m。因此，需要將五虎礁錨地的西南角（1000 m×700 m）范圍作為禁止錨泊區域，以保證試樁工程與錨泊船舶的安全。

4 結論

（1）舟岱跨海大橋試樁工程共分A、B、C三組，合計18根鋼管樁，樁徑1.6～2.0m，在大橋建成后拆除。

（2）試樁工程對水動力影響程度小、影響時間短，不影響舟山至岱山海域現有的沖淤變化趨勢。

（3）試樁工程施工產生的工程廢水、船舶含油污水和生活污水在規范采取環保措施的前提下，對海水水質的影響較小。

（4）樁基工程會造成811.2ind底棲生物的永久性損失，沉樁和拆樁產生的懸浮泥沙對50～100m范圍內的浮游植物和浮游動物會產生一定的損害，但對魚類和蝦蟹類影響不大。

（5）A、B、C三組試樁平臺附近有水道航路，且C組試樁位于五虎礁錨地內，建議三組試樁平臺均布置警戒燈樁，以保證周邊水域的通航安全和錨地區域的錨泊安全。

參考文獻：

[1] 廣東省長大公路工程有限公司. 寧波舟山港主通道（魚山石化疏港公路）公路工程鋼管樁試樁施工組織設計[R]. 廣州： 廣東省長大公路工程有限公司， 2017.

[2] 姚震，謝挺，倪云林，沈良朵.魚山大橋工程海洋環境影響分析[J].中國港灣建設，2018，38（10）：1-5+25.

[3] 徐彥兵，倪云林.蝦峙車客渡碼頭擴建工程用海可行性分析[J].水運工程，2017（02）：53-56.

[4] 董斌，邊淑華，劉建強，金永德，胡澤建.往復海流作用下樁基局部沖刷及海底沉積物粒度變化[J].海岸工程，2009，28（02）：1-8.

[5] 韓海騫，熊紹隆.潮流作用下橋墩局部沖刷規律研究[J].浙江水利科技，2014，42（05）：87-91.