浚海6香港人工島艏吹填沙操作方案

黎漢庭 中交廣州航道局有限公司

1.工程概況

香港人工島BCF項目處于香港國際機場東側，是港珠澳大橋項目重要組成部分，本項目具有質量要求高、工期緊、施工強度大、施工干擾多等特點。

浚海6作為參建船舶做了詳細充分的前期工作。從而達到提高施工效率，順利按期完成任務。

本項目用沙擬使用珠江口外伶仃島東海域C區海沙礦作為香港人工島項目的主要沙源（稱為外伶仃沙源區），該沙源距離香港人工島約40～50海里（具體視運沙航行路線不同距離不同），外伶仃沙源區總面積約333公頃，經初步勘探預計沙總儲量4500萬m3，可以滿足香港人工島項目填沙沙量需求。該處自然水深29米，表層覆蓋有淤泥需剝離。

2.人工島工程水文氣象

2.1 潮汐、潮流

2.1.1 潮流

流速：本工程受周圍地形影響，現場漲潮流較緩、退潮流較急的特點；平潮時間較長，潮差在0.3～2.3米之間。

北側防污簾外流速2～3節，大潮時退潮流速大于3節，耙吸船接管艏吹需在此區域進行。

圖1 人工島現場平面示意圖

圖2

防污簾內流速自北向南逐漸減弱，在E1和C2a、C2c、C2b北側等區域附近流較快，退潮流達3節，在C2a和A區交界處流速大約為1節，在C1a、B、A、C1b南側、E2區南側區域內，潮流相對較為緩慢，對船舶停泊和定位操作影響不大。見圖2。

注意：圖2標示的流向流速為現場估測，隨著項目的推進，海堤圍堰逐漸形成及人工島區域內水深的變化，吹填區內及周圍水流也將相應變化，施工過程需密切留意施工水域的潮流變化情況。船舶進場作業還需進一步掌握作業水域的潮流規律。

2.1.2 潮位

MHHW=+2.1m PD，MLLW=+0.3mPD，MSL=+1.2mPD

2.2 季風與臺風

本工程水域風的影響主要為臺風和冬季季風。香港人工島水域處于大嶼山北側，臺風或冬季偏北季風強盛時期對施工區存在影響，而南向來風因受大嶼山阻擋，對施工區域影響不明顯。

表1

根據香港天文臺資料記錄顯示，影響香港的熱帶氣旋數目有很大的年際和十年際變化。最少的一年只有兩個熱帶氣旋影響香港(1997年及2007年)，而最多的一年有11個(1974年)。年平均數在5至7個，而1961至2010年的50年長期平均約為6個。影響的月份為每年的5～11月份，主要集中在7～9月份。

當有臺風影響時，按照防臺措施和臺風應急響應進行操作。

人工島水域風的影響：人工島水域處于大嶼山北側，主要在當有臺風影響本港時、或冬季偏北季風強盛時期對施工區存在影響，而南向來風因受大嶼山阻擋，對施工區域影響不明顯。

3.浚海6耙吸船技術資料

浚海6耙吸式挖泥船技術資料如表1。

4.艏吹作業操作方案

4.1 方案考慮的基本因素

（1）香港水域的水文潮汐、工期內季節氣候的變化情況。

（2）耙吸船的吃水和操作特性。

（3）香港水域環境保護要求。

（4）香港海事處船舶安全航行監管的相關要求。

（5）施工區作業船舶間的干擾。

（6）沙源區及往返距離。

（7）艏吹管線優化及合理布設。

4.2 浚海6香港人工島的工藝流程

（1）耙吸船基本作業工藝流程見圖3。

4.3 在沙源區采沙作業

耙吸船是一種可以獨立實現泥沙挖掘、裝載、運輸、拋卸或排送的疏浚工具，具有抗風浪能力強，干擾小等優點。其主要設備有推進系統、挖掘系統、水動力抽吸系統、裝載系統、排放系統、動力定位系統。

采沙時將耙頭下放至海床面，與沙層面接觸。通過船上的推進裝置，使耙吸船在航行中拖曳耙頭前移，并對水下沙層的泥沙進行耙松和挖掘，由泥泵進行抽吸，通過耙管及船內輸送管路，將耙頭掘松的沙料吸入，送至裝艙裝置裝入泥艙。泥艙內設有消能沉淀裝置，可以快速使比重大（粗顆粒）的沙粒沉淀。比重小或低濃度的沙或其它疏浚物通過溢流裝置排出舷外。整個過程連貫進行，當艙內沙的裝載達到挖泥船的滿載吃水后，停止挖沙，起耙，見圖4。

4.4 耙吸船航行就位

圖3 浚海6艏吹作業流程

（1）耙吸船運沙航線從外伶仃沙源至人工島運沙，要經過擔桿水道、東博寮海峽（博寮水道）、馬灣門、大小磨刀島南側進入人工島吹填區。水域航行監督分屬為香港海事、珠海海事，船舶進入相應水域必須執行所在水域的管理和航行管制要求，按要求進行申請和報告。每次往返均屬于跨境航線，還需執行辦理粵港兩地海關、邊防（移民局）等出入口手續。

（2）根據香港水域甚高頻區段頻道劃分規定，耙吸船在東博寮海峽（博寮水道）使用VHF12，在西維多利亞、馬灣航道使用VHF14，在大嶼山及機場附近使用VHF67，船舶在不同水域中行駛應分別守聽對應區段的工作頻道。

（3）航行于馬灣海上交通控制措施，據了解馬灣門屬于定時定向單向通航，每天有香港海事制訂通航時間計劃，船舶必須嚴格按要求通航或者等待。

（4）耙吸船在采沙區裝滿艙準備運送進入人工島前，應將預計離開采沙區的時間，預計達到吹填區的時間報告人工島項目現場，項目現場接報后立即通知管線人員和錨艇做好接管準備，并檢查確保管線及配套設施狀態正常。

圖4

圖5

耙吸船預計抵達艏吹接管區前一小時，再次和項目現場確認現場及管線的艏吹條件具備情況，慢速駛近。

（5）由于該處水流為偏東西流向，且退水流速急于漲水流速。通常情況流壓作用大于風壓作業，耙吸船進行艏吹作業時應使船舶艏向盡可能順向或逆向水流方向，避免船舶橫向受流壓。

4.5 接管操作

耙吸船就位完畢后，管線人員在錨艇上將預先從海上撈起的浮體鋼絲繩及浮子送至耙吸船船頭接管操作人員，耙吸船上通過絞纜機使浮體連同自浮管自由末端一起絞近船頭，使快速接頭銜接緊固，接管作業的重點是預先擺好船舶，最好是頂流接管，這樣船舶在整個吹岸過程中船為穩定，不移位，如果順流下錨接管那需要下尾錨，操作上要花更多的時間，并且船舶位不好穩定。見圖5。

4.6 艏吹抽艙

（1）選擇與沙、吹距相匹配的泥泵轉速組合模式。

（2）啟動泥泵同時開啟艙內稀釋系統，打松艙內一沉淀固實的沙料，以便于沙料隨水力進入抽艙隧道。

（3）打開與泥泵相通的抽艙閥并關閉泥泵的外部吸口閥，采取比例控制的方式關閉，防止一次性關閉造成主機超負荷或泥泵損傷并誘發堵管。

（4）關閉前艙底部外供給水閥，以保證高濃度并防止泥沙外流，抽艙過程專人操作，保持艏吹濃度盡量減少吹填產生的渾濁泥水。

（5）密切關注各種參數的變化，預判泥土進入抽艙隧道的趨勢，調整抽艙泥門的開合。通常吹沙性土時，最大開至40%即可。

4.7 艏吹結束

確認船艙內沙料即將抽凈，打開泥泵外吸口閥改抽清水，待管線內的沙料排凈后停泵，結束本船艏吹，準備接管離開。

4.8 解管與離開

艏吹結束停泵，脫開管線接頭，放下浮球及鋼絲引纜浮標。通知船艏艉值班人員準備起錨駛離。

視風向及潮流情況判斷先后絞起艏艉錨的順序，并避免船位向機場區域靠近，盡快離開吹填區返回采沙區繼續下一TRIP的作業。

5.船舶航行及水上交通安全措施

（1）合理選擇運沙船的航線，通過《航行通告》形式在粵港兩地發布。施工船舶往返航行服從船舶所在區域海事（VTS）的指揮。

（2）遵守《1972年國際海上避碰規則》和區域內海事管理報告規定，嚴格遵守機場進口航道限制區的規定。

（3）船舶在珠江口航行時，應遵守《珠江口水域船舶定線制（試行）》、《珠江口水域船舶報告制（試行）》。大型船舶進出港應嚴格遵守有關航行規定，注意避讓，特別要注意交叉航線的船舶以及各口門出來的小型船舶。小型船舶進出各口門，應按照規定行駛小船推薦航路或橫越，不得妨礙大船正常航行。

（4）船舶在進入香港水域前，使用甚高頻無線電話通過12頻道和港口通訊中心（香港海事處）取得聯系，經許可后才能進港。船舶與港口通訊中心取得聯系后，必須隨時報告本船情況，一切報告須按港口通訊中心所指定的頻道進行傳遞。

（5）在香港水域內，船舶應保持12頻道連續不斷地守聽無線電話的值班。

（6）不妨礙該水域海上交通，保證該水域的船舶航行順暢。船舶均安裝VHF、雷達，保持正規有效的監聽值守，采取一切必要的預防措施，預防船舶之間發生碰撞、與施工區其他設施（如防護簾）發生碰撞或拖曳損害。確保防污簾一直處于指定位置，一旦位置有明顯變化，要及時糾正位置。

（7）船舶航行及施工作業過程中，除注意來往航行船舶外，注意保護該水域的浮標及任何有可能的水上監測設施，避免對其沖撞拖曳。

6.加強環境保護

（1）確保管線的技術狀態良好，艏吹過程加強對管線的巡視檢查，一旦發現有任何形式的管漏苗頭，立即停止吹填作業，并及時對管線進行更換或者修復。

(2)船艙內任何剩余的吹填沙不得隨意排放。

(3) 對員工進行環境保護教育，提高員工環保意識，遵守當地環境保護法律法規，與業主和當地政府部門密切配合，接受環保部門管理和社會監督。

(4)文明施工，降低噪音，尤其是夜間施工的噪音，針對具體設備，根據相關規定，主要機械設備的噪音限制按照香港環保署噪音限制規定執行。船舶在吹填區禁止使用汽笛和高音喇叭。