連云港港30 萬噸級航道疏浚工程施工難點及控制措施

廖宏剛，朱淋淋

（1.中交疏浚（集團）股份有限公司，上海 200082；2.中交廣州航道局有限公司，廣東 廣州 510290）

1 工程概況

連云港港30 萬噸級航道二期工程位于連云港市海州灣，航道總長55.22 km，總計疏浚斷面工程量約 7 800 萬 m3，總工程量 10 104.53 萬 m3。本工程分4 個標段：H1.1 標段施工內容為7.68 km外航道疏浚、儲泥坑及臨時航道疏浚、吹填區部分反濾層施工。H1.2 標段施工內容包括航道疏浚和清理障礙物。H1.3 標段施工內容為航道疏浚。H3.1 標段施工內容包括6 號錨地內30 萬噸級散貨船錨位和30 萬噸級油船錨位的疏浚工程、推薦航線E—F 段的疏浚工程以及徐圩航道X7+015—X12+515 段的掃淺工程。圖1 為工程平面布置圖。

圖1 工程平面布置圖Fig.1 Project floor plan

2 工程難點

1）疏浚土可挖性差、開挖難度大。疏浚土中黏土較多，局部標貫數達到30～40 擊，土質較硬，在部分區域含有鈣質結核物，易造成堵管悶耙現象，同時會使得艙底積泥嚴重，加長拋泥時間，對耙吸船施工效率帶來較大影響。本工程為原25萬噸級航道拓寬增深工程，土層相對較薄，面積大、土質復雜，隨著航道的加深、灘槽高差加大，航道回淤強度逐漸增大[1]，后期掃淺難度大。工程綜合單價在疏浚行業內總體偏低，成本控制壓力大。部分施工航道海床表面破損漁網及鋼絲垃圾較多，容易出現垃圾與黏土混合物包裹鉸刀頭現象，經常停工清理會導致船舶施工效率下降，成本上升。

2）連云港港航道全年通航，通航船舶流量較大（平均40～50 艘/d），船舶施工作業部署受限，同時因為船舶避讓時間的增加也影響了耙吸船的時間利用率。施工干擾因素眾多，施工區、拋泥區及航行路線漁網多，漁船亂穿、亂航現象嚴重，干擾阻撓施工等。根據國家海洋局關于臨時傾倒區的批復文件，每年的5、6 月份為經濟魚類、蝦類的產卵期，禁止傾倒，項目暫停施工。

3）氣象影響顯著，尤其在外海航道區域，海域開敞，施工里程長，施工區域無掩護遮擋，每年11 月—翌年3 月寒潮頻繁，87.5%以上過程伴有7 級以上大風。

4）本工程預計投入各類耙吸挖泥船、絞吸挖泥船、拖輪及輔助船舶共計35 余艘，現場施工組織難度大，安全管控形勢嚴峻。

5）航道疏浚里程長，單一潮位站，潮位控制精度差，施工及測量精度控制難度非常大，對工程達成質量目標影響大。

3 控制措施與創新方法

3.1 控制措施

1）針對受土質、挖深等影響，前期中型耙吸挖泥船施工效率低的情況，及時調整施工船舶，采用適合本工程特點的大型耙吸式挖泥船進場施工。針對難挖地段的土質進行區域標記并提出專項施工方案，對存在成片區的鈣質結核物黏土層采用抓斗船安裝鑿巖棒與耙吸船耙齒頭高壓沖水配合施工。絞吸船施工時及時監測排泥管路泥漿濃度變化，降低大直徑黏土球的形成[2]。對部分使用絞吸船開挖的鈣質結核物施工區，將正常土質輸送流速進一步提高到4.8 m/s，同時控制管道泥漿濃度低于20%[3]。

2）針對邊通航邊施工，進出港船舶較多的工程特點，根據港區船舶進出港計劃，設計邊通航邊施工安全專項方案[4]，識別危險因素，做好不同施工類型船舶的避讓措施，加強應急演練，并派專職人員在海事局VTS 值班室值班，加強與海事部門、港調部門溝通交流，在保證通航安全的前提下，最大限度地減少避讓所造成的停歇時間。

3）典型施工。根據不同區段、不同土質、不同船型編制專項施工方案，投入自航、艙容大、抗風浪能力強的大型耙吸船和破土能力強的大型絞吸船進行典型施工，收集過程中的數據，不斷進行研究探討，提升施工技術管理水平[5-9]。

4）針對施工區和拋泥區漁網較多、漁船穿行現象嚴重，在協調有關部門進行聯合執法的同時，到附近漁港張貼標語等宣貫活動。

5）加強岸基支持。工藝管理部門加大對船舶的指導力度，分析比對篩選并定型挖掘效果最佳耙齒類型，優化高壓沖水、耙唇角度等參數配置，挖掘船舶施工能力。

6）優化施工工藝。采取絞吸掏挖、耙吸合理分層開挖、錨地施工分區域裝艙、利用橫流的特點使用舷側溢流增加溢流效果、泥砂墊艙黏土裝艙解決拋泥問題等方式，提高施工效率。

7）加大施工質量控制，提高測量頻率，利用斷面監控系統，提高耙頭深度控制精度，利用多波速測深系統增加水深測量頻率，做好測圖分析，及時反饋至施工船舶，精確指導船舶施工布線，同時利用整平器，有效消除壟溝，確保水深同步增深，降低后期掃淺難度。

8）加強船舶生產安全管理，將分包船舶納入安全管理體系，充分利用安全隱患排查APP 等工具強化安全管控。

9） 加強成本管控。各標段均制定了標后預算，過程中關注成本分析，重點將自有船舶、分包單位作為成本管控對象，通過月度成本分析對項目成本進行監控并及時糾偏，構建全過程成本管控機制。管線分類堆放，并進行編號、測厚，準確掌握管線磨損程度。

3.2 創新方法

1）針對鈣化結核物和黏土等疏浚難挖土質，開展了裝備和技術改進研究，使用黏土專用耙頭應用于本工程H1.3 標段和H3.1 標段施工。

2）利用科技手段提高項目管理水平。利用實時格網化潮位推算系統、新型電磁濃度計、疏浚土質分層及顯示技術、星站差分GPS 定位技術等一系列科技措施，提升項目管理水平。

3）針對單一潮位站，潮位控制精度差問題，潮位測量采用遠距離實時格網化潮位推算系統和高精度星站差分技術。根據航道施工區域與潮位站的距離，分別采用3 站改正、雙站改正和單站改正的方式計算和修正實時潮位[5]。

4）針對部分航道施工區垃圾多的情況。采用浚前掃床及磁探方案識別海底沉積物類型與水下裸露基巖分布范圍，分析水下垃圾、金屬等障礙物長度、位置和范圍。對鉸刀頭齒縫間焊格柵，減少垃圾吸入。對有較多垃圾的區域在施工前用垃圾耙掃器進行統一歸攏清理。

4 工程施工效果

1）針對鈣化結核物和黏土等疏浚難挖土質，采用絞吸船在土質難挖區域一側下方深層掏挖工藝、提高土質輸送流速至4.8 m/s 的同時控制管道泥漿濃度低于20%等措施，大幅減少了鈣質結核物覆蓋層堵管悶耙的發生次數，提升了施工工效。采用重型且挖掘能力強的高壓沖水耙頭和黏土專用耙頭，經工程應用檢驗工效提升明顯。

2）在排泥管線的管理方面，通過管線分類堆放，對管線進行編號、測厚，準確掌握管線磨損程度等措施，有效節約了排泥管線相關成本，體現了項目成本管理的精細化。

3）將耙吸船施工區域變更為絞吸船作業降低了工程成本。

4）采用浚前掃床及磁探方案后，垃圾統一處理，大幅度降低了因鉸刀頭包裹而停工清理時間，提升了船舶施工效率。

5）設計的邊通航邊施工安全專項方案，確保施工期間安全無事故，施工效率不降低。

6）創新的潮位控制系統使得施工全周期潮位信號穩定可靠、精度較高，有效減少因潮位誤差而造成的壟溝和廢方量。潮位推算方式與最終驗收測量單位的方式保持一致，為最終驗收測量一次性通過提供了保障。

7）解決耙吸船在航道掃淺階段高投入、低產出的難題。本工程投入大功率拖輪拖帶整平器配合掃淺，利用整平器寬度大、掃淺面積大、重量大、破土能力強，可以實現垂直高度等特點，借助拖輪的拖拽力、構件的自重和刀片進行破土，削高補平，提高孤立淺點或壟溝掃淺作業效率，實現掃淺質量與掃淺成本的雙控。

5 結語

本工程實施前，提前分析連云港港30 萬噸級航道疏浚工程面臨的難點，做好風險因素分析，創新性地開展相關立項研究，設計對應的專項控制措施和針對性較強的工藝技術指導方案，如：創新性地采用絞吸船深層掏挖工藝解決鈣質結核物覆蓋層問題，創新性地采用遠距離實時格網化潮位推算系統和高精度星站差分技術以提高深度控制進度，開創泥砂墊艙黏土裝艙以解決拋泥難問題，開發黏土專用耙頭、研究不同土質耙齒排列組合研究以提高裝艙濃度，將耙吸船施工區域變更為絞吸船作業以降低成本，投入新船航浚6008 單耙、整平器以提高掃淺效率等，通過工藝參數優化，精心組織施工，提高了船舶的施工效率，降低了施工成本，保證施工安全，順利完成質量目標。