欽州港東航道營(yíng)運(yùn)通航與抓斗船施工避讓方法研究

牛文超

（長(zhǎng)江南京航道工程局，江蘇 南京 210011）

原欽州港10 萬(wàn)噸級(jí)進(jìn)港航道位于欽州港東、中、西三條自然深槽的東深槽上，航道全長(zhǎng)30.709km，包括四個(gè)航段，從外海口門(mén)至果子山作業(yè)區(qū)依次為南段航道、三墩航道、大欖坪航道、果鷹航道。為適應(yīng)欽州港臨海產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對(duì)原欽州港10 萬(wàn)噸級(jí)進(jìn)港航道中的南段航道、三墩航道、大欖平航道3 個(gè)航道段按10 萬(wàn)噸級(jí)集裝箱和10 萬(wàn)噸級(jí)油船雙向通航要求進(jìn)行擴(kuò)建，分為一期、二期進(jìn)行實(shí)施，先期已完成一期工程，一期工程主要對(duì)大欖坪航道1、大欖坪航道2、三墩航道進(jìn)行擴(kuò)建，后期實(shí)施的二期工程主要對(duì)三墩航道、南段航道進(jìn)行擴(kuò)建。

1 工程概況

欽州港東航道擴(kuò)建工程（擴(kuò)建10 萬(wàn)噸級(jí)雙向航道）二期工程建設(shè)規(guī)模按滿(mǎn)足10 萬(wàn)噸級(jí)集裝箱船滿(mǎn)載雙向乘潮通航標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，乘潮保證率90%，航道里程全長(zhǎng)15.037 公里，航道通航寬度360～390 米；航道設(shè)計(jì)底高程為-13.3 米（當(dāng)?shù)乩碚撋疃然鶞?zhǔn)面）。施工內(nèi)容主要包括：擴(kuò)建航道區(qū)域（施工段一，圖1）和東航道原航道區(qū)域（施工段二，圖1），施工段一：擴(kuò)建航道區(qū)域，其中南段航道拓寬寬度170m，三墩航道拓寬寬度180m，主要施工任務(wù)為將拓寬區(qū)域施工至-13.3m 標(biāo)高；施工段二：東航道原航道區(qū)域，其中南段航道通航寬度190m，三墩航道通航寬度210m，主要施工任務(wù)包括原航道浚深及航道東側(cè)礁石區(qū)域的鑿巖清礁施工。

圖1 施工總平面圖

2 航道通航與施工現(xiàn)狀

欽州港東航道現(xiàn)狀航道中南段航道通航寬度190m，三墩航道通航寬度210m。

2.1 施工船舶選型

項(xiàng)目籌備期，在進(jìn)行施工船舶選型時(shí)，自航耙吸式挖泥船適用于通航營(yíng)運(yùn)航道施工，但由于欽州港東航道西側(cè)拓寬區(qū)原始水深2m～4m，不滿(mǎn)足大型耙吸式挖泥船空載吃水要求；臨時(shí)蓄泥坑通航臨時(shí)航道水深3m～4m，同樣不滿(mǎn)足自航耙吸式挖泥船空載航行要求；另根據(jù)地勘報(bào)告分析，在浚深土質(zhì)分布中存在礁石、硬質(zhì)黏土，均不利于耙吸式挖泥船施工，綜合考慮上述原因，選擇由抓斗船開(kāi)展疏浚施工。

2.2 施工矛盾

2.2.1 施工段一：拓寬航道區(qū)域施工方法

按照“分條分段”施工原則，將拓寬區(qū)按照15m的寬度為一個(gè)條帶原則共計(jì)劃分12 個(gè)施工條帶，抓斗船采用拋設(shè)“八字錨”的方式進(jìn)行定位，經(jīng)測(cè)算及現(xiàn)場(chǎng)船舶反饋，在進(jìn)行第7 至第12 條帶施工時(shí)，抓斗船拋錨施工時(shí)，各錨位未深入原航道區(qū)域，對(duì)原航道通航未構(gòu)成影響；在進(jìn)行第1 至第7 條帶施工時(shí)，抓斗船錨位將對(duì)原航道通航造成影響，考慮最不利情況下即進(jìn)行第1 條帶施工在與原航道西側(cè)邊線交界處施工時(shí)，抓斗船需至少將錨拋進(jìn)原航道約50 米，占用原航道西側(cè)50 米范圍，對(duì)航道正常通行船舶帶來(lái)安全通航影響。

圖2 施工段一施工工藝圖

2.2.2 施工段二：原航道掃淺施工方法

原航道掃淺施工：原航道通航寬度190m～210m，在進(jìn)行原航道掃淺施工時(shí)，需占用現(xiàn)有航道。施工時(shí)，項(xiàng)目部將原航道按照航道軸線劃分成東西兩個(gè)施工區(qū)域，單個(gè)寬度95m～105m，各挖泥船在進(jìn)行原航道掃淺施工時(shí)，對(duì)原航道通航水域占據(jù)范圍較廣，對(duì)營(yíng)運(yùn)船舶安全通航影響較大，甚至在施工時(shí)段，航道處于不能通航的情況。

圖3 施工段二施工工藝圖

3 施工通航避讓方案設(shè)計(jì)

3.1 通航與避讓原則

根據(jù)欽州港港調(diào)部門(mén)對(duì)欽州港進(jìn)出港的船舶數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，噸位為3 萬(wàn)噸級(jí)的集裝箱船占進(jìn)出船舶總數(shù)量的80%～90%，其它通航船舶為數(shù)量較少的5 萬(wàn)噸級(jí)以上或3 萬(wàn)噸級(jí)以下的集裝箱船舶，鑒于此，根據(jù)不同噸級(jí)船型來(lái)擬定以下通航與避讓原則：

（1）根據(jù)海輪航道通航標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)算不同噸級(jí)船型安全通航寬度，以此作為預(yù)留避讓寬度；

（2）根據(jù)欽州港日潮港的特點(diǎn)，合理規(guī)劃高潮位時(shí)段、低潮位時(shí)段、潮位過(guò)渡時(shí)段的船舶通航、封航施工的計(jì)劃；

（3）根據(jù)不同施工區(qū)域占用通航水域的寬度不同來(lái)合理規(guī)劃不同區(qū)域的施工時(shí)段。

3.2 航道通航寬度測(cè)算

根據(jù)《中華人民共和國(guó)海輪航道通航標(biāo)準(zhǔn)》（JTS180-3-2018）航道通航寬度按下式進(jìn)行計(jì)算：

式中：W—航道通航寬度（m）；A—航跡帶寬度（m），A=n（Lsinγ+B）；L—設(shè)計(jì)代表船型總長(zhǎng)（m）；B—設(shè)計(jì)代表船型型寬（m）；n—船舶漂移倍數(shù)；γ—風(fēng)、流壓偏角（°）；c—船舶與航道底邊間的富裕寬度（m）；b—船舶間富裕寬度（m）。

基于欽州港通航條件計(jì)算如下：橫風(fēng)風(fēng)力≤于7 級(jí)，橫流介于0.25～0.5m/s 之間，船舶航速6kn。

表1 航道通航寬度測(cè)算

由上表可知，3 萬(wàn)噸級(jí)集裝箱船航道安全通航寬度為137m，5 萬(wàn)噸級(jí)集裝箱船安全通航寬度為147m，并據(jù)此進(jìn)行施工通航避讓方案設(shè)計(jì)。

3.3 施工通航避讓方案設(shè)計(jì)

（1）根據(jù)測(cè)算出的不同船型安全通航寬度，將每天分為高潮時(shí)段、低潮時(shí)段、其他時(shí)段三個(gè)時(shí)間段，其中高潮時(shí)段指高潮位前后4h 時(shí)間范圍內(nèi)，低潮時(shí)段指低潮位前后3h 時(shí)間范圍內(nèi)，其他時(shí)段指高潮時(shí)段與低潮時(shí)段間的過(guò)渡時(shí)間。

（2）高潮時(shí)段集中安排3 萬(wàn)噸級(jí)以上集裝箱船舶進(jìn)出港，其中通航5 萬(wàn)噸級(jí)船舶時(shí)抓斗船不得占用原航道通航水域，通航3 萬(wàn)～5 萬(wàn)噸級(jí)船舶時(shí)預(yù)留富裕的安全通航寬度后，可占用部分通航水域；低潮時(shí)段不安排營(yíng)運(yùn)船舶通航，集中安排施工船舶占用通航水域開(kāi)展施工；其他時(shí)段采用邊通航邊施工，預(yù)留安全通航寬度后，通航3 萬(wàn)噸級(jí)以下的營(yíng)運(yùn)船舶。

（3）高潮時(shí)段集中安排抓斗船進(jìn)行拓寬區(qū)段7～12條帶區(qū)域的疏浚施工；低潮時(shí)段集中安排抓斗船進(jìn)行原航道中部水域疏浚施工；過(guò)渡時(shí)段集中安排抓斗船進(jìn)行拓寬段1～7 條帶區(qū)域、原航道邊緣水域進(jìn)行疏浚施工。

（4）每日各碼頭生產(chǎn)企業(yè)需配合港調(diào)部門(mén)結(jié)合船舶到港、離港情況及上述避讓規(guī)則，提前制定好第二天船舶進(jìn)出港計(jì)劃，便于施工單位、現(xiàn)場(chǎng)施工船舶提前掌握，同時(shí)擬定好施工計(jì)劃。

表2 船舶分級(jí)避讓表

4 結(jié)束語(yǔ)

欽州港東航道營(yíng)運(yùn)通航與抓斗船施工避讓研究在保障施工和安全通航的條件下，合理規(guī)劃施工時(shí)段，有效緩解施工與通航的矛盾，提高施工效率，降低施工成本，為以后從事?tīng)I(yíng)運(yùn)航道的疏浚施工提供技術(shù)指導(dǎo)和借鑒意義。