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航道疏浚工程设计要点分析添加时间:2019-08-20

北极星环境修复网讯:摘要:随着国民经济的快速发展,港口吞吐量以及对应的船舶数量均表现出持续增加的趋势,这在一定程度上推动了我国水路运输事业的发展。传统方式下的港口与开户送38元体验金航道已经无法满足当前的水路运输需求,这一问题受到了有关部门的高度关注。港口与航道扩建施工的工程难点较多,并潜在诸多干扰因素,因此有必要对其展开技术探讨,提出可行的技术方案。

关键词:航道疏浚;工程设计;要点

1工程概况

某港口出海航道30#标全程共31km。该水道既是运河干线集疏运的主通道,也是港区至沿海运输主通道,以及珠江三角洲中部地区通往深圳、中山3000吨级便捷通道。因此对该水道开展3000吨级整治工作是十分必要的。

经过实地踏勘走访并结合水深地形测量资料,以及航道、海事、交通、水利等相关部门的整治建议。改航道整治工作的重点在于疏浚工程。疏浚工程如何确定相关参数,把握相关的设计要点,确保工程能够顺利实施,起到了非常关键的作用。

2疏浚工程设计要点

2.1航道设计水深及航道宽度的确定

航道设计水深及宽度的确定时应注意疏浚地质、船舶类型、水文条件、安全距离等。其中内河航道水深可根据《内河通航标准》公式H=T+△H进行计算;海轮航道通航水深可根据《海港总体设计规范》公式D0=T+Z0+Z1+Z2+Z3,航道设计水深:D=D0+Z4进行计算。

2.2疏浚边坡的确定

疏浚区域的土质、水动力条件、以往整治边坡情况、上下游衔接航道边坡情况、数学模型研究和疏浚设备等均影响疏浚边坡的确定。而疏浚边坡的确定又直接影响到工程量和工程造价,以及日后的回淤等方面,可谓牵一发而动全身。

根据岩土勘察结果,本次疏浚深度内河床底质以淤泥、淤泥质土为主,其标贯击数N在2~4击之间、天然重度γ在15~17KN/m³之间、天然含水率ω为40%~85%左右。结合《疏浚与吹填工程设计规范》的相关要求和数学模型研究推荐的边坡成果,蕉门口至新龙特大桥河段挖槽设计边坡取1:8,新龙特大桥至广州港出海航挖槽设计边坡取1:10。

2.3挖泥设备的选择

疏浚设备的选取直接关系到超宽、超深工程量计量,进而影响到工程造价。疏浚设备应结合工程规模、建设要求、现场水域条件、岩土的可挖性、现场的自然条件等因素进行选择。

根据本工程特点,结合各疏浚施工船机的适应范围与能力,本工程施工可有以下疏浚船机可供选择:一是抓斗式挖泥船,该设备对土质的适应能力较强,可调节斗速来挖掘除岩土之外的各种土质,挖槽底部比较平整、挖深误差较小,容易控制超宽。其主要缺点是施工中需抛锚及移位太多,伸展范围大而干扰通航;二是耙吸挖泥船,具有船舶大、抗风能力强,适合于开挖狭长航道,尤其是在水域开阔的海港和河口较长距离的航道作业,不需要占用大量水域或者封锁航道,基本上不影响通航。但由于船舶大、吃水深,要求施工地区内有足够的水深和调头及抛泥的水域,因而施工地区有一定的局限性。

2.4抛泥区的选取

抛泥区的选取在设计时应尽可能接近疏浚施工地点,减少弃土运距,节约工程造价;同时应兼顾环保及附近水域的环境,减少弃土对环境及生态的影响;不要影响正常的通航等。

疏浚物的处理主要分为陆抛(回填)和水抛(即海洋倾倒)两种方式。结合本工程的特点,采用水抛方式可选择在坭洲头弃土区、淇澳岛东北弃土区、淇澳岛东南弃土区和黄茅岛南弃土区。但这四个弃土区均离本项目较远,运距较大,不经济。经调查走访,距离本项目仅35㎞的中山市火炬开发区临港工业园需要大量疏浚土。经沟通协商,最终将疏浚土采用陆抛方式用于临港工业园的回填之用,既满足了工业园取土的需求,又解决了本次疏浚土的安置问题,同时也大大缩短了运输距离,节约了工程造价,起到“一箭三雕”的效果。

3疏浚施工中港口和航道通航安全保障措施

3.1减小施工船舶之间的干扰

(1)航道里程1+000以内及部分港池水域,TDC的通旭和通远在此段施工,JDN的140000m3耙吸船在航道里程3+000以外施工,另一条7500m3耙吸船在航道里程1+500到3+000段施工。如果JDN的140000m3耙吸船出港抛泥,则安排JDN的7500m3耙吸船进入3+000以外施工。

(2)反铲船Bernini,完成2号电缆沟作业后,调至码头前沿作业。两条泥驳走拟建航道进出港。

(3)Boskalis反铲船进场后,施工外段弯道边线边坡区域,施工顺序按照项目部安排,泥驳到齐以后到航道北侧施工。两条泥驳走拟建航道进出港。

(4)反铲船MP40安排在港池附近施工,这样泥驳可以走工艺航道进出。

3.2项目部设立联合调度室

项目部安排协调人和俄籍调度联合值班,统一协调项目所有施工船舶。各船舶进出施工区、主航道,泥驳靠离主船,反铲船移船均需向协调人申请。协调人为施工船舶编队;禁止船舶进、出施工区;禁止三船会遇;建议自航船使用安全航速;安排反铲船移船;推迟可能干扰施工区域的船舶离泊;指示船舶调整位置;协调施工船舶之间的避让,避免紧迫局面的发生;督促船舶在能见度不良的情况下严格执行雾航规定。

联合调度室负责收集气象预报,作好记录,密切关注天气变化,提前采取防范措施,当能见度低于1000m时即可通知施工船舶择地抛锚。实测七级及以上大风时,联合调度室有权指示各耙吸船调整施工区段及施工时间,依次排列进出整个施工区域。

3.3耙吸式挖泥船施工

工程中所使用的疏浚船舶设备类型较多,不同的设备所对应的特性也不尽相同。相比之下,耙吸式挖泥船对航道的影响程度最小,这与其具有良好的自航能力有着密切的关联,同时设备主要器件均较为先进,因此提升了操作的灵活性。当周边有运营船舶通行时,只要稍作调整便可以确保船舶的顺利通行。应当注意的是,对于单向航道而言,不允许出现交汇航行的现象,此时在耙吸船的作用下可以避让出新航道,由此缩短中间空档时间,在短时间内便可恢复施工。

3.4施工管理措施

施工现场应与调度站等各个站点搭建出高效的联络机制,综合考虑可能发生的紧急情况,由此制订紧急避让方案。基于与站点的联络,可以充分掌握船舶的动态信息,并提前对施工船舶进行调度。当收到避让指令后,所有疏浚设备均需要随即中止作业,并与水域内的营运船舶进行密切沟通,通过商讨的方式制定合理的避让方法,为营运船舶的通航创造稳定的环境。

3.5通航安全评估

(1)建立船舶操纵运动模型,在此基础上对其运行状态进行分析,明确是否符合相关标准,这是后续航道环境安全评估的必要基础。

(2)进行模拟仿真试验。应当注意的是,所生成的数学模型模拟器应充分涉及到岸壁、水工建筑物等多方面因素对船舶操作所带来的影响,还应包括船舶定速状态下的避让操作等。航道内施工船舶之间会船横距至少30m;施工船舶挖泥对遇时,采取掉头行动的最小距离为500m;两船同向施工时,最小距离为800m且尽量安排在航道同一侧施工。

(3)模拟仿真试验。通过模拟仿真试验可以对船舶停靠与离港的安全性进行分析,由此为船舶的避让等工作提供指导;应选定合适的软件,在其作用下提升分析结果的准确性。

结语:在进行围堰施工时应做好吹填工作,控制好挖槽的深度与尺寸,基于吹填法等方法进行挖泥的运输,且在航道疏浚施工时应注重对周边生态的保护。本文对此展开了一系列分析,为航道疏浚工程提供一些参考。

原标题:航道疏浚工程设计要点分析