通航航道疏浚施工船舶避讓方法及措施

黃家坪，韓朝陽，李創(chuàng)

（中交煙臺環(huán)保疏浚有限公司，山東 煙臺 264000）

1 工程簡介

濰坊港中港區(qū)原有1萬噸級單向通航航道，航道軸線為 227°30′～47°30′，寬度為 110 m（口門附近局部為120m），設(shè)計底標(biāo)高為-8.7 m，航道全長15 km。2014年4月份，在現(xiàn)有1萬噸級航道的基礎(chǔ)上進(jìn)行疏浚擴(kuò)建施工，規(guī)模為3.5萬噸級散貨船單向通航航道，航道設(shè)計寬度131 m，設(shè)計底標(biāo)高-12.0m，全長48 km。

2 工程難點(diǎn)

1）工期短，施工強(qiáng)度大，投入船型種類及數(shù)量多。開工后陸續(xù)投入10余組不同類型船舶，包括耙吸船5艘，絞吸船3艘，斗式船5艘（組）。

2）施工中占用運(yùn)營航道，施工干擾大，避讓頻繁。擴(kuò)建前原1萬噸級航道年吞吐量約1 700余萬t[1]，進(jìn)出港船舶艘次多，施工船舶避讓安全隱患大，亦對施工船舶時利率和生產(chǎn)率造成影響。

3）港區(qū)相關(guān)管理方協(xié)調(diào)難度大。為協(xié)調(diào)施工避讓相關(guān)事宜，施工方會同業(yè)主、監(jiān)理、海事等相關(guān)單位共同召開施工安全避讓協(xié)調(diào)會。經(jīng)過討論分析，為斗式船、絞吸船和耙吸船等各類船型與運(yùn)營船舶間制定了針對性的避讓方式，各方也達(dá)成了做好船舶施工避讓工作的共識[2]。

3 船舶施工安排

根據(jù)各船型施工特點(diǎn)，研究決定施工中對非自航的絞吸船及斗式船采取集中同側(cè)施工、同側(cè)避讓的措施。施工方根據(jù)各船舶施工原理及施工區(qū)特點(diǎn)合理布置，盡量減少對原航道的占用。

3.1 絞吸船

以某絞吸船施工為例，進(jìn)場后首先施工航道0+000—2+000段南側(cè)（見圖1所示A點(diǎn)側(cè)），將船尾置于航道南邊線以外，水上水下管接頭置于A點(diǎn)；待該側(cè)施工完畢，將水上水下管線調(diào)整至B點(diǎn)，將船尾置于航道北邊線以外，繼續(xù)施工航道0+000—2+000段北側(cè)（見圖1所示B點(diǎn)側(cè)）；后續(xù)區(qū)段按此依次施工。

圖1 絞吸船施工布置示意圖Fig.1 Cutter-suction ship construction layout

3.2 斗式船

5組斗式船進(jìn)場前施工方提前依據(jù)各船舶施工性能、斗容、斗重等特性，及斗式船施工時拋錨長度均需在200 m以上的要求，為避免各船施工錨纜相互干擾、纏繞，施工方為每船劃分400 m施工區(qū)，并組織各船同側(cè)同向施工。因各斗式船施工區(qū)域較近，安排船舶同側(cè)施工方能在需要避讓時一致讓出同側(cè)所占用航道，減輕對進(jìn)出港商船航行干擾，避免商船頻繁矯正航向（同側(cè)施工示意見圖2）。

圖2 斗式船施工布置示意圖Fig.2 Bucketship construction layout

以其中一條斗式船施工進(jìn)度為標(biāo)桿，及時對施工區(qū)域進(jìn)行微調(diào)，使各船舶同側(cè)施工進(jìn)度基本一致，保證了進(jìn)出港商船安全航行。

4 各船型具體避讓措施

4.1 絞吸船

絞吸船施工航道0+000—8+000段，分南北兩側(cè)進(jìn)行施工，施工過程中需根據(jù)船寬將鋼樁放置在原有110 m寬航道外側(cè)位置，遇商船進(jìn)出港，提前將船體擺至原航道邊線之外進(jìn)行避讓。

以某船為例，該船寬18.2m，吃水4.2m，鋼樁下放位置距離原航道底邊線10 m（避讓時狀態(tài)見圖3）。商船進(jìn)出港時，將船身平行于航道擺正，橫移錨收回至緊貼船側(cè)，待商船駛離施工區(qū)一定安全距離后船體擺回施工區(qū)再次下橫移錨繼續(xù)施工。

圖3 絞吸船避讓示意圖Fig.3 Cutter-suction dredger collision avoidance

4.2 斗式船

斗式船施工航道8+000—11+500段，分南北兩側(cè)進(jìn)行施工，遇商船進(jìn)出港，絞動橫移錨纜移船至航道底邊線以外區(qū)域，并放松航道側(cè)邊纜到海底進(jìn)行避讓，待商船駛離后收緊錨纜繼續(xù)施工。

施工船舶所有工作錨必須設(shè)置橙色錨浮，顯示白燈，錨浮均引至航道底邊線外，以不影響進(jìn)出港營運(yùn)船舶通航為原則。

根據(jù)大連海事大學(xué)[3]對拋錨出鏈長度計算方法，對此種避讓方式進(jìn)行了論證，具體計算方法如下（見圖4）。

圖4 錨鏈下垂示意圖Fig.4 Cable sag ofanchor chain

懸垂錨鏈的長度Sh為：

式中：Y為海底的深度，取最高潮時的深度為9.1 m；F為船體所受的外界風(fēng)流合力，經(jīng)查詢文獻(xiàn)，當(dāng)外界風(fēng)力為7級時，本工程各斗式船F(xiàn)可取值為354.41 kN，因每船在航道一側(cè)有2條錨纜，則F取值一半，為177.20 kN；qc為單位錨鏈長度在水中的重量，取70 kg。

經(jīng)計算，Sh=68.5m。

為使拋錨趨于安全及計算方便，可取Sb=Sh/2=34.3m。

所以本工程斗式船錨鏈長度應(yīng)不小于S=Sh+Sb=102.8m。

本工程各斗式船錨鏈長度均大于270 m，大于安全拋錨長度，避讓時沉到海底的錨鏈長度大于201.5 m，亦遠(yuǎn)大于現(xiàn)有航道寬度。因此，本工程斗式船的避讓方式是可行的。

4.3 耙吸船

4.3.1 與港口運(yùn)營船舶的避讓

1） 以航道11+500—15+000段為例，在此施工的耙吸船如接到港調(diào)通知，有港口運(yùn)營船舶進(jìn)出港時，耙吸船及時與進(jìn)出港船舶建立有效聯(lián)系，至航道15+000以外耙吸船避讓區(qū)等待避讓[4]。在進(jìn)港商船通過該段施工區(qū)之后，耙吸船返回施工區(qū)繼續(xù)施工（目前濰坊港1萬噸級航道末端僅至15+000處）。

2）準(zhǔn)備進(jìn)港艏吹耙吸船如接到港調(diào)通知，有港口運(yùn)營船舶進(jìn)出港時，耙吸船及時與進(jìn)出港船舶建立有效聯(lián)系，航行至航道15+000以外耙吸船避讓區(qū)等待避讓。商船出港完畢后，耙吸船隨進(jìn)港船進(jìn)港艏吹。

3）艏吹完畢準(zhǔn)備出港耙吸船，如接到港調(diào)通知有港口運(yùn)營船舶進(jìn)出港時，隨出港船舶航行至航道15+000以外耙吸船避讓區(qū)。待商船進(jìn)港經(jīng)過該段施工區(qū)后，耙吸船返回施工區(qū)繼續(xù)施工。

4.3.2 與相鄰施工區(qū)段耙吸船的避讓

1）由于相鄰施工段有其他耙吸船施工，在施工過程中，當(dāng)兩船相對位置距離不足500 m時，兩船要加強(qiáng)了望，并使用VHF甚高頻電話相互聯(lián)絡(luò)，統(tǒng)一會讓意圖。要充分估計風(fēng)流壓差對船舶的影響，及早采取避讓措施，以確保船舶的安全，防止因避讓橫距太小而產(chǎn)生緊迫局面。

2）當(dāng)與其他施工船舶對向施工到達(dá)施工區(qū)同一端需要掉頭時，要向相反的方向調(diào)頭（見圖5）。同時要加強(qiáng)施工頻道相互聯(lián)絡(luò)，了解相互動態(tài)，做到安全調(diào)頭。

圖5 耙吸船避讓示意圖Fig.5 Trailing suction hopper dredger collision avoidance

4.3.3 與斗式挖泥船的避讓

耙吸船進(jìn)港艏吹及艏吹完畢返回施工區(qū)時，要經(jīng)過航道8+000—11+500段斗式挖泥船，耙吸船和斗式船之間要高度重視安全避讓。

1）耙吸船進(jìn)港艏吹及艏吹完畢返回施工區(qū)時立即報告現(xiàn)場調(diào)度，調(diào)度將耙吸船航行動態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)至各斗式挖泥船，斗式挖泥船立即做好避讓耙吸船的準(zhǔn)備。

2） 耙吸船航行至距離斗式船3 n mile之前，通過高頻電話與斗式船建立有效聯(lián)系，明確避讓事項(xiàng)，以及確認(rèn)斗式船已經(jīng)做好避讓，可以通過。

3）耙吸船要加強(qiáng)了望，若發(fā)現(xiàn)斗式船沒有避讓或避讓的空間不足，應(yīng)及時和斗式船聯(lián)系，同時向調(diào)度報告，并根據(jù)調(diào)度的指揮采取相應(yīng)的避讓措施。

4）耙吸船經(jīng)過斗式船時要采用安全航速。4.3.4 與絞吸式挖泥船的避讓

耙吸船進(jìn)港艏吹及艏吹完畢返回施工區(qū)時，要經(jīng)過航道0+000—8+000段的絞吸式挖泥船，其避讓與斗式船的避讓相同。

絞吸挖泥船的水上管線、水下管線位置有變化可能影響到耙吸船的施工航行安全時，絞吸船要及時告知調(diào)度，調(diào)度通知各耙吸船管線位置變化情況。

4.4 船舶避讓中注意事項(xiàng)

1）絞吸船施工時必須保持施工頻道和港調(diào)頻道24 h守聽，當(dāng)接到通知需要避讓時，立即停止施工，將船體擺至航道邊線之外進(jìn)行避讓，移船前與移船后需及時向港調(diào)報告；當(dāng)附近有其他過往船舶時，要及時與過往船舶建立有效聯(lián)系，明確避讓事項(xiàng)，及時有效避讓。

2）港口運(yùn)營船舶進(jìn)出港時，必須提前報告港口調(diào)度，經(jīng)港調(diào)同意后進(jìn)出港。

3）有船舶進(jìn)出港時，港調(diào)提前1 h通知施工船避讓，斗式船接到通知后立即避讓。

4） 港口運(yùn)營船舶在行駛至距離施工船3 n mile之前，通過高頻電話與施工船有效聯(lián)系，明確從施工船哪一船舷通過，并與施工船保持安全距離。

5）船舶避讓時，港口運(yùn)營船舶與施工船要加強(qiáng)聯(lián)系，小型商船采用安全航速。

5 結(jié)語

濰坊港3.5萬噸級航道疏浚工程施工避讓管理的核心是建立健全科學(xué)的避讓管理體系，考驗(yàn)了施工方對多方信息資源整合消化能力。首先施工方根據(jù)不同船型采取不同的避讓措施，保證港區(qū)的正常運(yùn)營；其次通過對不同船型施工性能的了解，科學(xué)劃分各船施工區(qū)段，合理選取施工方式，相互之間協(xié)調(diào)施工，保證工程安全有序進(jìn)行。

[1] 劉慶祥，毛居崗.大數(shù)據(jù)時代下的濰坊港[R].濰坊：濰坊市港航局，2014.LIUQing-xiang,MAO Ju-gang.Weifang Port in the big data era[R].Weifang:Weifang Portand Shipping Bureau,2014.

[2]王長青，岳書名.對施工船舶安全監(jiān)管的思考[J].施工技術(shù)，2009（1）：46-48.WANG Chang-qing,YUE Shu-ming.Some views on the safety control of the ships engaged in waterborne engineering projects[J].ChinaMaritime Safety,2009（1）:46-48.

[3]陳世才，范中洲，夏國忠.拋錨出鏈長度計算方法[J].大連海事大學(xué)學(xué)報，1999，25（3）：44-47.CHEN Shi-cai,FAN Zhong-zhou,XIA Guo-zhong.Calculating method for length of let-go chainwhen droppinganchor and itsapplication[J].Journal of Dalian Maritime University,1999,25(3)：44-47.

[4] 王元戰(zhàn)，路寬.風(fēng)浪流作用下耙吸式挖泥船運(yùn)動數(shù)值模擬[J].中國造船，2011（1）：46-52.WANG Yuan-zhan,LU Kuan.Numerical simulation of trailing suction hoper dredgerwith the effect ofwind,wave and current[J].ShipbuildingofChina,2011(1):46-52.