坦桑尼亞某疏浚工程技術(shù)難點(diǎn)淺析

徐心培

摘 要：經(jīng)過(guò)投標(biāo)團(tuán)隊(duì)精細(xì)研判、準(zhǔn)確定價(jià)，中國(guó)港灣擬中標(biāo)坦桑尼亞某疏浚工程，該項(xiàng)目為某港航道及1-11號(hào)泊位港池浚深加寬。實(shí)施上，該項(xiàng)目存在多種疏浚船型組合、航行避讓、限制溢流施工等技術(shù)難點(diǎn)。為保證項(xiàng)目施工對(duì)現(xiàn)有港口不間斷運(yùn)營(yíng)造成的影響降到最低，解決好以上技術(shù)難點(diǎn)，做好施工策劃是該項(xiàng)目成功中標(biāo)的必要條件，也為該工程在施工階段順利實(shí)施夯實(shí)了基礎(chǔ)、掃除了技術(shù)障礙，為相關(guān)類(lèi)似工程的投標(biāo)和實(shí)施策劃提供參考。

關(guān)鍵詞：坦桑尼亞疏浚工程;船型組合;航行避讓;限制溢流施工

中圖分類(lèi)號(hào)：U616 ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006—7973（2020）08-0128-03

1 項(xiàng)目概述

本項(xiàng)目為某港航道及港池加深加寬項(xiàng)目，滿足5萬(wàn)噸級(jí)船舶滿載不乘潮進(jìn)出港、7萬(wàn)噸級(jí)船舶滿載乘潮1m進(jìn)出港。疏浚范圍從外航道至11號(hào)泊位端部，外航道設(shè)計(jì)為單向航道，外航道至調(diào)頭水域疏浚設(shè)計(jì)底高程-16m，不含超深，港池調(diào)頭水域至11號(hào)泊位內(nèi)航道疏浚設(shè)計(jì)底高程-15m，總疏浚設(shè)計(jì)方量約為835.8萬(wàn)方，主要分為3個(gè)區(qū)，如圖1所示。整個(gè)項(xiàng)目施工工期要求為30個(gè)月。

疏浚底質(zhì)主要為3層：IIb為淤泥質(zhì)土（軟土）229.6萬(wàn)方，分布在1區(qū)和3區(qū)，占總的挖方量27.5%;IIa為松散至中密粉砂278萬(wàn)方，NSPT（標(biāo)貫）0-10擊/0.3m，分布在3個(gè)區(qū)域，占比33.3%;III為珊瑚膠結(jié)沉積土/砂礫（硬土）328萬(wàn)方，NSPT（標(biāo)貫）15-50擊/0.3m，UCS（無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度）小于1Mpa，主要分布在2區(qū)，占比39.2%。關(guān)于疏浚土的處理，疏浚土按不同的土質(zhì)分區(qū)外拋至深水處（水深200m以上）。1區(qū)和3區(qū)等淤泥質(zhì)土或粉土要求拋泥至option 4、5拋泥區(qū)，距離口門(mén)約32-42km;2區(qū)疏浚土要求拋泥至option1 b拋泥區(qū)，距離口門(mén)約15km。[1][2]

2 船型組合方案

該項(xiàng)目工況復(fù)雜，航道口門(mén)處狹窄、水深淺、邊坡坡度大，航道彎道多、彎道角度大、轉(zhuǎn)彎半徑小，土質(zhì)分布復(fù)雜并含有珊瑚膠結(jié)沉積土/砂礫等硬土質(zhì)，施工區(qū)中有沉船、海底障礙物、碼頭前沿、港池邊角區(qū)、航道轉(zhuǎn)彎段邊坡等特殊區(qū)域，單一船型無(wú)法完成施工任務(wù)。需要不同船型聯(lián)合施工，不同類(lèi)型船舶之間互相彌補(bǔ)、相互配合，充分發(fā)揮不同類(lèi)型船舶的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，將大大提高施工效率和工程質(zhì)量。

分布在施工范圍內(nèi)的海底沉船打撈和障礙物清除，宜采用抓斗船組進(jìn)行。初步水下摸排發(fā)現(xiàn)沉船打撈約23艘，均為小型木制船，船長(zhǎng)不大于30m;障礙物約40處，預(yù)計(jì)海底沉船打撈以及障礙物清除約占用工期2個(gè)月。

分布在1區(qū)、3區(qū)和2區(qū)深水區(qū)上層的松散至中密粉砂，NSTP在15擊以內(nèi)，土方量約580萬(wàn)方。根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，利用耙吸船具有挖深大、機(jī)動(dòng)靈活、海況適應(yīng)性強(qiáng)、無(wú)需輔助船舶、施工干擾小等優(yōu)點(diǎn)，耙吸船適合該類(lèi)土質(zhì)的疏浚[3][4]。疏浚土處理方式是需外拋至option 4拋泥區(qū)，距離現(xiàn)有航道入口32km左右，外拋距離遠(yuǎn)，經(jīng)濟(jì)船型宜采用較大型耙吸船。根據(jù)相關(guān)船型技術(shù)參數(shù)及疏浚報(bào)價(jià)，選擇“通旭”號(hào)萬(wàn)方耙，平均每船挖、運(yùn)、拋共需約6小時(shí)，生產(chǎn)效率約980m?/h。考慮船機(jī)設(shè)備保養(yǎng)和檢修事宜，正常情況下，耙吸船“通旭”號(hào)每月按600小時(shí)施工，月度產(chǎn)量約為58萬(wàn)m?，疏浚占用工期約為10個(gè)月，但是該工期為溢流施工，溢流施工導(dǎo)致的渾濁度需要限定在環(huán)保域內(nèi)。

分布在二區(qū)下層和淺水區(qū)的珊瑚膠結(jié)沉積土/砂礫，其N(xiāo)STP在15-50擊;以及施工區(qū)中邊角區(qū)、邊坡區(qū)等，根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，宜采用絞吸船或抓斗疏浚船組進(jìn)行[3][4]?？紤]就近調(diào)遣，選用位于肯尼亞拉姆港的“天鯨”號(hào)自航絞吸船，主要優(yōu)勢(shì)是就近調(diào)遣，調(diào)遣費(fèi)低;疏浚效率相對(duì)較高，尤其是對(duì)硬質(zhì)土;適合用于吹填方案。其劣勢(shì)是占用空間、施工干擾較大，需要配置大型泥駁，泥駁租賃費(fèi)用高，初步估算需要配置2艘7000方泥駁，且“天鯨”號(hào)船機(jī)使用費(fèi)高。而選用抓斗疏浚船組，可利用其機(jī)動(dòng)靈活、開(kāi)挖精度和質(zhì)量高的特點(diǎn)，更適宜狹窄或邊角區(qū)域挖泥作業(yè)。選擇“津航浚406”抓斗挖泥船，配套兩艘3000方泥駁，小時(shí)生產(chǎn)效率約450m3，每月按600小時(shí)施工，月度產(chǎn)量約為58萬(wàn)m?，疏浚的總土方量約260萬(wàn)方，疏浚占用工期亦約為10個(gè)月。

總結(jié)以上船型組合，包括兩個(gè)方案。方案一：萬(wàn)方耙+抓斗疏浚船組，適合外拋方案，疏浚成本低;方案二：萬(wàn)方耙+絞吸船組，適合吹填方案，根據(jù)業(yè)主要求，可作為備選方案。三種船型如下圖2所示。

3 航行避讓方案

本工程是在原港池航道的基礎(chǔ)上的浚深浚寬工程，航道內(nèi)進(jìn)出的商船、客貨輪渡以及小型漁船船只較多，每年進(jìn)出港船舶達(dá)1500艘，將會(huì)與我施工船舶產(chǎn)生很大的干擾。受進(jìn)出港船舶影響，每次管制時(shí)間約為1-2h;港內(nèi)存在兩個(gè)輪渡碼頭，其中一個(gè)用于與某島交通（每天8航次），另一個(gè)用于口門(mén)兩岸24小時(shí)的交通（15分鐘/趟）;現(xiàn)有航道口門(mén)附近存在魚(yú)市，平常?？繚O船較多，存在一定的安全隱患。為確保過(guò)往船舶及施工船本身的安全，有效保證項(xiàng)目施工對(duì)現(xiàn)有港口不間斷運(yùn)營(yíng)造成的影響降到最低，杜絕發(fā)生船舶航行交通事故，需要制定合理的航行避讓方案。

對(duì)于“通旭”號(hào)耙吸船，本身具有自航性，靈活性好，航行避讓可采用掉頭、繞行等方式，如圖3所示，在狹窄的外航道和連接水域作業(yè)時(shí)遇航行避讓?zhuān)蛇x擇掉頭避讓;在港池回旋區(qū)和寬闊的內(nèi)航道作業(yè)時(shí)遇航行避讓?zhuān)噙x擇繞行避讓。而對(duì)于“津航浚406”抓斗船或“天鯨”號(hào)絞吸船疏浚作業(yè)，需要下橫移錨，靈活性相對(duì)較差。因此，航行避讓選擇就近移位操作，如圖4所示。為了提高疏浚效率，耙吸船和抓斗船或絞吸船盡量錯(cuò)開(kāi)排班作業(yè)，耙吸船機(jī)動(dòng)靈活，宜安排在白天航道繁忙、往來(lái)船只較頻繁的時(shí)段作業(yè)，抓斗船組或絞吸船組可安排在晚間避讓舉措較少的時(shí)段作業(yè)。

此外，為了確保施工船舶以及往來(lái)船只安全，采用VTS（vessel traffic services）指揮系統(tǒng)，設(shè)置調(diào)度指揮中心，配備經(jīng)驗(yàn)豐富的船長(zhǎng)，制定嚴(yán)密的聯(lián)合施工方案。實(shí)現(xiàn)船岸信息聯(lián)網(wǎng)，對(duì)施工船舶可視化動(dòng)態(tài)監(jiān)控、指揮，通過(guò)監(jiān)控來(lái)指揮和協(xié)調(diào)船舶之間的避讓?zhuān)⒘己玫氖┕ぶ刃?，協(xié)助船舶航行，避免事故，特別是船舶碰撞、擱淺等船舶交通事故的發(fā)生[5]。同時(shí)，借助遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)，對(duì)自有船舶同步進(jìn)行施工技術(shù)指導(dǎo)、監(jiān)控。施工船舶均配備先進(jìn)的船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)AIS（Automatic identification System），通過(guò)AIS使用能增強(qiáng)船舶間避免碰撞的措施，能加強(qiáng)ARPA雷達(dá)、船舶交通管理系統(tǒng)、船舶報(bào)告的功能，通過(guò)在電子海圖上顯示所有船舶可視化的航向、航線、航名等信息，提前與可能形成干擾的船舶聯(lián)系和做好避讓?zhuān)織l施工船舶都要配備當(dāng)?shù)卮瑔T與港務(wù)局和來(lái)往船舶溝通，當(dāng)?shù)卮瑔T要精通斯瓦西里語(yǔ)和英語(yǔ)，保證溝通及時(shí)報(bào)告港調(diào)。

4 限制溢流施工方案

本項(xiàng)目業(yè)主限制溢流施工需要滿足環(huán)保要求，在二區(qū)珊瑚膠結(jié)沉積土/砂礫疏浚作業(yè)時(shí)，可采用溢流施工，但在其他區(qū)域淤泥質(zhì)土和粉砂疏浚作業(yè)時(shí)，應(yīng)采用限制溢流施工。因此，整個(gè)疏浚施工過(guò)程中，要進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)，其中主要措施是濁度監(jiān)測(cè)，測(cè)定懸浮顆?？倽舛龋═SS），需要保證TSS滿足在規(guī)定的限值范圍內(nèi)，如表1所示[2]。

經(jīng)過(guò)分析研究結(jié)合以往的施工經(jīng)驗(yàn)，上表TSS標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格，傳統(tǒng)的溢流施工很難滿足該標(biāo)準(zhǔn)，尤其是一區(qū)和三區(qū)淤泥質(zhì)土和粉砂疏浚作業(yè)，同時(shí)傳統(tǒng)溢流施工也給海洋環(huán)境帶來(lái)影響。因此，需要對(duì)傳統(tǒng)溢流施工工法進(jìn)行創(chuàng)新。目前，中交廣航局發(fā)明了一種耙吸船環(huán)保閥，主要原理是利用環(huán)保閥控制溢流筒溢流高度，有效避免泥艙溢流泥漿在溢流過(guò)程中產(chǎn)生污染空泡，進(jìn)而達(dá)到環(huán)保要求。在傳統(tǒng)的耙吸船上進(jìn)行改造安裝，費(fèi)用可控，能起到較好的環(huán)保溢流的效果。同時(shí)，通過(guò)環(huán)保溢流，既解決了溢流帶來(lái)不利的環(huán)境影響，滿足了業(yè)主對(duì)濁度監(jiān)測(cè)測(cè)定懸浮顆粒總濃度的要求，也到達(dá)了溢流效果，減少了施工工期，大大縮減了疏浚成本[6]。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）船型組合方案充分發(fā)揮不同類(lèi)型船舶的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，大大提高施工效率和工程質(zhì)量。同時(shí)，針對(duì)該項(xiàng)目不同疏浚底質(zhì)選擇不同疏浚船型，提出多方案比選，從中選擇經(jīng)濟(jì)可行、技術(shù)可行的船型組合方案。

（2）為有效保證項(xiàng)目施工對(duì)現(xiàn)有港口不間斷運(yùn)營(yíng)造成的影響降到最低，根據(jù)該港實(shí)際情況制定合理可行的航行避讓方案，通過(guò)建立VTS指揮系統(tǒng)將為該項(xiàng)目的順利實(shí)施提供有力的安全保障，將體現(xiàn)中國(guó)港灣在疏浚工程上的先進(jìn)管理水平，對(duì)于引導(dǎo)未來(lái)疏浚施工管理具有里程碑的意義。

（3）針對(duì)業(yè)主的限制溢流施工要求，以施工時(shí)濁度監(jiān)測(cè)測(cè)定懸浮顆粒濃度滿足在環(huán)保域內(nèi)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，引進(jìn)施工新工法——耙吸船環(huán)保閥，有效地減小了疏浚溢流施工引起水體渾濁帶來(lái)的環(huán)境污染，既滿足業(yè)主對(duì)于施工環(huán)保的要求，又保持了溢流效果，提高了疏浚效率，進(jìn)而降低了疏浚成本。

總之，經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行的船型組合方案為項(xiàng)目成功中標(biāo)提供了先決條件，技術(shù)難點(diǎn)的解決方案有效保證了項(xiàng)目施工對(duì)現(xiàn)有港口不間斷運(yùn)營(yíng)造成的影響降到最低、大大降低了不利環(huán)境影響帶來(lái)的施工阻礙，降低成本的同時(shí)大大縮短了施工工期，從原來(lái)的30個(gè)月預(yù)計(jì)縮短至15個(gè)月左右，為該項(xiàng)目成功中標(biāo)以及順利實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，可為相關(guān)類(lèi)似工程的投標(biāo)和實(shí)施策劃提供參考。

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[2]Technital. Bidding Documents， Part 2 - Work Requirements， Volume 1- Technical Specifications， Consultancy Services for Additional Scope for Detailed Dredging Design and Disposal of Dredging Material for Dredging of the Entrance Channel， Harbour Basin and Turning Circle of Dar es Salaam Port [J]. TPA，2020， 13-14.

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[6]中交廣州航道局有限公司.發(fā)明專(zhuān)利：一種耙吸船環(huán)保閥及使用方法[Z].