黃驊港航道疏浚冰期施工技術(shù)研究

林誠鑫 神華上航疏浚公司

1.工程概況

1.1 工程地點(diǎn)與規(guī)模

黃驊港位于河北省滄州市以東約90k m的渤海之濱，海上距天津60海里，陸上112公里；東距龍口約149海里，陸上280公里。神華黃驊港航道長43.48km、底寬270m（其中航道W9+000-W14+000底寬為290m）、設(shè)計(jì)深度14.0m（其中航道W9+000-W14+000底標(biāo)高-15.0m），設(shè)計(jì)邊坡1:5。

1.2 海區(qū)冰況簡(jiǎn)介

黃驊港海域初冰日在12月上旬，盛冰日在12月下旬，融冰日在2月下旬，終冰日在3月上旬，總冰期91天，盛冰期58天。2021年，1-2月份神華黃驊港港池和航道出現(xiàn)較為嚴(yán)重冰凌情況，港池冰況最厚達(dá)到40cm左右，航道W9-W30附近水域冰況最嚴(yán)重達(dá)到20cm左右，浮冰隨著潮水漲落潮水流變化進(jìn)行移動(dòng)。

2.冰期施工的風(fēng)險(xiǎn)分析

冬季冰期為持續(xù)低溫天氣，作業(yè)人員、船機(jī)設(shè)備、岸基輔助等存在較高的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)項(xiàng)目管理者有更高的管理要求。主要風(fēng)險(xiǎn)分析如下：

2.1 作業(yè)人員

冬季冰期海上溫度低，加上海上潮氣大，海上作業(yè)人員面臨著：低溫傷害、冰凍、滑跌等風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 船機(jī)設(shè)備

（1）冬季冰期低溫，裸露在外部的甲板設(shè)備，如錨機(jī)、纜車、消防和液壓管系等容易結(jié)冰，橡膠管和膠圈襯墊及管路受冷變形甚至出現(xiàn)裂口，影響正常使用。

（2）海上浮冰易造成作業(yè)船舶存在船體油漆脫落、船體變形破裂、船舶螺旋槳和舵葉的損壞、耙頭耙管鋼絲繩斷裂、耙頭掉落等風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 岸基輔助

（1）海上浮冰影響交通船航行，存在人員上下、物資供應(yīng)不及時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）持續(xù)低溫及陰天會(huì)造成潮位站電力不足，出現(xiàn)潮位報(bào)送不及時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。

（3）港池內(nèi)浮冰會(huì)拖拽潮報(bào)儀，存在潮位不準(zhǔn)確的風(fēng)險(xiǎn)。

（4）作業(yè)區(qū)內(nèi)存在浮冰影響測(cè)量船航行，存在水深測(cè)量不及時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。

3.施工工藝要點(diǎn)

3.1 施工安排

（1）非緊急清淤期施工安排。若航道水深滿足通航水深要求且具備一定的備淤能力，此時(shí)發(fā)生冰情影響時(shí)以保障船舶航行、施工安全為主，根據(jù)冰凌分布合理調(diào)整船舶施工安排。

①按冰層分布。海上冰凌厚度由港池、內(nèi)航道等接近陸地的區(qū)域向外海逐漸變薄，直至變?yōu)楸”⑺楸?。?duì)于薄冰、碎冰區(qū)域船舶施工基本不受影響，可根據(jù)施工進(jìn)度安排船舶。原則為大型船舶優(yōu)先安排靠內(nèi)段施工，破冰能力強(qiáng)，耙頭耙管抗冰塊擠壓力承載能力強(qiáng)。

對(duì)于大塊連續(xù)冰區(qū)，若航道水深滿足通航要求可暫時(shí)避開該區(qū)域施工。

②按漲落潮趨勢(shì)。冰凌隨著潮水漲落進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，漲潮時(shí)冰區(qū)界限向陸域靠近，大量冰凌向內(nèi)航道涌入，此時(shí)船舶可施工區(qū)域可隨著冰區(qū)的移動(dòng)而向陸域方向推進(jìn)。施工時(shí)可安排該區(qū)域?yàn)殪`活施工區(qū)段，視潮位及冰凌移動(dòng)情況施工。

（2）緊急清淤期安排。冰凌期盛行期間，若航道水深偏淺，對(duì)進(jìn)出港船舶航行有一定影響時(shí)，需采用拖輪或破冰船為施工船舶施工進(jìn)行輔助破冰，減少厚冰對(duì)船頭及耙頭鋼絲產(chǎn)生應(yīng)力導(dǎo)致設(shè)備損傷，繼而引發(fā)斷鋼絲等緊急情況。

3.2 船舶操作要點(diǎn)

（1）船舶施工。冬季冰期施工，進(jìn)行放耙和收耙時(shí),根據(jù)當(dāng)時(shí)情況進(jìn)行船舶旋回等方式,人為制成無冰區(qū)進(jìn)行安全的放耙。放耙作業(yè)時(shí)船速應(yīng)控制在3節(jié)左右，挖泥時(shí)船速控制在2-2.5節(jié)，當(dāng)流冰因潮流原因堆積擠壓船體時(shí)，船長根據(jù)實(shí)際情況可選擇船舶下流一側(cè)單耙施工，以保護(hù)耙臂、鋼絲。若大片流冰堆積密集已無法保證單耙施工安全可停止施工，并立即向項(xiàng)目部及疏浚調(diào)度匯報(bào)，并擇地滯航或錨泊。

（2）船舶航行。冰凌期間，船舶拋泥后應(yīng)啟動(dòng)泥泵壓艙，以防海水冷卻吸口吸入冰塊造成跳電停機(jī)釀成險(xiǎn)情。疏浚船舶在整個(gè)施工期間不停封水泵，以防封水管冰凍而造成無法施工。除非故障修理，修理完畢隨即啟動(dòng)封水泵。冰區(qū)拋泥后航行時(shí)船舶至少要保持1.50米的沉深，前后吃水保持尾傾0.5-1.0米為宜，以防槳葉、舵葉等設(shè)備打冰而造成船舶損傷。

冰區(qū)航行施工時(shí)駕駛員要認(rèn)真瞭望，謹(jǐn)慎操作，尤其在夜間要加強(qiáng)瞭望。因?yàn)槔走_(dá)的冰區(qū)干擾可能會(huì)抑制一些小漁船、浮標(biāo)等較小回波。

（3）船舶錨泊。冰區(qū)施工，盡量不在冰區(qū)下錨，如需要拋錨時(shí)，應(yīng)選擇遠(yuǎn)離流冰區(qū)域。若無法遠(yuǎn)離，則選擇臨時(shí)拋錨，錨鏈長度以不超過水深的兩倍為宜（如錨鏈過長，冰移時(shí)容易導(dǎo)致斷鏈）待工作結(jié)束后，立即起錨離開。

如冰況嚴(yán)重，航行確有困難，船前部如被冰夾住不能動(dòng)時(shí)，可采用以下辦法使船脫出：①全速前進(jìn)，左右滿舵使船左右搖擺，松動(dòng)夾冰，然后倒車退出。倒車時(shí)應(yīng)用正舵，先開極慢倒車，待船尾冰塊松動(dòng)推離后，再開快倒車，以免車葉擊冰受損。

②如上述方法無效，可調(diào)整油水，設(shè)法使船身反復(fù)左右傾斜或船尾升、降，以松動(dòng)夾冰，然后倒車退出。

③可聯(lián)系附近港口，申請(qǐng)破冰船引航。破冰船引航時(shí)，應(yīng)保持一定距離，密切注意該船的速度變化，加強(qiáng)聯(lián)系，遵守引航規(guī)則。

（4）船舶檢查。船舶應(yīng)加強(qiáng)對(duì)三管的鋼絲繩檢查、測(cè)量，除了操耙手一船一檢查，竣工長應(yīng)每天檢查一次并做好記錄。冰凌嚴(yán)重時(shí)，每船加強(qiáng)對(duì)鋼絲繩以及其它落地設(shè)備的關(guān)鍵部位仔細(xì)檢查。檢查情況如發(fā)現(xiàn)斷絲急劇增加，隨時(shí)做好更換的準(zhǔn)備；自然磨損鋼絲直徑7%為極限，必須予以更換。

4.安全保障措施

4.1 岸基輔助保障措施

（1）氣象信息、冰況信息收集。進(jìn)入冰期后，要加強(qiáng)冰況信息的收集工作，每天由調(diào)度向施工船舶發(fā)布最新海冰情況。同時(shí)要隨時(shí)掌握近期天氣變化情況，遇到惡劣天氣情況時(shí)，及時(shí)將氣象信息報(bào)告冬季施工安全領(lǐng)導(dǎo)小組成員，提前采取防范措施。

項(xiàng)目部密切觀察施工水域的冰凌密度、冰凌厚度、冰凌覆蓋范圍，以及冰凌的流動(dòng)方向和流速，評(píng)估對(duì)船舶施工操作和水上管線的影響，當(dāng)判斷認(rèn)為繼續(xù)施工確無較大安全風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，方可繼續(xù)施工。

（2）強(qiáng)化冬季物資供應(yīng)。①項(xiàng)目部將根據(jù)船舶實(shí)際需求及時(shí)申請(qǐng)配備冬裝等勞動(dòng)防護(hù)用品，做好員工冬季勞動(dòng)保護(hù)工作。

②及時(shí)配備防滑草包、麻袋、繩索等防凍防滑物資到船舶，要求船舶及時(shí)清除甲板上的冰雪，并鋪上草包等防滑物，防止外出作業(yè)人員摔倒。

（3）水深探測(cè)措施。盛冰期時(shí)，航道被冰覆蓋，測(cè)量船因船型小在冰凌中航行困難，加上航行破冰時(shí)容易對(duì)測(cè)量儀器造成損壞、掉落等情況，因此無法正常測(cè)量作業(yè)。此時(shí)可以用船舶施工耙跡線生產(chǎn)水深文件來彌補(bǔ)冰期測(cè)量水深資料不足的問題。

由于冰期長時(shí)間無法測(cè)量，此時(shí)耙頭水深圖對(duì)航道通航的指導(dǎo)性意義尤為重要。施工時(shí)優(yōu)先探摸船舶航行水域（即2/3航道底寬）范圍，為達(dá)到測(cè)圖即時(shí)性，以三天左右完成指定區(qū)域的布線位移。

4.2 船舶安全保障措施

（1）甲板、舷梯、跳板處做好防滑工作，舷梯或跳板下放妥安全網(wǎng)；備足草包和麻袋片等防滑物品；及時(shí)清除甲板上的冰雪，并鋪上草包等防滑物，防止外出作業(yè)人員摔倒。

（2）消防管系、淡水管系、燃油管系等包扎防凍。

（3）主機(jī)，發(fā)電機(jī)，舵機(jī)和鍋爐，按照要求進(jìn)行保養(yǎng)和檢查，特別是鍋爐在冬季尤為重要，一旦鍋爐出現(xiàn)故障，船舶就無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，所以對(duì)于鍋爐要加強(qiáng)檢查和保養(yǎng)。

（4）正常施工時(shí)，如果海面有浮冰，要注意防止海水濾器冰塞，必要時(shí)啟用海水內(nèi)循環(huán)，用海水內(nèi)循環(huán)時(shí)要防止由于海水不足導(dǎo)致封水泵壓力不足。

（5）機(jī)艙甲板做好主機(jī)、輔機(jī)、舵設(shè)備、耙設(shè)備、泵設(shè)備、航行儀器等設(shè)備的巡回檢查力度，杜絕隱患，保證冰區(qū)施工、航行的安全。加強(qiáng)對(duì)耙頭三管鋼絲等接地設(shè)備的檢查、養(yǎng)護(hù)。

（6）燃油的加熱、駁運(yùn)、加裝，燃油艙和燃油管路的加熱要保證正常，根據(jù)各船的油倉、駁運(yùn)管路及加熱伴熱管路的結(jié)構(gòu)形式采取相應(yīng)的保溫措施。

（7）各關(guān)鍵設(shè)備要按規(guī)定嚴(yán)格進(jìn)行保養(yǎng)與試驗(yàn)，使之處于良好可用狀態(tài)。

（8）要采取措施防止冰凌堵塞海底吸口并做出相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。

（9）采取措施減少或避免冰凌對(duì)螺旋槳槳葉的擦碰。

（10）挖泥時(shí)耙管上與水面接觸的液壓軟管采取防護(hù)措施，防止冰凌切割軟管和傳感器電纜。