厦门翔安新机场填海造地工程海砂开采工艺研究

■赵东远 ■厦门合诚工程设计院有限公司，福建 厦门 361009

1 工程概述

厦门翔安新机场填海造地工程位于厦门翔安区东南海面，大嶝岛和小嶝岛之间，与金门岛约3km。新机场总用地面积约27.49km2，其中填海造地面积约为23.19km2，造地工程需要填料砂约1.6 亿m3。

规定的取砂区位于大金门岛正南方约20km 处的厦门海域，面积约58km2，海上运输航道约50km。砂层标高在-25～-57m 范围，上部为粉细砂，厚度4～9m 不等，局部有覆盖层，下部为中细砂，厚度多在8～12m，局部中细砂层下有中粗砂。根据估算，砂总储量约6.8 亿m3。

2 海砂开采工艺类型

从国内外大量的造陆工艺调研分析，现有海砂开采工艺流程为挖砂、运砂、抛填、吹填，开采工艺可分为四大类:挖吹工艺、抛运吹工艺、挖运抛工艺、挖运抛吹工艺，详见表1。

表1 海砂开采工艺现状一览表

其中，在大型填海工程实践中，主要介绍4.5 挖运抛吹新工艺，具体如下:

耙吸船具备海砂开采工艺中的四个功能:挖砂、运砂、抛填、吹填。在耙吸船的四个功能中，挖砂和抛填功能的经济性最好、运砂功能经济性其次、吹填功能经济性最低;故耙吸船艏吹工艺应用的最少，抛填工艺受条件限制较多应用较少，挖运抛吹(耙吸船+绞吸船)利用了耙吸船经济性最好的挖、运、抛三个功能。

随着运砂距离的增加，挖运抛吹(耙吸船+绞吸船)工艺中耙吸船运砂成本占工艺总成本比例就很高，主要原因是重型、昂贵的耙吸船相对轻便、便宜的专业泥驳，不但施工效率低且费用上高得多。故工程实践中提出在挖运抛吹(耙吸船+绞吸船)工艺的基础上，能否用专业泥驳代替耙吸船运砂，构思新工艺，即充分发挥各个船机的各自优势，耙吸船的高效挖砂功能、泥驳低廉的运砂功能、绞吸船高效的吹填功能;随着运砂距离增加，其该工艺施工效率和经济优势愈加明显。

国内外已有类似工程(迪拜取砂工程、连云港港内疏浚工程)，采用耙吸船专门挖泥、泥驳进行运泥的施工方案，较大程度地提高了施工效率，该种工艺为“耙吸船艕带泥驳联合疏浚工艺”，简称“挖运抛吹新工艺”。

3 海砂开采工艺适用性分析

根据海砂开采工艺类型，各种海砂开采工艺适用性分析见表2。

表2 海砂开采工艺适用性分析

4 适合本工程的开采工艺分析

本工程设置内、外侧储砂坑，外侧储砂坑平均吹距7.5km，内侧储砂坑平均吹距3km。根据储砂坑距回填区的距离，适合本工程的工艺如下表。

表3 各工艺流程一览表

表4 各工艺方案船机配备一览表

5 结论

最终，根据取砂与吹填工艺技术现状，结合国内现有疏浚设备，在具备海砂运输专用航道条件下，全年考虑采用方案一(耙吸船+绞吸船)、夏季考虑采用方案五辅助(吸砂王+泥驳+吹泥船);在不具备海砂运输专用航道条件下，储砂坑考虑外侧方案，全年考虑采用方案三(耙吸船+绞吸船接力)、夏季考虑方案五辅助(吸砂王+泥驳+绞吸船接力)。

通过本次我们的研究分析，经过实际的检验后一定会给其他类似工程提供设计参考。

［1］国家海洋局第三海洋研究所编制的《厦门新机场海砂资源调查报告》2013.12.

［2］中交第二航务工程勘察设计院有限公司、中交上海航道勘察设计研究院有限公司《厦门新机场建设海砂资源开采项目调查(海砂开采工艺可行性研究)》2014.5.

［3］《疏浚与吹填工程设计规范》(JTS181 -5 -2012).