浅水航道疏浚施工技术探讨

肖灿辉 杜谢贵

摘 要：常规航道疏浚采用大型疏浚设备施工，对于海外浅水航道疏浚缺少有效解决方案。本文以巴哈马北阿巴科码头航道疏浚施工为例，介绍了采用方驳作为施工平台，配合挖掘机进行航道疏浚施工的方法，低成本地解决了外海浅水航道疏浚施工难题，为类似项目提供借鉴。

关键词：浅水航道 疏浚 方驳 施工平台

随着国家“一带一路”战略的推进，以及中国与加勒比岛国的经贸交往融合度的提高和合作的进一步深入，这些加勒比岛国迫切希望借助中国资本和技术改善其落后交通设施。航海、港口设施的改善对这类岛国的经济发展可谓举足轻重，而旅游业为这类国家的支柱产业，其环保相关的法律法规及当地居民的环保意识较高，同时外上当地人办事效率低物资匮乏等因素，项目推进周期较长。很多国内企业推进此类项目时，习惯性按照国内常规工艺，管理理念和思维模式未能转变，导致履约困难且施工成本居高不下。如何确保项目高效履约，还能实现经济效益为国内企业迫切需要解决的问题。

1.工程概况

巴哈马北阿巴科码头位于大阿巴科岛北部，为一新建港区，设计配套设施齐全，码头布置为挖入式港池，岸线长度324m，面层顶标高+2.4m，前沿设计水深-4.0m。航道宽61m，长242.9m，疏浚标高为-4.0m，其中0+0～0+91.4，原地面标高为+0.6～+1.8m，分布有红树林和陆生植物；0+91.4～242.9，原泥面标高为-0.9m～-4.0m，全部为水域。

2.工程地质情况、水位情况及施工难点

2.1 地质条件

巴哈马群岛座落于两个巨大的沉积平台上，这两个沉积平台分别是大、小巴哈马浅滩，它们主要由珊瑚礁包围的沉积碳酸盐沉积层组成。巴哈马群岛只是两大沉积平台露出于海面之上的部分。沉积层主要是由海洋生物残骸落入海底后形成的。经过地质年代的变迁，这些沉积物逐渐固化形成了碳酸盐水成岩，根据文件《巴哈马北阿巴科码头地质勘探报告》的描述，项目所处位置的岩石均为坚硬的珊瑚礁和石灰岩。经钻孔揭露，场区勘探深度内，表层为第四系全新统海相沉积层，主要由红树林根系及其腐植物、淤泥等组成，下覆基岩为上第三系珊瑚碎屑砂岩，以全～强风化为主，局部为中风化碎块或短柱状，碎屑结构、薄层状构造，岩体比较完整，构造断裂少，岩层产状平缓。

2.2 水文气象情况

巴哈马常年以东风为主。从10月到4月，风向主要来自东北部，而5月至9月主要来自南部的东部，不良气候主要为飓风。风玫瑰见图1。

对实测水文资料的分析表明，北阿巴科地區的潮汐是半日潮。基于测得的水位，可以得出潮汐数据如下表所示。

2.3 施工难点

本项目疏浚施工难点主要表现在以下三点：

（1）巴哈马经济以旅游和金融业为主，法律健全，环保要求极其严格。根据项目环评报告要求，本项目施工产生的浑水需经过处理达到排放要求才能排向外海，若是采用大型船机设备进行疏浚作业，必须采取将疏浚区域与外海隔离，确保施工不破换环境。

（2）是疏浚施工区域水深只有1-4m，国内常规疏浚设备无法作业。

（3）是同时巴哈马工农业极其落后，物资匮乏，当地无相关的疏浚专用设备。本项目陆域和水域疏浚方量只有5.4万方，若从第三国调遣设备费用高，不经济。

2.4 方案选择

经过深入研究地质水文资料和考察当地市场及附近岛屿的渡口航道施工方法，确定航道疏浚施工采取陆上与水上开挖相结合，以陆上为主的思路，整体施工分以下几部分进行，详见图2。

陆域开挖区域：采用挖掘机配合自卸车的常规工艺施工，先开挖航道两侧放坡边线，然后再将上部开挖至护岸顶标高，最后从靠近港池区域向外海开挖至设计标高。

水深0-3m浅水区域开挖：在航道疏浚放坡边线1m外分别施工两条施工便道，在水深到达3m位置分别向航道中心回填闭合形成施工围堰。此部分开挖采用从港池侧向外侧推进，边开挖边回填围堰区域，顶标高同护岸顶标高为+2.38m，多余料外运回填堆场。

水深超过3m区域：采用带定位桩的方驳作为施工平台和存料区域，采取相关的防护措施后，配合挖掘机进行航道疏浚。挖满一船后开岸卸船，再循环作业。

围堰拆除：围堰拆除，在确保施工安全的情况下，先使用挖掘机尽量多的挖除围堰区域，然后采用方驳配合挖掘机挖除剩余部分及航道扫浅工作。

3.施工方法

3.1 设备选择及防护措施

（1）开挖设备。陆上开挖施工区域采用自由设备进行。水上施工综合考虑安全、成本和可操作性，租赁巴哈马当地现有最大的2000t无自航能力方驳作为施工平台进行航道疏浚施工。方驳尺寸为：42.7m（L.O.A）×14.6m（型宽）×2.7m（型深），采用自带坐桩定位。开挖设备选用自有volvoEC480DL挖掘机，最大垂直挖深7.11m，有效挖深按6.5m考虑。

（2）方驳防护。我方提供各工况及设备相关参数，由方驳厂家出具甲板防护措施。具体为方驳甲板甲板四周采取焊接H250×250型钢进行防护，甲板开挖设备工作区采用铺设2层硬塑纸，再浇筑20cm厚C30钢筋混凝土作为防护层。详见图3所示。

（3）方驳压舱水计算，详见图4所示。

水上开挖区域水深为3-4m；

高程起算基准面为：M LW S±0.00；

需确保疏浚施工在平均高潮位能进行施工，MHW+0.85m；

平均低潮位时不能搁浅，MLW+0.06m；

volvoEC480DL挖掘机有效挖深：H=6.5m；

航道设计底标高为-4.0m，按0.5m超深考虑，则航道实际开挖底标高h0=-4.5m；

（4）隔泥幕设置。采用4m宽的隔泥幕通长布设在施工区域周围，根据项目风向特点，采用10mm对钢丝绳按竖向3m一道进行加固，并与地锚连接以确保其稳固，详见图5。

3.2 陆上开挖施工

路上施工部分先挖除+2.3m以上部分，形成工作面。施放出航道边线，开挖块石用于回填0-3m水深部门施工围堰，北侧施工围堰设置在航道开挖放坡边线1m以外区域以方便后期围堰拆除施工。南侧围堰施工与防波堤施工相结合，借助防波堤作为航道疏浚施工南侧的施工便道便道。施工围堰平面布置详见图6所示。

围堰封闭后，即可从港池侧向外海倒退，边开挖边回填，多预料运至堆场回填。

3.3水中开挖施工

水中部分考虑采用由外内推进，分条开挖的施工方法。每条为一个船位，每次分别开挖干舷两侧区域，根据设备性能每次开挖宽度控制在2m，开挖完成后再挪至下一个船位。为确保定位准备，采用与陆上标对标粗定位，水上GPS进行精调的定位方法，且每次移船卸料时，在干舷侧水中做好标记，方便下次移船定位。挖完一条后，立即采用測深仪测深，杜绝少挖或漏挖情况。

航道开挖完成后，根据测深数据进行清浅，采用航道开挖设备进行扫浅，通过多次测深及方驳配合挖掘机开挖，直至所有浅点清理完成。

4.方案评估

（1）将采用块石回填施工围堰，尽量采用陆上开挖的方案能有效提高功效。在深水超过2m区域实际施工过程，因回填料粒径小，回填区域受涨落潮影响会出现塌方情况而对功效造成一定影响。靠近海岸线位置存在0.1～0.3m厚度的淤泥层，采用回填再开发的方法导致部分开挖料混杂淤泥不能用于回填施工。

（2）采用方驳作为水上施工平台，配合挖掘机进行疏浚施工，很好地解决了浅水航道疏浚难题，也存在定位调整时间的问题，尤其是进行扫浅作业时，但总体涞水经济效益可观。

（3）水下开挖边线控制是难点，施工中尽量做到一次开挖到位，并尽量超挖，避免因便道拆除后再清浅点造成成本增加。

（4）通过对隔泥幕的改造，有效延长了其使用周期，整个施工过程中未出现环境污染问题。

5.结束语

随着国家“一带一路”战略的实施，中国与其他类似巴哈马的群岛国家合作的深入推广，类似国家受制国家经济及财政状况，此类中小规模项目也越来越多。这就更需要我们综合考虑如何在这些资源匮乏，大型施工设备调遣困难、且费用高的国家经济高效地完成项目履约的问题。通过实践证明，对浅水航道进行分区作业，最大限度采用陆上开挖，有效提供了施工效率。采取租用当地方驳，并采取相关的防护措施作为水上工作平台，配合挖掘机进行疏浚施工。有效利用自有设备，解决了浅水航道疏浚难题，不但经济效益可观，还有效地确保了航道疏浚进度和质量，为浅水航道疏浚施工积累了宝贵经验，也为类似海外工程项目提供借鉴和指导。

参考文献：

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[2]覃仁，秦国刚，林靖翔，漓江浅水反铲挖泥船总体设计研究[J].中国水运（下半月）， 2015（12）：13-15.

[3]闵宇勋.挖掘机在疏浚内河航道硬土质浅滩中的应用[J]，水运工程，2007（8），95-97.