港口航道疏浚工程中耙吸挖泥船驾驶技术对施工影响分析

吕玉棋

摘要：港口航道疏浚工程进行的是水下作业，不但隐蔽性较强，且技术复杂、未知情况多，包括了水力学、土力学、航道工程学、材料力学等众多学科，施工过程非常依赖高技术含量的设备与现代先进技术，属于知识技术密集性行业，是复合型人才施展才艺的前沿阵地。本文把外界对耙吸疏浚船施工认知的一些误区，以及耙吸船驾驶员对疏浚工程施工的误区，加以澄清，对耙吸疏浚船特殊的操作方法作较完整的阐述。

关键词：耙吸疏浚船驾驶员;良好船艺;疏浚知识;特殊操作技能;施工工艺;精确疏浚

0 引言

在各类挖泥船中，耙吸挖泥船不仅能够独立完成挖、装、运、卸、吹等疏浚全过程，而且航行性能良好，抗风浪能力强，具有良好的工况适应性，非常适合远海疏浚作业，已成为目前疏浚工程的主要船型。与其他类型挖泥船（如绞吸挖泥船）相比较，耙吸挖泥船“挖得深、装得多、可自航、卸（吹）快”，功能多样，自动化程度高，因此应用领域更加广泛，除主要用于航道疏浚和吹填工程，还可以进行海底管线的铺设与开沟回填等工作。但是，具备自航功能的耙吸挖泥船也是作业高附加值的船舶，施工成本昂贵。长期以来，施工人员主要凭经验进行施工，很多疏浚公司也形成了标准化的挖泥船施工操作规程，驾驶人员的技术、责任心和操作水平是直接影响疏浚施工质量和效率的主要因素。

1 耙吸挖泥船施工驾驶与一般船舶驾驶的区别

一般的船舶驾驶员，通常针对的是运输船舶，其责任心的强弱、船舶驾驶技术的高低，操作的规范程度，直接影响船舶的航行安全。外界普遍认为耙吸挖泥船施工没有什么技术含量，耙吸挖泥船驾驶员也不需要施工专业技能，但作为特种施工船舶的驾驶员，不但要具备运输船驾驶员的良好驾驶技能以及操作规范程度，还要具备疏浚疏浚专业知识与施工工艺，熟悉疏浚设备的性能与操作，以及在疏浚时慢速对船的操控能力。耙吸挖泥船驾驶有别于运输船驾驶的不同之处是：

（l）运输船驾驶员考虑的是航行安全、货物安全与准点;耙吸疏浚船驾驶员考虑的是航行安全与疏浚设备的安全及施工效率。

（2）运输船驾驶员通常在宽阔水域航行;耙吸疏浚船驾驶员始终在人工航槽、港池及繁忙的水道航行与操作，每时每刻与其他船舶避让，整天与浮筒、导堤、码头及浅滩等打交道，因此对驾驶员的驾驶技术要求更高，特别是对流的了解要更充分。

（3）运输船驾驶员每一次当班，可能大部分时间都是自动舵;耙吸疏浚船驾驶员通常每一次当班，需要用无数次满舵与不停地修正航向、调整航速、发出几十个口令。

（4）运输船驾驶员只要按照计划航线，用适合当时一切手段进行瞭望与避让;耙吸疏浚船驾驶员不但需要瞭望，还必须时刻注意当时的流向、流速、与浮筒的横距、与浅滩的距离、进舱的浓度与流速以及监控其他操作员的操作状态等，还必须随时与对遇船及追越船做出避让行动，进入卸泥区还要冒泥门触底的风险。

（5）运输船驾驶员基本是保速保向;耙吸疏浚船驾驶员随时调整对地速度、对地航向，由于耙吸疏浚船施工时对地速度非常小，有时甚至低于lkn，舵效很差，同时造成很大流压，对操控船舶较困难。

（6）运输船驾驶员操纵时单打独斗，基本没有干扰因素;耙吸疏浚船驾驶员操纵时要考虑为操耙手及舵工创造有利的操作环境，必须与舵工及操耙手协作才能顺利完成工作。

（7）运输船因大部分时间在公海航行，即使航行在狭水道，对船位精度要求也不高，因此采用的是GPS民码，也就是定位精度超100m，随着技术的进步及竞争加剧，现在的GPS民码精度提高到十几米;耙吸疏浚船对船位精度历来都很高，采用的是DGPS或RTK或星站差分，定位精度2-0.5m。（我国沿海已全部覆盖DGPS，因此也有部分国内的船公司采用了DGPS）。

2 耙吸挖泥船施工驾驶对施工影响分析

如果要做好一个工程，成为一名合格或优秀的耙吸疏浚船驾驶员或船长是必需的，他不但需要掌握疏浚知识与施工工艺及疏浚时的特殊操作技能与方法，还必须掌握高技术含量的疏浚设备操作及现代疏浚技术。下面用几个典型实例简要叙述一下疏浚知识与技能对耙吸疏浚船驾驶员的重要性：

2.1 航道疏浚

航道内疏浚耙吸挖泥船最常见的施工作业，无论是拓宽还是维护，一般都是边通航边施工，因此避让行动比较频繁，安全避让比较突出，施工难度属于较小的一类。

国内某地，航道走向281-101，流向238-066，人工双向航槽，宽度350m。耙吸疏浚船南边线出口方向顺流施工，对地航速3kn，航向083，航迹向101，流压角达到18°。，前方一艘进口船接近耙吸疏浚船时再次呼叫，要求疏浚船靠南边线，实际上疏浚船确实已经在南边线了，再向南边让，一个耙就出槽了并且有安全风险，属于让无可让（如图l所示），作为疏浚船来说肯定不会再让，最终只能形成口水战，造成繁忙的避让频道长时间占用。这种状况经常会碰到，双方都认为对方有问题，其实，双方都有问题，耙吸疏浚船一方因驾驶员没有掌握好疏浚知识与特殊的操作技能，所以占位有問题且时机掌握不好，自认为船位在边线，但所表现的态势会造成对遇船的误解。而对遇船由于看到的是红灯又不熟悉耙吸疏浚船的施工特点，也没有使用单标的方位变化来判断疏浚船的态势，所以害怕。

2.2港池施工

这也是最常见的疏浚工况，港池施工通常施工范围较小，掉头频率，一般多采用拖耙掉头的施工方法，因此吸泥管的安全比较重要，如需要在码头边施工，还要牵涉码头的避碰，吸泥管与码头的安全问题同时比较突出了。

国外某港，港池施工，业主要求码头前沿掉头区及码头边不能留有死角，当地又是常年刮风，安全形势很严峻，是考验驾驶员能力的试金石。船上富有成效的做法是：由于耙吸疏浚船空载时的受风面积较大，风压影响很大，在接近施工区域前采用压载来尽量减小风压的影响，特别训练针对码头边施工的趋势控制，经过几天的训练，委派学有所成的驾驶员操作，驾驶员利用学到的趋势控制来保证码头边施工的安全，很好地解决了业主的施工要求（见图2）。

2.3扫浅

常规施工所采用的工艺不当或缺乏应有的技能所留下的缺陷，是拖累整个工期进度非常重要的關键因素，特别是普遍采用多波束验收的今天，也是整个工期花费时间与费用最多的阶段且效率最低的阶段。

国内某地，深水航道二期到了最后的冲刺阶段，此时最外面的标段还有13个浅点，分布不算太分散，由于在航道的最外段，流压基本成直角，施工难度比较大，当时派一条船施工了3天，船上也很尽力，但测图后都很震惊，居然一个浅点都没有清除，项目部仔细核对测图，没有看出任何问题，再看该疏浚船的走线也都到位了，百思不得其解，过了几天拿到该船舶的施工数据后再分析，终于找出原因，问题还是出在缺乏相关的疏浚知识与特殊的操作方法所致。

此外，在疏浚施工中还会碰到各种工况，如在浮筒附近施工怎样确保船舶的安全与施工效率、顺水施工怎样确保疏浚设备及船舶安全与施工效率等等。但每种工况都要抓住关键点，如果没有分清主次关系，就会走很多的弯路，甚至直接影响工期。如疏浚淤泥质土，首先确定疏浚该土质的关键点是：溢流损失（如设计泥浆容重低的船舶还要考虑超载）。知道了关键点，就要按影响关键点的大小排序为：施工前抽舱、施工中开启低浓度排放、开始溢流马上停止施工。我们来分析一下，假如施工前没有抽舱，泥舱有l000t存水，施工时平均进仓密度为1.5，施工至开始溢流，船载方就少了l000t，要弥补这l000t船载方，必须将高密度的泥浆与这1000t的存水长时间反复混合并溢流来逐步达到这个密度，再或者施工中没有开启低浓度排放，时而有低浓度的疏浚物进入泥舱，与之前施工没有抽舱同样的道理，要使舱内密度达到进舱密度就要长时间反复替换和溢流，按溢流损失的角度来看，几乎达到l00%的程度，这样既浪费了大量的施工时间，也多消耗了大量的燃油，同时也对环境造成了较大的损害。

随着科学技术和生产的迅速发展，自然环境受到的冲击和破坏愈演愈烈，为了保护生态环境，疏浚施工对环境的污染已受到世界各国的重视，为治理受污染的水环境，环保疏浚是今后必然的发展方向，而环保疏浚又离不开精确疏浚技术，精确疏浚技术不仅能提高疏浚质量，且能提高效率，缩短施工周期，从而减少疏浚对环境的影响。要做到精确疏浚，必须具备良好的船艺与全面的疏浚知识与操作技术，假如你的技能在实船考核中能达到2个80分以上（见图3），就意味着你的疏浚操船技能与疏浚知识已经基本合格，考核达到90分以上，那就意味着你对环境保护作出了贡献。

由于至今没有任何一所院校涉及驾驶与疏浚的融合教材，因此造成了现在耙吸疏浚船驾驶员的无所适从，即使有的驾驶员具备良好的船艺，因缺乏疏浚知识而不能成为优秀疏浚公司合格或优秀的耙吸疏浚船驾驶员。回顾目前国内耙吸疏浚船驾驶员的现状，首先就是角色定位有严重偏差，只将自己定位在完成任务的层面，而不是把自己作为驾驶台的指挥者与监督者。耙吸疏浚船驾驶员除必须具备良好的船艺外，还需要掌握相关的疏浚知识，否则，因个人船艺有限不能上浅点、上计划线、不能按船长的要求操作，或因缺乏相关的疏浚知识而不能纠正操耙手与舵工的不规范操作引起的船舶航向不稳定，而拖累自己的上浅点、上计划线的精度及施工效果。即使驾驶员具备了良好的船艺，貌似能上到浅点位置，但不知道上浅点需要的切削厚度、上浅点的速度、波浪补偿器的压力、高压冲水的使用等等，可能本次的操作效率是低下的或无效的，如同第三个案例所描述的那样。

4 结论

虽然现在疏浚船的自动化程度越来越高，人工智能也在逐步完善提升和进步中，最先进的疏浚船已经实现了“一人疏浚”，但纵观国际四大疏浚公司与国内各大疏浚公司，能够实现“一人疏浚”的船毕竟还是少之又少，原因一是新造疏浚船造价昂贵，二是现有疏浚船改造投入太大，因此，“一人疏浚”普及还有很长的一段路要走。在没有实现“一人疏浚”这段时间，疏浚船的效率主要还是依靠人的操作能力和水平，即使采用“一人疏浚”施工，但如果缺少疏浚知识，疏浚效率还是达不到理想的效果，因为智能设备只能辅助解决船舶驾驶和疏浚工艺部分优化，还不能做到全工况覆盖，且疏浚参数设置还是需要人工操作。

根据本人从业40余年的疏浚经历及统计研究，得出如下的结论：具备良好的驾驶技术，缺乏系统的疏浚知识与操纵疏浚设备的能力，所做的疏浚工程是有缺陷的;没有良好的驾驶技术，也没有系统的疏浚知识与操纵疏浚设备的能力，所做的疏浚工程亦是有缺陷的;具备良好的驾驶技术，兼具系统的疏浚知识与操纵疏浚设备的能力且有丰富的经验，才能完成优质的疏浚工程;具备良好的驾驶技术，兼具系统的疏浚知识与操纵疏浚设备的能力，虽能完成优质的疏浚工程，但要付出试错成本。