连云港港30 万吨级航道疏浚工程施工难点及控制措施

廖宏刚，朱淋淋

（1.中交疏浚（集团）股份有限公司，上海 200082；2.中交广州航道局有限公司，广东 广州 510290）

1 工程概况

连云港港30 万吨级航道二期工程位于连云港市海州湾，航道总长55.22 km，总计疏浚断面工程量约 7 800 万 m3，总工程量 10 104.53 万 m3。本工程分4 个标段：H1.1 标段施工内容为7.68 km外航道疏浚、储泥坑及临时航道疏浚、吹填区部分反滤层施工。H1.2 标段施工内容包括航道疏浚和清理障碍物。H1.3 标段施工内容为航道疏浚。H3.1 标段施工内容包括6 号锚地内30 万吨级散货船锚位和30 万吨级油船锚位的疏浚工程、推荐航线E—F 段的疏浚工程以及徐圩航道X7+015—X12+515 段的扫浅工程。图1 为工程平面布置图。

图1 工程平面布置图Fig.1 Project floor plan

2 工程难点

1）疏浚土可挖性差、开挖难度大。疏浚土中黏土较多，局部标贯数达到30～40 击，土质较硬，在部分区域含有钙质结核物，易造成堵管闷耙现象，同时会使得舱底积泥严重，加长抛泥时间，对耙吸船施工效率带来较大影响。本工程为原25万吨级航道拓宽增深工程，土层相对较薄，面积大、土质复杂，随着航道的加深、滩槽高差加大，航道回淤强度逐渐增大[1]，后期扫浅难度大。工程综合单价在疏浚行业内总体偏低，成本控制压力大。部分施工航道海床表面破损渔网及钢丝垃圾较多，容易出现垃圾与黏土混合物包裹铰刀头现象，经常停工清理会导致船舶施工效率下降，成本上升。

2）连云港港航道全年通航，通航船舶流量较大（平均40～50 艘/d），船舶施工作业部署受限，同时因为船舶避让时间的增加也影响了耙吸船的时间利用率。施工干扰因素众多，施工区、抛泥区及航行路线渔网多，渔船乱穿、乱航现象严重，干扰阻挠施工等。根据国家海洋局关于临时倾倒区的批复文件，每年的5、6 月份为经济鱼类、虾类的产卵期，禁止倾倒，项目暂停施工。

3）气象影响显著，尤其在外海航道区域，海域开敞，施工里程长，施工区域无掩护遮挡，每年11 月—翌年3 月寒潮频繁，87.5%以上过程伴有7 级以上大风。

4）本工程预计投入各类耙吸挖泥船、绞吸挖泥船、拖轮及辅助船舶共计35 余艘，现场施工组织难度大，安全管控形势严峻。

5）航道疏浚里程长，单一潮位站，潮位控制精度差，施工及测量精度控制难度非常大，对工程达成质量目标影响大。

3 控制措施与创新方法

3.1 控制措施

1）针对受土质、挖深等影响，前期中型耙吸挖泥船施工效率低的情况，及时调整施工船舶，采用适合本工程特点的大型耙吸式挖泥船进场施工。针对难挖地段的土质进行区域标记并提出专项施工方案，对存在成片区的钙质结核物黏土层采用抓斗船安装凿岩棒与耙吸船耙齿头高压冲水配合施工。绞吸船施工时及时监测排泥管路泥浆浓度变化，降低大直径黏土球的形成[2]。对部分使用绞吸船开挖的钙质结核物施工区，将正常土质输送流速进一步提高到4.8 m/s，同时控制管道泥浆浓度低于20%[3]。

2）针对边通航边施工，进出港船舶较多的工程特点，根据港区船舶进出港计划，设计边通航边施工安全专项方案[4]，识别危险因素，做好不同施工类型船舶的避让措施，加强应急演练，并派专职人员在海事局VTS 值班室值班，加强与海事部门、港调部门沟通交流，在保证通航安全的前提下，最大限度地减少避让所造成的停歇时间。

3）典型施工。根据不同区段、不同土质、不同船型编制专项施工方案，投入自航、舱容大、抗风浪能力强的大型耙吸船和破土能力强的大型绞吸船进行典型施工，收集过程中的数据，不断进行研究探讨，提升施工技术管理水平[5-9]。

4）针对施工区和抛泥区渔网较多、渔船穿行现象严重，在协调有关部门进行联合执法的同时，到附近渔港张贴标语等宣贯活动。

5）加强岸基支持。工艺管理部门加大对船舶的指导力度，分析比对筛选并定型挖掘效果最佳耙齿类型，优化高压冲水、耙唇角度等参数配置，挖掘船舶施工能力。

6）优化施工工艺。采取绞吸掏挖、耙吸合理分层开挖、锚地施工分区域装舱、利用横流的特点使用舷侧溢流增加溢流效果、泥砂垫舱黏土装舱解决抛泥问题等方式，提高施工效率。

7）加大施工质量控制，提高测量频率，利用断面监控系统，提高耙头深度控制精度，利用多波速测深系统增加水深测量频率，做好测图分析，及时反馈至施工船舶，精确指导船舶施工布线，同时利用整平器，有效消除垄沟，确保水深同步增深，降低后期扫浅难度。

8）加强船舶生产安全管理，将分包船舶纳入安全管理体系，充分利用安全隐患排查APP 等工具强化安全管控。

9） 加强成本管控。各标段均制定了标后预算，过程中关注成本分析，重点将自有船舶、分包单位作为成本管控对象，通过月度成本分析对项目成本进行监控并及时纠偏，构建全过程成本管控机制。管线分类堆放，并进行编号、测厚，准确掌握管线磨损程度。

3.2 创新方法

1）针对钙化结核物和黏土等疏浚难挖土质，开展了装备和技术改进研究，使用黏土专用耙头应用于本工程H1.3 标段和H3.1 标段施工。

2）利用科技手段提高项目管理水平。利用实时格网化潮位推算系统、新型电磁浓度计、疏浚土质分层及显示技术、星站差分GPS 定位技术等一系列科技措施，提升项目管理水平。

3）针对单一潮位站，潮位控制精度差问题，潮位测量采用远距离实时格网化潮位推算系统和高精度星站差分技术。根据航道施工区域与潮位站的距离，分别采用3 站改正、双站改正和单站改正的方式计算和修正实时潮位[5]。

4）针对部分航道施工区垃圾多的情况。采用浚前扫床及磁探方案识别海底沉积物类型与水下裸露基岩分布范围，分析水下垃圾、金属等障碍物长度、位置和范围。对铰刀头齿缝间焊格栅，减少垃圾吸入。对有较多垃圾的区域在施工前用垃圾耙扫器进行统一归拢清理。

4 工程施工效果

1）针对钙化结核物和黏土等疏浚难挖土质，采用绞吸船在土质难挖区域一侧下方深层掏挖工艺、提高土质输送流速至4.8 m/s 的同时控制管道泥浆浓度低于20%等措施，大幅减少了钙质结核物覆盖层堵管闷耙的发生次数，提升了施工工效。采用重型且挖掘能力强的高压冲水耙头和黏土专用耙头，经工程应用检验工效提升明显。

2）在排泥管线的管理方面，通过管线分类堆放，对管线进行编号、测厚，准确掌握管线磨损程度等措施，有效节约了排泥管线相关成本，体现了项目成本管理的精细化。

3）将耙吸船施工区域变更为绞吸船作业降低了工程成本。

4）采用浚前扫床及磁探方案后，垃圾统一处理，大幅度降低了因铰刀头包裹而停工清理时间，提升了船舶施工效率。

5）设计的边通航边施工安全专项方案，确保施工期间安全无事故，施工效率不降低。

6）创新的潮位控制系统使得施工全周期潮位信号稳定可靠、精度较高，有效减少因潮位误差而造成的垄沟和废方量。潮位推算方式与最终验收测量单位的方式保持一致，为最终验收测量一次性通过提供了保障。

7）解决耙吸船在航道扫浅阶段高投入、低产出的难题。本工程投入大功率拖轮拖带整平器配合扫浅，利用整平器宽度大、扫浅面积大、重量大、破土能力强，可以实现垂直高度等特点，借助拖轮的拖拽力、构件的自重和刀片进行破土，削高补平，提高孤立浅点或垄沟扫浅作业效率，实现扫浅质量与扫浅成本的双控。

5 结语

本工程实施前，提前分析连云港港30 万吨级航道疏浚工程面临的难点，做好风险因素分析，创新性地开展相关立项研究，设计对应的专项控制措施和针对性较强的工艺技术指导方案，如：创新性地采用绞吸船深层掏挖工艺解决钙质结核物覆盖层问题，创新性地采用远距离实时格网化潮位推算系统和高精度星站差分技术以提高深度控制进度，开创泥砂垫舱黏土装舱以解决抛泥难问题，开发黏土专用耙头、研究不同土质耙齿排列组合研究以提高装舱浓度，将耙吸船施工区域变更为绞吸船作业以降低成本，投入新船航浚6008 单耙、整平器以提高扫浅效率等，通过工艺参数优化，精心组织施工，提高了船舶的施工效率，降低了施工成本，保证施工安全，顺利完成质量目标。