航道疏浚工程設計要點分析
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摘 要：根據2018年年鑒資料，廣東省航道維護里程為11.23萬公里，水路貨運量為10.24億噸，占整個貨物運輸總量的24%，水路運輸在國民經濟中起著重要作用。航道受水流動力、水土流失等多種因素影響，個別航段出現淤積導致水深不足的情況比比皆是，局部淺段的出現直接制約了整個航道水運潛能的發揮，而疏浚工程是目前最為簡單、有效的航道整治措施之一。如何科學、合理地確定疏浚設計參數，對工程的實施效果和節約工程造價至關重要。本文結合工程實例，闡述在疏浚工程設計過程中應注意的相關設計要點，以期為廣大同仁在疏浚工程設計時提供參考。
關鍵詞：航道疏浚;疏浚方案;設計要點
中圖分類號：U612 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2019）06-0081-02
龍穴南水道從蕉門口至廣州港出海航道30#標全程共31km。該水道既是南沙江海聯運港區至西江干線集疏運的主通道，也是南沙江海聯運港區至沿海運輸主通道，以及珠江三角洲中部地區通往深圳、中山3000噸級便捷通道。其地理位置對于激活整個珠三角高等級航道網至關重要，因此對該水道開展3000噸級整治工作是十分必要的。
經過實地踏勘走訪并結合水深地形測量資料，以及航道、海事、交通、水利等相關部門的整治建議。龍穴南航道整治工作的重點在于疏浚工程。疏浚工程如何確定相關參數，把握相關的設計要點，確保工程能夠順利實施，起到了非常關鍵的作用?？茖W、規范、適宜的疏浚設計參數對于減少工程變更，節約工程造價都可起到良好的效果。
1工程基本情況
龍穴南水道按通航3000t海輪雙向航道標準建設，航道尺度為6.5m×120m×650m（通航水深×通航航寬×最小彎曲半徑）。
建設內容主要包括疏浚、航標工程。其中疏浚為主體工程，航標為配套工程。疏浚工程是本項目得以實施，達到預期整治效果的關鍵工程。
2疏浚方案
2.1 布置原則
?。?）滿足航運對航道尺度的要求，改善通航條件，最大限度地滿足航行條件的要求;
（2）選在適應船舶的習慣航線，與上下游航道平順相接，便于船隊航行;
?。?）充分利用河床自身的發展變化規律，因勢利導，利用水流的能量維護挖槽的穩定;
?。?）應充分利用自然水深和局部深槽，以減少工程量，節約投資;
?。?）感潮河段設計的挖槽宜選擇在相對穩定的以落潮流為主的深槽，挖槽的方向與落潮主流方向盡量一致，其交角宜小于15°，以利沖刷河床帶走泥沙。
2.2平面布置方案
龍穴南水道上游與蕉門口航道平順銜接，銜接后沿現有1000t級航槽軸線布置，下游順著落潮流方向與廣州港出海航道30#標處相接，全程31㎞，其中需要疏浚長度約為25km，占龍穴南水道整個通航里程的81%。
3疏浚工程設計要點
3.1 航道設計水深及航道寬度的確定
航道設計水深及寬度的確定時應注意疏浚地質、船舶類型、水文條件、安全距離等[1]。其中內河航道水深可根據《內河通航標準》公式H=T+△H進行計算;海輪航道通航水深可根據《海港總體設計規范》公式D0=T+Z0+Z1+Z2+Z3，航道設計水深：D=D0+Z4進行計算。
同理，內河航道寬度可采用公式B2=BFd+BFu+d1+d2+C進行計算。海輪航道寬度可采用公式：單向航道W1=A+2c，雙向航道：W2=2A+b+2c進行計算，詳見下表。
依據規范計算得：航道通航水深計算值為3.5～6.45m，取整為6.5m;航道設計水深計算值為3.5～6.95m，取整為7.0m;航道寬度為69.7～119.8m，取整為120m。
3.2 疏浚邊坡的確定
疏浚區域的土質、水動力條件、以往整治邊坡情況、上下游銜接航道邊坡情況、數學模型研究和疏浚設備等均影響疏浚邊坡的確定。而疏浚邊坡的確定又直接影響到工程量和工程造價，以及日后的回淤等方面，可謂牽一發而動全身。
根據巖土勘察結果，本次疏浚深度內河床底質以淤泥、淤泥質土為主，其標貫擊數N在2～4擊之間、天然重度γ在15～17KN/m?之間、天然含水率ω為40%～85%左右。結合《疏浚與吹填工程設計規范》的相關要求和數學模型研究推薦的邊坡成果，蕉門口至新龍特大橋河段挖槽設計邊坡取1：8，新龍特大橋至廣州港出海航挖槽設計邊坡取1：10。
3.3 挖泥設備的選擇
疏浚設備的選取直接關系到超寬、超深工程量計量，進而影響到工程造價。疏浚設備應結合工程規模、建設要求、現場水域條件、巖土的可挖性、現場的自然條件等因素進行選擇。
根據本工程特點，結合各疏浚施工船機的適應范圍與能力，本工程施工可有以下疏浚船機可供選擇：一是抓斗式挖泥船，該設備對土質的適應能力較強，可調節斗速來挖掘除巖土之外的各種土質，挖槽底部比較平整、挖深誤差較小，容易控制超寬。其主要缺點是施工中需拋錨及移位太多，伸展范圍大而干擾通航;二是耙吸挖泥船，具有船舶大、抗風能力強，適合于開挖狹長航道，尤其是在水域開闊的海港和河口較長距離的航道作業，不需要占用大量水域或者封鎖航道，基本上不影響通航。但由于船舶大、吃水深，要求施工地區內有足夠的水深和調頭及拋泥的水域，因而施工地區有一定的局限性。
龍穴南水道河床底質以淤泥為主，河道寬度約2km，水深在1.4m～5.0m之間。本項目航道設計水深為7.0m，最大疏浚深度約5.6m。結合工程實際情況，從施工器械所需吃水條件、土質可挖性、淤泥質土類可挖性、對自然環境適應性（風浪、波高等）、工作效率、綜合單價等因素考慮。確定本次采用2300m?自航耙吸挖泥船進行航槽施工，采用8m?抓斗挖泥船配1000m?泥駁進行修坡挖泥施工。
3.4疏浚斷面的確定
3.5 拋泥區的選取
拋泥區的選取在設計時應盡可能接近疏浚施工地點，減少棄土運距，節約工程造價;同時應兼顧環保及附近水域的環境，減少棄土對環境及生態的影響;不要影響正常的通航等。
疏浚物的處理主要分為陸拋（回填）和水拋（即海洋傾倒）兩種方式[2]。結合本工程的特點，采用水拋方式可選擇在坭洲頭棄土區、淇澳島東北棄土區、淇澳島東南棄土區和黃茅島南棄土區。但這四個棄土區均離本項目較遠，運距較大，不經濟。經調查走訪，距離本項目僅35㎞的中山市火炬開發區臨港工業園需要大量疏浚土。經溝通協商，最終將疏浚土采用陸拋方式用于臨港工業園的回填之用，既滿足了工業園取土的需求，又解決了本次疏浚土的安置問題，同時也大大縮短了運輸距離，節約了工程造價，起到“一箭三雕”的效果。
3.6 疏浚施工期間航標的設置
航道疏浚施工最常見的難題是施工作業與航道上正常通航的船舶間的矛盾。若處理不當容易相互干擾，甚至出現碰船事故。因此在設計時應充分考慮施工期航標的設置事宜，明確施工范圍，合理疏導交通，保障區域通航安全。
本次疏浚工程采用分區域施工的方式，即疏浚完航道左側區域再疏浚航道右側區域。最大程度降低航道過往船舶與施工船舶間的相互干擾。施工期間的航標設置以施工范圍為邊界，在充分利用現有航標的基礎上，新增8座HF2.4m施工專用標。施工標的位置隨著施工區域的調整而調整，以簡潔明了的方式標識出施工區域邊界，提醒過往船舶注意安全。
4 結語
總而言之，在航道疏浚工程設計過程中，需要從實際出發，深入剖析工程深層設計要素。在疏浚工程設計時應充分考慮工程地質、水流動力、施工水位、施工設備、河道回淤、拋泥區、施工期間船舶通航安全保障措施等因素，科學合理地確定設計參數。確保設計成果能夠順利實施，并取得良好的整治效果。
參考文獻：
[1]唐存本.關于航道整治線寬度的確定[J].中國水運，1988，（05）.192.
[2]曹祖德，王桂芳，朱杰.疏浚拋泥區選劃的研究[J].交通環保，1992，（2）：13.
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