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浅谈新施工工艺在上海外高桥港区疏浚工程中的实践

  上海港外高桥港区疏浚工程开始于2011 年9月9 日,结束于2012 年3 月19 日。外高桥港区船舶流量大,工程环境恶劣,疏浚船舶多。在该工程的最后扫浅阶段,疏浚船舶运用了耙吸船拖钢丝扫浅技术,这是继长江口三期疏浚工程之后又一次应用新工艺的疏浚工程。依据工程的实际情况,该项技术得到进一步提高。

  1 工程背景

  上海港外高桥港区四、五期工程地处长江口南支南港南岸的五号沟地区,所在地行政隶属上海市浦东新区高东镇。港区北面与长兴岛隔江相望,西北与外高桥造船基地相距约300 km,东南为五号沟沟口,距吴淞口灯桩约14.5 ~ 15.5 km。港区岸线长2 360m,有7 个集装箱干线船泊位和4 个驳船泊位,外四期与外五期的码头之间留有210 m 口门,供长江驳船进出。该施工地区是南槽和北槽船舶的交集地,常年船舶流量大,情况复杂,且其又处于警戒区上游,对于疏浚船舶来说,有着极大的难度。施工方在外高桥港区疏浚工程开工之后,依据进度相继投入多艘疏浚船舶进行施工。在这些作业疏浚船舶近两个月的强力开挖及冲刺之后,该工程于2011 年12 月初顺利实现11m 的节点目标。外高桥港区疏浚工程是长江口12.5m深水航道向长江上海段的延伸阶段,其目标是实现12.5 m 水深。在目标实现后,北槽深水黄金航道衍射至整个上海外高桥港区码头,为上海及长江三角洲地区带来巨大的航运经济效益。其四期、五期码头均为大型集装箱码头,四期还承担着国际邮轮的靠离;六期为滚装船码头,大型货件均在此进出口。因此,该码头价值位阶重要,战略意义重大。外高桥港区码头前沿航道12.5 m 通航的实现,意味着上海国际航运中心建设由此向前迈进一大步,由此可见其工程的重要性。

  2 施工面临的难题

  (1)船舶流量常年超大。外高桥港区位于长江口警戒区,即北槽南槽交汇处上游,船舶流量大,种类繁多。

  (2)工程复杂程度大。外高桥港区海底垃圾复杂,潮流湍急,工程边界线距离码头最近50 m。

  (3)施工范围狭窄。外高桥港区水域长约3 700m,宽700 m。在狭小的施工空间内,最多时有9 艘疏浚船舶,施工船舶过于密集严重限制了船舶的活动范围,给驾驶员的操纵带来了一定的难度。

  (4)抛泥区路途遥远。疏浚船舶装满舱之后须长途航行至北槽1 号坑、2 号坑、3 号坑或南槽1 号抛泥区。在大量船舶进港靠离码头时,海事中心强令疏浚船舶让出施工区域,具体时间是北潮中高潮前1 h,高潮后2.5 h 之间。期间通常为4 h,船舶大都在横沙西锚地附近让船,由此大大拖延了疏浚施工的时间。

  3 疏浚新工艺的应用

  3.1 增加量变强挖阶段

  经过前期长时间的疏通,疏浚工程以量变为基础促进最终质变的发生,从而促使最后综合全面扫浅阶段的到来。在这个阶段,有很多的水下障碍物不时地影响着疏浚船舶的安全,如:”航浚9001″轮挖到了巨大不明障碍物,损坏了弯管;”航浚4008″轮挖到了沉锚,被迫拖出施工区;”航浚4001″轮挖到了超长锚链,后经切割清除。在量变阶段,船舶基本都在尽可能多地争取疏浚装舱时间,采取多装快跑的原则,不停地往返于施工区与抛泥区之间。在这个阶段,工程一度陷入了困境,主要原因在于该区域集结了大量的疏浚船舶,且水深一直不理想。施工船舶针对不同情况采取了不同的施工工艺:(1)船舶分区段施工法;(2)船舶斜拉施工法;(3)船舶进倒退重点施工法;(4)船舶码头扫浅施工法;(5)顺水施工法;(6)走”S线”施工法。

  3.2 拖钢丝扫浅技术工艺的运用

  ”航浚4003″轮的拖钢丝扫浅技术早在2010 年初长江口三期疏浚工程的最后冲刺阶段中就得以充分利用,当时清除了大量浅点,大大节省了扫浅时间。基于当时的经验和技术,依据外高桥港区综合工程环境,再一次运用拖钢丝扫浅技术于此工程。运用该技术最主要的难点是每天早晚的钢丝装卸检查工作,船舶采取的方法是早上8 点检查一次,晚上5 点检查一次。在拖钢丝扫浅技术的运用过程中,船舶采用了以下新工艺。

  3.2.1 拖钢丝扫浅加旁通工艺

  拖钢丝扫浅加旁通工艺主要是在通常情况之下的拖钢丝扫浅时,启动泵机,继续挖泥。其本质是泥浆通过船头弯管两侧的水下旁通侧推闸阀排出,不进舱,依靠潮汐涨落潮水流的冲击力不断刷新水深浅点目标。此工艺的优点是:(1)拖钢丝扫浅作业持续进行,毫不耽搁;(2)正常挖泥作业继续进行,无需装舱,摆脱了主管部门限制溢流装舱时间的限制。在其他船舶让船期间,只有本船持续不断地全天候扫浅,大大提升了扫浅的质量,获得了不错的效果。

  3.2.2 拖钢丝扫浅增加挖泥时间

  依据海事管理局规定,每一艘疏浚船的挖泥时间均为1 h,这样大大限制了船舶的装舱量。在规定的挖泥时间段内,一艘疏浚船可能只挖两船泥就不得不驶往锚地让船,而”航浚4003″轮依靠拖钢丝扫浅技术可以有尽可能多的时间进行扫浅工作。依靠本船小巧灵活的特性,采取有效措施可让清靠离码头的大型船舶。

  4 恶劣天气特殊做法

  2012 年上半年,上海长江口地区为雾季,对冲刺外高桥港区疏浚工程最后阶段的船舶造成了一定的影响。受大雾的影响,驾驶员必须谨慎驾驶,紧盯雷达并采用所有可辅助瞭望的手段,确保施工安全。各个操耙手、舵工也都加强瞭望,增强责任心,保证工程不受影响。在各个船舶的扫浅阶段,船舶走向不规则,在与他船交汇的过程中,驾驶员必须通过甚高频(VHF)通信系统及一切有效手段与对方保持联络。疏浚船舶应严格依据天气条件、潮汐时间、浅点布局、船舶流向,合理、科学地部署扫浅地域,确保精确化施工,保证工程顺利完成。

  5 结语

  通过综合施工工艺的利用,工程顺利竣工。船舶团队依据科学的施工方案,优化施工工艺,提高了施工效率。