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摘要：疏浚工程是指采用水力或机械的方法拓宽、加深水域而进行的水下土石方开挖，常用于疏浚工程的主要船舶设备有耙吸式挖泥船、绞吸式挖泥船、抓斗式挖泥船等，根据疏浚工程的地质情况、施工环境、工期要求、船舶施工工艺要求等进行选择。吹填工程是指将挖泥船挖取的泥沙，通过排泥管管线输送到指定地点进行填筑的工程。本文以某港口航道疏浚吹填工程为例，通过分析疏浚船舶设备的选择布置、施工安排以及施工工艺方案的制定，研究疏浚船舶组合施工在港口航道疏浚吹填工程中的应用。
关键词：航道疏浚;船舶组合;施工安排;施工工艺
1工程概况
港口航道改建工程位于海南省澄迈县马村镇海域，由于航道右侧拟建码头将堵塞现有的花场湾潮汐通道，故现有进出航道改道拟建在码头南侧和西侧水域。改建后的规模：东西走向改建航道总长1478m，航道设计底高程-4.5m，航道通航宽度60m;连接水域长约1400m，航道设计底高程-4.5m，航道通航宽度170m。经计算，航道疏浚总面积约为34万m2，疏浚土总方量约为198.87万m3，其中约119.54万m3吹填至右侧拟建码头陆域，工期目标为6个月。
2船机组合布置
2.1吹填土的选择
根据工程施工设计图纸和地质勘察报告进行分析计算，航道疏浚区域土质类别有淤泥土、黏性土和砂土，疏浚土质分布数量统计。根据《疏浚与吹填工程设计规范》（JTS181-5—2012）规定的吹填土填筑特性，淤泥吹填后较软弱，排水缓慢，固结时间长，一般需要进行加固处理;细砂和中砂填筑性较好，具有较高的渗透性，容易固结;黏性土处于未固结或土团块，固结时间较长。
从疏浚土质方面考虑，宜选择东西航道疏浚土进行吹填，有利于后期进行地基处理和缩短工期。从经济方面考虑，吹填区位于东西航道段的西北侧约2km，吹填路径最短，经济性最佳。
2.2船机的选择
绞吸式挖泥船能够将挖掘、输送、排除等疏浚工序一次性完成，能够进行连续作业，特别适合用于吹填造陆，同时能够满足挖掘砂、黏性土等工况，并且距离约为2km能够满足管路输送吹填距离的要求，可直接采用挖吹的方式，无须增加泥驳、吹泥船等船只。因此，采用绞吸式挖泥船直接进行挖吹是施工工艺最简单、经济性最佳的方式。
2.3船机安排数量
2.3.1抓斗式挖泥船数量
根據《疏浚与吹填工程设计规范》（JTS181-5—2012）挖泥船的主要技术参数，8m3抓斗船设计生产率为400m3/h，连续作业完成54.04万m3疏浚量约需要1351h。由于本工程工况级别为四级，考虑客观影响时间后挖泥船时间利用率为45%，经计算后工期需要3002h，共125d。由于工期为6个月，因此1艘8m3抓斗船即可完成施工。
2.3.2挖掘机数量
根据施工经验，完成25.30万m3土方的开挖，在保证不影响绞吸船施工的情况下，需安排6辆挖掘机同时作业。
3船机施工安排和工艺流程
3.1抓斗船疏浚外抛
3.1.1施工安排
连接水域和部分东西航道（#0～0+1695）疏浚土采用8m3抓斗船配1200m3泥驳疏浚，并将该部分疏浚土外抛至马村抛泥区，外抛距离约7km。抓斗式挖泥船进行连接水域和部分东西航道开挖时，安排从马村港区中港池往马岛方向进行，即开挖方向从连接水域的#0+000桩往#0+1695桩推进，与绞吸船施工作业相互不干扰。
3.1.2施工工艺流程
8m3抓斗挖泥船施工时，根据施工图确定的航道位置，将挖泥船拖至开挖起始位置，根据船舶工作性能和锚缆长度抛锚，利用旋转式8m3抓斗挖泥船的吊杆和钢索来吊挂抓泥斗，挖泥机可旋转，抓取其半径范围内的疏浚土，并将疏浚土直接转送到停靠在旁的泥驳中，由泥驳运输至马村规定的抛泥区卸泥。挖泥深度由船上测量工根据水尺确定的实时潮位，并采用水坨打水进行控制开挖底标高。挖泥船施工时，根据土质、泥层厚度、波浪和水流、挖泥生产的撒漏、施工期间可能出现的回淤等情况进行超挖，超挖量不超过设计允许的超挖范围。
3.2绞吸船开挖和吹填
3.2.1施工安排
安排2艘挖泥船相向进行施工，海侧的绞吸式挖泥船从连接水域和部分东西航道端头往马岛方向进行开挖，吹填管线从疏浚点连接海上浮管与沉管段，横跨旧花场湾潮汐通道，与陆域回填区连接岸上砂管。位于马岛右侧的绞吸式挖泥船从马岛右侧往连接水域方向进行开挖，吹填管线从疏浚点连接海上浮管与沉管段，横跨旧花场湾潮汐通道，吹填至回填区。
3.2.2施工工艺流程
根据工程需要，第1艘绞吸式挖泥船将配置2500m长的水上水下排泥管线，第2艘配置2000m，管线组装完毕推入水中。陆地吹填管线的平面布置根据挖泥船的总扬程、围堰的面积和形状、吹填高程、潮位变化等情况选定吹填管线的位置。水上路上管线连接完毕，挖泥船定位后开始下绞头进行挖掘，并向管道输送泥浆。挖泥船挖泥时采用横挖法施工，分行、分段、分层挖泥，根据1600m3/h绞吸船施工性能，按30～40m一行，100～150m一段，每层2m进行施工。挖泥采用实时动态GPS自动定位系统，定位精度高，在施工过程中勤打水，控制挖泥厚度，特别是边坡与斗位连接处，防止超挖和欠挖。
3.3挖掘机陆上开挖和运输
3.3.1施工安排
航道位于马岛上部分陆域先修场内临时道路，陆上开挖时，安排从#0+2450桩往#0+2700桩方向推进，同时从南侧往北侧推进开挖，开挖料运至马岛北端进行加高堆存处理。
3.3.2施工要求
堆存区两侧分别设置1条临时道路，临时道路根据现场开挖和堆存情况进行适时调整，单条临时道路总长987m，宽12m。临时道路的结构层是在原地基上设置0.3m厚的二片石层和0.15m厚的碎石层，以满足车辆行驶要求。分层开挖疏浚土及装车、开挖严格按照确定的底标高和航道边线进行。
本航道疏浚工程根据施工顺序安排和施工工艺要求进行，根据《水运工程质量检验标准》（JTS257—2008），疏浚工程完工后经扫海测量，设计底边线以内水域的开挖范围应满足设计要求，开挖断面不应小于设计开挖断面，边缘水域不得存在浅点，边坡的开挖范围和坡度应满足设计要求，工程质量符合检验标准的要求。施工时间也满足6个月工期目标的要求。
结语
综上所述，船舶组合施工在航道疏浚工程中的应用要结合工程案例具体问题进行具体分析，从工程地质情况、施工环境、工期要求、船舶施工工艺要求、经济性等方面进行分析，才能有针对性地对施工过程进行安排，制定合理的施工工艺来指导整个施工流程，最终解决施工过程中的难点，符合工期和质量的要求。该工程为今后的船舶组合施工在疏浚工程中的的实际应用奠定基础。
参考文献
[1]于桐.疏浚船舶复合储能系统控制策略研究[D].武汉理工大学，2019.
[2]孙盼.疏浚船舶复合储能系统设计及容量优化配置方法研究[D].武汉理工大学，2019.
[3]马颖.IHC船厂在中国疏浚市场的战略分析和管理[D].天津大学，2014.
[4]智雨.疏浚强国之路在继续延伸[J].港口经济，2007（03）：59.
[5]陆嘉波，朱小明，刘同明.疏浚船舶施工监测与模糊智能辅助决策研究[J].华东船舶工业学院学报（自然科学版），2004（01）：22-26.
关键词：航道疏浚;船舶组合;施工安排;施工工艺
1工程概况
港口航道改建工程位于海南省澄迈县马村镇海域，由于航道右侧拟建码头将堵塞现有的花场湾潮汐通道，故现有进出航道改道拟建在码头南侧和西侧水域。改建后的规模：东西走向改建航道总长1478m，航道设计底高程-4.5m，航道通航宽度60m;连接水域长约1400m，航道设计底高程-4.5m，航道通航宽度170m。经计算，航道疏浚总面积约为34万m2，疏浚土总方量约为198.87万m3，其中约119.54万m3吹填至右侧拟建码头陆域，工期目标为6个月。
2船机组合布置
2.1吹填土的选择
根据工程施工设计图纸和地质勘察报告进行分析计算，航道疏浚区域土质类别有淤泥土、黏性土和砂土，疏浚土质分布数量统计。根据《疏浚与吹填工程设计规范》（JTS181-5—2012）规定的吹填土填筑特性，淤泥吹填后较软弱，排水缓慢，固结时间长，一般需要进行加固处理;细砂和中砂填筑性较好，具有较高的渗透性，容易固结;黏性土处于未固结或土团块，固结时间较长。
从疏浚土质方面考虑，宜选择东西航道疏浚土进行吹填，有利于后期进行地基处理和缩短工期。从经济方面考虑，吹填区位于东西航道段的西北侧约2km，吹填路径最短，经济性最佳。
2.2船机的选择
绞吸式挖泥船能够将挖掘、输送、排除等疏浚工序一次性完成，能够进行连续作业，特别适合用于吹填造陆，同时能够满足挖掘砂、黏性土等工况，并且距离约为2km能够满足管路输送吹填距离的要求，可直接采用挖吹的方式，无须增加泥驳、吹泥船等船只。因此，采用绞吸式挖泥船直接进行挖吹是施工工艺最简单、经济性最佳的方式。
2.3船机安排数量
2.3.1抓斗式挖泥船数量
根據《疏浚与吹填工程设计规范》（JTS181-5—2012）挖泥船的主要技术参数，8m3抓斗船设计生产率为400m3/h，连续作业完成54.04万m3疏浚量约需要1351h。由于本工程工况级别为四级，考虑客观影响时间后挖泥船时间利用率为45%，经计算后工期需要3002h，共125d。由于工期为6个月，因此1艘8m3抓斗船即可完成施工。
2.3.2挖掘机数量
根据施工经验，完成25.30万m3土方的开挖，在保证不影响绞吸船施工的情况下，需安排6辆挖掘机同时作业。
3船机施工安排和工艺流程
3.1抓斗船疏浚外抛
3.1.1施工安排
连接水域和部分东西航道（#0～0+1695）疏浚土采用8m3抓斗船配1200m3泥驳疏浚，并将该部分疏浚土外抛至马村抛泥区，外抛距离约7km。抓斗式挖泥船进行连接水域和部分东西航道开挖时，安排从马村港区中港池往马岛方向进行，即开挖方向从连接水域的#0+000桩往#0+1695桩推进，与绞吸船施工作业相互不干扰。
3.1.2施工工艺流程
8m3抓斗挖泥船施工时，根据施工图确定的航道位置，将挖泥船拖至开挖起始位置，根据船舶工作性能和锚缆长度抛锚，利用旋转式8m3抓斗挖泥船的吊杆和钢索来吊挂抓泥斗，挖泥机可旋转，抓取其半径范围内的疏浚土，并将疏浚土直接转送到停靠在旁的泥驳中，由泥驳运输至马村规定的抛泥区卸泥。挖泥深度由船上测量工根据水尺确定的实时潮位，并采用水坨打水进行控制开挖底标高。挖泥船施工时，根据土质、泥层厚度、波浪和水流、挖泥生产的撒漏、施工期间可能出现的回淤等情况进行超挖，超挖量不超过设计允许的超挖范围。
3.2绞吸船开挖和吹填
3.2.1施工安排
安排2艘挖泥船相向进行施工，海侧的绞吸式挖泥船从连接水域和部分东西航道端头往马岛方向进行开挖，吹填管线从疏浚点连接海上浮管与沉管段，横跨旧花场湾潮汐通道，与陆域回填区连接岸上砂管。位于马岛右侧的绞吸式挖泥船从马岛右侧往连接水域方向进行开挖，吹填管线从疏浚点连接海上浮管与沉管段，横跨旧花场湾潮汐通道，吹填至回填区。
3.2.2施工工艺流程
根据工程需要，第1艘绞吸式挖泥船将配置2500m长的水上水下排泥管线，第2艘配置2000m，管线组装完毕推入水中。陆地吹填管线的平面布置根据挖泥船的总扬程、围堰的面积和形状、吹填高程、潮位变化等情况选定吹填管线的位置。水上路上管线连接完毕，挖泥船定位后开始下绞头进行挖掘，并向管道输送泥浆。挖泥船挖泥时采用横挖法施工，分行、分段、分层挖泥，根据1600m3/h绞吸船施工性能，按30～40m一行，100～150m一段，每层2m进行施工。挖泥采用实时动态GPS自动定位系统，定位精度高，在施工过程中勤打水，控制挖泥厚度，特别是边坡与斗位连接处，防止超挖和欠挖。
3.3挖掘机陆上开挖和运输
3.3.1施工安排
航道位于马岛上部分陆域先修场内临时道路，陆上开挖时，安排从#0+2450桩往#0+2700桩方向推进，同时从南侧往北侧推进开挖，开挖料运至马岛北端进行加高堆存处理。
3.3.2施工要求
堆存区两侧分别设置1条临时道路，临时道路根据现场开挖和堆存情况进行适时调整，单条临时道路总长987m，宽12m。临时道路的结构层是在原地基上设置0.3m厚的二片石层和0.15m厚的碎石层，以满足车辆行驶要求。分层开挖疏浚土及装车、开挖严格按照确定的底标高和航道边线进行。
本航道疏浚工程根据施工顺序安排和施工工艺要求进行，根据《水运工程质量检验标准》（JTS257—2008），疏浚工程完工后经扫海测量，设计底边线以内水域的开挖范围应满足设计要求，开挖断面不应小于设计开挖断面，边缘水域不得存在浅点，边坡的开挖范围和坡度应满足设计要求，工程质量符合检验标准的要求。施工时间也满足6个月工期目标的要求。
结语
综上所述，船舶组合施工在航道疏浚工程中的应用要结合工程案例具体问题进行具体分析，从工程地质情况、施工环境、工期要求、船舶施工工艺要求、经济性等方面进行分析，才能有针对性地对施工过程进行安排，制定合理的施工工艺来指导整个施工流程，最终解决施工过程中的难点，符合工期和质量的要求。该工程为今后的船舶组合施工在疏浚工程中的的实际应用奠定基础。
参考文献
[1]于桐.疏浚船舶复合储能系统控制策略研究[D].武汉理工大学，2019.
[2]孙盼.疏浚船舶复合储能系统设计及容量优化配置方法研究[D].武汉理工大学，2019.
[3]马颖.IHC船厂在中国疏浚市场的战略分析和管理[D].天津大学，2014.
[4]智雨.疏浚强国之路在继续延伸[J].港口经济，2007（03）：59.
[5]陆嘉波，朱小明，刘同明.疏浚船舶施工监测与模糊智能辅助决策研究[J].华东船舶工业学院学报（自然科学版），2004（01）：22-26.