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深圳港西部港区出海航道拓宽浚深方案
摘 要：在集装箱船舶大型化趋势下,深圳港西部港区良好的区位优势、港口泊位、设备硬件条件,与西部港区进出港航道对大型集装箱船舶通航限制之间的矛盾日趋严重,已经严重制约了港口能力.通过分析研究深圳港西部港区出海航道拓宽浚深方案,使航道通航等级由原10万吨级集装箱船全天候单向通航升级为20万吨级集装箱船全天候单向通航.
关键词：船舶大型化 深圳港西部港区 航道拓宽浚深
1.研究背景
随着深圳港腹地国民经济持续稳定快速发展,深圳港货运吞吐量在不断增加.但长期以来,进出西部港区的海轮需经过香港马湾水道,受马湾水道水流条件及香港特别行政区管制办法等限制因素的影响,航道已成为制约西部港区发展的瓶颈.为此,深圳市政府在“十一五”期间开展了深圳港西部港区出海航道（包含铜鼓航道和西部公共航道）的建设,航道按10万吨级集装箱船全天候单向通航建设,航道通航宽度210m,底宽204.4m,设计底标高-15.8m（当地理论最低潮面,下同）.西部港区出海航道的建设,对于支持深圳港西部港区的发展具有重要意义.
近年,船舶大型化发展趋势愈加明显,超18000标准箱的超大型集装箱船在国际主要航线靠泊将成为常态.在集装箱船舶大型化趋势下,西部港区良好的区位优势、港口泊位、设备硬件条件,与西部港区进出港航道对大型集装箱船舶通航限制之间的矛盾日趋严重,已经严重制约了港口能力,影响深圳港国际枢纽港地位.因此,深圳港西部港区出海航道的拓宽浚深是十分迫切且必要的.
2.工程建设规模
深圳港西部港区出海航道现状规模为10万吨级集装箱船舶满载单向通航,拓宽浚深后建设规模按20万吨级集装箱船全天候单向通航设计,通航宽度从210m拓宽至270m,设计底标高从-15.8m浚深至-17.5m.通过测算,深圳港西部港区出海航道拓宽浚深后能满足2020年及2030年船舶通过的需要.
3.航道拓宽方案研究
3.1航道所处地理位置
深圳港西部港区出海航道位于珠江口伶仃洋东部,分铜鼓航道和西部公共航道两段,南连广州港出海航道（伶仃西航道）,北接大铲湾港区进港航道,其中铜鼓航道大致呈SSW走向,长约16.5km；西部公共航道大致呈南北走向,长约8.5km.
3.2航道设计水深
根据《海港总体设计规范》
(JTS165-2013),航道设计水深按下式计算：
D0＝T＋Z0＋Z1＋Z2＋Z3；
D＝D0＋Z4式中: D0—航道通航水深(m)；
D—航道设计水深(m)；T—设计船型满载吃水(m)；Z0—船舶航行时船体下沉量(m)；Z1—航行时龙骨下最小富裕深度(m)；Z2—波浪富裕深度(m)；
Z 3— 船舶装载纵倾富裕深度(m)；
Z4—备淤深度(m).
计算结果详见表1.
若满足2 0 万吨级集装箱船全天候满载通航,通航水位从设计低水位起算,铜鼓航道和西部公共航道航道底标高不应浅于- 1 8 . 3 3 m和-18.18m.因崖13-1天然气管线横穿广州港出海航道（公共段）,为不破坏管线保护层,航道底标高最多只能开挖至-17.5m,这一标高将成为整个西部港区出海航道的瓶颈.由于集装箱船舶的运营特点,其营运吃水一般均小于满载吃水,且通航水位低于设计低水位的概率也很小,因此即使存在崖13-1的限制,-17.5m的航道设计底标高也基本能满足20万吨级集装箱船全天候满载通航.在极端情况下,若出现设计低水位0.4m情况,为满足通航,船舶吃水应控制在15.2m以内,如出现满载16.0m吃水情况,船舶需乘潮通航,潮位需高于1.2m.
3.3航道通航宽度
根据《海港总体设计规范》( JTS165-2013),航道通航宽度按下式计算:
单线航道 W＝A＋2c
A＝n（Lsinγ＋B）
式中: W —航道通航宽度(m)；
A—航迹带宽度(m)；n—船舶漂移倍数(m)；γ—风、流压偏角(°)；L—设计船长(m)；B—设计船宽(m)；c—船舶与航道底边间的富裕宽度(m).
经计算,铜鼓航道和西部公共航道横切浅滩段通航宽度为270m；铜鼓航道与西部港区衔接段局部为314 m .从船舶航行条件考虑,铜鼓航道与西部港区衔接处设置为喇叭口.
3.4航道边坡
铜鼓航道和西部公共航道人工开挖段底质多为流泥、淤泥、粘土和淤泥质粘土.根据《海港总体设计规范》(JTS165-2013),结合现有铜鼓航道和西部公共航道工程的情况确定航道边坡取为1:7.
3.5航道设计底宽
出海航道拓宽后的通航宽度为270m,根据0.4m的备淤深度和1:7的航道边坡,计算出航道设计底宽为264.4m.
3.6航道总体布置方案综合比较
（1）铜鼓航道拓宽浚深平面方案铜鼓航道在其早期建设时,已进行过多个走线方案的比选,受限于浅滩、崖1 3 -1天然气管线、潮流等诸多因素的影响,最终确定为现状方案,即从广州港出海航道（伶仃西航道）往东北方向转向后,沿2 3 °4 4 ′ 2 0 ″～2 0 3 °4 4 ′ 2 0 ″走向航行约1 1 . 5 k m ,随后转向3 8 ° 5 0 ′14 ″～2 1 8 ° 5 0 ′14 ″再航行约5k m ,与西部公共航道及各港区支航道相接,航道两侧均为浅滩.本次对其进行拓宽浚深,须保持两段航线方位角不变,另外由于铜鼓航道东南侧有崖1 3 - 1天然气管线的存在,且其中心线距离铜鼓航道东南侧顶边线较近（ 约1 5 0 m ）,航道无法往东南方向拓宽,因此铜鼓航道只能往西北方向拓宽.根据前文计算,通航宽度从2 1 0 m 拓宽到2 7 0m,设计底标高从-1 5 . 8m浚深至-17. 5m .铜鼓航道与广州港出海航道、铜鼓航道内部两段航道、铜鼓航道与西部公共航道三处相接的三个拐弯段,根据通航船舶等级的提高做适当拓宽处理.
（2）西部公共航道拓宽浚深平面方案
西部公共航道近似呈南北走向,与铜鼓航道衔接后,沿1 5 8 ° 5 0 ′ 14 ″～3 3 8 ° 5 0 ′ 14 ″走向航行约5 k m ,随后于大铲水道与西部公共航道交接处附近转向176°27′47″～356°27′47″,再航行约3km进入大铲湾港区进港航道.西部公共航道东侧为赤湾、妈湾港区的码头港池水域,西侧为驳船、危险品船舶锚地.由于水域狭窄,西部公共航道在早期建设时占用了赤湾、妈湾港区码头港池水域,航道底标高与其东侧的各码头港池水域底标高一致,均为-15.8m.
针对西部公共航道的拓宽浚深平面方案,通过两个方案进行比选.
①方案一
西部公共航道的拓宽浚深分南北两段考虑,南段为大铲水道与公用航道交接处至铜鼓航道北端点.南段东侧码头泊位数量较多,且受大铲水道汇入船舶的影响,航行条件相对复杂；北段为交接处往北至大铲湾港区,航行条件相对简单.
航道现状已占用东侧码头的港池水域,为避免拓宽浚深后进一步占用港池水域,南段保持航道东侧底边线和轴线不变,往西侧拓宽60m,最终通航底宽达到270m,设计底标高从-15.8m浚深至-17.5m.北段有大铲岛的存在,水浅且有礁盘,往西侧拓宽成本急剧增加,且东侧码头按规划将逐步搬离,不存在航道占用港池水域情况,为此北段往东侧拓宽60m,底标高与南段相同.
②方案二
方案一南段往西侧拓宽,虽然缓解了航道与东侧码头港池水域的冲突,但同时也进一步缩减了西侧原本就十分紧张的驳船锚地资源.
为此方案二考虑保持现状西部公共航道西侧底边线和航道走线角度不变,将航道往东侧拓宽6 0 m ,航道拓宽至2 7 0 m ,底标高浚深至-17.5m .考虑到西部公共航道所处的东槽是珠江口最繁忙的水道之一,大量往来珠西与香港、珠西与妈湾赤湾蛇口作业区的驳船经由这一水道通航.由于东槽由西部公共航道及码头港池水域组成,从航道西侧底边线往东侧至码头前沿线水深均可满足船舶通航要求,3000t级以下的驳船南行或北行均习惯性靠东侧行走,而大吨级船舶靠西侧行走,与靠右的航行习惯不一致,容易造成混乱和安全事故.因此西部公共航道南段除往东拓宽6 0m外,一并再往东划定24 0m宽水域,共510m宽水域,将经过西部港区的大小船舶均归集于510m范围内航行.按此方案建设后,510m宽航道在满足20万吨级集装箱船通航的同时,还能满足万吨级以下船舶的双向通航.东侧的240m宽水域主要作为航道与调头圆之间的制动段或调头圆使用,船舶航速较小,其水深可适当缩减至-17.0m.
（3）西部共用航道拓宽浚深方案比选
①相关水域条件
方案一西部公共航道往西拓宽,主要目的是避让东侧码头港池水域,减少调头船舶与航道船舶的相互干扰.但方案一往西侧拓宽后,会占用西侧驳船及危险品船锚地,会进一步缩减原本就十分紧张的西部港区锚地资源.
②航道疏浚工程量比较
方案一疏浚工程量为116 3.8万m3,方案二疏浚量为913.8万m3,方案二较方案一少约250万m3.
③航道维护量分析
方案二未往西侧增加深槽宽度,水域面积保持不变,较方案一回淤量小.
经综合比较后,西部公共航道拓宽浚深平面布置推荐方案二.
4.疏浚施工
建议疏浚船舶主要采用4500m3以上大型耙吸式挖泥船,在不满足大型耙吸船施工水域要求的区域采用小于1500m3耙吸船或13m3抓斗船进行施工.本工程疏浚量较大,从国家资源合理利用及减少海洋环境污染角度来说,宜尽量利用其吹填造陆,减少外抛.
5.结语
通过分析,深圳港西部港区出海航道的拓宽浚深是十分迫切且必要的.通过对西部港区出海航道的拓宽浚深,可提高航道的通过能力,对于支持深圳西部港区的发展和提升深圳港国际枢纽港地位均具有重要的意义.
参考文献：
[1]深圳港西部港区出海航道疏浚拓宽工程工程可行性研究报告.中交水运规划设计院有限公司.
[2]深圳港总体规划(2016年版).交通运输部规划研究院.
[3]深圳市综合交通十三五规划.深圳市政府.[4]海港总体设计规范.JTS165-2013.
深圳论文范文结:
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