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游濤1，2，江詩群1，趙利平1，王祖志1

(1.長沙理工大學(xué)水利工程學(xué)院；2.清華大學(xué)土木水利學(xué)院)

作者簡介：游濤(1967-)，男，湖北省人，講師，博士，港口海岸及近海工程專業(yè)。

隨著全球經(jīng)濟(jì)和航運(yùn)業(yè)的發(fā)屣，自20世紀(jì)90年代開始至今，針對(duì)岸上土地資源的逐步匱乏緊缺，東南亞和中東地區(qū)進(jìn)行了一系列的大規(guī)模疏浚吹填工程，從整體而言，這些大型疏浚吹填項(xiàng)目從工程規(guī)模、目的和用途、工程地點(diǎn)及施工方法等方面都比以往有了較大改變。截至目前，在東南亞和中東地區(qū)已經(jīng)完成和正在進(jìn)行中的大型疏?；靥罟こ逃邢愀鄣某嗯D角(ChekLapKok)機(jī)場工程、馬來西亞的丹戎帕拉帕斯港工程(TanjungPelepas)、新加坡的裕廊島工程(JurongIsland)、大士景工程(TuasView)以及阿拉伯聯(lián)合酋長國迪拜的棕櫚島工程(PalmIslands)等，這幾項(xiàng)疏浚吹填工程都具有回填方量十分巨大、工程投入各類大型挖泥船數(shù)量多等特點(diǎn)。

隨著技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大型疏浚吹填項(xiàng)目的建設(shè)目的、設(shè)計(jì)理念和施工方法都在發(fā)生變化，上述幾項(xiàng)在近年內(nèi)先后進(jìn)行的疏浚吹填項(xiàng)目在工程方面的特點(diǎn)和差異也顯現(xiàn)了目前國際大型疏?；靥罟こ痰陌l(fā)展趨勢和特點(diǎn)。了解國際大型疏浚工程情況并分析其工程特點(diǎn)，可以為我國疏浚業(yè)的發(fā)展和參與國際競爭提供參照。

1工程情況

1.1香港赤臘角機(jī)場工程和竹篙灣工程

1993～1997年進(jìn)行的香港赤臘角機(jī)場工程是一項(xiàng)大型的疏浚吹填工程，目的是為新建機(jī)場提供用地，工程主要是由耙吸式挖泥船進(jìn)行施工，工程填筑面積為9.4km2,填方量為1.8億m3，其中回填砂0.75億m3，回填碎石1.05億m3，填筑區(qū)域形狀為長方形，用作機(jī)場跑道。因吹填區(qū)域有軟土層存在，工程在交付使用前采用了嚴(yán)格的預(yù)防地基沉降措施，并為此在吹填施工進(jìn)行前挖去了1.6億m3的劣質(zhì)土。

截至1999年，大規(guī)模疏浚及吹填項(xiàng)目主要是用于農(nóng)業(yè)圍墾、工業(yè)建廠及軍事戰(zhàn)備等目的，而香港竹篙灣工程回填工程卻是此類工程中首先以娛樂、休閑為目的而進(jìn)行的大規(guī)模疏?；靥铐?xiàng)目。香港的迪斯尼樂園選址擬建在竹篙灣，進(jìn)行填海造地時(shí)回填區(qū)域形狀依海灣地形變化，出海面后經(jīng)填筑使回填區(qū)域形狀最終接近正方形，以期達(dá)到最大限度利用，填筑面積為2km2，工程始于2000年，2002年完工，填方量約0.7億m3，與赤臘角機(jī)場吹填工程類似，竹篙灣工程回填工程的所面臨的主要技術(shù)問題也是地基沉降量的控制，吹填開始前挖去了0.43億m3的軟土，在此工程中采用了當(dāng)時(shí)世界上最大的耙吸式挖泥船，其艙容量為21500m3。

1.2馬來西亞丹戎帕拉帕斯港工程項(xiàng)目

丹戎帕拉帕斯港工程項(xiàng)目的第一階段施工在1997-07～2000-07進(jìn)行，疏?；靥畛傻年懹蛴米骷b箱碼頭，工程目的是與新加坡的集裝箱碼頭競爭。工程包括進(jìn)行約2.1億m3海底土的疏浚，以形成一條9km長的進(jìn)港航道，疏浚的同時(shí)提供1.8億m3的合適回填土，用于形成陸域?；靥顓^(qū)域原為沼澤地帶，有大量紅樹林，地基的沉降和穩(wěn)定問題同樣是此工程面臨的巨大挑戰(zhàn)。隨著當(dāng)?shù)貐^(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，進(jìn)入港口的集裝箱船舶數(shù)量逐年增加，幾年后就需擴(kuò)大集裝箱碼頭規(guī)模，進(jìn)行港口擴(kuò)建，為此進(jìn)行了疏浚回填工程的第二階段，即將回填陸域面積擴(kuò)大至560hm3，與此同時(shí)加寬了進(jìn)港航道。工程第二階段工程量包括4000萬m3海底泥土的疏浚開挖，以及約3500萬m3砂的回填碾壓和地基加固。丹戎帕拉帕斯港工程第二階段工程施工始于2002年，完成于2004年，在此工程中采用的耙吸式挖泥船最大艙容量為33000m3。

1.3新加坡的裕廊島工程、大士景工程

新加坡是20世紀(jì)90年代后期全球疏浚業(yè)矚目的中心，在這里以擴(kuò)大港口吞吐能力為目的，進(jìn)行了幾個(gè)階段的大規(guī)模疏浚項(xiàng)目，即裕廊島工程、大士景工程，這些工程所遇到的問題是新加坡本國水域沒有足夠的回填材料，疏浚回填工程需要總共30億m3回填土，而這些回填土需從鄰近的印度尼西亞和馬來西亞等國海域挖取后運(yùn)至施工地點(diǎn)；新加坡的回填工程在1993年左右逐步開始，2002年因新加坡在印度尼西亞和馬來西亞未能獲得取土執(zhí)照等問題，致使工程被擱置。此項(xiàng)工程中采用了大型疏浚設(shè)備，盡管在取土區(qū)域和回填區(qū)域間有較大的航程，但在工程中使用了艙容量為33500m3的最新式巨型耙吸式挖泥船，起到降低了整個(gè)工程造價(jià)的顯著效果。

1.4阿拉伯聯(lián)合首長國迪拜棕櫚島項(xiàng)目

隨著2001年阿聯(lián)酋迪拜棕櫚島系列項(xiàng)目的開工，世界大規(guī)模疏浚的中心開始轉(zhuǎn)移到了中東，棕櫚島的建設(shè)包括PalmJumeirah島，PalmJebelAli島，DeiraCorniche島和世界島(Theworld)等幾個(gè)項(xiàng)目。這些建成項(xiàng)目和開工擬建的PalmDeira島等項(xiàng)目的總填方量超過了24億m3。巨大的工程量和較短的施工工期要求施工現(xiàn)場有足夠數(shù)量的大型挖泥船，獨(dú)特新穎的設(shè)計(jì)造型則需要不同種類的疏浚設(shè)備同時(shí)協(xié)調(diào)工作；工程面臨的另個(gè)問題是需要大量的石料；由于幾項(xiàng)工程同時(shí)開工，每一周石料供應(yīng)量需達(dá)到40萬t，工程石料在阿聯(lián)酋境內(nèi)開采后立即用卡車或駁船運(yùn)到施工現(xiàn)場。棕櫚島項(xiàng)目回填陸域的目的并非用于工業(yè)或基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，而是著眼于開發(fā)旅游資源，吸引外國投資，為旅游、度假別墅、高爾夫球場和豪華酒店提供用地，因此在回填沙灘的護(hù)岸工程中沒有采用傳統(tǒng)的塊石護(hù)坡，回填形狀也沒有采用通常的正方形或長方形，而是在環(huán)狀島式防波堤的掩護(hù)區(qū)域內(nèi)，盡可能多地回填成多個(gè)條狀臨海沙灘，在平面上形成棕櫚樹的形狀，已建成的PalmJumeirah島主體工程共用石料900萬t，回填沙1.05億m3，占用海域27.5km2；已建成的PalmJebelAli島主體工程共用石料1000萬t，回填沙1.25億m3，占用海域49km2,工作水深4～10m；而世界島工程是離棕櫚島僅8km的疏浚吹填項(xiàng)目，這項(xiàng)是在面積為63km2,平均水深15m的海域范圍內(nèi)，由挖泥船吹填出300個(gè)小島，在整體上組成世界地圖輪廓的疏浚工程，每個(gè)島上根據(jù)其所處位置建有風(fēng)格各異的別墅住宅或?qū)⑿u所有權(quán)賣給投資者供其自由開發(fā)，所有小島由總長達(dá)25km的幾段防波堤掩護(hù)，其中包括一段13km里長的島式防波堤，已建成的世界島項(xiàng)目共用石料3200萬m3，回填海沙3億m3；于2003年開始吹填施工的DeiraCorniche島是一個(gè)出海面積總共為13km2的阿拉伯棗樹形狀的人工島，從岸線突出海中8km長，截至2007年3月已完成海沙回填量3.6億m3。

2大型疏浚吹填工程特點(diǎn)分析

結(jié)合當(dāng)前國際疏浚市場發(fā)展趨勢和需求，分析以上列舉的大規(guī)模填海造地項(xiàng)目的工程進(jìn)展和完成情況(表1)，歸納近期進(jìn)行的大型疏浚吹填工程特點(diǎn)如下：

2.1疏浚吹填工程目的多元

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速和岸線土地資源極度短缺的今天，疏浚吹填造地工程是港口、城市乃至整個(gè)區(qū)域發(fā)展的一個(gè)重要手段，疏?；靥罟こ趟纬傻年懹蛎娣e從以前一成不變地用于工業(yè)和港口建設(shè)逐步開始轉(zhuǎn)向?yàn)槁糜巍蕵?、地產(chǎn)開發(fā)等項(xiàng)目提供用地。這種多樣化的使用趨勢給疏浚產(chǎn)業(yè)帶來了新的機(jī)遇，也對(duì)疏浚工程設(shè)計(jì)施工程序、方法以及回填區(qū)域的防護(hù)等方面提出了新的要求，為適應(yīng)自業(yè)主日益更新的不同建設(shè)使用目的，目前疏浚回填工程正朝更大、更深、更準(zhǔn)的方向發(fā)展。工程規(guī)模的不斷增大發(fā)展推動(dòng)了大艙容耙吸式挖泥船的建造，大型挖泥船的相繼出現(xiàn)反過來又推動(dòng)了疏浚吹填工程走向更大規(guī)模；同時(shí)由于吹填工程所需要的大量回填用海沙在近海岸地區(qū)越來越難于獲取，多數(shù)大型疏?；靥罟こ虒⒒靥畈牧系膩碓吹囟ㄎ辉诠Ｉ钏畢^(qū)域的開發(fā)上，要求相應(yīng)的疏浚設(shè)備有良好的繼航力、大功率耙吸頭或絞刀，也要求船舶在疏浚和吹填區(qū)域的準(zhǔn)確定位，以便能夠保證在相對(duì)惡劣的海況條件下對(duì)不同地質(zhì)情況的海床進(jìn)行高效率的深水疏浚，以往應(yīng)用于深海礦井開挖和海底管線鋪設(shè)預(yù)挖槽的深水疏浚技術(shù)，如水下泥泵安裝及耙吸頭精確定位等技術(shù)，正在越來越多地用在大規(guī)模疏浚回填項(xiàng)目中，深海疏浚裝備的工作性能也在不斷提升，目前國外有疏浚船只設(shè)計(jì)疏浚深度可達(dá)155m，并裝備有功率為6500kW的水下泥泵功率。

Tab.1Situationofhugedredgingandreclamationprojects

2.2疏浚吹填陸域表面形狀多樣

在國外以往大規(guī)模的填海造地項(xiàng)目中，曾習(xí)慣于沿用“形成陸域表面積/回填方量”這樣的比例系數(shù)作為衡量填筑效果的指標(biāo)，回填陸域表面積也多為長方形或梯形等簡單的幾何形狀，回填區(qū)域周邊均采用塊石或混凝土塊體護(hù)坡；而目前以開發(fā)旅游、地產(chǎn)資源等為目標(biāo)的填海造地工程項(xiàng)目，則逐步要求回填區(qū)域有新穎多樣、美觀獨(dú)特的回填區(qū)域形狀，以期最大限度地吸引外來游客和投資，與此同時(shí)在設(shè)計(jì)中較多地采用離岸防波堤，形成大面積被掩護(hù)水域以便于進(jìn)行疏浚吹填施工，在堤內(nèi)被掩護(hù)水域則可采用與傳統(tǒng)碎石或塊石護(hù)岸不同的自然拋筑岸坡型式，以形成更多的臨海沙灘。

2.3疏浚吹填工程趨向于在深水海域進(jìn)行

近年來，吹填造地工程地點(diǎn)越來越趨向深水海域，多數(shù)大型疏?；靥铐?xiàng)目均在受風(fēng)浪影響較大的開敞深水區(qū)域進(jìn)行，填筑區(qū)域的水深4～16m不等，在深水區(qū)域作業(yè)精確的定位、拋填、理坡是決定工程進(jìn)度和效益的重要因素；依據(jù)國際通用的疏浚規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)(如英國規(guī)范BritishStandards中的疏浚和回填規(guī)范)進(jìn)行疏浚吹填過程中各令階段的水下地形測量和挖填方量控制，并利用不同計(jì)算軟件校核工程量，同時(shí)采用先進(jìn)的GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)，合理的施工程序、岸坡保護(hù)措施，注重施工過程中的維護(hù)疏浚以提高工效并減少吹填流失量是上述幾個(gè)疏浚工程項(xiàng)目中承包商順利完成工程的前提條件，而大型深水挖泥船的出現(xiàn)也使在外海進(jìn)行的疏浚吹填工程切實(shí)可行。

2.4吹填工程量巨大，疏浚設(shè)備大型化

隨著用地要求的不斷增加，大型疏浚吹填項(xiàng)目的工程填方量也在增加，繼之而來的是為降低工程成本，投入工程的挖泥船艙容量越來越大(圖1)，僅在過去10a的時(shí)間里，世界上最大耙吸式挖泥船的艙容量增加了3.5倍，為日益增長的疏?；靥铐?xiàng)目提供了按時(shí)完工和費(fèi)用經(jīng)濟(jì)合理的保證；同時(shí)，各種類型的疏浚船只設(shè)備在工程現(xiàn)場的有效配合、優(yōu)化調(diào)度也是不可或缺的。例如在迪拜世界島的建設(shè)過程中，分別由艙容量14000～30000m3的大型耙吸式挖泥船，艙容量6500～14000m3的中型耙吸式挖泥船，艙容量2500～6500m3的小型耙吸式挖泥船相互配合施工，填沙出海至設(shè)計(jì)