浅析捷龙轮在港珠澳大桥海底隧道最终接头清淤作业

浅析捷龙轮在港珠澳大桥海底隧道最终

接头清淤作业

【摘要】捷龙轮在港珠澳大桥岛隧工程中被誉为“海底吸尘器”的专业级船舶，它在港珠澳大桥沉管安放与对接前进行海底基槽清淤工作，为保障最终接头

安装工程的顺利进行发挥了关键作用。而钢封门则是保障未互通的管节水密性、

确保沉管两个管节之间互通的关键。最终接头两侧均有沉管隧道钢封门，其最终

接头区域也十分狭窄。在最终接头区域进行清淤作业，捷龙轮清淤作业的安全性

很难得到保障。因此，如何改善捷龙轮的最终接头的清淤作业安全性，成为确保

钢封门和水密胶条安全的重要举措。本文将针对港珠澳大桥沉管隧道“最终接头”清淤作业安全保障进行浅析。

【关键词】沉管基槽清淤清淤作业疏浚工程最终接头

一、最终接头清淤作业概述

港珠澳大桥是由桥梁、人工岛、海底沉管隧道组成，其中海底沉管隧道是整

个项目中最具挑战性的部分。港珠澳大桥沉管隧道总长6648米，通过33节沉管

连接而成，在珠江口主航道下埋深近50米。这个海底沉管隧道的对接工程是当

今世界上最难的海底隧道工程之一，其最终接头也被称为“深海之吻”。然而这

个连接过程中钢封门是否可以顺利贯通是最为关键的控制重点，因为它使得两条

沉管相互联通。沉管隧道最终接头是在管节E29与管节E30之间，整体如图1-1，底部宽度9.6m，顶部宽度12m。E29管节末端位于最终接头的西侧，E30管节首

端位于最终接头的东侧，E29、E30都设有导向托架和保护罩，导向托架位于轴线

偏北7.065m，宽2,8m，高约2m，外加保护罩防止在清淤过程中摩擦到钢丝缆，

保护罩呈四棱台布置，高度约2.2m。最终接头左右两侧沉管端面各有一个钢封门，清淤范围是下窄上宽，清淤深度-28.7米。沉管基槽槽底临近各管节尾端均已铺

设宽为2m的碎石垫层，回淤物主要为粘性淤泥、以及浮泥，厚度约为50～60cm，必须将该槽内的淤积物精确清除至1.26g/cm3淤积物厚度小于10cm。

图1-1 最终接头位置示意图

二、捷龙轮清淤作业流程

捷龙轮在港珠澳大桥海底隧道建设项目中被称为"海底吸尘器"，其工作职责是在沉管隧道安放前进行清淤作业，以满足淤积物厚度小于10cm的要求。在安放最终接头前，需对基槽底部安排潜水员进行水下探摸。当潜水员进行水下探摸结果表明淤积物厚度大于10cm时，捷龙轮就必须进行清淤作业，为沉管的安放扫清障碍。

捷龙轮使用高压冲水将板结在基槽中的淤积物冲散，再利用水下泵的作用产生真空，然后通过吸泥口将水下淤泥吸进泵内，并通过水下泵叶轮不停地旋转，在离心力作用下将淤泥甩离叶轮，使之在泵壳内速度变慢，压力增大，最后将淤泥从泥泵出口处压入排泥管。淤泥可以通过排泥管线排送到驳船的船舱内进行排放、装满驳船的泥舱后由泥驳航行至海洋许可抛泥区进行抛泥作

业。

三、最终接头清淤作业前风险评估

结合施工环境、捷龙轮六锚定位特点、清淤作业工艺及特殊海况况等因素综合判断，在海底沉管隧道最终接头区域清淤作业存在一定的风险。

1.捷龙清淤船“六锚定位”布锚所采用的钢丝锚属于柔性，大风浪、急流、

紊流、船行波、邻近其他船舶施工干扰等情况下，极易造成桥梁与吸淤头移位、

偏荡，甚至导致锚抓力不足、锚机设备稳定性故障、主桥梁钢丝或绞车负荷过大

而断裂等情况发生，会引发一系列的风险。

2.捷龙轮桥梁在下放过程中桥梁轴承不可避免的产生摆动，根据分析计算，

轴承摆动1mm，可导致桥梁顶端吸口位置出现8cm的偏移；目前船舶清淤监控系

统只能监控桥梁和吸淤头的俯视角度，而无法对清淤过程中的摆动进行测量和监控；桥梁下放过程中将导致桥梁出现明显的左右摆动的现象，且最终接头整体下

窄上宽，底部宽度9.6m，顶部宽度12m，施工区域狭窄，保障安全作业条件下需

在钢端门前设置安全距离，导致施工过程中，桥梁左右摆动角度极小，该允许范

围人工操作难度极大，存在很大的不确定性所导致的桥梁或者吸淤头触碰的钢端

门风险极大。

3.施工过程中出现设备故障、外界干扰等应急情况下，现场处置禁止起离桥

梁与吸淤头、左右移动，保持桥梁与吸淤头原有姿态，通过调整锚缆由北向南后

拖处理，将导致吸淤头严重损伤、桥梁折断，进而引发碰触钢端门的风险。

4.施工过程中RTK信号失锁，船舶操作人员将失去操作控制依据，无有效应

急措施，仅能保持原位不动且不得采取任何操作行为，所引发的风险严重不可控。

5.施工时对天气、海流、流速等水温条件有极高的要求，现场施工时机仅能

选择在平或缓流时段（高低平潮潮位差±0.10m）条件下，施工过程中驾驶室仅

且仅能由一人连续操作，存在较大的人为操作不当或思维反应慢等安全隐患，不

确定因素繁多，施工的同时保证绝对安全，操作要求极高且未能有十足之把握，

所引发的风险可控范围有限。

四、清淤作业前安全保障

在前面我们了解到最终接头左右两侧E29管节与E30管节的钢封门的关键性

和最终接头清淤作业存在相关的安全风险，因此我轮对清淤作业操作进行改进和

做好防范措施，以确保清淤作业不会对钢封门造成损伤。具体如下：

1．技术交底

由项目部进行清淤计划和施工技术安全进行全面的技术交底，船长、轮机长

以及作业人员前往现场勘察、分析、水文、气象、船舶动态、回於厚度以及疏浚

物的装驳距离等资料，组织船干进行清淤作业前隐患大排查，并做好详细计划，

并将技术交底落实到每个人。

2、班前会议

作业展布前,由船长召集作业班组,并根据作业计划和现场情况开展班前会议：

（1）清淤作业期间可能存在与其他船舶出现交错作业,应保持联系畅通与协调;。

（2）由于最终接头作业区域狭窄清淤作业时间采取缓流施工，急流停工。

（3）当班人员加强瞭望,如发现船行波、暗涌等,应立即告知驾驶员并有效

措施,迅速将桥架移开钢封门边。

（4）当RTK信号发生异常情况，驾驶员必须停止作业，保持原位不动，待

排除异常后方能继续作业。

（5）注意气象信息，如遇突发天气现象，我轮及时撤出。

3．施工展布

船舶在进入作业区域后的施工展布，锚缆方向极为重要，靠近钢封门区域移锚、布锚必须绕开E29、E30管节导向架，船首朝东北方向时，抛锚方向必须与

已安装的沉管成大角度，长距离抛锚，且不能在基槽边坡上抛锚，防止钢丝缆挂

住导向架，钢丝缆长度约250米至350米为最佳，抛锚后都要确保钢丝的受力方

向和锚位是一致的。

3.模拟操练

最终接头基槽清淤作业存在极大的风险，为了更好的应对清淤作业的风险和

更好的掌握桥梁晃动的最大范围，举行模拟演练相当重要。演练区域位于最终接

头基槽南侧，根据最终接头下窄上宽原则，画定模拟作业区，演练相当于实战，模拟操练之前进行了充分的策划和现场交底，对船舶的锚缆设备、传感器、定位系统、锚机刹车、吸泥口深度校正、主要设备等进行了全面的检查，并更换了更大抓力的前中锚。模拟操练安排在缓流期间，由南向北，单点步距为2.8米，模拟在施工过程中，桥梁和吸泥口都在正常控制范围警戒线内控制，没有出现“危险的局面”，驾驶员操作稳定可控。总共进行了两次模拟操练。

4.海事保障

为了减少高速客轮航行产生船行波对清淤作业造成的定位偏移，在施工展布之前，广东省海事局发布了航行通告，要求在清淤作业期间，伶仃航道A1至广州港2号灯浮之间和龙鼓西航道LC1至LC7灯浮之间的航段上，所有船舶的航速控制在10节以下。在清淤作业期间，最终接头作业区四周1海里范围内，禁止其他无关船舶进入，为了防止其他无关船舶误入施工区，海事部门在“捷龙”轮四周1海里范围外各调配一艘船舶作为警戒线，以应对其他船舶的误入施工区。

综上所述，捷龙轮在最终接头区域施工避免与E29、E30管节钢封门、水密胶条碰撞或损坏的清淤作业是有相当大的挑战性。这就需要驾驶员在清淤作业时熟练操控好船位防止左右偏移过大和充分了解本船的性能以及分析判断各种事态的预判的能力（如恶劣天气、外界影响、锚位等），避免吸泥口与E29、E30管节钢封门碰撞，使得船舶处于既能清淤作业，又不会对钢封门造成威胁。33节沉管对接就需要捷龙轮在沉管边清淤33次，特别是最终接头段的清淤尤为惊险，所以保证沉管钢封门前的清淤安全作业是捷龙轮全体船员的光荣职责。我们全船上下团结一心，在项目部的统一领导和指挥下，坚定信念，脚踏实地做好岗位工作，反复做好典型施工模拟操作，认真总结经验，操作技术精益求精，创新拼搏攻克难关，2017年4月20日我轮已顺利完成最终接头段的清淤工作，保证了最终接头的准时顺利安放，为港珠澳大桥岛隧工程顺利贯通做出了应有的贡献，为努力实现建设世界级跨海通道这一地标性建筑，贡献出了自己的一份力量！

参考文献：

1 何波、杨秀武、陈琳《外海沉管隧道最终接头施工技术》中国港湾建设

2 陈松波、何波、黄育生《捷龙清淤作业指导

书》 2013年12月

3 刘志平《浅析捷龙轮在港珠澳大桥沉管边施工工艺》《科学与技术》2021年第7期

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