连云港港30万吨级航道建设主要技术问题

2012 年 4 月第 4 期 总第 465 期水运工程Port & Waterway EngineeringMar. 2012No. 4 Serial No. 4651 航道基本情况、特点和主要技术问题1.1 基本情况[1-2]1.1.1 建设规模经对25万吨级规模方案和30万吨级规模方案技术经济论证，推荐30万吨级航道建设规模，为30万吨级散货船、油船乘潮单向航道。

根据“一次立项，分期实施”的原则，先期实施一期工程。

一期工程建设规模为：连云港区航道为25万吨级散货船乘潮单向航道，徐圩港区航道为10万吨级散货船单向航道。

连云港港30万吨级航道建设主要技术问题顾 勇1, 2，马兴华1, 2，金雪英1, 2，张 华1, 2，陈学良1（1. 中交上海航道勘察设计研究院有限公司，上海 200120；2. 航道疏浚技术交通行业重点实验室，上海 200120）摘要：连云港港30万吨级航道位于开敞海域，淤泥质浅滩宽广，航槽开挖厚度大，航道里程长，工程规模大，建设条件复杂，是开敞海域淤泥质浅滩深水航道的典型。

通过研究基本解决了海床性质及岸滩稳定性、水动力泥沙条件、航道回淤、航道选线、航行安全性等主要技术问题，不仅为连云港港航道后续研究设计打下了坚实的基础，而且可供国内外其他淤泥质浅滩深水航道建设借鉴。

对主要技术问题的研究成果进行系统总结。

关键词：连云港港；30万吨级航道；研究中图分类号：U 612 文献标志码： A 文章编号：1002-4972(2012)04-0122-07Main technical problems in construction of Lianyungang port 300 000 DWT waterwayGU Yong 1, 2, MA Xing-hua 1, 2, JIN Xue-ying 1, 2, ZHANG Hua 1, 2, CHEN Xue-liang 1(1. CCCC Shanghai Dredging Survey and Design Institute Co., Ltd., Shanghai 200120, China; 2. Key Laboratory of Dredging Technology Transportation Industry of China, Shanghai 200120, China)Abstract: Lianyungang port 300 000 DWT waterway is a typical deep waterway in the mucky shallows ofopen waters characterized by large excavation thickness, long waterways , large engineering scale and complex construction conditions. By research, the nature of the seabed and beach stability, hydrodynamic sediment conditions, waterway sedimentation, waterway route selection, navigation security, and other major technical problems, are basically solved. The results not only lay a solid foundation for the follow-up study design Lianyungang port waterway, but also may serve as a reference for the construction of other mucky shallows deep water channel. Themain technical problems are summarized.Key words: Lianyungang port; 300 000 DWT waterway; research1.1.2 航道平面布置和设计主尺度为满足连云港区旗台作业区腹地铁矿石运输、徐圩港区南钢基地铁矿石运输、中石化腹地原油及连云港炼化一体化基地原油运输的需要，连云港港30万吨级航道呈“人”字形布置，由外航道、徐圩航道和推荐航线组成，其中外航道内段连接连云港区，徐圩航道连接徐圩港区，外航道外段及推荐航线为两港区共用航道。

30万吨级航道：航道全长78.1 km，其中外航道内段长17.3 km，设计有效宽度290 m/310 m，设收稿日期：2011-07-17作者简介：顾勇（1969—），男，硕士，高级工程师，从事港口航道工程设计研究。

• 123 •第 4 期计底高程-22.5 m；徐圩港区航道长24.7 km，设计有效宽度350 m，设计底高程-22.5 m；外航道外段长36.1 km，设计有效宽度350 m，设计底高程-23.0 m。

其中人工开挖段长74.8 km。

一期工程航道：连云港区25万吨级散货船单向航道长度53.4 km，设计有效宽度270 m/290 m，设计底高程-19.8 m/-20.3 m，乘潮历时4 h 90%保证率；徐圩港区10万吨级散货船单向航道长度24.7k m，设计有效宽度210m，设计底高程-13.3 m，乘潮历时3 h 90%保证率。

其中人工开挖段长67.5 km。

1.2 基本特点连云港港30万吨级航道位于开敞海域，淤泥质浅滩宽广，波浪动力强，旋转流，航槽开挖厚度大，航道里程长，土质和地基差，工程规模大，涉及面广，技术复杂，是开敞海域淤泥质浅滩深水航道的典型，对航道建设的观测、研究、设计和施工等提出了更高的要求。

1）由于淤泥质沉积物物质丰富和波浪动力长期作用，近岸浅滩坡度平缓，深水区距离海岸较远，30万吨级航道最大开挖深度达20 m，人工开挖航道里程达70多km，深水航道的建设工程量巨大（疏浚工程量达3×108 m3）。

2）连云港海岸及海床经历先淤长后侵蚀过程，随着海岸防护工程的实施，目前处于冲淤平衡，局部略有冲刷状态，连云港区处于淤泥质海岸，灌河口沙嘴为粉沙质海岸，沉积环境复杂。

而其他淤泥质海岸底质环境比较单一。

3）连云港处于开敞海域，波浪动力较为强劲。

4）连云港海域潮流以旋转流为主，流速较小，在浅滩上开挖深水航道，不利于减小航道回淤。

5）连云港泥沙运动以悬沙为主，呈“波浪掀沙、潮流输沙”规律，常年含沙量处于较低水平，但大风期间含沙量可达到较高水平。

6）连云港海域浅层为深厚淤泥层，航道土质可挖性好，但疏浚边坡稳定性差，围堤地基条件差，下层陆相沉积硬黏土和密实粉土粉沙可挖性差。

淤泥层厚度10~20 m，含水率60%~80%，力学指标差，属于深厚超软地基。

7）浅滩深水航槽的滩槽水深差加大，航槽水流结构、泥沙运动特性更为复杂。

8）徐圩航道属于新开辟航道，尚缺乏工程实践经验，完全处于开敞海域，自然条件较连云港区更为复杂：滩地更为宽浅，波浪动力更为强劲，邻近灌河口沙嘴。

1.3 主要技术问题1）水动力及泥沙条件：重点是获得大风天的风浪、潮流、泥沙数据，以及航道回淤（正常天气及大风天）数据。

2）海岸性质及岸滩稳定性：重点研究徐圩海域的海岸性质，灌河口沙嘴的成因、稳定性及演变趋势，徐圩航道两侧底质粒径有无粗化。

3）航道回淤问题：重点研究大风天航道回淤和徐圩港区航道回淤问题。

徐圩港区航道为新开辟航道，尚缺乏工程实践，需深入研究航道回淤，尤其是口门外破波区航道回淤和大风天回淤。

4）航道建设方案：重点研究徐圩航道轴线方案、徐圩港区港航衔接、连云港区港航衔接等。

2 建设条件主要技术问题研究2.1 水动力泥沙条件分析 [1-2]在原有研究的基础上，通过开展常规水文测验和大风天波浪泥沙潮流观测，取得了连云港区、徐圩港区海域常年和台风期的含沙量资料。

1）风：常风向为E向，强风向为N向。

6级风、7级风、8级及以上风出现频率分别为6.13%，2.34%和1%。

累年最大风速30.0 m/s，风向为E。

2）浪：台风每年影响1次，寒潮影响频繁。

风浪占63%，以涌浪为主的混合浪占28%。

常浪向为NE向，强浪向为N向。

累年平均波高为0.5 m。

台风期间波浪情况：2007年9月18日台风期间，在徐圩港区北侧3 m处水深实测最大波高Hmax为4.48 m，H1/3波高为2.73 m；5 m水深处实测最大波高Hmax为4.43m，H1/3波高为2.95 m。

3）潮汐潮流：外海呈现旋转流，近岸为往复流，属于非正规浅海半日潮性质。

平均潮差3.63 m。

潮流流速偏小，一般涨潮流速大于落潮顾 勇，等：连云港港30万吨级航道建设主要技术问题• 124 •水运工程2012 年流速，实测垂线平均流速小于0.5 m/s，实测涨急垂线平均流速介于0.4~0.9 m/s。

4）泥沙运动：连云港地区泥沙运动以悬沙为主，呈“波浪掀沙、潮流输沙”规律。

5）常年含沙量：连云港地区常年含沙量处于较低水平，多年平均含沙量为0.216 kg/m3。

徐圩港区附近水体含沙量与连云港区附近相当，但埒子口—灌河口近岸水体含沙量逐渐增大，灌河口外增至0.5~0.7 kg/m3。

6）台风期含沙量：大风期间受波浪影响，含沙量可以达到较高水平，并在近岸形成破波带。

2007年9月18日“韦帕”台风期间实测泥面以上0.5 m处的含沙量-3 m和-5 m处峰值分别达到6.15 kg/m3和5.97 kg/m3，泥面以上1.5 m和水面以下0.5 m处峰值超过1.0 kg/m3。

2.2 海床性质及岸滩稳定性分析 [3-4]2.2.1 沉积物特征、水力特性及海床性质研究表明[3-4]，连云港附近海域的沉积物是历史时期废黄河入海泥沙在潮流作用下向北扩散运移形成的，连云港区航道附近海域沉积物以淤泥质为主，中值粒径基本在0.005 mm，黏粒含量基本大于30％，泥沙静水絮凝沉速小于0.05 cm/s，在咸水中存在明显的絮凝现象，泥沙初始回淤后固结至1.3 t/m3需要33 d，属于典型的淤泥质海岸。

徐圩港区航道沿线沉积物中值粒径、黏粒含量、泥沙水力特性与连云港区航道沉积物基本一致，同属淤泥质海岸。

灌河口沙嘴附近表层沉积物以粉砂质为主，见图1。

同时，研究发现[3-4]，海岸带性质分类的影响因素有泥沙粒径和组分、泥沙颗粒黏性、水力特性、泥沙运动形式、悬沙含沙量等，其中根本因素是泥沙水力特性，而泥沙粒径和组分（主要是黏粒含量）是代表泥沙颗粒黏性、决定泥沙水力特性、便于开展海岸带性质分类的一种间接量化指标，可将颗粒粒径小于0.005 mm的黏粒含量<15％作为粉沙质海岸带的范围，将颗粒粒径小于0.005 mm的黏粒含量≥25%作为典型的淤泥质海岸。