抓斗船在沿海潮间带极浅狭长水域施工方法的探讨

抓斗船在沿海潮间带极浅狭长水域施工方法的探讨
◎ 汪万煌 中交广州航道局有限公司
摘 要：作者通过技术路线分析和实践，验证了借助辅助设备水上挖掘机增强和扩展传统抓斗船的功能，使之适应沿海潮间带极浅狭长水域施工需求。

并通过实例阐述了本方法的应用步骤和实施效果。

关键词：潮间带；浅水；狭窄水域；抓斗船
1.前言
潮间带是指大潮期的最高潮位和
大潮期的最低潮位间的海岸，也就是
海水涨至最高时所淹没的地方至潮水
退至最低时露出水面的范围[2]。

潮间带
是海洋同沿海城市海岸的过渡段，在
该区域有频繁的经济活动发生。

随着
国家越来越重视环境保护，注重环境
的可持续发展，提出“青山绿水就是金
山银山”，大规模的城市内和城市周边的受污染水域需要治理，包括特殊条件的工程施工需求及城市排洪、排污、地下管廊等工程大规模动工，潮间带作为连接城市和海洋的纽带，在该区域进行疏浚施工便逐步增多。

因为规模和尺寸较小，大量的沿海疏浚船舶固有的施工方法难以适应这种新的形势需求。

主要施工难点是乘潮时间短、设备适应性低，施工功效难于提高，施工成本高，特别是潮差小，水深非常浅的区域。

同时传统疏浚市场不断萎缩，大量抓斗船设备闲置。

2.常见抓斗船施工工艺分析（1）抓斗船施工工艺：抓斗船属机械式单斗挖泥船，这类挖泥船在船体上安装一台或多台抓斗式挖掘机，通过在船体前后两侧抛设呈前后八字形布设四个施工锚（艏边锚2个，船艉锚2个），利用锚具和船体间的拉力固定船舶位置。

抓斗将挖掘的泥沙卸入靠泊在挖泥船旁的泥驳，泥驳则把泥沙运至指定抛泥点抛泥。

一般情况下，抓斗船施工需提前根据船舶的有效开
挖宽度和挖槽轴线方向，平行挖槽轴
线方向将施工区按段、条、层的次序划
分，船位沿着划分好的条带前进或后
退进行挖掘施工（如图1所示）。

（2）抓斗船浅水区传统施工方法
和局限性。

抓斗船浅水区传统施工受水
位影响需乘潮分层施工。

具体方法为：
方法一、水深小于泥驳吃水时，利用高
潮位分层开挖出满足泥驳吃水的挖槽，
低潮位时挖泥船退至其起挖点开挖，
依次交替进行施工；方法二、挖槽特别
狭窄且水深较浅时，抓斗船宜高潮位时
将泥土直接卸于挖泥船两侧，低潮位时
退至口外处，依次循环施工[1]。

以上方法均是在高低潮潮差较大
的情况才能实现，如果在平均潮差为
1.0m左右的地方实施则存在很大的局
限性。

方法一一定程度上解决了低潮
时最小吃水的需要，局限是要求高潮
时潮高必须是能满足泥驳最小吃水需
求，一旦高潮时泥驳不能跟随抓斗船
一起进入浅水区施工则该方法无法实
施（见图2）；方法二能够解决抓斗船
浅水区的挖槽问题，未能解决疏浚物
尽快运输至处理场地的实效要求。

3.沿海潮间带极浅狭长水域施工
3.1施工的特点
1）个别区域潮差小，比如海南地
区，除了海口个别位置外，大部分海区
的平均潮差为1.0m左右，平均潮高为
1.0m左右。

2）挖泥区水深在-1.0m～1.0m之
间，水深很浅。

3）疏浚物需要运输到倾倒区或处
理厂，泥驳需要在沿海海区航行，要求
泥驳抗风浪能力较强，很少有满载吃
水小于4.0m的泥驳。

4）挖槽普遍为垂直于岸线，同地
形等深线相垂直。

3.2施工的难点
沿海潮间带极浅狭长水域的自然
特点和施工需求，给抓斗船施工带来
的技术难点主要体现为：
难点1：水深太浅，
在高潮位时配
图1 抓斗船施工抛锚示意图
珠江水运 2023 16109
套锚艇仍无法进入浅滩区抛设施工锚，船舶无法定位施工。

利用陆上机械，则因为距离较远，有效施工时间短，机械施工因为撤离时机把握不准被海水浸泡的风险较大，而且部分滩涂为淤泥区，陆上机械难于发挥作用。

难点2：水深太浅，泥驳无法在第一
条挖槽作业时伴随抓斗施工，在正常施工中因为泥驳船头长度限制和抓斗悬臂的有效范围限制，疏浚物无法装载到泥舱后部，泥驳运输效率不高（见图3）。

难点3：作业面狭小，泥驳调头和离驳操作难度大，如果有垂直于挖槽方向
的海流或涨落潮流则难度更大。

3.3解决难点技术措施分析
解决施工困难的技术路线：首先解
决抓斗船抛锚的难题，其次解决泥驳调
头和离驳不好操控的难题，最后提高泥驳装舱量。

具体技术手段如下：1）借助水上反铲挖掘机增加抓斗船组浅水区抛锚的能力；
2）借助抓斗船组原配套锚艇顶推，增强泥驳在狭窄水域的操控能力；
3）借助水上反铲挖掘机提前在泥
驳行进方向开槽，满足泥驳靠泊抓斗船后泥驳船头略超出抓斗船可以全舱装载的需求。

4.实施方法
现以海南铺前大桥水域配套工程临
时水域施工为例，阐述在沿海潮间带极
浅狭长水域抓斗船开挖方法。

海南铺前大桥临时水域除入口处
水深为4.0m左右，
大部分为1.0~-1.0m
图5 第一段施工分条示意图
图6 施工示意图
图4 临时水域施工前水深
图2 泥驳和抓斗浅水施工吃水差异示意图图3 泥驳因水深不足靠泊位置同正常的差异示意图
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之间，而且挖槽长700米、宽200米，垂直于等深线（如图4所示）。

最高潮位1.17m，最低潮位-0.92m，平均高潮位0.81m，平均低潮位-0.15m，平均海平面0.30m，最大潮差1.90m，平均潮差
0.95m。

（1）投入设备见表1。

（2）施工水域分段、分条。

临时
水域长度为700m，按100m为1段，按20m为一条宽度（如图5所示）。

抓斗
船从第4条开始施工。

（3）水上挖掘机利用其吃水浅
的优势，在高潮位涉水在浅滩上辅助布设抓斗船艏艉锚，尽量将锚远离船舶布设（300m以上），抓斗船在第4条就位。

抓斗船就位后，水上挖掘机先在第一段位于中间的一条（第5条）所在水域开挖满足泥驳满载吃水需要的长槽，将疏浚物抛至抓斗船所在的第4
条，并在挖槽终点设置标志，抓斗船紧跟水上挖掘机施工（如图6所示）。

（4）抓斗船开始从第4条开挖，
泥驳靠在抓斗船的右侧，伴随抓斗船向前移动，直至泥驳顶到标志位置或
[1]工程施工规范:JTS 207-2012[S].北京:人民交通出版社,2012.
[2]林海聪,黄志军.多工艺结合在离岸潮间带海滩小型防波堤施工中的应用[J].珠江水运,2016(10):44-45.
序号设备型号
数量规格
1
8m 3抓斗船
1艘
吃水2.0m
21000m 3自航泥驳（沿海）
3艘满载吃水4.5m 3锚艇
1艘吃水1.6m
4
水上挖掘机
1艘吃水1.0m 表1 海南铺前大桥水域配套工程临时水域施工设备
对比内容传统方法本方法备注
泥驳每日候潮时间
8h
0h
1个月可抛锚的天数10d 30d 时间利用率（%）
30%
80%
表2 施工时间对比
一段长度挖完。

抓斗船移至最中间一
条（第5条至第9条）施工，泥驳靠到抓斗船的右侧，直至该条开挖完毕，如此往复直至左侧的分条全部开挖完毕。

然后抓斗船移至已经开挖部位的右侧（第3条），泥驳靠在抓斗船左侧，逐条向挖槽左侧开挖，直至该段全部开挖完毕（开挖第3条、第2条、第1条），进入第二段施工。

（5）泥驳驶入临时水域，靠离抓
斗船时安排锚艇配合顶推，减少横流对泥驳航行、运动的影响，避免泥驳碰撞抓斗船、栈桥或搁浅。

5.效果分析5.1测量结果对比
使用该方法施工2个月，完成30万
m 3工程量，开挖效果明显，水深基本达到设计深度（如图7所示）。

5.2施工效率对比
使用该方法减少了泥驳的候潮施
工停置，确保了全天候作业。

具体施工时间前后对比如表2所示。

综上，本方法可以有效提高抓斗
船在沿海潮间带浅水狭长水域的施工
效率。

6.总结
铺前大桥水域配套工程临时水域
开挖的有效开展，充分说明借助辅助设备以增强传统抓斗船适应新的施工环境的措施效果良好，可极大提高施工设备时间利用率。

通过水上挖掘机配合挖槽和抛锚的方法适用于沿海潮间带极浅狭长水域施工，可以在相似
条件的工程中推广实践。

图7 部分区域已经开挖后的临时水域水深图
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