前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的通航水域沉管的安全技術管理，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
摘要：文章針對通航水域沉管的敷設、移除及使用過程中的安全風險進行分析，主要圍繞上述3個階段的安全技術管理工作展開了詳細的研究和探討，并提出勘察擬敷設區水下地形和土質情況、采取多種方式禁止航行船舶靠近沉管作業區等系列管理措施，降低了沉管故障率和安全風險，保障挖泥船的施工效率。
關鍵詞：通航水域；沉管敷設；安全技術管理
一、引言
隨著現代社會的快速發展，許多港口已不滿足經濟腹地發展要求，需對港口進行擴建。對于擴建型港口項目，特別是取砂區和吹填區在通航水域兩側的吹填項目，需在通航水域敷設沉管，以避免吹填管線干擾通航。沉管在敷設、移除及使用過程中存在一系列安全風險，施工中應加強安全管理，制定應對措施，杜絕水下沉管引起的人員傷亡和船舶損毀。
二、通航水域使用沉管的主要安全風險
1．沉管敷設和移除過程中安全風險
通航水域敷設和移除沉管存在多種安全風險，主要分為以下幾種：船舶碰撞風險、突發惡劣環境因素引起的風險、作業船舶船機故障導致的風險、其他因素引起的風險、作業人員落水及受傷風險。
2．沉管日常使用過程中安全風險
通航水域吹填沉管日常使用過程中的安全風險主要有以下幾方面：（1）因較快的漲退潮流速對固定兩端沉管頭的八字錨造成移位的風險；（2）因吹填過程中管壁磨損造成的鋼管穿孔和膠管爆管風險，此風險為主要風險，若爆管不能及時發現并處理，會造成爆管點附近的通航水域變淺，引發船舶安全事故；（3）因吹填過程中不穩定吹填流速和海床處不穩定的水流造成的沉管彎折風險；（4）沉管頭警示標志和警示燈故障帶來的碰撞風險。
三、通航水域沉管的安全技術管理措施
1．沉管敷設前安全技術管理
通航水域沉管敷設前應做好以下安全管理相關工作：（1）勘察擬敷設區水下地形和土質情況提前安排測量人員利用多波束測深儀對擬敷設沉管區域進行掃海測量，掌握此區域水深情況和水下地形起伏情況，選擇水深滿足要求且海床平緩的區域敷設沉管，防止因地形變化較大造成的膠管彎折或鋼管受力不均。如圖1所示為擬敷設沉管區水下地形選擇示意圖。了解沉管敷設區域的水下土質情況，敷設沉管應避開土質較軟的海床處，選擇土質有一定強度的區域，防止沉管下放后因土質松軟管線被掩埋，使沉管打起困難。（2）選取質量優的鋼管和膠管對接成沉管將擬敷設的鋼管和膠管逐根進行鋼管管壁測厚和膠管外觀質量檢查，選取質量較好的鋼管和膠管進行組裝，降低后續施工過程中鋼管壁穿孔和膠管爆管風險。（3）在沉管頭布設排氣閥排氣閥能將泥水混合物中的空氣在進入沉管之前及時排出，避免因管內殘留的空氣導致敷設時的管線“蛇形翻滾”及使用過程中沉管翻起或懸浮而引發安全事故。故選擇新的且質量好的排氣閥布設在沉管一端的浮管處，能避免灌沉過程和后續正常使用過程中管內殘留空氣引起的安全風險。（4）選擇天氣海況較好時段進行作業天氣和海況條件直接影響沉管敷設時能否快速、順利地敷設在計劃海床位置上，同時良好的氣象條件能使沉管移除更加迅速、平穩，減少安全風險。所以，沉管敷設前應收集近期天氣海況資料，選擇天氣晴朗、能見度高、無風浪的平潮時段作為敷設沉管作業窗口期，上報沉管敷設時間段和封航要求，征得港調的作業許可。（5）做好沉管作業安全技術交底對拖帶沉管頭的錨艇駕駛員和水手、絞吸船合泵吹沉操作的船員做好安全施工技術交底，使參與沉管敷設作業的所有人員熟悉作業過程中的操作要點和安全風險點。
2．沉管敷設和移除過程中的安全管理
（1）采取多種方式禁止航行船舶靠近沉管作業區沉管敷設和移除作業準備就緒后，按事前與港調部門確定的封航時間進行沉管敷設和移除作業，同時利用專人駐守現場港調辦公室值班、實時查詢AIS系統和安排警戒警戒快艇等措施禁止不可控的自航船舶和小漁船靠近沉管作業區。（2）強調錨艇拖帶管頭作業的安全管控根據作業前收集的氣象資料，駕駛員應充分考慮潮流流向和流速、風向和風壓的影響，規范操舵，緩緩拖帶沉管頭至計劃位置，進行沉管敷設和移船作業。（3）沉管的注水灌沉和充氣打起處理沉管布設時，拖帶完成后的沉管及時與絞吸船船尾水上管進行對接，待具備注水灌沉條件后，絞吸船可以合泵。合泵過程中必須緩慢加車，以低速向管內注清水，保證排氣閥能充分排出管內空氣，減少壓縮空氣向沉管段擠壓而出現沉管在水中“蛇形”翻騰風險[1]，杜絕因管內空氣造成沉管不能平鋪在海床上。沉管移除時，首先將沉管兩端頭與水上管斷開，根據現場實際情況選擇一端封板打氣，待沉管逐節全部上浮后，用錨艇拖帶一端沉管頭，將沉管拖出通航水域外進行拆管處理，同時移除沉管頭警示標志。（4）布設警戒標志沉管注水灌沉后，立即安排測量人員使用多波束測深儀進行掃海測量，檢查沉管敷設姿態，核實沉管是否順直的平鋪在海床上，杜絕出現懸浮的沉管造成商船航行事故。同時在兩端沉管頭靠航道一側布設醒目的警戒標志，并附上錨燈。
3．沉管使用過程中的安全管理
通航水域沉管日常使用過程中安全措施主要有：（1）沉管使用過程中，定期檢查排氣閥工作狀態。每次停機后復工時，必須先慢車抽清水，沉管頭處的排氣閥完全封堵后，才能逐步加大主機馬力至正常施工狀態。實際施工時可根據沉管頭處排氣閥的工作情況，進行排氣閥修理和維護，必要時采用雙排氣閥。（2）絞吸船每次停機復工時應先觀察港區船舶動態，盡量選擇在無船通過沉管敷設區的時間窗口進行合泵，降低風險。（3）每天使用多波束測深儀對沉管敷設區域進行掃海測量，生成三維水下地形圖，檢查沉管姿態，防止半浮的沉管造成商船觸管的安全事故。同時通過多波束三維水下地形圖可以明顯看到沉管在海床上狀態，直接判斷沉管是否平順鋪在海底泥面上以及沉管有無穿孔、爆管露砂，露砂面積大小及水深，多波束掃海測量是日常監測沉管狀態的最有效、最直觀的方法。（4）根據通航水域沉管使用時長和取砂吹填工程量，定期將沉管打起進行鋼管和膠管外觀質量檢查，并對鋼管進行測厚、翻管（即繞管線中軸線進行180°旋轉，管線下部磨損一般較大，上部磨損一般較小），對不滿足質量要求的管節及時進行更換。（5）定期使用RTK校核兩端沉管頭較初始計劃位置偏移情況，偏差較大時利用錨艇重新拋錨進行調整。（6）沉管使用過程中每日安排管線隊檢查沉管頭警示標志和夜間錨燈工作狀態，發現警示標志或警示燈狀態異常及時維護或更換，防止夜晚航行船舶因警示標志失效發生安全事故。
四、沉管使用過程中的應急情況處理
1．吹填過程中沉管爆管處理
因長時間的取砂吹填作業會造成鋼管和膠管管壁磨損嚴重甚至穿孔，可能會導致吹填過程中沉管爆管，發生爆管后可通過日常多波束掃海測量、絞吸船駕駛室儀表的排壓和流速表異常等方式發現，應立即進行處理。施工中發現沉管爆管時，應立即停工，安排測量人員利用多波束測深儀復測整個沉管敷設區域，核查爆管位置露砂堆積范圍及淺區水深情況。若爆管露砂區域水深淺于通航水深時及時將情況匯報港區管理部門申請封航，安排挖泥船進行清除。
2．吹填過程中沉管彎折點處理
絞吸船取砂通過排泥管線吹填過程中，因管內紊流流速不穩定沖擊以及海床處復雜的紊流等因素可能會導致水下沉管的膠管彎折，彎折后應力集中易致使彎折處破損，應及時發現并停工處理[2]。施工中可結合日常多波束沉管區域測量、絞吸船駕駛室排壓異常和吹填管頭流速和流量異常等方法發現沉管彎折。發現彎折后應立即停工，安排測量人員利用多波束測深儀復測整個沉管敷設區域，細化檢查沉管彎折點情況。結合港調部門進出港計劃，選擇港區無船航行的窗口期打起沉管理順后再次下放。
3．吹填過程中沉管堵管處理
疏浚土質為粘土或中粗砂、粗砂時，如果挖泥手在施工操作時過于追求施工產量，挖泥濃度控制過高，管內泥漿流速低于臨界流速，就會導致堵管的情況。堵管后應立即抬起絞刀橋梁吹清水，盡可能的吹通管線。如果吹清水沒有明顯效果，則需要盡快用錨艇吊起被堵的沉管進行更換，防止泥沙在管內沉淀固結增加處理難度。
五、結束語
在通航水域敷設、使用沉管安全風險特別大。沉管實際使用過程中應對敷設前、敷設和移除、日常使用過程中安全風險細致分析，制定安全管理措施才能杜絕沉管引起的人員和船舶通航安全事故。通過對沉管使用過程系統的安全管理，可以極大降低沉管故障率和安全風險，保障挖泥船的施工效率。
參考文獻
[1]趙明.沉管技術在給水工程穿越運河施工中的應用[J].山西建筑，2009，（28）：175-176+191.
[2]王明.絞吸式挖泥船施工的幾個問題[J].中國水運（下半月刊），2010，（10）：239-240.
作者:周欽 李艷磊 單位:中交廣州航道局有限公司