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长江南京以下 12.5 米深水航道建设一期工程试运行期航道维护对策浅析

  • 来源:中国水运
  • 作者: 潘晓峰
  • 发表于:2017-02-27 09:35:08
  • 点击:501

摘 要: 长江南京以下 12.5m 深水航道一期工程于 2012 年 8 月 28 日正式开工,该工程通过对长江太仓至南通段实施航道治理,辅以疏浚维护措施,基本实现太仓至南通航道水深达到 12.5m。一期工程河段航道维护尺度提升后,相应的航道维护管理要求和质量标准也随之提高。为了更好地做好该段航道的维护管理工作,确保该段航道试运行期间安全畅通,文中对一期工程试运行期航道维护对策进行了研究,提出了相应的航道维护保障措施。

关键词: 12.5m 深水航道;试运行期;维护对策

引言

长江南京以下 12.5m 深水航道一期工程位于通州沙至白茆沙河段,已于 2012 年 8 月开工,主要通过对区段内通州沙至狼山沙、白茆沙等洲滩的关键部位实施整治工程并结合疏浚维护措施,基本实现太仓(荡茜闸)至南通(天生港区)全长约 56km12.5m 深水航道的建设目标,并为深水航道的稳定畅通运行和继续上延创造条件。工程建设包括整治建筑物工程、疏浚工程、导航助航工程、新建闸护岸加固工程等,总体施工顺序为先实施整治建筑物工程,在其施工后期实施疏浚工程、导助航等工程。

根据施工进度,一期工程将于 2014 年 6 月底完工,即将转入试运行阶段。 为保障该段航道试运行期间的安全畅通,有必要对一期工程试运行期航道维护对策进行了研究,为今后航道维护工作的开展提供参考。

一、水道概况

一期工程建设工程范围为长江干线太仓(荡茜闸)至南通(天生港),工程河段全长约 56km,主航道自上而下经通州沙水道、苏通大桥、白茆沙水道。该河段为潮汐河段,受潮汐作用比较强盛。通洲沙水道,多汊并存,其上游浏海沙水道已形成基本稳定的微弯河势,使得通洲沙东水道得以稳定发展,分流分沙比逐年增大,目前占长江总量 65%~90%,水深条件良好,12.5m 深槽贯通,仅通州沙东水道下段至狼山沙水道上段局部宽度不足。

通州沙西水道为支汊,江面宽度较窄,近年来12.5m 深槽中断距离长达 20 余 km,中部受到通州沙体横向窜沟和涨落潮相互作用等多项因素的影响形成浅区,出现0m 以上高滩。目前,通州沙东水道为现行 10.5m 深水航道主航道。

白茆沙水道演变往往表现为周期性主流摆动,南北两水道交替发育。目前白茆沙南水道为主汊,落潮分流比占 66%以上。而白茆沙北水道为支汊,江面宽度较窄,1998 年以来 10m 深槽中断,2011 年 12.5m 深槽与下游主槽中断距离长达 9.4km。总体来看,白茆沙南水道水深条件好,水道较为顺直,通航里程较短,深槽较宽;北水道轴线相对弯曲,通航条件较为复杂。目前,白茆沙南水道为现行 10.5m 深水航道主航道。

二、一期航道整治工程概况

1.设计推荐航槽

白茆沙水道:白茆沙南水道,双向通航。通州沙水道:通洲沙东水道—狼山沙东水道,双向通航。

2.建设标准

该工程航道设计水深为 12.5m。航道设计水深基准面:理论最低潮面,航道宽度 500m。

3.航道整治工程

(1)白茆沙水道航道整治工程

白茆沙头部及向上游延伸区域布置头部潜堤,头部高程-7m,根部与护滩南北堤相接,高程+1.0m,其主要功能为与白茆沙南、北堤和南侧齿坝共同作用,保护白茆沙沙头滩形,归顺近底层涨落潮流。白茆沙南侧布置 3 座齿坝,其主要为了掩护坝田范围滩地,束窄河道,改善航槽维护条件。

白茆沙北堤北侧设置 4座护堤坝,长度均为 100m,其主要功能为防止白茆沙北堤沿堤冲刷。

(2)通州沙水道航道整治工程

通州沙潜堤沿通州沙下部左缘 2~5m 等深线布置,堤顶高程为-2m; 狼山沙潜堤沿狼山沙左缘 2m 等深线附近布置,堤顶高程为+0m,主要功能为固滩防冲,限流(窜沟)。

通州沙潜堤左缘共布置 8 座齿坝,坝头连线平顺,齿坝间距 800~1,000m,其主要功能为保护通州沙潜堤堤身及其前沿滩坡。狼山沙尾部布置尾部潜堤,潜堤头部高程-5m,根部高程 0.0m,与狼山沙潜堤齐平,其主要功能为防护狼山沙南沿和沙尾。

三、现行 10.5m 航道维护现状

一期工程河段主航道 56km,副航道 47.2km,专用航道 54.6km,航道维护总里程达 157.8km。2005 年,工程河段实施了航路改革,主航道航标配布采用双侧连续设标,设标宽度原则上为 500m,设标间距不大于 2.6km,设标水深理论最低潮面下 10.5m。目前,工程河段已实行数字航道管理模式,设置的 60 座航行标志均配置了航标遥测遥控终端。

2013 年通州沙、白茆沙共完成维护性测量 982.5 换算平方 km、维护性疏浚 223.9 万 m3。航道维护的主要工作内容有:航道测量,浅区大比例检测,航标设置、调整、撤消,航标的日常维护、定期维修保养、及时恢复失常航标,更换、测试电源,浅区航标连线航道水深探测,新障碍物、沉船的扫床、扫测、探摸,新航道开放、航道改槽涉及的测量、扫床、设标、潜摸、沉船打捞、疏浚挖泥等航道工程。

四、试运行期航道维护技术标准

1.航道维护类别

采用一类维护。

2.航道维护尺度

(1)航道维护水深:理论最低潮面下 12.5m;

(2)航道维护宽度:500m;

(3)航道弯曲半径:1,500m;

(4)当遇到特殊水文年或航道出现剧烈变化,难以保证航道尺度时,根据实际情况调整航道维护尺度或按实际水深进行维护。

3.航标配布

一期工程试运行期主航道共配布助航标志 60 座,包括59 座浮标和 1 座岸标;在白茆沙和通州沙整治建筑物水域布设了浮标 19 座和灯桩 12 座, 其中在白茆沙堤身和堤头共布设灯桩 4 座,在北堤外围布设浮标 2 座,在头部潜堤堤身和堤头共布设浮标 2 座,在第一道和第二道齿坝布各设浮标 1座;通州沙、狼山沙左缘潜堤上布设灯桩 8 座,在潜堤左侧齿坝布置专用浮标 4 座,狼山沙沙尾潜堤调整布置专用浮标9 座。

五、航道维护对策分析

1.航道维护测量

航道测绘工作是航道维护工作中必不可少的环节,为长江航道的开放、 调标、 改槽等工作提供了第一手资料。 12.5m深水航道试运行开通前应完成工程河段主航道水域多波束扫测。试运行期要制定满足维护要求的测量计划,发现水道新的变化情况应及时根据水情和演变情况,适当增加航道探测密度和范围,及时掌握航道条件变化。

目前,通州沙东水道全水道计划一年测量 5 次,白茆沙水道全水道计划一年测量 2 次,苏通大桥桥区水域计划一年2 次,工程河段维护性测量共计 1,507.23km2,详细方案见表 1。根据航道维护性测量结果,确定浅区测量范围,定期使用测深仪及多波束测深系统对局部地形监测,监测方案见表

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在航道情况难以达到维护尺度时,根据测量情况进行航道疏浚,确保航道畅通,疏浚工程施工期测量方案见表 3。

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2.航道探测与报告

每 7 天进行一次航道探测,主要以连线探测为主,分左、中、右三线进行。

3.航标设置与调整

12.5m 深水航道向上延伸后,由于船型增大,船舶密度加大,相应对航标的外形尺寸要求相应增大;在分汊河段进出口段和河段的重要转向点需要更加醒目的标志予以标明。

一期工程河段整治后,航道演变有其不确定性,尤其在洪水及洪后,根据各水道不同时期测图及 12.5m 等深线位移情况,设置和优化调整航标,标志的设置位置应相对稳定,以便船舶引用。

4.航标的日常维护和保养

试运行期应加强航标的日常维护和保养工作,及时恢复失常标志,确保航标正常工作。主要维护措施包括制定相关规定,加强航标维护管理,加强航道观测与分析,及时掌握航道变化情况。具体要求如下:

(1)辖区航标概况应符合国家标准,做到标位准确、灯光明亮、结构良好、颜色鲜明。

(2)获悉标志失常后必须在 1 小时内开航去恢复,因气候及其它无法抗拒原因不能及时恢复,应在 4 小时内发出不能及时恢复的原因通电。

(3)航标检查每月应定期检查 1 次,时间合理间隔,每次做到逐标检查和保养,并作好各项记录,岸标每月检查不少于 1 次。检查内容包括:浮标位置偏差;透镜、灯质和周期;太阳能板、接线盒和充电器;顶标是否完好;电线老化程度;电瓶开路电压;遥测遥控终端状态。

(4)航标保养工程河段 Φ2,400mm 浮鼓、Φ3,050mm 浮鼓每月应清洗一次、半年油漆一次,每年除锈一次。Φ6,000mm 浮鼓每月应清洗一次、半年油漆一次,5 年除锈一次。岸标每年应清洗 2~3 次、 油漆一次,其中钢制岸标每 2 年除锈一次。在航标维护大保养工作前,需研究制定大保养实施方案,从经费、材料、船舶、人员等方面做好充分准备。

(5)航标养护原始记录应认真、 清楚, 其标志异动时间、标志失常情况应与航行日志、航道工作日记、月报表相符合。

(6)每月对测深仪应检查校核 2 次,并做好记录。每次测水应在航道工作日记上做好探测日期、时间、位置等记录。

(7)按照洪水期、枯水期、三峡蓄水期等特殊时期维护预案,做好各项航道维护管理工作,确保航道维护尺度。

(8)必须做到安全生产。 船艇整洁卫生、 内务整齐划一、航标器材及工具堆放整齐有序。(9)更换下来的免维护电瓶应及时充电,充电期间应派人定时检查、测量电瓶电压,并做好记录,同时每月上报电瓶耗损及库存情况报表。

5.航道维护船艇驻守

(1)维护船艇实行驻守辖区管理,按要求驻守在辖区内的重要或指定位置守槽,无特殊情况不得离开辖区。

(2)维护船舶每天巡查数字航道监控系统、监听无线电话,获悉标志异常,必须及时恢复,确保航道安全畅通。

(3)维护船舶须加强对辖区航道巡查,按规定做好航道航标维护管理工作。

6.航道尺度保证措施

为确保航道尺度,满足船舶通航要求,航道尺度维护采用长江干线航道常规维护方法,即“随淤随挖”方式。从河道演变趋势和以往对维护疏浚量相关研究成果来看,白茆沙水道基本不需要进行维护疏浚即可满足 12.5m 深水航道条件。通州沙东水道虽然通过工程整治,航道演变得到一定程度控制,但近期新开沙尾淤长,挤压航槽,航道条件仍然存在不稳定的因素。按照航道设标宽度 500m,当航道最小宽度接近 500m 时,应适时选择合适的挖泥船进行航道维护性疏浚工程措施。

航道出现险情时,及时制定维护预案,现场维护船艇应加强驻守,定期对浅区进行探测,及时根据水位变化调整优化航标,确保航道安全畅通。当遇到特殊水文年,或出现河道变化剧烈,难以保证航道尺度时,将根据实际情况降低航道维护尺度或按实际水深进行维护。

六、结束语

作为我国“十二五”期投资规模最大、技术最复杂的内河水运工程,长江南京以下 12.5m 深水航道一期工程航道维护尺度提升后,相应的航道维护管理要求和质量标准也随之提高。对此,我们应继续深入开展航道维护保障措施研究,更好地做好该段航道的维护管理工作,确保该段航道试运行期间安全畅通,为长江南京以下 12.5m 深水航道建设保驾护航。

参考文献

[1] 中华人民共和国航道管理条例.中华人民共和国国务院,2009.

[2] 中华人民共和国航道管理条例实施细则.中华人民共和国交通运输部,2009.

[3] 内河航道维护技术规范 JTJ287-2005[S].

[4] 长江南京以下 12.5m 深水航道一期工程初步设计.长江南京以下深水航道建设工程指挥部,2012.


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