武漢長(zhǎng)江隧道隧址局部河段河床沖淤變化分析

張 潮

長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局長(zhǎng)江中游水文水資源勘測(cè)局

本文根據(jù)2009年～2013年連續(xù)四年實(shí)測(cè)水下地形監(jiān)測(cè)資料，分析了武漢市長(zhǎng)江隧道隧址局部河段河床沖淤變化情況，得出結(jié)論：2009年～2013年武漢長(zhǎng)江隧道局部河段河床沖淤交替，總體略呈淤積狀態(tài)。淤積沖刷主要發(fā)生在枯水河槽，其部位集中在左岸靠近漢口一側(cè)岸坡，主河槽以及右岸沖淤幅度相對(duì)較小，局部河床形態(tài)基本呈穩(wěn)定態(tài)勢(shì)。

1 概述

武漢市長(zhǎng)江隧道隧址位于武漢河段長(zhǎng)江大橋與長(zhǎng)江二橋之間，工程于2004年底動(dòng)工興建，2008年12月28日試通車。武漢長(zhǎng)江隧道北起漢口大智路，下穿中山大道，經(jīng)江底河床下約10m 深處穿越長(zhǎng)江，南接武昌友誼大道，與規(guī)劃中的沙湖路相連。隧道全長(zhǎng)3630m，雙向四車道，設(shè)計(jì)時(shí)速為50km/h。

為了解武漢長(zhǎng)江隧道隧址沖淤變化情況，從2009年11月份起對(duì)長(zhǎng)江隧道進(jìn)行了連續(xù)觀測(cè)，分別在每年的汛前、汛中、訊后對(duì)該區(qū)域進(jìn)行大比例尺高精度水下地形監(jiān)測(cè)，至2013年12月，已對(duì)該區(qū)域進(jìn)行了連續(xù)13 期的水下地形監(jiān)測(cè)，現(xiàn)根據(jù)2009～2013年所測(cè)的13 次水道地形資料，對(duì)此期間長(zhǎng)江隧道水域局部河段河床沖淤變化進(jìn)行分析。

2 隧址局部河床斷面變化

為研究局部河段河床型態(tài)變化特征，在隧道工程水域截取3 個(gè)橫斷面（斷面布置見(jiàn)圖1.1），根據(jù)所選13 個(gè)測(cè)次實(shí)際測(cè)量的水下高程圖，分析河床的形態(tài)變化。套繪斷面變化圖并計(jì)算各斷面平灘水位（22.54m）對(duì)應(yīng)的斷面要素。

根據(jù)橫斷面套匯資料分析，隧道水域局部河段主槽靠近右岸武昌一側(cè)，2009年11月～2011年8月，斷面左側(cè)河灘變化較大，右側(cè)河槽較為穩(wěn)定；其中2010年4月～2010年7月河床淤積，2010年7月～2010年11月河床沖刷，沖淤部位主要集中在左側(cè)河灘，即起點(diǎn)距70m～550m 的區(qū)域，河床最大沖淤變幅達(dá)7m；2010年11月～2011年8月，斷面沖淤變化較小，斷面形態(tài)較為穩(wěn)定；2011年8月～2011年12月，斷面淤積幅度較大，淤積幅度主要集中在河床左岸靠近漢口一側(cè)，即起點(diǎn)距520m～950m 的區(qū)域，最大淤積幅度達(dá)8m。斷面淤積原因系2011年9月漢江發(fā)生較大秋汛，導(dǎo)致漢江入?yún)R口以下河床泥沙落淤。2011年12月～2012年11月，河床沖刷幅度較大，沖刷主要集中在靠近漢口一側(cè)灘地，河床最大沖深達(dá)6.6m。2012年11月～2013年11月，河床淤積，主要發(fā)生在漢口灘地，尤其是2013年4月～2013年8月淤積幅度較大，河床高程最大抬升幅度4.4m。

斷面要素計(jì)算表明：2009年11月～2012年11月，隧道水域在平灘水位級(jí)時(shí)斷面面積增加約6.5%，平均河底高程下降約1.3m，隧道水域斷面呈沖刷狀態(tài)；2012年11月～2013年11月，平灘水位級(jí)時(shí)斷面面積減小約6.3%，平均河底高程抬升約1.3m，這期間隧道水域斷面由沖轉(zhuǎn)淤，總體略有淤積。

分析表明，從2009年至今，隧道水域斷面年際間沖淤交替，且其沖淤主要發(fā)生在河道左側(cè)漢口河灘附近，右側(cè)河槽以及岸邊基本穩(wěn)定。

表1 隧道局部河段沖淤計(jì)算成果表

3 隧址局部河床沖於分析

為了分析工程河段的沖淤變化情況，選用13 個(gè)測(cè)次的實(shí)際測(cè)量的水下高程圖，分別計(jì)算河段枯水時(shí)期的河槽（11.00m）、平均河槽（17.00m）、平灘時(shí)期的河槽（22.54m）沖於總量，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

計(jì)算結(jié)果表明：2009年11月～2013年11月，隧道水域河床沖淤交替，總體略淤，枯水、平均、平灘三級(jí)河槽淤積量分別為：0.29 萬(wàn)m3、0.17 萬(wàn)m3、0.10 萬(wàn)m3。淤積主要集中在低水位水域，低水位值上面的河槽微沖。

從時(shí)段上看，2009年11月～2010年4月，河床微沖，三級(jí)河槽沖刷量分別為0.36 萬(wàn)m3、0.51 萬(wàn)m3、0.57 萬(wàn)m3；2010年4月～7月，河床由沖轉(zhuǎn)淤，三級(jí)河槽淤積量分別為9.6 萬(wàn)m3、9.7 萬(wàn)m3、9.8 萬(wàn)m3；2010年7月～11月，河床沖刷幅度較大，三級(jí)河槽沖刷量分別為14.8 萬(wàn)m3、15.0 萬(wàn)m3、15.0 萬(wàn)m3；2010年11月～2011年12月河床呈淤積狀態(tài)，三級(jí)河槽分別淤積16.0 萬(wàn)m3、16.0萬(wàn)m3、16.0 萬(wàn)m3，淤積只是發(fā)生在低水位河槽，低水位以上河槽較為穩(wěn)定；2011年12月～2012年11月河床總體沖刷，其中汛后沖刷幅度較大，三級(jí)河槽沖刷量分別為20.8 萬(wàn)m3、21.1 萬(wàn)m3、21.2 萬(wàn)m3，而汛期河床略有淤積。2012年11月～2013年11月，河床淤積，枯水、平均、平灘三級(jí)河槽淤積量分別為：11.6 萬(wàn)m3、11.8 萬(wàn)m3、11.7 萬(wàn)m3，淤積主要集中在低水位河槽，低水位值上面河槽較為穩(wěn)定。隧道水域位于漢江入?yún)R口下游約1.9km，2009年11月以來(lái)，受長(zhǎng)江和漢江的水沙作用，隧道局部河床沖淤交替變化，分析表明局部河床呈現(xiàn)汛期淤積，汛后沖刷的一般變化規(guī)律，局部河床總體略呈淤積狀態(tài)。

4 建議

2009年11月～2013年11月，武漢長(zhǎng)江隧道局部河段河床沖淤交替，總體略呈淤積狀態(tài)。淤積沖刷主要發(fā)生在低水位河槽，其部位集中在左岸靠近漢口一側(cè)岸坡，主河槽以及右岸沖淤幅度相對(duì)較小，局部河床形態(tài)基本呈穩(wěn)定態(tài)勢(shì)。

到目前為止，隧道工程未對(duì)河段局部水域產(chǎn)生較明顯影響，建議今后對(duì)該水域進(jìn)行持續(xù)水下地形監(jiān)測(cè)，并根據(jù)當(dāng)年長(zhǎng)江水沙情況適當(dāng)增加監(jiān)測(cè)頻率，及時(shí)對(duì)該河段河床沖淤變化情況進(jìn)行及時(shí)總結(jié)分析，并上報(bào)有關(guān)部門(mén)。