長江近壩河段航道整治工程特點分析

趙凱

摘要：“依托黃金水道，建設長江經(jīng)濟帶”是國務院對長江航道建設提出的新高度、新要求，長江航道局也提出了“6米水深到武漢、4.5米水深到宜昌”專題研究整治方案，目前長江中游宜昌至昌門溪河段已經(jīng)進行了第一期航道整治工程建設。由于該河段距離三峽大壩及葛洲壩大壩非常近，河段內(nèi)水情變化、河床地質(zhì)、岸坡演變等情況與其他河段有所不同。在近壩河段航道整治工程建設中，應針對性的采取相應措施，確保工程順利開展，達到整治目的。

關鍵詞：近壩河段；航道整治；

中圖分類號：U617 文獻標識碼：A 文章編號：1006-7973（2016）04-0060-02

李總理在十二屆全國人大二次會議的政府工作報告中，首次提出要“依托黃金水道，建設長江經(jīng)濟帶”，這是國務院對長江航道建設提出的新高度、新要求。長江航道局表示：將按照“深下游、暢中游、延上游、通支流”的建設思路，以系統(tǒng)整治為重點，全力推進航道建設。中游實施荊江航道整治工程，力爭提前實現(xiàn)3.5米建設規(guī)劃目標，全面改善通航條件；專題研究“6米水深到武漢、4.5米水深到宜昌”航道整治方案。

目前長江中游宜昌至昌門溪河段已經(jīng)進行了第一期航道整治工程建設。由于該河段距離三峽大壩及葛洲壩大壩非常近，河段內(nèi)水情變化、河床地質(zhì)、岸坡演變等情況與其他河段有所不同。在近壩河段航道整治工程建設中，應針對性的采取相應措施，確保工程順利開展，達到整治目的。筆者根據(jù)宜昌至昌門溪河段航道整治一期工程建設，對近壩河段的航道整治工程特點進行分析，并提出自己的意見。

1.近壩河段的特點

1.1水情不同

本河段距離三峽大壩及葛洲壩大壩較近，距離葛洲壩大壩航程約60km，距離三峽大壩航程約lOOkm，現(xiàn)場水情受庫區(qū)調(diào)節(jié)影響非常大。葛洲壩調(diào)整出庫流量時，約4個小時候后，現(xiàn)場水位、流速即發(fā)生相應變化，有時候甚至流向也發(fā)生變化。筆者根據(jù)宜昌至昌門溪河段航道整治一期工程關洲水道為例進行分析，葛洲壩出庫流量以12500m3/s為分界線，現(xiàn)場水勢大致出現(xiàn)如圖1：

（1）葛洲壩出庫流量在12500m3/s以上時

水流從上游流到工程區(qū)域以后，大致分為兩股主要方向，一股從右側深槽（當?shù)刂骱降溃┝鬟^，另一股從左側整治區(qū)域流過。此種流態(tài)下，施工區(qū)域水流流態(tài)有規(guī)律，不會出現(xiàn)亂流，有利于施工船舶的布置及施工。

（2）葛洲壩出庫流量在12500m3/s以下時

水流從上游流到工程區(qū)域以后，流經(jīng)施工區(qū)域的水流出現(xiàn)分叉，并在設計潛壩位置出現(xiàn)橫流。此時，施工現(xiàn)場水流紊亂，部分區(qū)域出現(xiàn)流速加大現(xiàn)象，對施工船舶的布置及施工造成不利影響，需要改變船舶布纜設施，重新拋錨定位。

實際施工中，葛洲壩出庫流量浮動范圍為6000-45000m3/s，現(xiàn)場的水流形態(tài)千變?nèi)f化，遠不止以上的兩種分析情況。

1.2河床地質(zhì)不同

近壩河段區(qū)域屬于山區(qū)河流和平原河流的交界處，地質(zhì)情況既有山區(qū)河流特點，也有平原河流特點，河床覆蓋層以卵石為主，含少量砂，砂卵石下有較厚的砂層。部分河床區(qū)域含沙量極少，卵石在水的流速沖擊下呈緩慢推移質(zhì)移動形式。這會對水下鋪排、船舶定位造成很大影響：鋪排的排體不易穩(wěn)定引起的是工程質(zhì)量問題，而船舶定位不穩(wěn)則影響的不僅是工程質(zhì)量問題，還是極大的安全隱患。

1.3對施工中安全管理提出更高的要求

航道整治工程中經(jīng)常用到的船舶為鋪排船、拋石船、各類定位船等。這些船舶大都屬無動力船舶，即自身不具備航行能力，需要靠拖輪的拖帶才能行駛。在面對較復雜的水流環(huán)境下，要對其施工過程中可能會遇到的各項險情做出安全預案，并且現(xiàn)場要備好動力滿足要求的拖輪，在發(fā)生險情時能隨時將施工船舶拖離現(xiàn)場或危險區(qū)域。

2.近壩河段航道整治施工中的一些措施

根據(jù)近壩河段的一些特點，在施工中應采取相應的措施，消除或減小其影響，來達到施工目的和整治目的。

2.1水情分析

施工初、中期，應堅持測量流速及流向，分析其與水位的變化關系，對工程重點部位的流速、流向變化做到心中有數(shù)，為施工布置提供依據(jù)。同時施工中必須關注三峽及葛洲壩每日出庫流量及次日出庫流量預報，形成數(shù)據(jù)庫，分析施工區(qū)域水位變化情況。這是指導現(xiàn)場施工的基本數(shù)據(jù)，應堅持分析，將結果傳達所有施工船組。圖2為流量及水位關系曲線圖。

根據(jù)上圖曲線關系，結合流量預報，即可了解到施工區(qū)域水位變化浮動情況，也就可以預測現(xiàn)場流速、流向分布情況。這對現(xiàn)場的施工布置及安全管理具有非常重要的意義。

2.2船舶定位

施工船定位要求準確、穩(wěn)定。鋪排時，排體入水階段，鋪排船受到的水流沖擊力是非常巨大的，定位不穩(wěn)則會引起走錨現(xiàn)象，導致排體移位，甚至船舶急遽走位引發(fā)安全事故。

施工時，船舶離岸較近時，一般采用垂直水流鋪排，可在岸上設置地錨，加大船舶穩(wěn)定；離岸較遠時，一般采用順水鋪排，排體順水流方向入水，鋪排船則與水流方向呈垂直狀態(tài)，此時應加大上游的錨石重量及錨纜長度；上游兩口錨與船體夾角應盡量接近90°；船艏錨和艉錨（即圖3中的邊纜）應向上游方向拋設接近45°左右來分擔上游錨的拉力。施工船拋錨布置變化大概如圖3。

經(jīng)過改進拋錨方式后，鋪排船由原先的兩根纜繩受力變成4根纜繩受力，船舶穩(wěn)定性增強，能承受的起排體入水瞬間帶來的巨大沖擊力。

2.3水下鋪排

水下鋪排時，河床含沙量大，排體入水后易穩(wěn)定；含沙量小而卵石較多時，排體則非常不易穩(wěn)定，易引起滑動。施工中可采取措施來加強排體的穩(wěn)定性：

首先應加大排頭的壓載重量。可用8個一組或10個一組砼塊，用尼龍繩捆扎在一起作為排頭壓載體，系在排布的縱向筋帶上，使排頭入水后能迅速著床穩(wěn)定。設置時應注意每條筋帶都應綁系砼塊組，使其受力均衡。

必要時，采用雙排頭形式：在排頭壓載體上游再設置一道砼塊組，用尼龍繩與排布縱向筋帶上的砼塊組相連，組數(shù)與縱向筋帶上的砼塊組數(shù)相同，尼龍繩長度為水深深度加上10m左右。施工時，先進行斷面推算，將第一組砼塊（第一個排頭）在上游斷面處拋投下水，再開始在設計排頭斷面進行鋪排，第二組砼塊（第二個排頭）和排布一起入水。

施工中，應對各項數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，如流速、流向、排頭位置、排體入水長度、船舶移動距離、船舶即時位置燈，技術人員根據(jù)數(shù)據(jù)即時進行分析，初步判斷排體入水后的穩(wěn)定性。

鋪排后，條件允許時，應迅速進行探摸、驗收，然后拋石壓載，使排體穩(wěn)定。

3.結語

在施工過程中，各河段都有其自身特點，不一而足，施工中應采取的措施也不能一概而論，照搬套用，而應該從實際出發(fā)，進行分析研究，找到其特點，才能對癥下藥，找到有效的措施來解決施工中的難題。