山區(qū)河流一般航道整治工程的技術(shù)要點(diǎn)

（四川路航建設(shè)工程有限責(zé)任公司 四川 成都 610000）

山區(qū)河流一般航道整治工程的技術(shù)要點(diǎn)

劉定國(guó)

（四川路航建設(shè)工程有限責(zé)任公司 四川 成都 610000）

近些年，隨著國(guó)家西部大開發(fā)戰(zhàn)略部署并實(shí)行，山區(qū)交通建設(shè)得到了加速發(fā)展，由于水上運(yùn)輸有著成本低、運(yùn)量大、效率高的顯著特點(diǎn)，所以推進(jìn)山區(qū)河流航道整治建設(shè)就有著較為重大的現(xiàn)實(shí)意義。本文主要針對(duì)山區(qū)河流航道整治工程中的一些關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行探討。

航道；整治；工程；技術(shù)

引言

由于山區(qū)河流本身有著流急灘險(xiǎn)的特點(diǎn)，水流挾沙量大，暗礁多，水流紊亂，河床演變快，所以較平原地區(qū)航道整治困難，技術(shù)性更強(qiáng)。我國(guó)山區(qū)河流航道整治起步較晚，發(fā)展?jié)摿Υ?，在山區(qū)河流航道整治方面, 我們需要總結(jié)一系列整治技術(shù)理論和經(jīng)驗(yàn), 這對(duì)于加快發(fā)展內(nèi)河水運(yùn),提高山區(qū)航運(yùn)能力，促進(jìn)西部經(jīng)濟(jì)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)“暢通、高效、安全、綠色”的內(nèi)河航運(yùn)發(fā)展宏偉目標(biāo), 意義重大。

1 、山區(qū)河流航道整治的特點(diǎn)與基本原則

山區(qū)河道水力運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，水位陡漲陡落，河床地形變化快，水文特征有其規(guī)律性與普遍性。水流險(xiǎn)急、流態(tài)紊亂的河域在洪水期的挾砂沖淤下容易形成淺灘，淺灘在寬廣河床的急彎和礁石群處更易形成，是影響航道暢通的主要因素，山區(qū)河流航道整治也主要是針對(duì)淺灘的整治。西部地區(qū)河流眾多，航道密布，但由于地處山區(qū)，普遍存在因航道由于礁石分布較多且彎道密集，沿線形成了多處險(xiǎn)灘，造成了航道在枯水季節(jié)根本無法通航，部分淺灘主航槽在洪水季節(jié)變化極大，汛前主航道在左汊，洪水一過，主航道已經(jīng)改在了右汊，這樣的情況在山區(qū)河流很常見。

山區(qū)河流航道整治的基本原則主要是要保證航道在枯水季節(jié)的航深與航寬，保持水流流態(tài)平順和航槽穩(wěn)定，使其在設(shè)計(jì)水位能夠達(dá)到設(shè)計(jì)通航效果，工程內(nèi)容主要以清淤除障、固灘沉排、切咀炸礁以及布置整治建筑物為主。

2 、山區(qū)河流航道整治工程的布置

要有效治理險(xiǎn)灘，改善山區(qū)航道水流運(yùn)動(dòng)，滿足航道穩(wěn)定安全要求，首要任務(wù)是要做好航道整治工程的布置設(shè)計(jì)。整治線和主航槽布置應(yīng)該在自然航道的基礎(chǔ)上調(diào)整，整個(gè)河道的整治線特別是航槽邊線應(yīng)全流域考慮，上下游平順對(duì)接，挖槽位置應(yīng)盡量布置在深水區(qū)域，以減少工程量和投資成本。礁石在山區(qū)航道中對(duì)通航安全影響非常大，對(duì)主航槽區(qū)域的礁石要設(shè)置炸礁項(xiàng)目予以清除。寬航道一般水流較緩，在洪水期極易形成淤積，此處航道除對(duì)淤積部分設(shè)置挖槽外還應(yīng)布置丁壩群進(jìn)行束水歸槽，以起到穩(wěn)定航槽的作用，對(duì)岸坡和河灘的脆弱部位，一般要設(shè)置護(hù)灘和護(hù)岸項(xiàng)目。在航道整治線的設(shè)計(jì)中要充分考慮曲率半徑問題，曲率半徑必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范執(zhí)行，不宜過小，自然河道拐彎處如果曲率半徑過小盡量不要進(jìn)行裁彎取直，以免增大坡降，增加水流速度。對(duì)復(fù)雜河流要設(shè)計(jì)多種布置方案進(jìn)行比選，不論采用哪一項(xiàng)布置，都需要結(jié)合水文水流運(yùn)動(dòng)及河床演變特性綜合考慮，才能達(dá)到預(yù)期的整治效果。

3 、山區(qū)河流航道整治工程的技術(shù)要點(diǎn)

3.1丁壩工程技術(shù)要點(diǎn)

山區(qū)河流筑壩宜選用散拋塊石或預(yù)制砼塊丁壩群方案，一個(gè)灘段的丁壩群布置一般要根據(jù)地形和河床走勢(shì)均衡設(shè)置，主要目的是束水歸槽、挑移主流、理順主流運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)以達(dá)起到穩(wěn)定航槽的目的，丁壩壩頭應(yīng)該設(shè)置在整治線上，壩根與岸坡自然對(duì)接，對(duì)于砂質(zhì)易沖河床與脆弱岸坡，應(yīng)結(jié)合護(hù)灘和護(hù)岸工程進(jìn)行綜合治理。

現(xiàn)階段，布?jí)卧瓌t與平原河流類似，但其挑角較平原河流布?jí)螘r(shí)小，且多以下挑壩形式布置，挑角一般在50°～70°為宜。山區(qū)河流丁壩基本上采用塊石筑壩、梯形斷面的結(jié)構(gòu)，構(gòu)件尺寸和坡比設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范并結(jié)合實(shí)際情況綜合考慮。對(duì)于水流湍急、水流量大的山區(qū)河流丁壩的壩體抗滑穩(wěn)定計(jì)算和塊石穩(wěn)定計(jì)算尤為重要。由于壩頭受力最大，受力影響也最為復(fù)雜，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該取壩頭處斷面或其他典型斷面進(jìn)行計(jì)算?？够€(wěn)定性主要受動(dòng)水壓力和壩體自重下滑力的影響，應(yīng)根據(jù)受力公式精確計(jì)算以選定安全經(jīng)濟(jì)的壩體尺寸。塊石穩(wěn)定性主要受塊石粒徑大小控制，與河流流速關(guān)系最大，所以計(jì)算之前要做好水流觀測(cè)以確定每個(gè)壩址處的水流速度。

筑壩施工宜選在枯水期進(jìn)行，施工前備足所需，以保證枯水期的拋石進(jìn)度。對(duì)水流穩(wěn)定，坡降不大的河道汛期也可以利用船載塊石進(jìn)行水上拋石作業(yè)，施工過程中要控制好施工工藝，做好護(hù)底防沖和塊石漂移的綜合考慮。

水下拋石施工前及完工后應(yīng)進(jìn)行水下測(cè)量。拋石工程開工前，實(shí)測(cè)拋石區(qū)1/500地形圖和拋石放樣剖面圖（沿堤軸線方向每25m測(cè)一橫斷面），施工期間所有施工定線、進(jìn)度、工程量等測(cè)量原始記錄、計(jì)算成果等資料均及時(shí)整理、校核、分類、整編成冊(cè)。按20m×10m網(wǎng)格劃分拋投區(qū)域，并根據(jù)劃分的單元和岸上控制樁，在拋投區(qū)起始點(diǎn)之間順?biāo)鞣较蛟跍y(cè)船上用GPS測(cè)深儀每隔40m測(cè)一個(gè)水下地形斷面并繪制拋前水下拋投斷面地形圖。

3.2護(hù)岸工程技術(shù)要點(diǎn)

漿砌石工程作業(yè)量較大，主要有擋土墻及護(hù)坡、護(hù)底等等。盡早備料于砌筑地點(diǎn)，特別是交通不便的地方。

漿砌石施工選用石料，必須質(zhì)地堅(jiān)硬、新鮮，不得有剝落層或裂紋，石材表面無污垢、水銹等雜質(zhì)，其抗水性、抗凍性、抗壓強(qiáng)度等均符合施工詳圖的規(guī)定。用于表面的石材，色澤均勻。一般塊石規(guī)格要求為：上下兩面平行且大致平整，無尖角，薄邊，無包泥現(xiàn)象，塊厚宜大于20cm，單塊重量不得小于50kg。砌體表層的石料必須具有一個(gè)可作砌筑表面的平整面。塊重小于25kg的片石可用于塞縫，但其用量不超過該砌體重量的10%。

漿砌應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)高、平面位置及尺寸進(jìn)行控制，大面平整順滑，四周與原河岸銜接順直，不得凸出或凹陷。

3.3水下鉆孔爆破技術(shù)要點(diǎn)

山區(qū)河流礁石分布廣泛且基本處于水下，水下炸礁在山區(qū)河流航道整治中非常普遍。炸礁的目的就是為了使航槽內(nèi)的水深達(dá)到設(shè)計(jì)水深，所以炸礁邊線和炸礁深度是施工控制的重點(diǎn)和難點(diǎn)。現(xiàn)在水下爆破采用的炸藥一般是防水乳化炸藥，導(dǎo)爆管起爆，水下炸礁施工設(shè)備主要利用鉆孔爆破船和抓斗式清碴船。

水下爆破施工之前需要進(jìn)行詳細(xì)的地形勘測(cè)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)分析水下礁石地形和礁石厚度，以做好施工展布和布孔設(shè)計(jì)。采取電力起爆時(shí)，可以采用并串聯(lián)方式, 也就是將4～5 排炸藥并聯(lián)成一組, 并把各組再串聯(lián)在一起，起爆體宜采用威力大、感度高、防水的乳化CLH炸藥，起爆體宜裝2發(fā)并聯(lián)電雷管，或裝兩個(gè)起爆管雷管，水下起爆的雷管宜選用防水8號(hào)金屬雷管，炮孔裝藥長(zhǎng)度小于3m時(shí)裝一個(gè)起爆體，大于3m時(shí)宜增加起爆體，其位置應(yīng)均勻布置。爆破過程中要做好封航和交通管制，炸藥起爆產(chǎn)生的巨大沖擊波和地震波對(duì)周圍建筑物很不利, 這就需要在爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中,通過毫秒延期雷管實(shí)現(xiàn)微差爆破。面對(duì)特殊的水下爆破環(huán)境, 單次起爆用藥量的計(jì)算就成為水下鉆孔爆破的關(guān)鍵技術(shù)，這一技術(shù)對(duì)用藥量與安全距離的數(shù)學(xué)關(guān)系進(jìn)行了嚴(yán)格規(guī)定, 并對(duì)周圍建筑物的安全等級(jí)以及與爆破點(diǎn)的距離等因素進(jìn)行了全面考慮,并要求對(duì)每一個(gè)爆破點(diǎn)的用藥量進(jìn)行精確計(jì)算并通過施工不斷進(jìn)行調(diào)整。

3.4航道疏挖技術(shù)要點(diǎn)

山區(qū)河流河床底質(zhì)一般為砂卵石，對(duì)于航道已經(jīng)淤積至枯水期無法通航的航槽，一般需采用鏈斗式挖泥船對(duì)其進(jìn)行疏挖清淤，達(dá)到改善航道水深的效果。對(duì)于淤積較為嚴(yán)重的航道，本身是經(jīng)過多年的河床演變形成了易淤積區(qū)域，疏挖過后很有可能再次回淤，所以一般要配合丁壩群進(jìn)行綜合整治，以起到穩(wěn)定航槽的作用，實(shí)踐證明挖槽綜合丁壩群對(duì)山區(qū)河流淺灘的整治是行之有效的。疏浚挖槽需要有全面規(guī)劃，挖槽的軸線與設(shè)計(jì)航軸線相一致，與整治線相協(xié)調(diào)，力求與中枯水流向基本相同，河槽走勢(shì)應(yīng)盡量取直線或微彎，且應(yīng)與下游河勢(shì)平順連接。挖槽底寬應(yīng)根據(jù)原河槽的過流能力以及航道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)擬定，邊坡的設(shè)計(jì)要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件和泥層厚度確定，力求航道尺寸最優(yōu)以達(dá)到流速和流態(tài)符合安全通航的要求。另外試驗(yàn)亦證明，在山區(qū)內(nèi)河航道整治中，裁彎取直措施一般不宜采用，因?yàn)橐滓鹌陆档募眲∽兓?/p>

3.5穩(wěn)船施工技術(shù)

航道整治工程主要項(xiàng)目是在水上施工，炸礁船、清碴船、挖泥船、沉排船、起重船等大型船舶的應(yīng)用很普遍, 由于山區(qū)河流水流較急，也很紊亂，船舶在施工過程中的穩(wěn)船定位技術(shù)就顯得很重要。工程實(shí)踐中,通常采取系纜定位和支撐定位兩種穩(wěn)船定位方式，略述如下:

3.5.1 系纜定位。具體還有兩種方式: 岸纜定位與拋錨定位。岸纜定位是在岸邊的固定物上,將鋼纜繩的一端固定住, 若不具備合適的巖石和樹樁等, 也可以打木樁和挖設(shè)地牛來固定，這一方式普遍使應(yīng)用于山區(qū)河流。拋錨定位主要是把鋼纜繩綁在船錨上, 再將錨扔進(jìn)河道內(nèi), 通過錨的重量及其與河床的作用力來對(duì)船舶進(jìn)行定位，在山區(qū)河流這一方式一般與岸纜定位結(jié)合應(yīng)用。

3.5.2 支撐定位。這一方式也可以再具體分為兩種: 鋼樁定位與液壓支腿定位。鋼樁定位比較適用較為大型的施工船舶, 而且定位效果也比較好，近年發(fā)展起來的液壓支腿定位有著重心非常低和操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。

在工程實(shí)踐中, 對(duì)于流速較大, 流態(tài)紊亂的一些山區(qū)河流,僅僅采用某一種定位方式效果可能不是很好,一般需要綜合采用幾種定位方式, 這樣才能切實(shí)保障工程船舶有著穩(wěn)定的定位。

4 、施工通航安全保證技術(shù)措施

4.1 施工前向當(dāng)?shù)馗郾O(jiān)部門申請(qǐng)，辦理《水上水下施工作業(yè)許可證》，并發(fā)布通航公告。施工期間嚴(yán)格按《內(nèi)河避碰規(guī)則》懸掛通航或封航信號(hào)，派專人在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行交通疏導(dǎo)和指揮，施工過往船舶必須按規(guī)定航線行駛。施工船舶錨泊應(yīng)設(shè)顯眼的警戒錨標(biāo)，指示錨纜的位置，用明顯的號(hào)型、號(hào)燈指明航行水域和禁航水域。

4.2 通航時(shí)間內(nèi)，施工船舶應(yīng)按規(guī)定讓出航道，讓過往船舶通過。施工期間沿街張貼通航公告，爭(zhēng)取群眾的理解和支持，并與當(dāng)?shù)卣⒐膊块T加強(qiáng)聯(lián)系，共同搞好安全管制工作。夜間施工還要有專項(xiàng)施工方案，并做好應(yīng)急預(yù)案。同時(shí)做好過往船舶的宣傳工作，加強(qiáng)溝通，在禁航時(shí)段不得強(qiáng)行通航，放行船舶時(shí)要疏通好航道，注意相互避讓，防止事故發(fā)生。

結(jié)束語(yǔ)

山區(qū)航道整治所依托的工程均位于我國(guó)西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)，區(qū)內(nèi)資源豐富，經(jīng)濟(jì)落后，交通不便，而交通基礎(chǔ)設(shè)施落后則是制約西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，因此利用西部地區(qū)豐富的水資源條件發(fā)展內(nèi)河航運(yùn)打通溝通東部地區(qū)通江達(dá)海的水運(yùn)通道，充分發(fā)揮內(nèi)河航運(yùn)在西部大開發(fā)中的作用和優(yōu)勢(shì)，對(duì)加快西部地區(qū)資源開發(fā)，完善綜合運(yùn)輸體系，推進(jìn)西部地區(qū)現(xiàn)代化進(jìn)程具有重要的意義。山區(qū)特殊的地形和地質(zhì)造就了山區(qū)河流的流速大、流態(tài)紊亂等特點(diǎn),航道整治工程一般都要面對(duì)河面狹窄,河內(nèi)險(xiǎn)灘、礁石居多, 水位淺、落差大等特殊的工況條件，這就為山區(qū)河流航道整治工程提出了很高的技術(shù)要求。

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[3]李廷富 山區(qū)河流河口灘整治 《水運(yùn)工程》 2009.2

[4]杭州大學(xué)河口教研室 《河口河床演變學(xué)》2011

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1007-6344（2017）06-0341-02