京杭運河穿黃及黃河北航道走向探析

戈國慶，耿 卓，董思遠

（山東省交通規劃設計院，山東 濟南 250031）

1 京杭運河現狀

京杭運河黃河以北段，長約700 km，途經山東、河北兩省及天津、北京兩市，貫通海河、黃河兩大水系，主要包括北京市區到通州區的通惠河，通州區到天津的北運河（部分過河北地界）、天津到臨清的南運河和臨清至黃河北岸的位臨運河（魯北運河）。京杭運河黃河以北段斷航至今，曾于 20世紀 60年代結合梁濟運河的開挖和整治，建設京杭運河連接黃河的入黃船閘，但工程建成后無法使用，京杭運河也一直未能實現南北貫通[1]。

京杭運河黃河以南山東段干線航道經過多年恢復建設和發展，通航水平不斷提升。預計至“十三五”末，隨著東平湖湖區航道工程、濟寧以南至蘇魯省界III級升II級擴建工程、湖西航道二級壩至蘇魯界段航道Ⅵ級改Ⅱ級工程竣工以后，京杭運河山東段黃河以南東平湖至濟寧北段干線航道將達到III級航道標準，濟寧北至蘇魯界段（含湖東、湖西兩段）將達到II級航道標準[2]。京杭運河山東段高等級航道網將全線貫通。

京杭運河黃河以北山東段老運河流經聊城、德州兩個地市，由陽谷縣張秋鎮至臨清的小運河（會通河）和臨清至德州段的衛運河組成，全長約265 km[3]。目前，沿線多處河道截斷，不通航，部分區段河道保存良好，部分河道已完全廢棄。老運河在張秋至聊城城區南段，河道尚存，目前尚有排洪及灌溉功能，但河道多不規整，寬窄不一，寬處狀如池塘，寬度達數十米，窄處僅十余米。老運河聊城城區段除局部外，已被填埋廢棄；聊城城區以北至梁水鎮北段，河道多數已經廢棄，局部地段已開辟為農田；臨清城區段，已填埋廢棄，成為城區。僅德州境內段衛運河河道留存較完好。古運河走向如圖1所示。

圖1 古運河山東段走向

京杭運河是《全國內河航道與港口布局規劃》確定的“兩橫一縱兩網十八線”中唯一縱向高等級航道，同時也是《山東省內河航道與港口布局》中“一縱三橫，一干多支”中的主干道[4]。目前，京杭運河山東段已延伸至東平湖，而運河如何穿黃、黃河北航道如何走向即為目前需要迫切解決的問題。

2 穿黃方案及線路

京杭大運河穿黃工程是實現南北貫通，再現運河黃金通道的關鍵和難點。

2.1 穿黃位置

穿黃工程目前普遍認為主要有東平、梁山兩處。過去曾在梁山設置船閘過黃河，但由于黃河含沙量較大，船閘建成后存在較嚴重的淤積，現已廢棄，因此采取設置船閘平交過黃河不可行。若在梁山采用立交穿黃方案，即通過上跨渡槽或下穿隧道連接兩岸，需要上跨或下穿黃河與金堤河，工程投資高、實施難度大。相對而言，在東平立交穿黃，由于黃河灘面較窄，能大幅降低工程投資。目前，南水北調東線一期工程穿黃河的輸水隧洞位于東平縣解山下至聊城位山。

2.2 穿黃方案

目前，立交穿黃主要有隧洞、渡槽兩種方案。

通航隧洞技術難度較公路、鐵路、輸水隧洞要求高，不僅需要采光、通風，還需要考慮如何控制水位，如何實施救援等問題，而且隧洞施工對工程地質、水文地質要求高，一般不能建在含水層和易產生不均勻沉降的軟基上[5]。顯然，京杭運河穿黃工程采用通航隧洞目前尚未解決難點較多，實施難度較大。

比較而言，采用渡槽跨越黃河技術方案較為成熟，操作工藝簡單，維修管理更為方便。目前，世界上最大渡槽為德國馬格德堡水橋。馬格德堡水橋全長220.4 m，主跨106.2 m，橋梁結構采用三跨等高連續鋼桁架梁橋，整幅斷面，凈寬34.0 m，設計水深4.25 m。國內，安徽引江濟淮工程中設置了主跨110 m變桁高拱桁組合式橋梁。根據京杭運河穿黃工程平面位置的選擇，跨黃河渡槽主跨最小要求為120 m。渡槽兩端采用升船機與黃河南、北段主航道銜接，升船機按雙線布置，共用承船箱閘室墻。

2.3 穿黃線路走向

結合東平湖堤防布置及黃委對涉河建筑物相關要求，渡槽方案穿黃線路走向方案布置如下：

1）方案一（位山方案）

沿東平湖航道老湖與銀山交匯口處向北，在現有南水北調渠北側入玉班堤，過子路堤以及攔河閘水庫，于解山過黃河與對岸位山西輸沙渠銜接。

2）方案二（陶城鋪方案）

沿東平湖航道老湖與銀山交匯口處向北，在東堂子北側入玉班堤，沿西向過 G220，入鄭鐵堤，過黃河后與對岸陶城鋪銜接。與陶城鋪處擴挖渠道連接西輸沙渠或趙王河。

3）方案三（陳山口方案）

沿東平湖航道老湖與銀山交匯口處向北，在陳山口入班清堤，折向西北，在陰柳科村北沿西向過黃河，在對岸后山村北新建渠道與西輸沙渠銜接。

4）方案比選

三方案均需要過三段黃河大堤，位山、陶城鋪方案占用黃河灘地均為4 km左右，位山方案需要平地開河3 km，陶城鋪方案需要平地開河7 km；陳山口方案占用黃河灘地 7 km，幾乎不用平地開河。

方案一基本沿既有南水北調穿黃線路走向，根據黃委要求渡槽主跨不小于180 m。方案二采用渡槽跨黃河，根據黃委要求渡槽最小跨徑要求為120 m，有利于降低渡槽建設規模，減少投資。方案三無需平地開河，工程占地大幅減少，對黃河堤防破壞小，而且路線周邊地勢開闊，便于二線、三線工程布設，但占用黃河灘地最長，投資最大。綜合工程投資及與黃河北航道銜接方便考慮，推薦方案二（陶城鋪方案）。穿黃線路走向如圖2所示。

圖2 穿黃線路走向示意

3 黃河以北段走向

根據穿黃平面布置不同，黃河北航道走向也略有區別，下面就黃河北航道線路走向分段比選。

3.1 位山或陶城鋪—總干渠

1）方案一（位山西輸沙渠）

沿引黃入衛輸水線路，在位山引黃閘處向北，沿西輸沙渠穿沉砂池，入總干渠，在沉砂池出口周店閘處設船閘，接位臨運河（三干渠）。

本段航道長22.17 km，可以充分利用現有引黃入衛輸水渠道，僅需對原有渠道線形局部優化，拓寬、加深渠道斷面，改建沿線跨河橋梁即可滿足航道通行條件要求。

2）方案二（南水北調線路）

沿南水北調輸水線路，自位山樞紐，先向西，在阿城東南轉向北，經七級鎮，在崔莊設船閘，與位臨運河銜接。本段航道長22.68 km，利用已實施的南水北調輸水工程，需對原有線路進行局部優化，加大渠道斷面，以滿足通航標準要求。

3）方案三（趙王河）

由陶城鋪走老運河，而后折向西南，接北干渠轉向西，與趙王河銜接，最后沿趙王河向北，在孟屯設船閘接衛臨運河。

4）方案比較

總體比較，方案一、二主要工程建設規模相近，均設船閘一座，生產、交通橋數量相當，方案三路線略長。

方案一利用原有輸沙渠，實施及運營不受南水北調工程建設的制約。但輸沙渠水體為黃河水，泥沙含量高，特別是沉砂池以南段，水體沒有經過沉砂池沉淀作用，河道淤積較為嚴重，航道建成后維護費用高。

方案二利用南水北調輸水線路，航道內水體泥沙含量小，建成后航道維護費用低。但目前南水北調一期已經建成，且渠道線形較為曲折，局部線路穿越城鎮，實施難度大。

方案三路線走向避開輸沙渠及南水北調渠，工程實施及維護不受輸沙渠及南水北調渠限制，但由于利用較長灌溉渠道，對農田灌溉影響略大。

綜合分析，位山—總干渠段航道走向推薦走位山西輸沙渠。

3.2 總干渠—位臨運河—臨清南入衛運河

本段航道走向沿位臨運河（三干渠），在周店閘向西，過南水北調渠，在王堤口設渡槽與徒駭河立體交叉；然后折向北，過京九線、邯聊線，在王鋪設渡槽與馬頰河立體交叉交叉，經柳林鎮、尚店鄉、大辛莊鄉，至臨清城區南；于前八里村、孫莊村之間折向西，平底開挖河道，過 S259后，在西舊縣村以西，轉向北，入衛運河。

本段航道長77.08 km，于王堤口、王鋪設渡槽與徒駭河、馬頰河立體交叉，與其他河流可采用平面交叉或設倒虹吸下穿航道。沿途穿越省道 258、省道 254、擬建青蘭高速、擬建德商高速公路、省道316、濟聊館高速公路、國道309、省道259、省道 315、京九鐵路、濟邯鐵路等。本線路能充分利用現有位臨運河，僅需要對原有渠道進行局部線形優化，加大溝渠斷面；在臨清南需要平地開挖河道6.5 km，并在與衛運河連接處設置船閘一座。

3.3 臨清南入衛運河—衛運河德州滄州界

1）方案一（臨清—故城—衛運河德州滄州界）

沿衛運河向北，經祝官屯樞紐至故城，于故城西入河北，借渠道繞行德州市區后再與衛運河銜接。該段航道長度113.8 km，于祝官屯閘、故城南各設置船閘一座。沿途與京九鐵路、省道326、S14邢臨高速公路、國道308、G20青銀高速、德商高速、省道324、省道391、S072衡德高速、省道281相交。

2）方案二（臨清—四女寺—衛運河德州滄州界）

沿衛運河向北，經祝官屯、四女寺樞紐，沿老運河穿德州城區至衛運河省界。該段航道長度130.1 km，于祝官屯閘、四女寺各設置船閘一座。沿途與京九鐵路、省道 326、S14邢臨高速公路、國道 308、G20青銀高速、德商高速、省道 353、省道324、國道104、省道314、S12濱德高速相交。

3）方案比較

方案一需要借用渠道繞行德州市區，對沿線農田灌溉體系會造成一定影響。方案二過德州市區，沿線路網密集，尤其是過石德、濟德與津浦線交匯口處，跨河鐵路橋改建難度大。對比分析，方案一較為可行，過故城經四女寺入德州城區段航道可作為京杭運河支線予以開發建設。

圖3 京杭運河黃河北山東段走向

4 結 語

1）通過對東平、梁山采取平交、立交穿黃對比分析，推薦在東平采取渡槽立交方式穿黃。

2）結合東平湖堤防布置及黃委對涉河建筑物相關要求，本文提出了位山、陶城鋪、陳山口三處渡槽穿黃方案。由于陶城鋪方案有利于降低渡槽建設規模，減少投資，且便于與黃河北航道銜接，本文推薦采用。

3）黃河北航道走向推薦如下：經位山或陶城鋪走位山西輸沙渠入總干渠段；由總干渠走位臨運河（三干渠），于臨清城區南前八里村、孫莊村之間向西開挖河道入衛運河；沿衛運河向北，經祝官屯樞紐至故城，于故城西入河北，借渠道繞行德州市區后再與德州北段南運河銜接。