航道整治前后大橋通航條件影響的雙重評(píng)價(jià)

何侃

摘 要：常泰過江通道常州側(cè)接線在常州市跨越德勝河航道，擬建設(shè)德勝河特大橋。根據(jù)航道法要求，需要進(jìn)行航道通航條件影響評(píng)價(jià)，以保障航道的通航安全。德勝河現(xiàn)狀航道等級(jí)為Ⅵ級(jí)～等外級(jí)，隨著航道規(guī)劃等級(jí)的提升，德勝河航道全線將按Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)雙線航道進(jìn)行整治。本文就航道整治工程前后，分別對大橋通航條件影響進(jìn)行了評(píng)價(jià)，給出了綜合性的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：航道整治;通航條件;德勝河航道;德勝河特大橋

中圖分類號(hào)：U617? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2020）10-0117-03

德勝河位于常州市新北區(qū)境內(nèi)，起自長江，向南經(jīng)新北區(qū)的春江鎮(zhèn)、薛家鎮(zhèn)、羅溪鎮(zhèn)以及鐘樓區(qū)的新閘街道，最終在連江橋處與京杭運(yùn)河相匯，全長約21.4km，是蘇南地區(qū)的一條通江航道。德勝河連通了京杭運(yùn)河蘇南蘇北段和長江，是一條集防洪、排澇、灌溉、引水、航運(yùn)、生態(tài)景觀等多種功能為一體的區(qū)域性骨干河道，地理位置非常重要。擬建的德勝河特大橋位于魏村船閘[1]下游引航道彎道上，魏村水利樞紐[2]位于德勝河與長江交匯處，是治太骨干工程中湖西片的主要引排工程之一。

德勝河流經(jīng)地區(qū)屬長江水系，河網(wǎng)密布，湖蕩眾多，沿線河床均為土質(zhì)河床，沿線航段多為粉砂土，受暴雨、泄洪及船行波等影響，河岸易坍塌。德勝河河道流速、流向相對穩(wěn)定，少部分航段已建護(hù)岸，航道內(nèi)水面比降平緩，流速較小，對兩側(cè)護(hù)岸頂沖作用較小，河道深槽居中，河床基本穩(wěn)定。沿線河床均為土質(zhì)河床，主要礙航原因?yàn)楹降揽趯捿^窄，且沿線橋梁等級(jí)較低，經(jīng)過整治疏浚、護(hù)岸建設(shè)和橋梁的改建后，淤積礙航將極大改善。

德勝河至今并未進(jìn)行過全面整治，現(xiàn)狀航道（圖1）基本處于自然狀態(tài)，等級(jí)為Ⅵ級(jí)～等外級(jí)。根據(jù)工程段近9年的衛(wèi)星航拍圖片，可以看出該航段的河床較為穩(wěn)定，河床產(chǎn)生的沖淤變化不大，多年來河道邊界和河勢均未發(fā)生明顯變化。根據(jù)規(guī)劃，德勝河航道將依照Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的雙線航道進(jìn)行整治，與此同時(shí)，還將對德勝河魏村樞紐開展擴(kuò)容改建的工程。整治后，航道將被整體拓寬、浚深，航道兩側(cè)將建設(shè)護(hù)岸，河勢整體趨勢將基本維持穩(wěn)定，河道斷面和邊界條件也能維持穩(wěn)定。整治后的德勝河三級(jí)航道將成為江蘇省內(nèi) “二縱五橫” 干線航道網(wǎng)中京杭運(yùn)河這“一縱”的重要組成部分[3]。

1大橋選址符合性論證

1.1? 航道整治工程實(shí)施前

擬建橋梁上游150m處為濱江橋（圖2），下游740m處為老338省道魏村大橋（圖3），距離均不符合要求，需要加大水上過河建筑物的通航孔跨度或采取一孔跨過通航水域。擬建工程位置處及上游170m均有高壓線，均一跨過河且凈高較高，影響較小。

擬建橋位處為常州市金如意新型建材有限公司碼頭，經(jīng)調(diào)查，該碼頭沒有合法手續(xù)，且本工程已將其列入拆遷范圍，正在辦理相關(guān)手續(xù)，碼頭拆除后對擬建橋梁影響較小。擬建工程位置上游220m為永泰水泥制品有限公司碼頭（圖4），下游80m為常州長江熱能有限公司碼頭（圖5），距離均不符合要求，需要加大水上過河建筑物的通航孔跨度或采取一孔跨過通航水域。

擬建橋位上游1.25km為老魏村船閘（圖6）的靠船段，上游680m為R480的彎道，距離符合要求。

1.2 航道整治工程實(shí)施后

擬建橋梁上游240m為改建的濱江橋，下游740m處為改建的魏村大橋，距離均不符合要求，需要加大水上過河建筑物的通航孔跨度或采取一孔跨過通航水域。

擬建工程位置下游80m為常州長江熱能有限公司碼頭，上游220m為永泰水泥制品有限公司碼頭，距離均不符合要求，需要加大水上過河建筑物的通航孔跨度或采取一孔跨過通航水域。

擬建橋位上游53m處為R640的彎道，下游180m處為R640的彎道，上游440m為改建的魏村雙線船閘靠船段，距離均不符合要求，需要加大水上過河建筑物的通航孔跨度或采取一孔跨過通航水域。

2大橋通航尺度及技術(shù)要求論證

2.1? 航道整治工程實(shí)施前

德勝河特大橋跨德勝河現(xiàn)狀航道的通航孔一孔跨過通航水域，橋區(qū)段通航水域?qū)挾葹?0m。Ⅲ級(jí)航道水上過河建筑物通航凈寬不小于60m，橋梁通航凈寬應(yīng)不小于60m。

擬建橋梁跨德勝河現(xiàn)狀航道的通航孔通航孔跨徑為125m，橋位處通航水域?qū)挾葹?0m，橋梁通航孔一孔跨過通航水域。橋梁最低梁底高程為▽11.748，則橋梁實(shí)際通航凈高為11.748-4.1=7.648m，符合通航凈高不小于7m的規(guī)范要求。

綜上分析，擬建橋梁跨德勝河現(xiàn)狀航道的通航孔一孔跨過通航水域，并滿足60×7m的通航凈空要求，符合相關(guān)規(guī)定，橋跨及通航孔布置合理。

航道整治工程實(shí)施前，擬建橋梁跨德勝河現(xiàn)狀航道的通航孔應(yīng)一孔跨過通航水域，通航凈空尺度應(yīng)不小于60×7m。擬建橋梁跨德勝河現(xiàn)狀航道的通航孔一孔跨過通航水域，通航凈空尺度60×7m，符合要求。

2.2? 航道整治工程實(shí)施后

擬建橋梁預(yù)留跨越德勝河規(guī)劃航道的通航孔西側(cè)橋墩根據(jù)設(shè)計(jì)方案已在擬建魏村船閘引航道護(hù)岸和大堤外側(cè)，橋位處擬建魏村船閘引航道護(hù)岸距規(guī)劃航道中心線35m。因此，擬建橋梁預(yù)留跨越德勝河規(guī)劃航道的通航孔西側(cè)橋墩距航道中心線的通航凈寬應(yīng)不小于35m。

擬建橋梁預(yù)留跨越德勝河規(guī)劃航道的通航孔東側(cè)橋墩在規(guī)劃魏村船閘引航道內(nèi)為水中墩，綜合考慮橋軸法線與航道中心線夾角、橋孔縱深和水流對航寬的影響，根據(jù)以下公式計(jì)算大橋主跨的通航凈寬：

式中，Bm2為單孔雙向通航凈寬（m）;BF為船舶或船隊(duì)航跡帶寬度（m）;b為上下行船舶或船隊(duì)會(huì)船時(shí)的安全距離（m），可取船舶或船隊(duì)寬度;△Bm為船舶或船隊(duì)與兩側(cè)橋墩間的富裕寬度（m），Ⅲ級(jí)航道可取0.6倍的航跡帶寬度;Pd為下行船舶或船隊(duì)偏航距（m）;Pu為上行船舶或船隊(duì)偏航距（m），可取0.85倍下行偏航距;BS為船舶或船隊(duì)寬度（m）;L為頂推船隊(duì)或貨船長度（m）;β為船舶或船隊(duì)航行漂角（?），Ⅲ級(jí)航道可取為6°。

僅考慮水流影響時(shí)，擬建橋梁預(yù)留跨越德勝河規(guī)劃航道的通航孔東側(cè)橋墩距航道中心線的通航凈寬不應(yīng)小于85.4/2=42.7m。由于擬建橋梁橋位選址不符合要求，應(yīng)加大水上過河建筑物通航孔跨度或采取一孔跨過通航水域?？紤]以加大橋位處平均橫流流速的方式加大通航孔跨度，取橋位處平均橫流流速為0.1m/s，計(jì)算得到擬建橋梁預(yù)留跨越德勝河規(guī)劃航道的通航孔東側(cè)橋墩距航道中心線的通航凈寬不應(yīng)小于97.2/2=48.6m。結(jié)合擬建橋位上游190m擬改建的濱江橋設(shè)計(jì)方案（通航凈空尺度110×7m），考慮采用對孔布設(shè)，擬建橋梁預(yù)留跨越德勝河規(guī)劃航道的通航孔東側(cè)橋墩距航道中心線的通航凈寬不應(yīng)小于110/2=55m。

因此，擬建橋梁預(yù)留跨越德勝河規(guī)劃航道的通航孔通航凈寬應(yīng)不小于35+55=90m。

擬建橋梁預(yù)留跨越德勝河規(guī)劃航道的通航孔跨徑為125m，橋梁中軸線法線方向與航道中心線夾角為10.8°。橋梁實(shí)際通航凈寬為90m，投影至橋梁中軸線的寬度為90/cos10.8°=91.6m，在此范圍內(nèi)，橋梁最低梁底高程為▽11.748，則橋梁的實(shí)際通航凈高為11.748-4.1=7.648m，符合通航凈高的規(guī)范要求。

綜上分析，擬建橋梁預(yù)留跨越德勝河規(guī)劃航道的通航孔西側(cè)橋墩落在規(guī)劃護(hù)岸后方，滿足90×7m的通航凈空要求，符合相關(guān)規(guī)定，橋跨及通航孔布置基本合理。

航道整治工程實(shí)施后，擬建橋梁預(yù)留跨越德勝河規(guī)劃航道的通航孔西側(cè)橋墩落在規(guī)劃護(hù)岸后方，通航凈空尺度應(yīng)不小于90×7m。擬建橋梁預(yù)留跨越德勝河規(guī)劃航道的通航孔通航凈空尺度90×7m，符合要求。

3大橋航標(biāo)配布影響論證

3.1? 航道整治工程實(shí)施前

航道整治工程實(shí)施前，擬建橋梁跨德勝河現(xiàn)狀航道的通航孔一孔跨過通航水域，未在河道內(nèi)設(shè)置阻水建筑物，因此對德勝河的水流條件影響不大。

航道整治工程實(shí)施前，德勝河特大橋橋區(qū)段航道經(jīng)過多年運(yùn)行，河線、兩岸岸坡基本位置穩(wěn)定成型，河道斷面等平面形態(tài)和邊界條件也能維持穩(wěn)定。擬建橋梁跨德勝河現(xiàn)狀航道的通航孔一孔跨過通航水域，橋梁的建設(shè)對河道斷面的影響甚微，可以忽略不計(jì)。

擬建橋梁跨德勝河現(xiàn)狀航道的通航孔一孔跨越通航水域，不在河道內(nèi)設(shè)置阻水建筑物。

3.2? 航道整治工程實(shí)施后

航道整治工程實(shí)施后，根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，橋梁建設(shè)后，擬建橋梁對于航道水流條件基本無影響。建橋后，由于橋墩的調(diào)整作用，水流更多集中在航道中，橋址處航道流速最大達(dá)0.20m/s。橋址處航道的最大橫向流速約為0.07m/s，平均橫向流速約為0.02m/s。流速矢量與航道中線最大夾角為11°。

航道按規(guī)劃等級(jí)整治后，航道將被整體拓寬、浚深，航道兩側(cè)將建設(shè)護(hù)岸，河勢整體趨勢將基本維持穩(wěn)定，河道斷面等平面形態(tài)和邊界條件也能維持穩(wěn)定。

擬建橋梁預(yù)留跨越德勝河三級(jí)航道的通航孔通航凈空尺度符合相應(yīng)航道等級(jí)要求，設(shè)置完善的助導(dǎo)航設(shè)施以及警示標(biāo)志后，工程建設(shè)對通航安全的影響較小。

4 結(jié)論

本文就德勝河航道整治工程前后，分別對擬建的德勝河特大橋通航條件影響進(jìn)行了評(píng)價(jià)。航道整治工程實(shí)施前，擬建橋梁跨德勝河現(xiàn)狀航道的通航孔一孔跨過通航水域，選址滿足規(guī)范要求，通航凈空尺度滿足要求，不會(huì)對老航道水流條件產(chǎn)生影響，對河道斷面也影響甚微。航道整治工程實(shí)施后，擬建橋梁預(yù)留跨越德勝河規(guī)劃航道的通航孔加大跨徑后，選址滿足規(guī)范要求，通航凈空尺度滿足要求，在設(shè)計(jì)完善的助導(dǎo)航設(shè)施和警示標(biāo)志后，擬建工程對航標(biāo)配布影響較小，對工程段水流流速、流向、水位等影響較小，對航道整治工程影響較小。

參考文獻(xiàn)：

[1]紀(jì)汝民.德勝河魏村船閘工程可行性研究報(bào)告審查通過[J].水運(yùn)工程， 1988（4）： 46.

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[3]徐飛.德勝河航道升級(jí)整治的迫切性[J].中國水運(yùn)（下半月）， 2015， 15（001）： 216-217.