基于監(jiān)測水位數(shù)據(jù)變化的通航凈空高度安全性分析

摘要：為驗(yàn)證右江現(xiàn)有橋梁纜線的凈高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，文章基于右江航道水文分析報(bào)告（2016年調(diào)查編制），對(duì)右江橋梁纜線的凈空高度進(jìn)行重新取值計(jì)算，結(jié)果表明：重新計(jì)算的凈高大于原設(shè)計(jì)凈高的占比為66%，凈高值仍不達(dá)1 000噸級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)的橋梁有10座，跨江纜線有92條；凈高不足的橋梁纜線中，纜線占比90%，橋梁整治應(yīng)以預(yù)防為主，纜線整治應(yīng)以整改為主；基于監(jiān)測水位數(shù)據(jù)變化得到的最高通航水位水面線下降趨勢，提高了橋梁纜線通航凈高滿足比例，縮小了整治范圍，節(jié)約投入成本，縮短整治周期，具有實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：橋梁；纜線；通航凈空高度；水位監(jiān)測

中圖分類號(hào)：U612.32

0 引言

右江自百色起至宋村三江口止，全長318.8 km，全河落差49.03 m。2020-12-29，右江航道整治工程（兩省區(qū)界—百色）開工，按內(nèi)河Ⅲ級(jí)航道通航1 000噸級(jí)船舶標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)，工程估算總投資為32 612萬元，已于2022年基本完成。自此，1 000噸級(jí)船舶將可從云南富寧港出發(fā)，經(jīng)廣西直達(dá)珠江三角洲地區(qū)，形成富寧至廣州1 280 km的“黃金水道”。然而右江轄區(qū)內(nèi)存在部分跨河建筑物凈空高度不足現(xiàn)象，需要進(jìn)行整治。經(jīng)過摸底調(diào)查，右江凈高不足的橋梁纜線占所有橋梁纜線總數(shù)的43%，整治范圍巨大，需要投入大量人力物力。為驗(yàn)證調(diào)查結(jié)果的可靠程度，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重新驗(yàn)算。

1 進(jìn)行驗(yàn)算的必要性

右江有跨河橋梁37座、纜線256條，其中凈空高度低于1 000噸級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)的跨江纜線有107條，橋梁20座。右江1 000噸級(jí)航道建設(shè)的水下疏浚施工雖已全部完工，維護(hù)水深達(dá)到1 000噸級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，但由于部分跨河建筑物凈空高度低于1 000噸級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)，存在安全隱患，限制了右江航道的升級(jí)［1］。目前只能通過設(shè)置通航限高，限制過往船舶噸位，避免發(fā)生船舶碰撞事故。限高取跨河建筑物最小凈空高度值，過往船舶通行需注意查看通航凈高指示牌等相關(guān)指示標(biāo)志，了解所在河段航道通航最低凈高尺度，注意行船安全。而對(duì)凈空高度不足的橋梁纜線進(jìn)行整治要各管養(yǎng)單位、業(yè)主積極配合，且需要大量資金。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因：

（1）右江新建跨河建筑物凈空高度標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生變化。根據(jù)南寧航道養(yǎng)護(hù)中心調(diào)查，1965年，右江設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為國家Ⅵ級(jí)航道，2005—2011年，右江三大樞紐船閘，那吉、漁梁、金雞航運(yùn)樞紐建成回水，庫區(qū)航道等級(jí)設(shè)計(jì)為Ⅲ級(jí)。至此，右江航道設(shè)計(jì)航道等級(jí)為Ⅲ級(jí)，跨河建筑物的設(shè)計(jì)按Ⅲ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)，而右江2011年以前修建的橋梁有28座，纜線有239座，按當(dāng)時(shí)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，右江設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為國家Ⅵ級(jí)航道，通航120噸級(jí)拖帶船隊(duì)，凈高標(biāo)準(zhǔn)為4.5 m，側(cè)高標(biāo)準(zhǔn)為3.4 m，審批建設(shè)時(shí)加上富裕計(jì)算值所設(shè)計(jì)的橋梁纜線凈空高度和現(xiàn)今1 000噸級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)，凈高為10 m，側(cè)高為6 m相差甚遠(yuǎn)。

（2）右江存在少量纜線搭建達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，整改不及時(shí)，凈空高度偏低的情況。

航道通航凈空尺度主要受以上兩類建筑物影響。近年來，右江航運(yùn)發(fā)展迅猛，船舶數(shù)量及噸位持續(xù)增長，并受山區(qū)河流河道窄深、水位陡漲陡落、水流湍急等多因素影響，橋梁、纜線防船撞需求愈加突出。在內(nèi)河航運(yùn)船型大型化的背景下，船舶一旦偏離航道撞擊橋梁，極易造成橋毀船沉的重大事件，船撞問題已成為制約右江平安交通的關(guān)鍵因素之一。截至2022年年底的調(diào)查結(jié)果，右江已整改凈空高度不足的纜線21座，整改項(xiàng)目還在繼續(xù)開展，對(duì)右江航道橋梁纜線通航凈高進(jìn)行重新驗(yàn)算及對(duì)比分析，評(píng)估目前航道通航限高的合理性、精確性和可靠性差異，為右江整治工程提供數(shù)據(jù)支持。

2 通航凈高重新驗(yàn)算

2.1 最高通航水位的選取

右江河段航道規(guī)劃為Ⅲ級(jí)航道，通航1 000噸級(jí)船舶，通航的設(shè)計(jì)船型均為1頂2×1 000噸級(jí)分節(jié)駁的頂推船隊(duì)及1 000噸級(jí)貨船。設(shè)計(jì)船隊(duì)尺度為總長L×型寬B×滿載吃水T=160 m×10.8 m×2.0 m?？紤]右江為山區(qū)性河流，根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》（GB50139-2014）的規(guī)定，通航凈空技術(shù)尺度設(shè)計(jì)最高通航水位洪水重現(xiàn)期取10年，通航凈高標(biāo)準(zhǔn)為10 m，側(cè)高標(biāo)準(zhǔn)為6 m。

在橋梁纜線的最高通航水位計(jì)算中，根據(jù)以上、下游樞紐設(shè)計(jì)最高通航水位為邊界條件，采用比降插入法求得橋梁纜線相對(duì)應(yīng)的最高通航水位，全文采用56黃基計(jì)算。

2.2 橋梁通航凈高差值計(jì)算（圖1）

2.3 纜線通航凈高差值計(jì)算（圖2）

2.4 橋梁通航凈寬計(jì)算

根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》（GB50139-2014）［2］附錄C，選取老口庫區(qū)金陵公路橋、那墨大橋?yàn)榈湫?，單孔雙向通航凈寬Bm1、單孔單向通航凈寬Bm2計(jì)算結(jié)果如表1所示。

2.5 橋梁通航側(cè)高計(jì)算

橋梁側(cè)高根據(jù)橋梁簡圖作圖計(jì)算，并以庫區(qū)為區(qū)段劃分，篩選最小凈空高度的跨河建筑物，其中跨江纜線凈空高度以最低弧垂點(diǎn)高程計(jì)算，跨河橋梁凈空高度以橋梁通航最小凈空高度計(jì)算（側(cè)高與凈高最小值）［3］，結(jié)果如表2所示。

3 驗(yàn)算結(jié)果

（1）計(jì)算凈高大于設(shè)計(jì)凈高比例為66%，計(jì)算結(jié)果中，凈高值仍不達(dá)1 000噸級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)的橋梁有10座，跨江纜線有92條（纜線考慮10 m凈高標(biāo)準(zhǔn)、船舶航行富裕高度、纜線安全富裕高度）。與按照設(shè)計(jì)凈高值判斷的20座，107條兩者差值較大。原因是右江航道全線渠化，右江河段自上游而下依次建成的那吉、魚梁、金雞、老口樞紐，使得通航條件得到很大改善，右江各梯級(jí)受上游水庫調(diào)節(jié)后庫區(qū)設(shè)計(jì)最高通航水位水面線有所下降，提高了通航限高的富裕值。

（2）設(shè)計(jì)凈高與計(jì)算凈高進(jìn)行對(duì)比，橋梁差值幅度在-2.76～3.83 m，纜線差值幅度在-1.5～1 m，橋梁差值較大的原因是橋區(qū)航道在歷年里都有得到優(yōu)化疏浚，數(shù)據(jù)可靠，具有參考價(jià)值。

（3）凈高不足的橋梁纜線中，纜線占比90%，橋梁整治應(yīng)以預(yù)防為主，纜線整治應(yīng)以整改為主。

（4）經(jīng)計(jì)算，右江最小凈空篩選與目前航道通航限高值一致，通航限高設(shè)置合理。

4 建議

右江枯水流量小，洪水暴漲暴落，洪峰歷時(shí)短，主要表現(xiàn)出山區(qū)河流的特性?？菟跉v時(shí)6～8個(gè)月，一般為10月至翌年的5月，洪水期為6～9月。洪枯水位漲落最大幅度達(dá)20 m左右?？筛鶕?jù)右江枯洪水期特點(diǎn)，設(shè)置兩個(gè)時(shí)間段的過河船舶限高標(biāo)準(zhǔn)，提高可通行船舶噸位，增加經(jīng)濟(jì)效益。在預(yù)防措施方面：（1）加裝防撞措施，并安裝明顯指示標(biāo)志；（2）加強(qiáng)制度建設(shè)；（3）利用現(xiàn)代科技，打造智慧航道，配備監(jiān)控、通訊、預(yù)警設(shè)施；（4）加強(qiáng)對(duì)船舶狀況和船員素質(zhì)的監(jiān)管；（5）洪水期，設(shè)置被動(dòng)防撞措施的同時(shí)應(yīng)采取積極主動(dòng)的防船撞安全應(yīng)對(duì)預(yù)案，提前化解船撞風(fēng)險(xiǎn)。在整治手段上，對(duì)不符合凈高要求的纜線，由政府部門牽頭，業(yè)主單位承擔(dān)主要責(zé)任，強(qiáng)制整改和拉高；對(duì)不符合凈高要求的橋梁，組織專家論證會(huì)，對(duì)橋梁進(jìn)行改造，如進(jìn)行抬高橋面高度、改變大橋橋跨布置等改造方案的可行性研究，或?qū)?jīng)濟(jì)效益較低的橋梁進(jìn)行拆除重建；在資金投入方面，隨著航道的優(yōu)化升級(jí)，將跨河纜線橋梁凈高的升級(jí)改造納入到右江航道升級(jí)改造項(xiàng)目中一并實(shí)施。

5 結(jié)語

隨著右江船舶通過量的不斷增加，右江部分跨河建筑物的凈空高度不足已成為制約航道發(fā)展的“咽喉”，給右江航道升級(jí)帶來極大考驗(yàn)，橋梁纜線凈高的整改是關(guān)鍵因素。為提高數(shù)據(jù)的可靠性，需要將橋梁纜線通航凈高重新計(jì)算，保證整治工作低成本、高效率地進(jìn)行。本文對(duì)驗(yàn)算結(jié)果做出了正確的分析，并提出建議，確保航道通航安全暢通，為凈空高度不足的整治工作提供了技術(shù)分享。

參考文獻(xiàn)

［1］廣西壯族自治區(qū)人民政府.廣西西江黃金水道建設(shè)規(guī)劃［Z］.2010.

［2］GB 50139-2014，內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［3］廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院.右江航道水文分析報(bào)告［Z］.2016.

收稿日期：2024-03-21

作者簡介：梁 娟（1989—），工程師，主要從事內(nèi)河航道養(yǎng)護(hù)工作。