李鳥英 中交第二航務工程勘察設計院有限公司廣州分公司

航道平面布置方案是航道平面布置和施工實踐的重要參考，所以布置方案是否具有科學性、合理性，直接影響后續(xù)的航道布置實踐以及航道利用實踐。從目前的現(xiàn)實要求入手對航道的布置進行分析，一方面需要基于基礎環(huán)境對航道的布置做基本思考，同時還要基于成本控制以及安全性等對航道布置方案做細節(jié)優(yōu)化，這樣，航道平面布置方案的整體設計才會更加合理。當然，立足于不同要點設計的航道平面布置方案，會有差異，綜合航道平面布置的相關原則和標準對不同方案做對比分析，并對方案做優(yōu)化，這樣可以選擇更具科學性、合理性、經濟性和實用性的航道平面布置方案。

1.航道平面布置的原則與設計依據(jù)

在航道平面布置方案設計和優(yōu)化的過程中，必須要對航道平面布置的原則進行明確。以目前的實踐為例，航道平面布置和優(yōu)化的具體原則有4個：1）航道的選線應結合港口現(xiàn)狀及總體規(guī)劃確定，并適當留有發(fā)展余地；2）航道選線應盡可能利用水深條件，減少工程量；同時盡量減小航道轉彎段夾角，以利于船舶的航行；3）根據(jù)港口建設現(xiàn)狀和發(fā)展情況，合理確定航道的建設規(guī)模，在滿足港口發(fā)展要求的同時合理控制資金投入；4）結合當?shù)夭ɡ恕⒊绷?、風、泥沙等自然條件，同時考慮導助航標志的設置和施工條件等因素綜合確定航道方案。

在航道平面布置的過程中，不僅要有遵守的原則，更要有參考的依據(jù)，這樣，航道平面布置的實際效果才會更加突出。以目前的實踐為例，在航道平面布置的過程中，需要以以下規(guī)范或技術標準為主要設計依據(jù)，具體為《海港總體設計規(guī)范》JTS 165-2013、《港口與航道水文規(guī)范》JTS 145-2015、《航道整治工程技術規(guī)范》JTJ 312-2003、《疏浚與吹填工程設計規(guī)范》JTS 181-5-2012、《疏浚與吹填工程施工規(guī)范》JTS 207-2012、《中國海區(qū)水上助航標志》GB 4696-1999。在基礎規(guī)范和技術原則明確的情況下，航道平面布置還需要對控制船舶的主尺度進行確定。為了滿足航道沿線各企業(yè)的運輸需求，工程設計船型根據(jù)沿線各企業(yè)運輸船型來確定，本工程設計代表船型如表1所示。

表1 設計船型主尺度表

2.航道平面布置方案設計

在明確了航道平面設計的基本原則和參考依據(jù)之后，接下來的重要工作便是通過實地調查來了解航道平面布置方案需要考慮的具體元素，同時對各類元素進行分析與強調，從而形成完整的方案。珠海港高欄港區(qū)黃茅海作業(yè)區(qū)現(xiàn)有航道軸線為折線型，本工程是在現(xiàn)有航道的基礎上進行拓寬浚深。本方案航道根據(jù)沿線各企業(yè)的設計船型資料，航道采用分段設計，航道起點為現(xiàn)有黃茅海航道與高欄港主航道的交點A點，終點為三一海洋重工碼頭南側的F點，轉向點為A、B、C點，航道起點至中海油深水海洋工程裝備制造基地碼頭段航道滿足中海油深水海洋工程裝備制造基地碼頭最大設計船型海洋石油229乘潮單向通航需求，設計底高程-9.7m，挖槽寬度211.8m，中海油深水海洋工程裝備制造基地碼頭至三一海洋重工碼頭段航道滿足三一海洋重工碼頭最大設計船型20000噸級甲板駁及烽火科技碼頭最大設計船型6500噸級海纜敷設船乘潮單向通航的需求，設計底高程-9.7m，挖槽寬度111.2m。基于海港的實際需要，結合航道拓寬的方式對航道總平面布置進行設計，最終形成了兩個方案，以下是對具體方案的闡述。

2.1 方案一

黃茅海航道目前航道東北側水域水深較深，原泥面標高普遍為-3～-9m，而西南側水域水深較淺，原泥面標高僅為-1～-3m。但黃茅海航道東北側水域目前已建有珠海海重鋼管有限公司鋼管制造基地碼頭、中鐵武橋碼頭、珠海巨濤海洋石油服務有限公司碼頭、中海油深水海洋工程裝備制造基地碼頭、番禺珠江鋼管（珠海）基地碼頭、三一海洋重工碼頭等多個碼頭，若此段航道向東北側拓寬，會占用東北側已建碼頭的部分回旋水域。綜合考慮航道周邊水域水深條件和已建項目的情況，B-F段航道拓寬采用雙側拓寬的方式。

本方案航道起點為現(xiàn)有黃茅海航道與高欄港主航道的交點A點，終點為三一海洋重工碼頭南側的F點，轉向點為B、C 點，航道全長為938 3.9 m，其中A B航段方位為313°0′0″～133°0′0″，航道長度2354.8m，挖槽寬度211.8m，設計底高程-9.7 m；B C 航段方位為3 2 9°0′0″～14 9°0′0″，航道長度1916.5m，挖槽寬度211.8m，設計底高程-9.7 m；CF 航段方位為321°23′48″～141°23′48″，其中CD 航段航道長度2752.5 m，挖槽寬度211.8 m，設計底高程-9.7m；DE 航段為航道寬度變化的過渡段，航道長度187.7m，挖槽寬度111.2m～211.8m，設計底高程-9.7 m；EF 航段航道長度2172.4m，挖槽寬度111.2m，設計底高程-9.7m。

根據(jù)現(xiàn)有測圖進行計算，總平面布置方案一疏浚量為1170.2萬m，疏浚計算超寬為4m，超深0.5m，邊坡1:7，疏浚土全部為2級土。疏浚土優(yōu)先回填于三一海洋重工碼頭北側的吹填區(qū)，剩余的疏浚土外拋處理。

2.2 方案二

平面布置方案二中，航道平面尺度及設計底高程與總平面布置方案一相同?？紤]到現(xiàn)有黃茅海航道東北側水域目前已建有珠海海重鋼管有限公司鋼管制造基地碼頭、中鐵武橋碼頭、珠海巨濤海洋石油服務有限公司碼頭、中海油深水海洋工程裝備制造基地碼頭、番禺珠江鋼管（珠海）基地碼頭、三一海洋重工碼頭等多個碼頭，為避免航道占用各碼頭的回旋水域、減小航道疏浚工程對碼頭的影響，方案二將航道向西南側進行單側拓寬。拓寬后航道各航段的設計尺度與方案一相同。

由于拓寬方式的不同，航道軸線位置相應產生變化，故航道長度與方案一略有不同。本方案航道總長9411.3m。根據(jù)現(xiàn)有測圖進行計算，水域疏浚量為1213.7萬m，超深、超寬、邊坡、土質及疏浚土處理方式同方案一。

3.航道綜合分析

在設計好兩個方案之后，為了進一步的確定方案的優(yōu)劣，還需要基于航道以及港口的實際需要綜合性分析。在綜合性分析的過程中，需要強調的內容主要如下。

3.1 航道穩(wěn)定性分析

根據(jù)《珠海高欄港黃茅海（電廠至茂盛海洋段）航道工程地質勘察報告》，鉆探區(qū)域-18.0m以上工程地質層分別為淤泥、淤泥質土、粘土，其中淤泥層平均層底標高-14.78m，且鉆孔至-18.0米處仍未發(fā)現(xiàn)風化巖分布，易于航道開挖。

經過高欄港區(qū)航道以及多個項目港池水域多年使用驗證，航槽以及港池邊坡基本穩(wěn)定。

根據(jù)《珠海港高欄港區(qū)5萬噸黃茅海航道工程回淤分析與數(shù)學模型計算研究報告》（珠江水利委員會珠江水利科學研究院）的分析結果，本工程區(qū)域年預計厚度為0.98m/a。由于受到潮流、波浪以及周邊工程施工的影響，工程水域將會受到一定的影響。但隨著航道的使用，水下地形將逐步穩(wěn)定，但工程水域回淤仍比較明顯，需要定期進行維護疏浚。

3.2 通航能力分析

本工程推薦方案航道長約9383.9m，主要影響航道通航的因素包括風、浪、流、霧等自然因素。結合項目的實際特點，通過能力按乘潮船舶進行計算。根據(jù)本工程的實際情況，船舶運行方式按成批上、成批下考慮。

首先是理論通過能力。乘潮船隊以1艘“海洋石油229”號船舶為一組，船舶進出航道乘潮選用的是歷時4小時90%保證率的乘潮水位（1.36m）。運行方式為成批上、成批下航道理論通過能力按下列公式計算：C=6n1000KsVTQ/（m+1）Lc?；谠摴胶拖嚓P數(shù)據(jù)進行計算，乘潮船隊的航道理論年通過能力為228450.8萬噸。

其次是設計通航能力。運行方式為成批上、成批下的乘潮船隊的航道設計通過能力按下列公式計算：Cs=PKKKC/K?；谠摴胶拖嚓P數(shù)據(jù)進行計算，乘潮船隊的航道設計年通過能力為23130.6萬噸。

4.航道平面布置方案的工程量對比與方案選擇

在航道平面布置方案設計和優(yōu)化的過程中，要確定具體的方案，需要將工程量和成本作為重要的參考指標。對兩個方案實施過程中的主要指標以及工程量進行明確，并對比方案落實的優(yōu)勢和不足，這樣可以最終確定具有科學性的航道平面布置方案。表2是基于此次工程的主要指標和工程量匯總表。

表2 主要指標及工程量表

對兩個方案的主要指標和工程量做對比，同時思考其他要素，兩個方案在具體執(zhí)行中的優(yōu)勢和缺點如表3所示。從整體需求方向進行分析，兩個總平面布置方案均能滿足到港船舶通航要求，從合理減少疏浚工程量、節(jié)省工程投資的角度出發(fā)，本階段暫推薦總平面布置方案一。

表3 方案優(yōu)缺點比較表

5.結束語

綜上所述，航道平面方案設計對港口航道工程的規(guī)劃和建設有重要的指導意義，且方案設計本身工作具有復雜性，會影響后續(xù)的工程實踐成本，因此在設計方案的時候需要強調面面俱到。文章以具體的工程為例對航道平面方案的設計和選擇進行思考，旨在為目前的實踐工作提供指導和幫助。