喬菲菲,劉俊舒
(1. 中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司,上海 200032;2. 中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司,天津 300200)
伴隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)體量和對(duì)外貿(mào)易規(guī)模的快速增長(zhǎng),我國(guó)內(nèi)河水路運(yùn)輸蓬勃發(fā)展。內(nèi)河航運(yùn)作為重要的戰(zhàn)略資源,發(fā)揮著越來(lái)越明顯的優(yōu)勢(shì)?;礊I縣內(nèi)河水運(yùn)資源豐富,境內(nèi)擁有淮河干流、洪河、白露河、閭河、烏龍港、飲馬港等10 條主要河流,但受水利等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后、防洪標(biāo)準(zhǔn)不高、通江達(dá)海不夠通暢等因素影響,淮濱縣內(nèi)河水運(yùn)功能尚未得到充分發(fā)揮,目前主要通航河流為淮河干流,其他河流基本處于自然狀態(tài),河道狹窄,彎道多,加之疏于整治,基本處于斷航狀態(tài)。
為響應(yīng)“淮河生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶”發(fā)展戰(zhàn)略,并落實(shí)“河南省貫徹落實(shí)淮河生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展規(guī)劃實(shí)施方案”的通知,淮濱縣提出了開展淮濱縣淮河、洪河、白露河、閭河“四河聯(lián)運(yùn)”航道疏浚工程,大力發(fā)展內(nèi)河水運(yùn)的設(shè)想。目前,淮濱縣境內(nèi)淮河已進(jìn)行了整治,洪河也已完成了工可等前期研究工作,白露河和閭河的航道疏浚工程正處于可行性研究階段。本文依托白露河航道疏浚工程,對(duì)白露河新建航運(yùn)樞紐的選址和閘位布置進(jìn)行分析研究。
白露河是淮河右岸一級(jí)支流,發(fā)源于大別山區(qū)新縣小界嶺,流經(jīng)光山、商城、潢川、固始、淮濱,全長(zhǎng)141 km,流域面積約2238 km2。白露河位于淮濱縣境東南部,自淮濱縣王店鄉(xiāng)吳樓村入縣境,由西南向東北流經(jīng)王店、期思、谷堆三個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn)),在谷堆鄉(xiāng)吳寨村出縣境入淮河,是淮濱縣與固始縣的界河,境內(nèi)河長(zhǎng)72 km,河床平均寬75 m,流域面積285 km2。
結(jié)合航道現(xiàn)狀及運(yùn)量發(fā)展預(yù)測(cè),根據(jù)相關(guān)規(guī)劃要求,白露河暫按V 級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行整治[1],整治后航道全長(zhǎng)約42 km,底寬不小于35 m,航道水深不小于2.5 m,設(shè)計(jì)代表船型為300 噸級(jí)貨船??紤]到內(nèi)河船舶大型化發(fā)展趨勢(shì)與航道發(fā)展規(guī)劃,遠(yuǎn)期將500 t 貨船及30 TEU集裝箱船作為遠(yuǎn)期兼顧船型,過(guò)河建筑物通航凈高不小于8.0 m,過(guò)河建筑物通航凈寬不小于55 m。
白露河新建航運(yùn)樞紐位于白露河下游,由節(jié)制閘、船閘組成??紤]到遠(yuǎn)期兼顧500 t 貨船以及30 TEU 集裝箱船的需求,船閘按Ⅳ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),設(shè)計(jì)最大船舶噸級(jí)為500 t,閘室有效尺度為120 m×24 m×4 m(有效長(zhǎng)度×有效寬度×門檻水深),設(shè)計(jì)年單向通過(guò)能力395 萬(wàn)噸。節(jié)制閘為Ⅱ等大(2)型,按10年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),流量為2320 m3/s。
樞紐位置的選擇應(yīng)充分發(fā)揮樞紐工程的綜合效益,同時(shí)盡可能滿足船舶的通航要求[2]。閘址選擇的具體原則如下:
(1)符合水利、航道及城市相關(guān)規(guī)劃,充分考慮與上下游水位的銜接條件。
(2)閘址應(yīng)選擇在穩(wěn)定順直或微彎的河段,以利于行洪和船舶航行安全;地形、地貌條件應(yīng)滿足樞紐及主要建筑物布置要求;地質(zhì)條件應(yīng)適合建設(shè)樞紐工程。
(3)滿足樞紐總體布置及通航建筑物布置要求,所選閘址應(yīng)為合理布置通航建筑物、擋泄水建筑物等創(chuàng)造良好條件,滿足船閘及引航道所需直線段長(zhǎng)度、通航水流條件及泄水建筑物泄流條件。
(4)船閘宜臨岸布置,并妥善處理好與周邊過(guò)河建筑物、道路等建(構(gòu))筑物的關(guān)系。
(5)應(yīng)充分考慮工程占地、拆遷等因素,盡可能減少農(nóng)田淹沒,避開居民集中居住區(qū)等。
(6)應(yīng)滿足施工組織對(duì)場(chǎng)地布置、對(duì)外交通、材料供應(yīng)等的需要,滿足施工導(dǎo)流、施工安全度汛的要求。
考慮到白露河按V 級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行整治,通過(guò)水文分析,結(jié)合現(xiàn)狀河道底高程和設(shè)計(jì)通航水位,為了減少河道土方開挖,樞紐位置應(yīng)盡可能選在下游靠近入淮河口的地方。按照上述選址原則,綜合考慮地形地質(zhì)條件、水文泥沙特性、樞紐布置、通航水流條件、對(duì)外交通、對(duì)周邊建(構(gòu))筑物及征地的影響、施工及運(yùn)營(yíng)管理等因素,擬定了兩個(gè)樞紐位置進(jìn)行比選:方案一位于在建G328 跨白露河大橋下游,距離白露河入淮河口2.25 km,方案二位于在建G328 跨白露河大橋上游,距離白露河入淮河口4.2 km,如圖1 所示。
方案一閘址位于白露河右岸,閘軸線位置在航道里程2.25 km 處,上游距在建G328 跨白露河大橋約1.3 km。此處河道順直微彎,兩岸堤防完整,堤距約150 ~200 m;河槽相對(duì)居中,寬約40 ~50 m,底標(biāo)高14.27 ~16.85 m。兩岸灘地寬約50 ~100 m,標(biāo)高25 ~27 m 左右。
方案二閘址位于白露河左岸,閘軸線位置在航道里程4.2 km 處,下游距在建G328 跨白露河大橋約1.1 km。此處現(xiàn)狀河道較彎曲呈“Ω”分布,左岸堤防完整,右岸堤防缺失嚴(yán)重,且兩岸堤距較寬,約500 ~900 m;河槽分布不規(guī)則,寬約30 ~60 m,底標(biāo)高15.87 ~18.66 m。兩岸灘地寬約100 ~750 m,標(biāo)高22 ~28 m 左右。為保證船閘引航道直線段布置,該方案需對(duì)現(xiàn)狀彎曲河道進(jìn)行截彎取直。
方案一(在建G328跨白露河大橋下游)和方案二(在建G328 跨白露河大橋上游)船閘、節(jié)制閘主體段結(jié)構(gòu)布置大致相同,兩方案因水流條件和地形條件的不同,其上下游引航道、連接段、引堤、防汛道路等相關(guān)附屬建(構(gòu))筑物的布置存在差異。
4.1.1 方案一
船閘上閘首軸線布置在航道里程2.25 km 處,樞紐范圍內(nèi)河道總長(zhǎng)2440 m,節(jié)制閘沿老河槽布置,船閘布置在節(jié)制閘的東側(cè),上閘首交通橋與節(jié)制閘交通橋在同一軸線上??紤]到結(jié)構(gòu)布置需要、減少征地等因素,兩閘中心線之間的距離為137 m。該方案退建右岸大堤,退建范圍內(nèi)現(xiàn)狀為農(nóng)田和水塘,平均后退距離90 m,退建長(zhǎng)度約1400 m,形成場(chǎng)地兩岸堤頂距240 ~280 m。船閘與節(jié)制閘共建管理區(qū),管理區(qū)布置在兩閘主體結(jié)構(gòu)之間,船閘東側(cè)布置18.5 m 引堤接岸,節(jié)制閘西側(cè)布置11.4 m 引堤接岸;船閘東側(cè)新建1353 m 防汛道路,北端與現(xiàn)狀堤頂?shù)缆废嘟?,南端與在建G328 跨白露河大橋引道相接。
船閘引航道按雙向過(guò)閘布置導(dǎo)航和靠船建筑物,船舶、船隊(duì)過(guò)閘方式采用直線進(jìn)閘、曲線出閘方式,內(nèi)、外引航道在平面上呈不對(duì)稱型布置。船閘上下游引航道長(zhǎng)度均為370 m,與節(jié)制閘之間設(shè)隔流堤;引航道末端為口門區(qū),口門區(qū)與主航道之間為連接段,上游連接段長(zhǎng)約841 m,下游連接段長(zhǎng)約584 m。具體詳見圖2。
4.1.2 方案二
船閘上閘首軸線布置在航道里程4.2 km 處,樞紐范圍內(nèi)河道總長(zhǎng)1820 m,對(duì)現(xiàn)狀河道截彎取直后樞紐布置在原灘地上,船閘臨岸(靠左岸)布置,節(jié)制閘布置在船閘右側(cè),上閘首交通橋與節(jié)制閘交通橋在同一軸線上??紤]到結(jié)構(gòu)布置需要、減少征地等因素,兩閘中心線之間的距離為137 m。船閘與節(jié)制閘共建管理區(qū),管理區(qū)布置在兩閘主體結(jié)構(gòu)之間,為滿足樞紐運(yùn)營(yíng)管理需要,船閘西側(cè)布置52.1 m 引堤接岸,節(jié)制閘東側(cè)布置457.6 m 引堤接岸。此方案引航道和口門區(qū)布置尺度與方案一相同,上游連接段長(zhǎng)約565 m,下游連接段長(zhǎng)約542 m。具體詳見圖3。
方案一閘址處河道順直,引航道布置順暢,節(jié)制閘布置在老河道上,泄水水流條件好;但是該方案需要退建大堤,征用堤外耕地。方案二現(xiàn)狀河道彎曲,需要截彎取直以保證引航道布置順暢,該方案樞紐布置在堤內(nèi)灘地上,不需占用堤外耕地;但是該方案距離入淮河口較遠(yuǎn),下游的開挖土方量較大,且該河段堤距較寬,接岸引堤工程量較大。綜合泄洪及通航條件、征地情況、工程投資等因素,推薦在方案一閘址處新建航運(yùn)樞紐。
白露河新建航運(yùn)樞紐工程是淮濱縣大力發(fā)展內(nèi)河水運(yùn)的關(guān)鍵項(xiàng)目,新建航運(yùn)樞紐的首要問(wèn)題就是選定合理的閘位方案。閘位方案的優(yōu)劣不僅關(guān)系到防洪安全,更是對(duì)船閘建成后能否確保船舶通航安全順暢、樞紐的管理運(yùn)營(yíng)、與周圍建(構(gòu))筑物的關(guān)系、工程投資等有著重要的影響[3]。本文通過(guò)對(duì)不同閘位處的地形、水流等條件進(jìn)行分析,結(jié)合泄洪及通航條件、征地情況、土方開挖等因素綜合比較,推薦了經(jīng)濟(jì)合理的閘位方案,也希望本文能為類似工程的閘位選擇提供參考和借鑒。