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航道擴能清礁工程設計原則與方法論文
西江航運干線是廣東省內(nèi)河水運的重要組成部分，是聯(lián)接東、西部地區(qū)的“黃金水道”,是我國水運建設重點“兩橫一縱兩網(wǎng)”主通道中的“一橫”.2014年西江（界首至肇慶）段航道按內(nèi)河Ⅱ級航道標準、都城以下同時滿足Ⅲ級港澳線標準建設已基本完成。為更好地適應腹地經(jīng)濟社會發(fā)展需要，促進綠色發(fā)展，推動區(qū)域合作，經(jīng)過充分研究，2015年該航段擴能升級工程開始實施。我司承擔了西江（界首至肇慶）航道擴能升級工程初步設計工作，該項目建設規(guī)模和標準為：
航道全長171公里，其中：界首至封開江口段航道12公里，通航設計尺度為4.1m×90m×670m;封開江口至肇慶大橋（原肇慶二橋）航道159公里，通航設計尺度為4.5m×135m×670m.
1.西江航道擴能升級工程重點在礙航礁石
根據(jù)最新的航道測圖、地質勘察資料、航道維護情況、現(xiàn)場調查情況及收集到的其它相關資料，西江界首至肇慶河段經(jīng)過內(nèi)河Ⅱ級整治，目前水深良好，進一步提高等級的礙航物主要為礁石。西江內(nèi)河Ⅱ級航道整治是按4.5m和5.0m水深標準進行清礁，擴能升級項目是按5.6m和6.0m水深標準進行清礁，加之航寬也拓寬，礁石礙航自然成為工程的重點和難點。經(jīng)過詳細勘探，礙航礁石主要集中在界首至都城河段即“四灘”河段，都城至肇慶河段有零星礙航礁石。
界首灘段18處，分別為分界石、南贊石、路尾石、黃安石、灰船石、北贊石、沙頭石、界新8#壩對開航槽礁石、界新14壩對開礁石、茶沖石、下典石、沉船區(qū)石、岐茶石、封鎖線石、獨獺石、雙魚石、料塘石以及江口石。該河段礁石礙航主要表現(xiàn)為航道水深不足，部分礁石位于航槽內(nèi)，影響船舶安全通航；同時，部分礁石（如路尾石、下典石等）為凸嘴型礁石，容易使周圍水域產(chǎn)生漩渦水，影響船舶安全通航。
三灘段15處，分別為龍眼涌石、北鳳石、洲尾石、青皮塘石、下蘇文石、蓮花石、觀音石、三兄弟石、77-6礁石、橋區(qū)礁石、1-2A礁石、下蟠龍石、旺村石、74-6礁石以及無名石。該河段礁石礙航主要表現(xiàn)為航道水深不足，大部分礁石位于航槽內(nèi)，嚴重影響船舶安全通航。
都城至肇慶段零星礁石12處，分別為黃牛石、牛屎石、新沖石、鵝公品石、神仙橋石、冚被石、橫石基石、歷口石、三牛石、海心石（上）、瓜棚石以及海心石（下）。該河段礁石大部分為孤石，多數(shù)位于航槽邊線附近，部分在航槽內(nèi)，使過往船舶存在觸礁的危險。
2.清礁工程設計原則
根據(jù)河段的特點以及礁石的特性，從五個方面考慮清礁工程的設計原則：
（1）從確保行船安全的角度出發(fā)進行布置；
（2）“四灘”清礁平面布置以整治線和航道線走向為主導，結合最新測圖及已探明的礁石范圍，對整治線內(nèi)可能影響行船安全的礁石予以清除；
�。�3）對都城至肇慶河段，充分考慮水利和防洪的因素，可能影響行船安全的礁石予以清除；對河岸有保護作用并且基本不影響通航安全的礁石予以保留；
（4）盡量減小對自然保護區(qū)、水生生物產(chǎn)卵區(qū)等的影響；
�。�5）對影響航道水流條件，產(chǎn)生不良流態(tài)的礙航礁石予以清除。
3.清礁平面布置
根據(jù)清礁設計原則以及各河段礁石的礙航特性，結合航槽平面布置，對工程河段內(nèi)的礙航礁石進行清除。經(jīng)分析研究，設置不同的清礁工程平面布置方案，各河段各方案清礁區(qū)域的平面布置見圖1-圖5.
對比上述兩個清礁平面布置方案，由于方案2界首至鹽關河段、江口河段、龍眼涌至青皮塘河段航槽改變，其清礁范圍相應調整，其中，界首至鹽關河段清礁范圍外邊線向右岸縮減最大約160m;江口河段清礁范圍外邊線向左岸增加最大約70m;龍眼涌至青皮塘河段清礁范圍外邊線向右岸增加最大約50m.各方案比選如下：
�。�1）方案1清礁工程量較清礁平面布置方案2小，其中方案1清礁工程量為178.8萬m3,較方案2的181.2萬m3少2.4萬m3;方案1清挖散石量為97.1萬m3,較方案2的101.4萬m3少4.4萬m3.
�。�2）方案1水流流態(tài)較清礁平面布置方案2好，行船更安全。方案1在界灘界首鹽關段對航槽左側礙航礁石順直清除，有利于改善水流流態(tài)；方案2在該河段對航槽左側礙航礁石清除后仍出現(xiàn)凸嘴礁石，容易產(chǎn)生不良流態(tài)，影響船舶通航安全；并且如果船舶在該河段順直行駛，容易觸礁。
�。�3）方案1對生態(tài)、環(huán)保的影響較方案2小。
綜上所述，經(jīng)綜合比選，推薦方案1作為清礁工程平面布置方案。
4.清礁工程施工方法
根據(jù)航道實際情況及礁石巖土性質，清礁工程施工工藝推薦采用鑿巖錘鑿巖和水下鉆孔爆破相結合兩種施工方法。經(jīng)過詳堪，界灘段主要為中風化砂礫巖、強風化粉砂巖、強風化砂礫巖；三灘段主要為中風化花崗巖、微風化花崗巖、中風化砂礫巖、強風化花崗巖、強風化粉砂巖；都城至肇慶段主要為中風化砂礫巖、強風化粉砂巖。考慮到清礁施工對繁忙的西江航運、西江防洪大堤的影響，原則上采用鑿巖錘鑿巖，若鑿巖無法進行，在一定條件下可采用水下鉆孔爆破法清礁。
5.結語
2003年至今，西江航運干線廣東段水運量增長了5倍，已經(jīng)超過西江內(nèi)河Ⅱ級航道設計通過能力1.3億噸。
界首至肇慶上游的桂平航運樞紐3000噸級二線船閘已建成通航，長洲樞紐三線、四線3000噸級船閘和貴港樞紐3000噸級船閘已在建設，屆時西江界首至肇慶段將成為西江干線的瓶頸段，加快推進該段建設十分迫切。通過詳細的研究分析，打通界首至肇慶段3000噸級航道的關鍵在于清除礙航礁石，經(jīng)審查，礁石區(qū)的設計方案獲得有關主管部門的批復，目前已進入工程實施階段，下一步我司將密切關注航道的動態(tài)變化，繼續(xù)分析清礁效果，總結設計經(jīng)驗。
參考文獻：
[1] 廣東正方圓工程咨詢有限公司。西江（界首至肇慶）航道擴能升級工程初步設計[R].廣州： 廣東正方圓工程咨詢有限公司，2015.
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