京杭運(yùn)河蘇南段四改三航道整治工程淺析

1年4月1055京杭運(yùn)河位于江蘇南部，南與長江相連，全長約212.0公里。京杭運(yùn)河蘇南段是長江三角洲地區(qū)“兩縱六橫”高等級航道網(wǎng)中的“一縱”的重要航段,也是江蘇省干線航道網(wǎng)的主要軸線,在區(qū)域綜合運(yùn)輸網(wǎng)中起著舉足輕重的作用2“四改三”工程的實施2.1京杭運(yùn)河蘇區(qū)航道的主要問題區(qū)域內(nèi)資源短缺,大量的原材料從區(qū)域外通過運(yùn)河供給,產(chǎn)成品流向區(qū)域外,航道貨運(yùn)量從1997年的9000萬t增長至2008年的2.2億t(1)航道沖刷嚴(yán)重,航寬不足。蘇南運(yùn)河整治標(biāo)準(zhǔn)為4級,一般河段底寬為40m,根據(jù)調(diào)查,河床在動水作用下,沿航道中心線一般均被沖刷成寬2~5m,深0.5~2m的深槽,而航道兩側(cè)坡腳附近則淤高了約1~3m,蘇南運(yùn)河航道底寬約30~35m。(2)護(hù)岸損壞嚴(yán)重。近幾年來,蘇南運(yùn)河常有800t級及以上船舶行駛,其中,大噸位、大船舶流量產(chǎn)生較大的船行波與船撞力及船舶多線航行,對護(hù)岸工程造成較大的影響,尤其是砼預(yù)制塊護(hù)坡?lián)p壞較為嚴(yán)重。(3)橋梁凈寬不足,影響航道通過能力。京杭運(yùn)河蘇南段全線有橋梁102座,凈高均不低于7m。主橋跨徑在50m及以下的有53座;60~70m之間的有33座;70m以上的有14座。全線大部分航段為3線航行,橋梁凈寬不足影響航道通過能力。(4)堵航事件發(fā)生日趨嚴(yán)重。2000年以來蘇南運(yùn)河共發(fā)生了24次連續(xù)48h以上船舶堵航。通過對航道阻塞因素分析,在這24次阻航事件中,有20次是因航道通過能力不足以及船舶大型化、航道口寬及水深不滿足船舶航行要求而引發(fā)的事故。2.2城市發(fā)展的需要根據(jù)《江蘇省干線航道網(wǎng)規(guī)劃》運(yùn)河蘇南段規(guī)劃等級為3級,設(shè)計船舶等級為1000t級。實施改造主要基于以下幾點(diǎn):(1)國家水運(yùn)主通道建設(shè)的需要。運(yùn)河蘇南段是全國水運(yùn)主通道之一,是長江三角洲地區(qū)“兩縱六橫”高等級航道網(wǎng)中的“一縱”的重要航段,也是江蘇省干線航道網(wǎng)的主要軸線。因此,把運(yùn)河蘇南段按3級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面整治,實現(xiàn)暢通、安全、快捷和高效益的水上運(yùn)輸,是國家水運(yùn)主通道建設(shè)的需要。(2)是適應(yīng)區(qū)域運(yùn)河產(chǎn)業(yè)帶發(fā)展、推進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。長江三角洲是中國經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的區(qū)域之一。京杭運(yùn)河蘇南段以其獨(dú)特的優(yōu)勢,不僅孕育了燦爛的運(yùn)河文化,還形成了沿河城鎮(zhèn)和產(chǎn)業(yè)帶,為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和生產(chǎn)力合理布局發(fā)揮了重要作用,是蘇、滬、浙的社會穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大動脈和支柱。(3)促進(jìn)船舶標(biāo)準(zhǔn)化、適應(yīng)船舶大型化發(fā)展、構(gòu)建和諧交通的需要。京杭運(yùn)河蘇南段的改造升級,航道尺度的加大,可促進(jìn)船舶朝標(biāo)準(zhǔn)化并適應(yīng)船舶大型化發(fā)展的需要,同時能增強(qiáng)行洪排澇能力。通過結(jié)合拆遷房屋新建居民住宅區(qū)、改建橋梁、道路等運(yùn)河綜合整治工程的全面實施,沿線城市生態(tài)休閑旅游功能進(jìn)一步拓展,運(yùn)河生態(tài)功能將重新顯現(xiàn),沿線土地價值將不斷提升。(4)發(fā)展“低碳經(jīng)濟(jì)”,建設(shè)綠色交通的需要。相對于公路等其它交通方式,內(nèi)河航運(yùn)占用土地資源少、能源消耗少、對環(huán)境負(fù)面影響小,而且通過航道建設(shè)還能美化環(huán)境、凈化水體、改善生態(tài),是非常符合“低碳經(jīng)濟(jì)”發(fā)展要求的綠色交通方式,尤其是對于資源、環(huán)境壓力很大的蘇南地區(qū),加快運(yùn)河的改造是十分必要和迫切的3施工范圍和內(nèi)容3.1修復(fù)范圍本次整治范圍為不含已按三級標(biāo)準(zhǔn)實施的常州改線段在內(nèi)的186.358km的航道整治工程及橋梁改建工程。3.2航道整治現(xiàn)狀建設(shè)內(nèi)容包含航道工程、橋梁工程、附屬工程(助航標(biāo)志、服務(wù)區(qū)、航道管理專用碼頭和智能系統(tǒng)建設(shè)等)。按3級航道標(biāo)準(zhǔn)整治航道里程186.358km,新建及改建橋梁53座;新建服務(wù)區(qū)5座,停泊錨地14個,航道管理錨地9個。工程總投資85.29億元,其中航道工程63.85億元,橋梁工程21.44億元4改建筑構(gòu)型二通插裝式橋梁依據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》(GB50139—2004),京杭運(yùn)河蘇南段航道規(guī)劃等及為3級,航道最小水深H=3.2m,一般河段底寬B=70m,市鎮(zhèn)河段采用直立式或半直立式駁岸,其底寬≥70m,駁岸間口寬≥90m。最小彎曲半徑≥480m。改建的橋梁均采用一孔跨過通航水域,橋梁凈空高度不小于7m。以20年一遇的高水位為設(shè)計最高通行水位,保證率為98%的水位為設(shè)計最低通航水位。5整治目標(biāo)按照輕重緩急和資金籌措可能,采取統(tǒng)一規(guī)劃、先急后緩、先難后易的整治原則,實現(xiàn)蘇南運(yùn)河三級標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)。先期改建影響航道平面布置且相距小于1km及凈空尺度小于50m×7m的橋梁,2012年蘇南運(yùn)河航道全線整治達(dá)標(biāo)。(1)統(tǒng)籌考慮水利、城鎮(zhèn)規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)、旅游等,充分發(fā)揮京杭運(yùn)河水運(yùn)主通道功能的綜合效益。(2)既要遵守建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),滿足航運(yùn)功能,又應(yīng)固本簡末,在平面布置和結(jié)構(gòu)設(shè)計時盡可能減少拆遷、少占農(nóng)田,節(jié)約每一畝土地。(3)蘇南運(yùn)河整治有大量的土方工程,對這些棄土的處理要盡可能少壓廢土地,實現(xiàn)土方綜合利用。(4)橋梁改建在實用、安全的前提下要盡量節(jié)約投資,并要考慮沿線歷史文化的特點(diǎn),同周圍景觀協(xié)調(diào)。(5)注意保護(hù)沿線歷史人文景觀,保護(hù)古跡。(6)蘇南運(yùn)河3級航道整治工程投資大,應(yīng)遵循一次規(guī)劃分期實施的原則,以利資金籌措和工期安排。6航道設(shè)計6.1航道斷面系數(shù)(1)航道寬度B。本次整治工程航道寬度計算考慮采用雙線航行和雙線加超越航行等方式。三線航行時的推薦船型組合為2個1000t級頂推船隊和一個1000t級貨船,航寬B取80m。(2)航道底寬B(3)航道口寬。航道口寬根據(jù)底寬,護(hù)岸底板頂高程▽-1.0,河底高程▽-2.6,航道邊坡率m=5%,最小平臺寬度2m進(jìn)行計算,雙線加超越B(4)航道斷面系數(shù)。經(jīng)計算n=11.32(8.65)>6滿足《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》要求。6.2航道走向沿原線路的位置京杭運(yùn)河蘇南段按4級航道整治以來,蘇、錫、常、鎮(zhèn)的城市建設(shè)發(fā)生了非常大的變化,蘇南段航道已融入到城市的規(guī)劃建設(shè)中,與城市融為一體,故其走向沿原線路最為合理(不含常州改線段)。平面布置方案根據(jù)船舶航行方式的不同及整治后達(dá)到或?qū)崿F(xiàn)的效果不同進(jìn)行論證。運(yùn)河全線航道平面按90m口寬進(jìn)行布置,即采用90m口寬(80m航寬)平面布置方案。6.3直立式與斜坡式組合的護(hù)岸結(jié)構(gòu)根據(jù)交通部下發(fā)的《長三角洲高等級航道網(wǎng)建設(shè)有關(guān)技術(shù)問題的暫行規(guī)定》交水發(fā)[2005]27號要求,對于城鎮(zhèn)、沿岸居住人口密集或土地資源缺乏的限制性航道岸坡,推薦采用直立式護(hù)岸型式;對于土地資源缺乏,同時航運(yùn)繁忙,船舶多的航道岸坡,應(yīng)優(yōu)先考慮采用直立式與斜坡式組合的護(hù)岸型式,減少船舶撞擊損壞的概率。(1)鎮(zhèn)江段。城鎮(zhèn)段結(jié)構(gòu)采用臺階式駁岸結(jié)構(gòu)形式,一級駁岸和二級駁岸均采用C20砼墻身重力式結(jié)構(gòu),一級駁岸頂高程取常水位以上0.5m,二級駁岸頂高程取設(shè)計最高通航水位以上不小于0.5m。(2)常州段。一般駁岸結(jié)構(gòu)采用C20砼重力式墻身結(jié)構(gòu),城鎮(zhèn)段采用鋼筋砼懸臂式墻身結(jié)構(gòu)。河底高程、河底和河口寬同鎮(zhèn)江段。(3)無錫段。無錫段護(hù)岸形式均為2級臺階狀梯形形式,其1級駁岸結(jié)構(gòu)均采用鋼筋砼懸臂式結(jié)構(gòu),2級駁岸采用砼重力式墻結(jié)構(gòu)型式。河底高程、河底寬和河口寬同上。(4)蘇州段。五七橋—寶帶橋段駁岸結(jié)構(gòu)采用臺階狀形式,其1級駁岸結(jié)構(gòu)均采用鋼筋砼懸臂式型式,2級駁岸采用砼重力式墻結(jié)構(gòu)型式。寶帶橋—鴨子壩段采用小擋墻+護(hù)坡結(jié)構(gòu)型式,擋墻結(jié)構(gòu)采用鋼筋砼懸臂式墻型式。7水上活動區(qū)和停泊點(diǎn)7.1水上綜合服務(wù)區(qū)的設(shè)置為了全面體現(xiàn)航道建設(shè)以船民為本,更好地服務(wù)于船民,解決船民生活物資和備件、備品補(bǔ)給,提供船舶快速維修業(yè)務(wù),京杭運(yùn)河蘇南段沿線分別在蘇州、無錫、鎮(zhèn)江共設(shè)置5個水上綜合服務(wù)區(qū),水域面積為121500m7.2錨地設(shè)置和尺度為確保沿線過往船舶待泊和補(bǔ)給時不侵占航道水域,結(jié)合京杭運(yùn)河蘇南段沿線4市的港口規(guī)劃,共設(shè)置16個停泊錨地,錨地尺度根據(jù)《河港工程總體設(shè)計規(guī)范》(JTJ212—2006)進(jìn)行確定。錨地最小長度取400m,錨地寬度取45m,基本滿足不規(guī)范頂靠船舶不占用航道通航水域。8橋梁施工8.1探索用凈尺度根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》和《長江三角洲高等級航道網(wǎng)建設(shè)有關(guān)技術(shù)問題的暫行規(guī)定》,對于跨越航道的改建、新建橋梁的凈空尺度如下:凈空高度,設(shè)計最高通航水位以上7m;通航凈寬,不小于80m,且一孔跨過通航水域。8.2橋梁改造方案8.2.1跨河橋梁加固根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》(GB50139—2004)的有關(guān)條款規(guī)定,3級航道通航孔凈空尺度為60m×7m,且要求一孔跨過通航水域,現(xiàn)有沿線跨河橋梁大多需改建,但考慮到本項目的特殊性,跨河橋梁較多,改建難度較大,基本滿足50m×7m凈空尺度且不影響航道平面線形橋梁暫緩改建,按此原則需改建橋梁為53座。對不滿足《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》中的凈空尺度要求的部分橋梁,須在這些橋梁處設(shè)置助航標(biāo)志和墩柱防撞保護(hù)設(shè)施,必要時還應(yīng)設(shè)置航標(biāo)維護(hù)管理和安全監(jiān)督管理設(shè)施。8.2.2橋梁安裝方案橋位方案一般依據(jù)受改線航道影響的公路位置確定,對規(guī)劃中的公路橋位盡可能選擇與航道正交方案。8.2.3下承式鋼桁架結(jié)構(gòu)本項目橋梁工程采用5種橋型方案,各方案特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)如下。(1)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。共有13座采用該種橋型方案,主體結(jié)構(gòu)為3跨預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。(2)V型墩連續(xù)剛構(gòu)。共有1座采用該種橋型方案。結(jié)構(gòu)外形與混凝土連續(xù)梁接近,但其主墩下部結(jié)構(gòu)為三角形框架,為高次超靜定體系,適用于地質(zhì)條件較好,墩高較高處。(3)下承式系桿拱。共有30座采用該種橋型方案。拱上結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土或鋼管混凝土,適用跨徑一般在60~120m之間?？刹捎弥Ъ苁┕せ蛏僦Ъ苁┕?施工時對通航有一定影響。(4)下承式鋼桁架。共有7座采用該種橋型方案。適用跨徑一般在60~120m之間。外形簡潔,大方,造價不高,維護(hù)方便。缺點(diǎn)是施工工序較多,施工控制較為復(fù)雜。(5)矮塔斜拉橋。共有2座采用該種橋型方案。也稱為部分斜拉橋,一般為雙塔3跨結(jié)構(gòu),受力特點(diǎn)為類似有體外索的連續(xù)梁橋,跨越能力與連續(xù)梁或連續(xù)剛構(gòu)橋類似;上部結(jié)構(gòu)可采用普通預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁或預(yù)應(yīng)力混凝土邊主梁,對應(yīng)采用單索面或雙索面形式。8.2.4預(yù)應(yīng)力組合箱梁結(jié)構(gòu)根據(jù)橋梁實際情況,引橋一般選用20~30m跨徑,20m跨徑引橋采用鋼筋混凝土連續(xù)梁或先張法預(yù)應(yīng)力空心板梁,20m以上引橋采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁或簡支變連續(xù)結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力組合箱梁。8.3橋梁樁墩防護(hù)設(shè)施對于不改建且非一跨過河橋梁,橋墩需設(shè)置防護(hù)設(shè)施,以防止船舶在通行時與橋梁樁墩直接碰撞。初擬橋墩保護(hù)設(shè)施方案為防撞墩,并設(shè)置單線通航、不允許超越等警示標(biāo)志。9分區(qū)貨運(yùn),降低生產(chǎn)效率對現(xiàn)有各港區(qū)碼頭進(jìn)行功能整合、統(tǒng)籌考慮,既有利于充分發(fā)揮各港區(qū)特色,集中力量進(jìn)行開發(fā),形成規(guī)模效應(yīng),又有利于各港區(qū)優(yōu)勢互補(bǔ),避免重復(fù)投資和惡性競爭,有利于整體效益的發(fā)揮。同時,根據(jù)區(qū)域生產(chǎn)力布局狀況及發(fā)展規(guī)劃,在各市范圍內(nèi)增設(shè)部分港區(qū),以滿足分區(qū)貨運(yùn)需求,提高港口服務(wù)效率和服務(wù)質(zhì)量。結(jié)合本次航道整治工程,運(yùn)河蘇南段布局規(guī)劃18個作業(yè)區(qū),其中鎮(zhèn)江4個,常州6個,無錫4個,蘇州4個,作業(yè)區(qū)平均間距12km。一般而言,在內(nèi)河航道上規(guī)劃港口間距不超過20km,處于內(nèi)河港口較為理想的輻射范圍,既保證了港口覆蓋性要求,也不致造成功能重復(fù)和貨源競爭。10企業(yè)發(fā)展成效明顯蘇南運(yùn)河“四改三”工程是造福社會、澤延子孫的偉業(yè),社會綜合效益十分巨大。(1)極大地改善蘇南的投資環(huán)境,使蘇南地區(qū)的區(qū)位優(yōu)勢更加突出,為蘇南地區(qū)新型工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型創(chuàng)造了十分有利的條件。(2)有效防止兩岸水土流失,提高防汛標(biāo)準(zhǔn),增強(qiáng)行洪能力,增加沿岸農(nóng)田的引排能力,充分實現(xiàn)水資源綜合利用。(3)結(jié)合運(yùn)河整治,加快實現(xiàn)老城鎮(zhèn)的改造,大大促進(jìn)城市的發(fā)展和沿河小城鎮(zhèn)建設(shè),改善了城市市容和工作、生活與交通條件。(4)大大改善運(yùn)河生態(tài)環(huán)境。引進(jìn)生態(tài)航道和生態(tài)護(hù)岸的先進(jìn)理念,增加運(yùn)河凈化與納污能力以及污染源的治理,有效地改善運(yùn)河的水質(zhì),凈化空氣和降低船舶噪音的干擾,生活環(huán)境質(zhì)量大為提高。(5)促進(jìn)旅游事業(yè)的發(fā)展。運(yùn)河的整治,以標(biāo)準(zhǔn)化、生態(tài)化、美化綠化建設(shè),將逐步形成以運(yùn)河為特色的風(fēng)光帶,再加上兩岸眾多的悠久名勝古跡和歷史人文景觀與新建景點(diǎn)交相輝映,為開