西江航道擴(kuò)能升級(jí)工程清礁工程設(shè)計(jì)分析

王遠(yuǎn)航

摘 要：西江界首至肇慶段航道擴(kuò)能升級(jí)迫在眉睫，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)整治的重點(diǎn)在于礙航礁石，根據(jù)河段特點(diǎn)和礁石特性，提出清礁的設(shè)計(jì)原則、平面布置和施工方法。

關(guān)鍵詞：西江航道 清礁工程 設(shè)計(jì)分析

西江航運(yùn)干線是廣東省內(nèi)河水運(yùn)的重要組成部分，是聯(lián)接?xùn)|、西部地區(qū)的“黃金水道”，是我國(guó)水運(yùn)建設(shè)重點(diǎn)“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(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)、都城以下同時(shí)滿足Ⅲ級(jí)港澳線標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)已基本完成。為更好地適應(yīng)腹地經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，促進(jìn)綠色發(fā)展，推動(dòng)區(qū)域合作，經(jīng)過(guò)充分研究，2015年該航段擴(kuò)能升級(jí)工程開(kāi)始實(shí)施。我司承擔(dān)了西江（界首至肇慶）航道擴(kuò)能升級(jí)工程初步設(shè)計(jì)工作，該項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模和標(biāo)準(zhǔn)為：航道全長(zhǎng)171公里，其中：界首至封開(kāi)江口段航道12公里，通航設(shè)計(jì)尺度為4.1m×90m×670m；封開(kāi)江口至肇慶大橋（原肇慶二橋）航道159公里，通航設(shè)計(jì)尺度為4.5m×135m×670m。

1.西江航道擴(kuò)能升級(jí)工程重點(diǎn)在礙航礁石

根據(jù)最新的航道測(cè)圖、地質(zhì)勘察資料、航道維護(hù)情況、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況及收集到的其它相關(guān)資料，西江界首至肇慶河段經(jīng)過(guò)內(nèi)河Ⅱ級(jí)整治，目前水深良好，進(jìn)一步提高等級(jí)的礙航物主要為礁石。西江內(nèi)河Ⅱ級(jí)航道整治是按4.5m和5.0m水深標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行清礁，擴(kuò)能升級(jí)項(xiàng)目是按5.6m和6.0m水深標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行清礁，加之航寬也拓寬，礁石礙航自然成為工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。經(jīng)過(guò)詳細(xì)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(duì)開(kāi)航槽礁石、界新14壩對(duì)開(kāi)礁石、茶沖石、下典石、沉船區(qū)石、岐茶石、封鎖線石、獨(dú)獺石、雙魚(yú)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(shí)，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(wú)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(yán)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(guò)往船舶存在觸礁的危險(xiǎn)。

2.清礁工程設(shè)計(jì)原則

根據(jù)河段的特點(diǎn)以及礁石的特性，從五個(gè)方面考慮清礁工程的設(shè)計(jì)原則：

（1）從確保行船安全的角度出發(fā)進(jìn)行布置；

（2）“四灘”清礁平面布置以整治線和航道線走向?yàn)橹鲗?dǎo)，結(jié)合最新測(cè)圖及已探明的礁石范圍，對(duì)整治線內(nèi)可能影響行船安全的礁石予以清除；

（3）對(duì)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(duì)河岸有保護(hù)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(duì)自然保護(hù)區(qū)、水生生物產(chǎn)卵區(qū)等的影響；

（5）對(duì)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(shè)計(jì)原則以及各河段礁石的礙航特性，結(jié)合航槽平面布置，對(duì)工程河段內(nèi)的礙航礁石進(jìn)行清除。經(jīng)分析研究，設(shè)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(jiàn)圖1-圖5。

對(duì)比上述兩個(gè)清礁平面布置方案，由于方案2界首至鹽關(guān)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(yīng)調(diào)整，其中，界首至鹽關(guān)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(wàn)m3，較方案2的181.2萬(wàn)m3少2.4萬(wàn)m3；方案1清挖散石量為97.1萬(wàn)m3，較方案2的101.4萬(wàn)m3少4.4萬(wàn)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(guān)段對(duì)航槽左側(cè)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(duì)航槽左側(cè)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(duì)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(shí)際情況及礁石巖土性質(zhì)，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(jié)合兩種施工方法。經(jīng)過(guò)詳堪，界灘段主要為中風(fēng)化砂礫巖、強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖、強(qiáng)風(fēng)化砂礫巖；三灘段主要為中風(fēng)化花崗巖、微風(fēng)化花崗巖、中風(fēng)化砂礫巖、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖；都城至肇慶段主要為中風(fēng)化砂礫巖、強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖?？紤]到清礁施工對(duì)繁忙的西江航運(yùn)、西江防洪大堤的影響，原則上采用鑿巖錘鑿巖，若鑿巖無(wú)法進(jìn)行，在一定條件下可采用水下鉆孔爆破法清礁。

5.結(jié)語(yǔ)

2003年至今，西江航運(yùn)干線廣東段水運(yùn)量增長(zhǎng)了5倍，已經(jīng)超過(guò)西江內(nèi)河Ⅱ級(jí)航道設(shè)計(jì)通過(guò)能力1.3億噸。界首至肇慶上游的桂平航運(yùn)樞紐3000噸級(jí)二線船閘已建成通航，長(zhǎng)洲樞紐三線、四線3000噸級(jí)船閘和貴港樞紐3000噸級(jí)船閘已在建設(shè)，屆時(shí)西江界首至肇慶段將成為西江干線的瓶頸段，加快推進(jìn)該段建設(shè)十分迫切。通過(guò)詳細(xì)的研究分析，打通界首至肇慶段3000噸級(jí)航道的關(guān)鍵在于清除礙航礁石，經(jīng)審查，礁石區(qū)的設(shè)計(jì)方案獲得有關(guān)主管部門的批復(fù)，目前已進(jìn)入工程實(shí)施階段，下一步我司將密切關(guān)注航道的動(dòng)態(tài)變化，繼續(xù)分析清礁效果，總結(jié)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 廣東正方圓工程咨詢有限公司.西江（界首至肇慶）航道擴(kuò)能升級(jí)工程初步設(shè)計(jì)[R].廣州： 廣東正方圓工程咨詢有限公司，2015.