山區(qū)河流一般航道整治工程的技術要點

（四川路航建設工程有限責任公司 四川 成都 610000）

山區(qū)河流一般航道整治工程的技術要點

劉定國

（四川路航建設工程有限責任公司 四川 成都 610000）

近些年，隨著國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略部署并實行，山區(qū)交通建設得到了加速發(fā)展，由于水上運輸有著成本低、運量大、效率高的顯著特點，所以推進山區(qū)河流航道整治建設就有著較為重大的現實意義。本文主要針對山區(qū)河流航道整治工程中的一些關鍵技術問題進行探討。

航道；整治；工程；技術

引言

由于山區(qū)河流本身有著流急灘險的特點，水流挾沙量大，暗礁多，水流紊亂，河床演變快，所以較平原地區(qū)航道整治困難，技術性更強。我國山區(qū)河流航道整治起步較晚，發(fā)展?jié)摿Υ?，在山區(qū)河流航道整治方面, 我們需要總結一系列整治技術理論和經驗, 這對于加快發(fā)展內河水運,提高山區(qū)航運能力，促進西部經濟建設，實現“暢通、高效、安全、綠色”的內河航運發(fā)展宏偉目標, 意義重大。

1 、山區(qū)河流航道整治的特點與基本原則

山區(qū)河道水力運動復雜，水位陡漲陡落，河床地形變化快，水文特征有其規(guī)律性與普遍性。水流險急、流態(tài)紊亂的河域在洪水期的挾砂沖淤下容易形成淺灘，淺灘在寬廣河床的急彎和礁石群處更易形成，是影響航道暢通的主要因素，山區(qū)河流航道整治也主要是針對淺灘的整治。西部地區(qū)河流眾多，航道密布，但由于地處山區(qū)，普遍存在因航道由于礁石分布較多且彎道密集，沿線形成了多處險灘，造成了航道在枯水季節(jié)根本無法通航，部分淺灘主航槽在洪水季節(jié)變化極大，汛前主航道在左汊，洪水一過，主航道已經改在了右汊，這樣的情況在山區(qū)河流很常見。

山區(qū)河流航道整治的基本原則主要是要保證航道在枯水季節(jié)的航深與航寬，保持水流流態(tài)平順和航槽穩(wěn)定，使其在設計水位能夠達到設計通航效果，工程內容主要以清淤除障、固灘沉排、切咀炸礁以及布置整治建筑物為主。

2 、山區(qū)河流航道整治工程的布置

要有效治理險灘，改善山區(qū)航道水流運動，滿足航道穩(wěn)定安全要求，首要任務是要做好航道整治工程的布置設計。整治線和主航槽布置應該在自然航道的基礎上調整，整個河道的整治線特別是航槽邊線應全流域考慮，上下游平順對接，挖槽位置應盡量布置在深水區(qū)域，以減少工程量和投資成本。礁石在山區(qū)航道中對通航安全影響非常大，對主航槽區(qū)域的礁石要設置炸礁項目予以清除。寬航道一般水流較緩，在洪水期極易形成淤積，此處航道除對淤積部分設置挖槽外還應布置丁壩群進行束水歸槽，以起到穩(wěn)定航槽的作用，對岸坡和河灘的脆弱部位，一般要設置護灘和護岸項目。在航道整治線的設計中要充分考慮曲率半徑問題，曲率半徑必須嚴格按照設計規(guī)范執(zhí)行，不宜過小，自然河道拐彎處如果曲率半徑過小盡量不要進行裁彎取直，以免增大坡降，增加水流速度。對復雜河流要設計多種布置方案進行比選，不論采用哪一項布置，都需要結合水文水流運動及河床演變特性綜合考慮，才能達到預期的整治效果。

3 、山區(qū)河流航道整治工程的技術要點

3.1丁壩工程技術要點

山區(qū)河流筑壩宜選用散拋塊石或預制砼塊丁壩群方案，一個灘段的丁壩群布置一般要根據地形和河床走勢均衡設置，主要目的是束水歸槽、挑移主流、理順主流運動趨勢以達起到穩(wěn)定航槽的目的，丁壩壩頭應該設置在整治線上，壩根與岸坡自然對接，對于砂質易沖河床與脆弱岸坡，應結合護灘和護岸工程進行綜合治理。

現階段，布壩原則與平原河流類似，但其挑角較平原河流布壩時小，且多以下挑壩形式布置，挑角一般在50°～70°為宜。山區(qū)河流丁壩基本上采用塊石筑壩、梯形斷面的結構，構件尺寸和坡比設計應嚴格按照設計規(guī)范并結合實際情況綜合考慮。對于水流湍急、水流量大的山區(qū)河流丁壩的壩體抗滑穩(wěn)定計算和塊石穩(wěn)定計算尤為重要。由于壩頭受力最大，受力影響也最為復雜，所以設計時應該取壩頭處斷面或其他典型斷面進行計算?？够€(wěn)定性主要受動水壓力和壩體自重下滑力的影響，應根據受力公式精確計算以選定安全經濟的壩體尺寸。塊石穩(wěn)定性主要受塊石粒徑大小控制，與河流流速關系最大，所以計算之前要做好水流觀測以確定每個壩址處的水流速度。

筑壩施工宜選在枯水期進行，施工前備足所需，以保證枯水期的拋石進度。對水流穩(wěn)定，坡降不大的河道汛期也可以利用船載塊石進行水上拋石作業(yè)，施工過程中要控制好施工工藝，做好護底防沖和塊石漂移的綜合考慮。

水下拋石施工前及完工后應進行水下測量。拋石工程開工前，實測拋石區(qū)1/500地形圖和拋石放樣剖面圖（沿堤軸線方向每25m測一橫斷面），施工期間所有施工定線、進度、工程量等測量原始記錄、計算成果等資料均及時整理、校核、分類、整編成冊。按20m×10m網格劃分拋投區(qū)域，并根據劃分的單元和岸上控制樁，在拋投區(qū)起始點之間順水流方向在測船上用GPS測深儀每隔40m測一個水下地形斷面并繪制拋前水下拋投斷面地形圖。

3.2護岸工程技術要點

漿砌石工程作業(yè)量較大，主要有擋土墻及護坡、護底等等。盡早備料于砌筑地點，特別是交通不便的地方。

漿砌石施工選用石料，必須質地堅硬、新鮮，不得有剝落層或裂紋，石材表面無污垢、水銹等雜質，其抗水性、抗凍性、抗壓強度等均符合施工詳圖的規(guī)定。用于表面的石材，色澤均勻。一般塊石規(guī)格要求為：上下兩面平行且大致平整，無尖角，薄邊，無包泥現象，塊厚宜大于20cm，單塊重量不得小于50kg。砌體表層的石料必須具有一個可作砌筑表面的平整面。塊重小于25kg的片石可用于塞縫，但其用量不超過該砌體重量的10%。

漿砌應該嚴格按照設計標高、平面位置及尺寸進行控制，大面平整順滑，四周與原河岸銜接順直，不得凸出或凹陷。

3.3水下鉆孔爆破技術要點

山區(qū)河流礁石分布廣泛且基本處于水下，水下炸礁在山區(qū)河流航道整治中非常普遍。炸礁的目的就是為了使航槽內的水深達到設計水深，所以炸礁邊線和炸礁深度是施工控制的重點和難點。現在水下爆破采用的炸藥一般是防水乳化炸藥，導爆管起爆，水下炸礁施工設備主要利用鉆孔爆破船和抓斗式清碴船。

水下爆破施工之前需要進行詳細的地形勘測，根據測量數據分析水下礁石地形和礁石厚度，以做好施工展布和布孔設計。采取電力起爆時，可以采用并串聯方式, 也就是將4～5 排炸藥并聯成一組, 并把各組再串聯在一起，起爆體宜采用威力大、感度高、防水的乳化CLH炸藥，起爆體宜裝2發(fā)并聯電雷管，或裝兩個起爆管雷管，水下起爆的雷管宜選用防水8號金屬雷管，炮孔裝藥長度小于3m時裝一個起爆體，大于3m時宜增加起爆體，其位置應均勻布置。爆破過程中要做好封航和交通管制，炸藥起爆產生的巨大沖擊波和地震波對周圍建筑物很不利, 這就需要在爆破網絡設計中,通過毫秒延期雷管實現微差爆破。面對特殊的水下爆破環(huán)境, 單次起爆用藥量的計算就成為水下鉆孔爆破的關鍵技術，這一技術對用藥量與安全距離的數學關系進行了嚴格規(guī)定, 并對周圍建筑物的安全等級以及與爆破點的距離等因素進行了全面考慮,并要求對每一個爆破點的用藥量進行精確計算并通過施工不斷進行調整。

3.4航道疏挖技術要點

山區(qū)河流河床底質一般為砂卵石，對于航道已經淤積至枯水期無法通航的航槽，一般需采用鏈斗式挖泥船對其進行疏挖清淤，達到改善航道水深的效果。對于淤積較為嚴重的航道，本身是經過多年的河床演變形成了易淤積區(qū)域，疏挖過后很有可能再次回淤，所以一般要配合丁壩群進行綜合整治，以起到穩(wěn)定航槽的作用，實踐證明挖槽綜合丁壩群對山區(qū)河流淺灘的整治是行之有效的。疏浚挖槽需要有全面規(guī)劃，挖槽的軸線與設計航軸線相一致，與整治線相協調，力求與中枯水流向基本相同，河槽走勢應盡量取直線或微彎，且應與下游河勢平順連接。挖槽底寬應根據原河槽的過流能力以及航道設計標準擬定，邊坡的設計要根據當地的地質條件和泥層厚度確定，力求航道尺寸最優(yōu)以達到流速和流態(tài)符合安全通航的要求。另外試驗亦證明，在山區(qū)內河航道整治中，裁彎取直措施一般不宜采用，因為易引起坡降的急劇變化。

3.5穩(wěn)船施工技術

航道整治工程主要項目是在水上施工，炸礁船、清碴船、挖泥船、沉排船、起重船等大型船舶的應用很普遍, 由于山區(qū)河流水流較急，也很紊亂，船舶在施工過程中的穩(wěn)船定位技術就顯得很重要。工程實踐中,通常采取系纜定位和支撐定位兩種穩(wěn)船定位方式，略述如下:

3.5.1 系纜定位。具體還有兩種方式: 岸纜定位與拋錨定位。岸纜定位是在岸邊的固定物上,將鋼纜繩的一端固定住, 若不具備合適的巖石和樹樁等, 也可以打木樁和挖設地牛來固定，這一方式普遍使應用于山區(qū)河流。拋錨定位主要是把鋼纜繩綁在船錨上, 再將錨扔進河道內, 通過錨的重量及其與河床的作用力來對船舶進行定位，在山區(qū)河流這一方式一般與岸纜定位結合應用。

3.5.2 支撐定位。這一方式也可以再具體分為兩種: 鋼樁定位與液壓支腿定位。鋼樁定位比較適用較為大型的施工船舶, 而且定位效果也比較好，近年發(fā)展起來的液壓支腿定位有著重心非常低和操作簡便等優(yōu)點。

在工程實踐中, 對于流速較大, 流態(tài)紊亂的一些山區(qū)河流,僅僅采用某一種定位方式效果可能不是很好,一般需要綜合采用幾種定位方式, 這樣才能切實保障工程船舶有著穩(wěn)定的定位。

4 、施工通航安全保證技術措施

4.1 施工前向當地港監(jiān)部門申請，辦理《水上水下施工作業(yè)許可證》，并發(fā)布通航公告。施工期間嚴格按《內河避碰規(guī)則》懸掛通航或封航信號，派專人在現場進行交通疏導和指揮，施工過往船舶必須按規(guī)定航線行駛。施工船舶錨泊應設顯眼的警戒錨標，指示錨纜的位置，用明顯的號型、號燈指明航行水域和禁航水域。

4.2 通航時間內，施工船舶應按規(guī)定讓出航道，讓過往船舶通過。施工期間沿街張貼通航公告，爭取群眾的理解和支持，并與當地政府、公安部門加強聯系，共同搞好安全管制工作。夜間施工還要有專項施工方案，并做好應急預案。同時做好過往船舶的宣傳工作，加強溝通，在禁航時段不得強行通航，放行船舶時要疏通好航道，注意相互避讓，防止事故發(fā)生。

結束語

山區(qū)航道整治所依托的工程均位于我國西部欠發(fā)達地區(qū)，區(qū)內資源豐富，經濟落后，交通不便，而交通基礎設施落后則是制約西部地區(qū)經濟發(fā)展的瓶頸，因此利用西部地區(qū)豐富的水資源條件發(fā)展內河航運打通溝通東部地區(qū)通江達海的水運通道，充分發(fā)揮內河航運在西部大開發(fā)中的作用和優(yōu)勢，對加快西部地區(qū)資源開發(fā)，完善綜合運輸體系，推進西部地區(qū)現代化進程具有重要的意義。山區(qū)特殊的地形和地質造就了山區(qū)河流的流速大、流態(tài)紊亂等特點,航道整治工程一般都要面對河面狹窄,河內險灘、礁石居多, 水位淺、落差大等特殊的工況條件，這就為山區(qū)河流航道整治工程提出了很高的技術要求。

[1] 李昕. 內河航道船舶定線制條件下的航標配布探討[ J] 水運工程, 2010, ( 3) : 103- 107, 132.

[2] 余衛(wèi)鋒,肖烈兵. 安慶石門湖航道整治工程研究[ J]中國水運,2010, ( 4) : 32-331

[3]李廷富 山區(qū)河流河口灘整治 《水運工程》 2009.2

[4]杭州大學河口教研室 《河口河床演變學》2011

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