關于漳州沿海大通道(縱一線)詔安灣特大橋航道通航條件影響評價的探討

■王 璐

(福建省港航勘察設計院有限公司，福州 350002)

漳州詔安灣大橋工程位于漳州市境內，路線由北向南利用東山環(huán)島路至陳城鎮(zhèn)港口村，往西南方向布設，跨越詔安灣至詔安縣梅嶺鎮(zhèn)田厝村竹桁山，之后路線向西南方向延伸，終于詔安縣梅嶺鎮(zhèn)懸鐘村，接規(guī)劃沿海大通道。

詔安灣內現有的碼頭等級均較小(千噸級以下)，航道也處于天然狀態(tài)，船舶利用天然水深通航，根據相關規(guī)劃，擬建詔安航道按照滿足7萬噸級散貨船乘潮單向通航標準建設，擬建下西坑航道為規(guī)模5千噸級雜貨船乘潮單線航道。大橋通航孔凈空高度和寬度需滿足規(guī)劃港口、航道的要求，其它通航技術參數需符合國家頒布的相關通航規(guī)定，以保證大橋建成后船舶的通航安全。本文對大橋橋位比選、通航孔設置及凈空尺度和技術要求等方面進行分析探討，并提出建設意見。

1 海域概況與海床演變分析

詔安灣西面為梅嶺半島，東面是東山島，灣口朝南，口門寬約7km，有城洲島和西嶼等島嶼屏障。海灣呈南北伸展，長約 17km，寬約 8km，岸線長約 61km。該灣周圍多剝蝕低丘陵和臺地，岬角伸入灣內。灣內海寬平坦，灣口海底地形起伏，多礁島。北部灣頂附近有大片淺灘區(qū)域。詔安灣泥沙主要來源于陸地侵蝕物質和海域來沙，岸線基本穩(wěn)定，長期處于動態(tài)平衡狀態(tài)。灣口被城洲島和西嶼分隔為東西兩個水道，西側水道梅嶺半島與城洲島之間有一條溺谷型深水漕，長約 7km，寬約 1.5～2km，其中等深線-10m以上長約4km；東側水道東山島與西嶼之間深槽自然水深在-5m以上的寬度約為600m，長度約6km。東山島西側岸線位于詔安灣東側，受波浪影響小，但總體水深條件稍差，中部有一內灣西埔灣，向東內凹，為鹽田和養(yǎng)殖區(qū)，已建有海堤與詔安灣相隔。

擬建詔安灣特大橋所在的灣口附近海域水面寬約7km，附近海域養(yǎng)殖區(qū)密布。

根據國家海洋局第三海洋研究所對橋區(qū)進行流速流向觀測資料表明，由于本海區(qū)地形限制，水域多呈水道形式，潮流呈往復流，潮流流向與深槽走向基本一致。建橋后水域受橋墩束水作用影響，橋位附近將產生沖刷，特別是橋墩周圍將產生局部沖刷、淘蝕，而橋區(qū)上下游特別是兩側淺區(qū)由于流速減小產生一定的回淤，但不會對海床的整體穩(wěn)定帶來影響，橋區(qū)海域灘槽平面位置及形態(tài)不會發(fā)生大的變化，在經過一段時間的重新調整適應后，將達到新的平衡。

2 橋址方案及推薦橋型

根據橋梁設計單位提供資料，設計方案如下：

2.1 詔安側通航孔雙塔斜拉橋設計方案

本方案采用 (60+105+350+105+60)m雙塔斜拉橋，半漂浮體系。主橋橋長680m，主孔跨徑為350m，主梁采用組合梁或混凝土梁，滿足單孔雙向通航要求。索塔外形呈花瓶形，拉索為空間雙索面，主塔基礎采用鉆孔灌注樁群樁基礎。

2.2 東山側通航孔預應力混凝土變截面連續(xù)剛構方案

上部結構采用變截面預應力混凝土連續(xù)剛構橋，跨徑組合為(65+2×120+65)m，主橋長370m。下部結構采用雙肢薄壁墩、鉆孔灌注樁基礎。

圖1 詔安側橋型布置圖

圖2 東山側橋型布置圖

3 航道現狀及規(guī)劃

詔安灣內現有的碼頭等級均較小(千噸級以下)，航道也處于天然狀態(tài)，船舶利用天然水深通航，自詔安灣灣口分別經西嶼島兩側水域深槽至灣內漁港和碼頭。

根據《廈門港總體規(guī)劃(修編)》(2017年2月送審稿)，詔安航道按照滿足7萬噸級散貨船乘潮單向通航標準建設，全長4.1km，寬度170m，底標高-12.5m(1985國家高程基準，下同)。

根據 《漳州市東山縣環(huán)島港口岸線綜合利用專項規(guī)劃》，規(guī)劃下西坑航道為規(guī)模5千噸級雜貨船乘潮單線航道，底寬120m，底標高-8.5m，航道全長 8.5km；航道至下西坑碼頭區(qū)向南偏西方向，接至規(guī)劃詔安港口作業(yè)區(qū)前方水域的天然深槽。

4 工程海域水文特征

4.1 潮汐

根據詔安灣大橋附近臨時潮位觀測點T1岐下站、T2田厝站的潮型判別數值均大于0.5，分別為0.7277和0.7325，屬于不正規(guī)半日潮。

4.2 潮位特征

本工程潮位特征值見表1。

表1 潮位特征表

4.3 潮流

根據國家海洋局第三海洋研究所2016年3月在詔安灣水域測流資料表明：本地潮流運動形式主要表現為往復流性質。

5 橋位方案分析

橋梁設計單位針對沿線地形、地質條件、社會環(huán)境及地方政府的意見等因素，在原規(guī)劃方案(圖中方案三)基礎上布置了南線方案(方案一)、北線方案(方案二)2個路線(見圖 3)。

南線方案優(yōu)點：新建里程較短，項目起點處可較便捷通達東山港區(qū)，終點處位于詔安港區(qū)附近，該方案為聯(lián)系詔安港區(qū)與東山港區(qū)的最便捷通道，有利于詔安港區(qū)和東山港區(qū)及其他資源的整合，充分發(fā)揮臨港工業(yè)區(qū)公路集疏運的功能，同時帶動西嶼島的開發(fā)建設；缺點：路線需繞行里程較長，新建跨海特大橋較長，總造價較高。

北線方案優(yōu)點：路線總里程較短，新建里程適中，新建跨海特大橋較短，總造價適中；有利于帶動整個東山島與詔安的聯(lián)系，為東山島至詔安最便捷的通道；同時此方案結合東山環(huán)島路的建設輻射區(qū)域可以拓展至東山全島；缺點：該方案近期主要服務于東山縣西翼與詔安縣東翼，不利于詔安港區(qū)和東山港區(qū)的資源整合，同時路線梅嶺段對梅嶺鎮(zhèn)狹長縱向地帶形成切割，無法保證地塊完整性。

經綜合分析論證，推薦南線方案。

圖3 擬建詔安灣特大橋橋位布置示意圖

6 通航孔設置

本橋梁位于灣口海域，水域寬闊，并被島嶼礁石分為多個潮流汊道，海域條件復雜。通航孔的設置需要綜合考慮風、浪、潮流、水深、海床演變及上下游航道銜接等因素，通航孔設置選擇難度大。

詔安灣灣口朝南，灣口被城洲島和西嶼分隔為東西兩個水道，兩水道大致呈東北～西南走向，西側為主水道，橋區(qū)位于灣口海域，西側水道長約7km，寬約1.5～2km，其中等深線10m以上長約4km；東側水道深槽自然水深在5m以上的寬度約為600m，長度約6km。充分考慮了橋區(qū)海域條件特點和地方需求，以及各類船舶通航特性，提出在詔安側(西嶼島西側)深槽和東山側(西嶼島東側)深槽設置兩處通航孔。

詔安灣通航孔主要供進出規(guī)劃的詔安港區(qū)的較大噸級的漁業(yè)船和貨船通航，東山側主要供進出規(guī)劃的西埔灣游艇碼頭的各類游艇及1千噸級以下的小型船舶通航。大、小船舶實行分道通航，整體提高了通航能力和安全性。

7 最高通航水位及通航凈空尺度

根據《海輪航道通航標準》(JTS180-3-2018)，跨海橋梁的設計最高通航水位“應采用當地歷史最高潮位，必要時經論證可采用年最高潮位頻率分析5%的水位，該水位宜采用耿貝爾Ⅰ型極值分布律進行計算”。本工程最高通航水位取橋址處歷史最高潮位2.67m。

充分考慮海域自然條件與發(fā)展需要，通航等級和尺度分別以規(guī)劃需求中較大船型來確定，并考慮一定的富裕量。詔安側通航等級按5000噸級考慮，通航孔所需最小通航凈空高度為40.76m，設置為單孔雙向，通航凈寬不小于304m，通航凈寬范圍內橋梁梁底標高最低限值為43.43m；東山側通航等級按1000噸級考慮，通航孔所需最小通航凈空高度為25.58m，設置為雙孔單向，通航凈寬不小于89m，通航凈寬范圍內橋梁梁底標高最低限值為28.25m。

8 擬建橋梁與航道、水流條件適應性分析

(1)詔安側規(guī)劃橋區(qū)航道水深在6.0～10.3m(理基)之間，東山側規(guī)劃橋區(qū)航道水深在5.9～11.9m(理基)之間，水流、水深條件較好。詔安側規(guī)劃橋區(qū)航道軸線與橋軸線法線夾角2.6°，通航孔跨度為350m，能滿足5000噸級海輪單孔雙向通航要求；東山側規(guī)劃橋區(qū)航道軸線與橋軸線法線夾角1.5°，通航孔跨度為2×120m，能滿足1000噸級雜貨船雙孔單向通航要求。

從航道條件看，擬建橋梁通航孔跨越所處海域的習慣航路，規(guī)劃橋區(qū)航道水深條件相對較好，航道順直，橋區(qū)航道直線段長度滿足規(guī)范要求。

(2)從通航水流條件看，橋區(qū)詔安側通航孔附近海域最大漲潮流速0.91m/s，最大落潮流速0.89m/s，東山側通航孔附近海域最大漲潮流速0.55m/s，最大落潮流速0.96m/s。兩側橋區(qū)段漲落潮水流與航道軸線有較大的夾角，但橫流均較小；橋區(qū)附近海域無不良流場和流態(tài)，水流較為平順。

9 通航安全保障措施

在通航海域上建設橋梁后，橋區(qū)通航環(huán)境及水流流態(tài)發(fā)生改變，因此橋梁在施工階段及建成營運期間，大橋建設單位應委托有資質的單位，對橋區(qū)航道和橋梁及橋區(qū)的助航標志進行設計和施工。大橋管理部門負責上述設施的維護保養(yǎng)或委托海事航標管理部門維護。

按照國標GB4696-1999《中國海區(qū)水上助航標志》及GB24418-2009《中國海區(qū)可航行水域橋梁助航標志》的規(guī)定，建議在詔安側通航孔配布一對雙向通航孔標志，上下游側各配布一對左、右側標志和一對橋墩警示標志；在東山側每個通航孔迎船側各配布一座單向通航孔標志、一對左、右側標志和一對橋墩警示標志，在每個通航孔非迎船側配布一座橋孔禁航標志。其航標主要技術性能如表2。

表2 航標特征表

10 結語

(1)跨海橋梁的選址，除應在交通上考慮方便快捷、在造價上考慮節(jié)約成本外，還應充分考慮與當地自然環(huán)境、經濟發(fā)展相協(xié)調，既要滿足當下生產生活需要，又要為今后開發(fā)預留空間；既要滿足中遠期規(guī)劃要求，又要避免尺度過大造成浪費。

(2)隨著我國經濟的快速發(fā)展，跨海大橋的建設日益增多，論證單位應對跨海大橋的水域條件、通航技術參數等進行詳細分析核算，對橋位選擇、通航孔設置、通航安全保障設施配布等問題提出有效建議，以保證橋梁施工期和營運期橋區(qū)水域通航船舶和橋梁自身的安全。

(3)在橋梁交工驗收前，施工單位應及時清除施工殘余礙航物，必須對橋區(qū)航道進行海床掃測，并對橋梁橋墩及通航凈空尺度進行復核，建設單位應向海事部門申請橋梁通航安全核查，以保證橋梁建設符合通航的相關要求。