淮河洛河洼1000kV大跨越線路通航凈高分析

許正濤

摘 要：為避免淮河洛河洼采砂船損傷1000kV淮南～南京淮河大跨越線路，本文通過(guò)采砂船現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、生產(chǎn)廠家調(diào)查、砂層勘測(cè)等方法，結(jié)合采砂需求，對(duì)洛河洼采砂船高度進(jìn)行分析，確定淮河洛河洼1000kV大跨越線路對(duì)最高通航水位的凈空高度取65m，近年的運(yùn)行情況表明，未發(fā)生因采砂船逃竄導(dǎo)致的導(dǎo)線損傷事故。

關(guān)鍵詞：通航凈高;采砂船;淮河;洛河洼

中圖分類(lèi)號(hào)：U697 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）12-0160-02

0 引言

安徽省淮河干流河道采砂由來(lái)已久，近年來(lái)淮河采砂船只不斷增加，濫采現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，給河勢(shì)穩(wěn)定、防洪、通航、涉河工程與設(shè)施的安全帶來(lái)了嚴(yán)重不利影響[1，2]。

淮南-南京-上海1000kV特高壓交流工程淮河大跨越工程在淮南市和懷遠(yuǎn)縣縣界附近的閘口村跨越淮河，跨越檔距1490m，跨越點(diǎn)左岸為湯漁湖行洪區(qū)，右岸為洛河洼行洪區(qū)（洛河洼采砂區(qū)）。

自2011年以來(lái)，在本工程淮河大跨越跨越點(diǎn)上游幾公里范圍內(nèi)，多次發(fā)生了因采砂船不下降吸砂管行進(jìn)掛斷或損傷跨淮河電力線路導(dǎo)線的事故。

本文通過(guò)采砂船現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、生產(chǎn)廠家調(diào)查、砂層勘測(cè)等方法，并結(jié)合實(shí)際采砂需求，對(duì)洛河洼采砂船高度進(jìn)行分析，以確定淮河洛河洼1000kV大跨越線路通航凈高[3-4]。

1 洛河洼采砂區(qū)規(guī)劃

洛河洼采砂區(qū)位于淮南市洛河洼右岸迎水側(cè)灘地，主要為洛河洼堤防退建加固工程實(shí)施后形成的外灘地。

洛河洼采區(qū)地層可分為5層，自上而下如下：①層（Q4a1）：中粉質(zhì)壤土。層厚11.20m～14.50m，層底高程5.20m ～8.45m。②層（Q4a1）：細(xì)砂。層厚9.40m—13.30m，層底高程-6.70m～-2.60m，采砂最低底高程控制為-4.4m。③層（Q4a1）：中粉質(zhì)壤土。層厚6.50～13.30m，層底高程-16.15m ～-11.90m。④層（Q4a1）：中砂。層厚4.00～10.00m，層底高程 -22.60m～-19.80m。⑤層（K）：砂巖，最大揭露厚度4.30m，層底最低揭露高程-24.80m。

洛河洼采砂區(qū)規(guī)劃開(kāi)采第②層，最低底控制高程-4.4m。淮河水運(yùn)發(fā)展要求和設(shè)計(jì)采砂區(qū)砂層埋藏的實(shí)際情況，采運(yùn)結(jié)合、隨采隨運(yùn)，采砂方式采用泵吸式[5]。

2 采砂船發(fā)展及逃逸危害

自20世紀(jì)90年代末期，采砂船的功率逐漸增大，由早期的功率約400kW，單船日產(chǎn)量也僅為幾千噸，逐漸發(fā)展到功率為2×1650kW的雙泵“吸砂王”、其單泵的工作能力已達(dá)到3750m3/h。

目前，在淮河及長(zhǎng)江干流河道采砂主要使用射流式采砂船。采砂船主要由船體、吸砂管固定支架（含上端鉆管）、吸砂管三部分組成。吸砂管由上端鉆管和下端吸管組成[6]。

射流式采砂船工作時(shí)，將吸砂管深入砂層，由位于吸砂管底端的射流泵產(chǎn)生高壓水流沖擊泥沙，形成泥漿后從吸口將泥沙混合物吸入，沿吸砂管送入分離設(shè)備，砂石料從水中分離出來(lái)后被移動(dòng)到皮帶機(jī)上，然后由皮帶機(jī)將其輸送至運(yùn)輸船只或岸上。若采砂船進(jìn)行非法采砂被執(zhí)法人員發(fā)現(xiàn)時(shí)，往往為節(jié)省時(shí)間，在不下降吸砂管的情況下進(jìn)行緊急逃竄，此時(shí)吸砂管上端鉆管超高高度可達(dá)到50m以上，穿行通過(guò)跨越河道的高壓電力線路時(shí)，易損傷下層導(dǎo)線。因此，需要對(duì)采砂船不降吸砂管情況下的最高高度進(jìn)行分析，以確定跨越電力線路的通航凈高。

3 洛河采砂船高度分析

3.1 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量

對(duì)洛河洼采砂區(qū)5個(gè)停泊點(diǎn)的采砂船支架高度和鉆管頂端高度的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，有如下結(jié)果。

（1）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量船只中固定支架距水面最高51m，鉆管頂端距水面最高49m。大多數(shù)船只在休息停泊狀態(tài)，鉆管頂端沒(méi)有完全伸出固定支架。（2）吸砂管上端鉆管有8m、13m、22m三種長(zhǎng)度分布，船型越大長(zhǎng)度越長(zhǎng)。（3）在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的船只當(dāng)中，固定支架距水面51m的采砂船，吸砂管上端鉆管長(zhǎng)22m。

經(jīng)調(diào)查了解，采砂船吸砂管下端吸管長(zhǎng)度跟船的噸位和采砂深度均有關(guān)系，但主要取決于采砂深度。

3.2 生產(chǎn)制造廠家調(diào)查

經(jīng)對(duì)多家生產(chǎn)鉆探式抽沙船生產(chǎn)廠家進(jìn)行調(diào)查，近10年來(lái)用于淮河流域的鉆探式抽沙船一般船桅高度（抽沙揚(yáng)程一半的高度）均不超過(guò)50m。

3.3 洛河洼采砂區(qū)砂層勘察

根據(jù)安徽水文工程勘察研究院洛河洼采砂區(qū)的地質(zhì)勘探資料，洛河洼采砂區(qū)第②層砂最低的層底高程為-6.7m，第④層砂最低的層底高程為-22.6m。以灘地高程19.5m計(jì)算，洛河洼采砂區(qū)砂層最大埋藏深度為42.1m。

3.4 采砂船高度分析

根據(jù)以上采砂船高度調(diào)查和具體砂層分布，可進(jìn)一步推測(cè)采砂船高度。

首先，以洛河洼采砂區(qū)規(guī)劃開(kāi)采的第②砂層分析采砂船高度。第②砂層層底高程為-6.7m，當(dāng)灘地高程取19.5m時(shí)，最大埋藏深度為26.2m。吸砂管下端吸管到土層最長(zhǎng)為26m，考慮操作空間，采砂船固定支架對(duì)船面的高度取30m。吸砂管下端吸管長(zhǎng)26m，上端鉆管長(zhǎng)13m。采砂船行進(jìn)前將吸砂管底部抬升至平齊船底，在行進(jìn)過(guò)程中鉆管頂端的一般高度為13m+26m-3m（上端鉆管在吸砂管內(nèi)重疊1.5m，船吃水深1.5m）=36m（距20年一遇洪水位23.9m），采砂船固定支架高度為30m+3m（船面至吃水線處為3m）=33m（距20年一遇洪水位23.9m）。

根據(jù)此段跨越淮河的500kV莊城線路值班監(jiān)督看護(hù)站記錄臺(tái)賬，正常穿行通過(guò)的采砂船高度在25m-34m。對(duì)比按照第②砂層的最大埋藏深度計(jì)算出的采砂船高度36m與實(shí)際情況的34m基本相當(dāng)，因此，以埋藏深度和采砂方法相結(jié)合來(lái)計(jì)算采砂船高度方法是可行的。

在建筑工程，細(xì)砂主要用來(lái)抹面，中粗砂用來(lái)拌砂漿和混凝土，所以中砂用量更大。洛河洼采砂區(qū)第②砂層為粒徑0.07mm-0.24mm的細(xì)砂，平均厚度11.8m;第④砂層為粒徑0.31mm-0.40mm的中砂，平均厚度6.5m。為謀取更大的利益，采砂船主必然會(huì)增加采砂船高度，在規(guī)定的采砂區(qū)范圍內(nèi)向地下越界開(kāi)采。因此，需要以洛河洼采砂區(qū)越界開(kāi)采的第④砂層分析采砂船高度。

第④砂層層底高程為-22.6m，當(dāng)灘地高程取19.5m時(shí)，最大埋藏深度為42.1m。吸砂管長(zhǎng)度最大40m（離巖石層2m）。考慮水深4.4m和操作空間，采砂船固定支架高度（對(duì)船面）取48m。吸砂管下端吸管長(zhǎng)40m，上端鉆管長(zhǎng)22m，取20年一遇洪水位23.9m。采砂船行進(jìn)前將吸砂管底部抬升至平齊船底，在行進(jìn)過(guò)程中鉆管頂端的高度為40m+22m-3m（上端鉆管在吸砂管內(nèi)重疊1.5m，船吃水深1.5m）=59m（距23.9m水位），采砂船固定支架距23.9m水位高度為48m+3m（船面至吃水線處為3m）=51m。

通過(guò)歷次采砂船損傷電力線的事故分析報(bào)告來(lái)看，已有淮河大跨越線路導(dǎo)線弧垂最低點(diǎn)與水面距離最高為40.1m，而采砂船體及吸砂管支架高度將近30m-50m，吸砂管完全伸出時(shí)將近50m-60m，采砂船在躲避執(zhí)法、慌忙逃竄過(guò)程中，為節(jié)省時(shí)間，會(huì)將吸砂管拔出河底，并伸出固定支架，高度達(dá)到50m以上，進(jìn)而損傷跨越淮河上方電力線。

采砂船逃竄前將吸砂管底部抬升至平齊船底時(shí)，鉆管頂端高度達(dá)到59m（對(duì)水面的凈空距離），此時(shí)已經(jīng)滿足采砂船及時(shí)逃竄的條件，若繼續(xù)提升吸砂管使其頂端高度超過(guò)59m，采砂船將會(huì)犧牲逃竄時(shí)間，并且其船體在空載時(shí)會(huì)發(fā)生傾覆危險(xiǎn)，因此，采砂船鉆管頂端高度將不會(huì)超過(guò)59m。

4 淮河大跨越通航凈高

4.1 淮河大跨越通航凈高

淮南-南京-上海1000kV特高壓交流工程淮河大跨越工程在洛河洼跨越淮河時(shí)，若以采砂船吸砂管不損傷下層導(dǎo)線為原則，需考慮操作過(guò)電壓6m的距離，凈空高度為59m+6m=65m;若按采砂船固定支架高51m，考慮12m安全距離，凈空高度為51m+12m=63m。

綜合以上，在不采用攔河索、考慮采砂船實(shí)際影響的情況下，本工程淮河大跨越對(duì)最高通航水位的凈空高度取65m。

4.2 運(yùn)行情況分析

淮南-南京-上海1000kV特高壓交流工程淮河大跨越工程采用了本文推薦的通航凈空高度65m，下層導(dǎo)線最低點(diǎn)高程為89.4m，已投產(chǎn)運(yùn)行四年，截止日前，未發(fā)生因采砂船逃竄時(shí)損傷導(dǎo)線的事故。

5 結(jié)語(yǔ)

以采砂船現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、生產(chǎn)廠家調(diào)查、砂層勘測(cè)等方面相結(jié)合來(lái)計(jì)算采砂船高度的方法可行且可靠。

根據(jù)采砂船高度、考慮操作過(guò)電壓6m的距離確定淮河大跨越對(duì)最高通航水位的凈空高度，可以避免采砂船吸砂管損傷下層導(dǎo)線，滿足安全運(yùn)行要求。

參考文獻(xiàn)

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