浦儀公路過江通道上壩段橋梁主橋施工期航道布置調整和航標配布方案

嚴曉衛(wèi)

【摘 要】 為保障大橋施工安全和船舶通航安全，分析浦儀公路過江通道上壩段橋梁施工對航道通航安全的影響，按照大橋建設的主橋基礎施工，主塔安裝、鋼箱梁存梁及安裝，標準梁段吊裝等3個階段施工期，根據(jù)工程河段水深條件的變化及施工水域占用情況對航道布置及航標配布方案作出動態(tài)調整，為大橋施工安全和船舶通航安全提供技術保障。

【關鍵詞】 航標配布;航道寬度;橋區(qū)航道;上部結構安裝

航標是用來標示航道的方向和界限，引導各類船舶安全航行的重要助航設施。加強航道日常維護管理，廣泛開展航道全面質量管理活動，不斷提高航道維護水平，確保航道暢通是航道工作者的職責。為做好航道維護工作，根據(jù)船舶航行特點研究航標的配布并確保航標處于良好的技術狀態(tài)十分必要。

長江是目前世界上貨運量最大、運輸最繁忙的通航河流。近年來，隨著國家“一帶一路”建設、長江經濟帶建設等戰(zhàn)略相繼實施，作為我國水運主通道和沿江地區(qū)綜合運輸體系主骨架的長江干線航道建設受到國家高度重視。

浦儀公路是長三角區(qū)域江北沿江綜合運輸走廊的重要組成部分，也是便捷溝通和聯(lián)系南京大橋、南京二橋、南京四橋的重要交通設施。浦儀西段為G104國道的組成部分，路線起自G104國道浦泗立交，后跨上壩夾江段，在八卦洲與二橋高速相交，路線長11.780 km;東段為規(guī)劃S001省道的組成部分，路線往東跨九里埂夾江段，在南京化學工業(yè)園長蘆、玉帶兩大片區(qū)之間穿越，經瓜埠鎮(zhèn)南，終點接南京繞越四橋高速，路線長約16.268 km。浦儀公路過江通道上壩段橋梁已于2018年3月1日正式開工建設，預計2020年12月31日完工。開建的橋梁位于長江干線南京河段八卦洲汊道，其長江下游航道里程約339 km。

本文充分分析浦儀公路過江通道上壩段橋梁水上施工對航道條件影響，提出施工期航道調整和航標配布方案，為大橋施工安全和船舶通航安全提供技術保障。

1 大橋施工對航道條件的影響

1.1 大橋施工占用水域范圍

根據(jù)大橋施工方案，浦儀公路過江通道上壩段橋梁主橋工程以上壩段橋梁主橋孔中心線為分界線分成浦口側、八卦洲側兩個標段。為確保施工船舶和附近通航船舶安全，需劃定合適的施工占用水域，合理規(guī)劃附近船舶通航航路。參照《海港總體設計規(guī)范》，船舶制動距離在壓載狀態(tài)下可取3～4倍設計船長，滿載狀態(tài)下可取4～5倍設計船長。據(jù)此，工程附近上下游水域安全距離可取3～5倍最大通航船型設計船長。夾江大橋設計通航船型為1萬噸級散貨船，其船長為135 m，據(jù)此參照大橋設計通航船型尺度，計算安全距離應為405～675 m。工程附近河段水流以徑流下泄為主，受潮流上溯影響較小，附近通航船舶的船長多為100 m以下。綜合考慮工程附近水流狀況及通航船舶尺度，取500 m 安全距離作為施工區(qū)上游占用水域，取 400 m 安全距離作為施工區(qū)下游占用水域。

根據(jù)垂直水流方向，浦口側選用主橋墩軸線外側120 m作為施工占用水域;八卦洲側取施工臨時碼頭停泊水域外邊界，施工臨時碼頭設計船型為噸級駁船，考慮到部分噸級駁船船寬可達18～20 m，選用施工臨時碼頭外側42 m，即主橋墩軸線外側100 m，作為施工占用水域邊界線。

1.2 對航道布置的影響

跨江主橋建設期間航道占用情況見表1。

1.3 對航標配布的影響

目前工程局部河段航道布置為偏右岸的河心航道，航道整體向左側適度調整，航道寬度不小于200 m。行洪斷面補償補充疏浚工程已于2018年4月底結束。疏浚工程完成后主橋施工開始。

由于疏浚施工方案發(fā)生變化，改用沉管作業(yè)，目前工程局部在八卦洲側臨時找橋碼頭外側上、下游適當位置設置側面浮標3座;臨時撤銷七里洲塔形沿岸標;左側標志沒有變化，分別為南鋼3號、4號、5號白浮。鑒于施工水域距離航標較近，施工活動對橋區(qū)現(xiàn)狀設置的航標有一定的影響，影響較大的為南鋼4號白浮、上壩施2號紅浮，應結合施工期橋區(qū)航標配布作相應調整。

2 航道布置調整方案

2.1 航道布置現(xiàn)狀分析

工程局部處于八卦洲左汊西方角與南鋼碼頭之間的南鋼萬噸級專用航道中間。南鋼萬噸級航道于2006年12月開放，航道里程8.6 km，航道維護尺度為深8.0 m、寬200 m、彎曲半徑1 050 m，保證率98%。

工程局部河段現(xiàn)狀航道布置為偏靠右岸側的河心航道，從施工占用水域分析情況看，可以滿足雙向通航要求，航寬不小于200 m。

2.2 具體調整方案

由于不同施工期占用水域不同，對應的航道布置調整方案也應有所區(qū)別。因此，依照大橋工程建設的3個階段分別提出航道布置調整方案。

（1）第一階段航道布置調整方案。主橋墩基礎施工期占用左側實施疏浚工程后的部分可通航水域，對航道拓寬布置有一定影響。該施工期航道布置方案維持疏浚工程施工期的航道現(xiàn)狀，航道寬度不小于200 m。

（2）第二階段航道布置調整方案。航道右側（八卦洲側）主橋塔節(jié)段安裝、鋼箱梁存梁及安裝施工期，施工水域將占用右側航道水域26～43 m，通過優(yōu)化施工方案減小占用水域，同時利用浦口側水域疏浚工程效果、施工期水位條件，將航道整體向左側適當調整，航道寬度不小于200 m。

（3）第三階段航道布置調整方案。鋼箱梁標準梁段吊裝施工期將占用航道水域，占用位置隨施工進度變化，每次占用時間相對較短，采用臨時交通管制措施滿足通航和施工要求，對航道布置不作調整。

3 航標配布方案

3.1 航標設置技術要求

（1）航道等級：Ⅰ級。

（2）航道尺度：目前工程局部航道維護水深8 m，保證率98%，航寬200 m，彎曲半徑1 050 m。

（3）航標配布類別：一類航標配布。

（4）航標設計視距：3 km。

（5）航標配布設計范圍：浦儀公路過江通道上壩段橋梁主橋施工水域范圍。

3.2 航標配布原則

擬建浦儀公路過江通道上壩段橋梁主橋施工期專用航標設置方案應遵循科學合理、安全可靠、經濟實用的原則。

（1）科學、合理、有效、可靠。準確標示航道兩側界限和橋梁施工作業(yè)水域范圍，滿足船舶航行和橋梁主橋施工的需要。

（2）簡單、明了、經濟、實用，便于設置和維護管理。

（3）與上下游河段航標有效銜接。

（4）按橋梁工程名稱命名，自下而上順序連續(xù)編號。

3.3 航標配布類型

本次配布的專用航標位于航道上，按《內河航道維護技術規(guī)范》規(guī)定，應采用航行標志。由于工程局部河段現(xiàn)狀航道布置為偏靠右岸側的河心航道，選用航行標志中的側面浮標。

側面標的功能、形狀、顏色、燈質如下：

（1）功能：標示航道左右兩側的界限。

（2）形狀：左岸側浮標為錐形、柱形浮標或燈船，柱形浮標加裝錐形頂標;右岸側浮標為罐形、柱形浮標或燈船，燈船的上方均加裝球形頂標。

（3）顏色：左岸側為黑色或白色，采用浮標時，標志船的錐形標體為白色，燈船的球形頂標和柱形浮標的錐形頂標為黑色;右岸側為紅色，采用浮標時，罐形標體、柱形浮標或燈船均為紅色。

（4）燈質：左岸側為綠色單閃光、雙閃光或定光;右岸側為紅色單閃光、雙閃光或定光。

在橋軸線上游500 m處左側施工水域外側設置專用浮標1座，下游400 m處左側施工水域下游端適當位置設置專用浮標2座，共3座。

專用標志的功能、形狀、顏色、燈質如下：

（1）功能：標示浦儀公路過江通道上壩段橋梁主橋施工水域范圍。

（2）形狀：標體為錐形、柱形。

（3）顏色：黃色。

（4）燈質：黃色， 單閃光或雙閃光、 快閃或定光。

3.4 航標配布方案

3.4.1 工程局部河段現(xiàn)狀航標設置情況

航道左側自下而上配布南鋼3～7號白浮，航道右側自下而上配布寶塔角塔形沿岸標、上壩施1～3號紅浮、八卦洲頭塔形沿岸標、西方角塔形左右通航標。

3.4.2 專用航標配布方案

（1）在航道右側橋軸線上游600 m、300 m處，下游200 m處施工水域外側位置各設置專用航標1座，共3座;采用側面浮標標示航道右側界限，其中上游300 m、下游200 m處的側面浮標同時標示右側施工水域外邊線。

（2）在航道左側按滿足航寬不小于200 m的要求，橋軸線上游600 m、300 m處，下游200 m處各設置專用航標1座，共3座;采用側面浮標標示航道左側界限，其中上游300 m、下游200 m處同時標示左側施工水域外邊線。

（3）在橋軸線上游500 m處左側施工水域外側設置專用浮標1座，下游400 m處左側施工水域下游端適當位置設置專用浮標2座，共3座。

（4）根據(jù)各施工階段的施工情況和通航情況需要適時對標位進行調整。

3.4.3 航標器材選型

水上標志采用10 m鋼質標志船為定型產品。目前開建工程附近水域主要浮標為10 m單船，主航道浮標的兩種常用標型分別為直徑2.4 m的浮鼓以及10 m單船。浮鼓的優(yōu)點是浮體穩(wěn)定性高、防碰撞性較強，不易因被撞擊而失常;缺點則是浮體成本較高，拋設及維護作業(yè)周期較長。10 m單船則具有成本低、拋設維護方便，定位相對方便等優(yōu)點;缺點是穩(wěn)定性較差，航標容易被撞擊導致失常?，F(xiàn)推薦浮標標型為成本低、較易恢復的10 m單船。

3.4.4 燈器選型

白天船舶依靠航標航行，夜間依靠航標燈航行。一旦航標燈在規(guī)定的工作時間內熄滅，將直接威脅船舶的航行安全，因此燈器的選型至關重要。

在大氣透射系數(shù)為0.74的條件下，燈器按照光強大于50 cd、發(fā)散角為8 rad、光電轉換效率大于15%、標燈射程大于3 km標準配置。

燈器的選型在滿足標準的前提下，應選擇質量上乘、壽命長、性能可靠的燈器。近年來國內外航標燈普遍采用LED航標燈，長江干線南瀏段航標工程、三峽庫區(qū)航標工程先后應用了這種新光源，應用情況良好。

LED航標燈器選擇的具體技術指標為：航標燈由雙層LED光源、雙層圓周焦點的菲涅耳透鏡、鋁合金或工程塑料底座組成;整套燈器應為全密封結構;單層LED數(shù)量大于25顆;LED壽命在5萬h以上;燈質根據(jù)要求可作調整;額定工作電壓12 V;有效視距達5 km;垂直發(fā)散角80 rad;黃色航標燈滿足有效視距所對應的光強不小于50 cd（定光狀態(tài)下的測量值）;靜態(tài)工作電流小于5 mA。在同功率、同發(fā)散角條件下，光強值越高，其光、電轉換效率越高，使用中就越省電。

4 結 語

本文所提出的航道布置及航標配布方案是基于現(xiàn)有航道條件研究分析得出的。大橋施工期間，為盡量減少大橋施工對過往船舶的影響，根據(jù)水深條件變化及施工水域占用情況，應對航道布置及航標配布作出動態(tài)調整。