京杭運(yùn)河徐揚(yáng)段續(xù)建二期工程（平原水網(wǎng)內(nèi)河航道）設(shè)計(jì)分析

高龍剛

（華設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司，江蘇南京210014）

0 引言

京杭運(yùn)河是全國(guó)高等級(jí)航道網(wǎng)“兩橫一縱兩網(wǎng)”之“一縱”，是貫穿我國(guó)南北的航運(yùn)主通道，也是交通運(yùn)輸部長(zhǎng)江三角洲地區(qū)“兩縱六橫”高等級(jí)航道網(wǎng)的重要組成部分，規(guī)劃等級(jí)為二級(jí)。京杭運(yùn)河徐揚(yáng)段航道北起徐州藺家壩船閘，南至揚(yáng)州六圩口，全長(zhǎng)404km，縱穿徐州、宿遷、淮安、揚(yáng)州4 市，溝通微山湖、駱馬湖、洪澤湖、高郵湖，是京杭運(yùn)河運(yùn)輸最繁忙的河段。該項(xiàng)目按二級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)整治航道183.26km，航道標(biāo)準(zhǔn)底寬不小于60m，最小水深4.0m，最小彎曲半徑540m。主要包括：航道護(hù)岸工程、停泊錨地、服務(wù)區(qū)、信息化工程和導(dǎo)助航設(shè)施工程等。

1 工程設(shè)計(jì)技術(shù)難點(diǎn)

1.1 航道整治里程長(zhǎng)、條件復(fù)雜，平面和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度大

京杭運(yùn)河徐揚(yáng)段續(xù)建二期工程貫穿徐州、宿遷、揚(yáng)州3 市，具有線長(zhǎng)、點(diǎn)多、面廣、量大；沿岸廠礦企事業(yè)單位、居民住宅眾多，碼頭林立，拆遷難度大；施工期間不停航、不停洪、水文條件復(fù)雜；部分航段兩岸大堤為一、二級(jí)堤防；流砂土質(zhì)地段較多等特點(diǎn)。航道的平面布置、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等均需結(jié)合以上特點(diǎn)，更新思路，創(chuàng)新工作，充分利用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝、新技術(shù)，打造綠色、智慧、安全、暢通的現(xiàn)代化航道，為船舶通航提供更好的服務(wù)。

1.2 本項(xiàng)目位于京杭運(yùn)河船舶通過(guò)量最大的航段，梯級(jí)設(shè)置多達(dá)11 個(gè)，信息化建設(shè)要求高

京杭運(yùn)河徐揚(yáng)段為京杭運(yùn)河船舶通過(guò)量和貨物通過(guò)量最大的航段，該航段現(xiàn)設(shè)有11 個(gè)梯級(jí)，航道暢通保障難度大。如何在做好航道通航尺度建設(shè)和岸坡防護(hù)的同時(shí)，采用先進(jìn)的信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)航道、船閘、船舶，進(jìn)行全過(guò)程、全方位、及時(shí)、動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)確的監(jiān)控、管理和服務(wù)是本項(xiàng)目的難點(diǎn)之一。

1.3 本項(xiàng)目貫穿多座城市的市（城、鎮(zhèn)）區(qū)，各航段需要結(jié)合城市特點(diǎn)，打造城市景觀、特色航運(yùn)文化

本項(xiàng)目依次貫穿徐州市區(qū)、邳州城區(qū)、窯灣古鎮(zhèn)、泗陽(yáng)城區(qū)、高郵城區(qū)、揚(yáng)州市區(qū)等多個(gè)城區(qū)，各地特色鮮明，文化各異，航道整治在滿足結(jié)構(gòu)要求的同時(shí)，需要結(jié)合每座城市特點(diǎn)，打造城市景觀和特色的航運(yùn)文化。

1.4 工程設(shè)計(jì)需要做好各項(xiàng)功能的兼顧與協(xié)調(diào)，非常具有挑戰(zhàn)性

京杭運(yùn)河徐揚(yáng)段是國(guó)家水運(yùn)主通道組成部分之一，主要功能是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高水運(yùn)效益，同時(shí)兼顧水利排洪、農(nóng)田灌溉、南水北調(diào)等綜合利用功能[1]。而且，根據(jù)江蘇省構(gòu)建和諧社會(huì)的要求，京杭運(yùn)河還有生態(tài)環(huán)境功能和文化、旅游休閑功能。因此，如何兼顧好各方面的需求，給工程設(shè)計(jì)提出了高要求。

2 解決方案、新技術(shù)及創(chuàng)新內(nèi)容

2.1 復(fù)雜建設(shè)條件下航道平面布置科學(xué)合理

本航道全長(zhǎng)183.26km，分布于404km 航道中，途徑徐州、泗陽(yáng)、高郵、揚(yáng)州等市（縣）城區(qū)，涉及企事業(yè)單位多、碼頭船廠多、居民住宅多、歷史文物多，與水利設(shè)施、大堤等關(guān)系密切，流砂地質(zhì)等廣泛分布，周邊條件非常復(fù)雜，航道平面布置時(shí)，須處理好線形平順與廠礦企業(yè)、居民房屋拆遷、歷史文化遺存、開(kāi)挖土地及防洪大堤等的關(guān)系，注意與城市規(guī)劃、公路、水利、港口、橋梁等的協(xié)調(diào)和銜接。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)基于以下原則：航道平面布置應(yīng)滿足航運(yùn)要求，盡可能利用原航道中心線，并宜與跨河橋梁中心線一致；盡量減少沿線工廠、企業(yè)及居民房屋的拆遷量，對(duì)于鄰近鄉(xiāng)鎮(zhèn)房屋密集的航段，應(yīng)因地制宜，以達(dá)到路程短、投資省、收效快的目的。以航運(yùn)為主，結(jié)合城鎮(zhèn)規(guī)劃，與沿線水利設(shè)施布局和規(guī)劃協(xié)調(diào)，并考慮對(duì)現(xiàn)有設(shè)施的影響，達(dá)到統(tǒng)籌兼顧、綜合治理的目標(biāo)。對(duì)湖區(qū)或水域?qū)掗煹暮蕉?，?yīng)考慮風(fēng)浪對(duì)船舶航行的影響，適當(dāng)增大航道寬度。對(duì)設(shè)有水利樞紐的河段，應(yīng)考慮與行洪、排澇渠道交匯河口處水流對(duì)航行條件的影響，確保航行安全。結(jié)合沿線城市對(duì)運(yùn)河的規(guī)劃布局，在航道平面設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮其布局功能，處理好航道岸線與跨河橋梁、碼頭、錨地和景觀帶的平面銜接。航道設(shè)計(jì)從流域水系分布、征地拆遷、航行條件、工程投資等多方面進(jìn)行綜合研究，在進(jìn)行水運(yùn)建設(shè)的同時(shí)，兼顧了各方面的影響，最終達(dá)到了各方和諧統(tǒng)一的目標(biāo)。

2.2 航道護(hù)岸因地制宜采用了多種生態(tài)、景觀結(jié)構(gòu)形式，具有經(jīng)濟(jì)合理性和創(chuàng)新性

護(hù)岸設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能考慮歷史因素，注重與周圍景觀的協(xié)調(diào)。為防止船行波沖刷岸坡，避免水土流失，從保護(hù)生態(tài)環(huán)境的角度出發(fā)，積極采取生態(tài)型護(hù)岸等新技術(shù)。護(hù)岸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)貫徹經(jīng)濟(jì)、合理、適用和耐久的原則，兩岸盡可能保留河流周圍的自然形態(tài)，避免視覺(jué)單一，注重景觀，護(hù)岸口寬遵循宜寬則寬的原則。京杭運(yùn)河徐揚(yáng)段護(hù)岸結(jié)構(gòu)選型的主要影響因素有自然條件、施工條件、使用條件、景觀和生態(tài)要求。通過(guò)對(duì)護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式影響因素分析，綜合考慮工程造價(jià)和環(huán)境效益，經(jīng)方案比選，因地制宜采用了魚(yú)巢結(jié)構(gòu)、植被護(hù)坡結(jié)構(gòu)、生態(tài)混凝土護(hù)坡等新型結(jié)構(gòu)形式，針對(duì)不良地質(zhì)，分別采用拋石、施打小木樁等多種地基加固方案。同時(shí)，將航道兩側(cè)永久征地范圍內(nèi)及防洪大堤內(nèi)外邊坡上設(shè)為綠化林帶，綠化帶內(nèi)種植能吸收粉塵和有害氣體的落葉和常綠品種交叉的喬木和灌木，以達(dá)到美化環(huán)境，防治水土流失的效果。既保證安全又兼顧美觀，生態(tài)和景觀效果俱佳。

2.3 航道整治與城市景觀、特點(diǎn)相結(jié)合，發(fā)揮運(yùn)河航運(yùn)文化效應(yīng)

京杭運(yùn)河徐揚(yáng)段續(xù)建二期航道整治工程是綜合性很強(qiáng)的工程，在設(shè)計(jì)階段，根據(jù)航道斷面所處位置不同，或新建駁岸，或改造老護(hù)岸，或利用既有岸線稍加整理，揚(yáng)州城區(qū)段共形成13 種駁岸方案，既節(jié)省了造價(jià)，又凸顯了城市特色，其間有1500m 黃石駁岸增添靚景，設(shè)置人行棧橋服務(wù)居民，還有40 種20 萬(wàn)m2植被守護(hù)駁岸等，從航道元素體現(xiàn)生態(tài)城市、景觀城市，使得運(yùn)河航道既發(fā)揮出經(jīng)濟(jì)效益，又體現(xiàn)出社會(huì)文化效應(yīng)，為大運(yùn)河文化帶的打造奠定基礎(chǔ)。

2.4 新材料、新工藝廣泛應(yīng)用，做好工程創(chuàng)新

本項(xiàng)目航標(biāo)工程首次采用的遙控遙測(cè)一體化航標(biāo)燈器，具有簡(jiǎn)潔明了、安裝方便、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)，是今后航標(biāo)燈器更新?lián)Q代的主要方向；航標(biāo)結(jié)構(gòu)采用高標(biāo)準(zhǔn)和高規(guī)格的柱形標(biāo)體，大大提升了導(dǎo)助航設(shè)施的作用，使航道航行更加安全；結(jié)合京杭運(yùn)河徐揚(yáng)段水面寬闊、河床多變的特點(diǎn)，航標(biāo)基礎(chǔ)采用了大體積水中層疊式防碰撞航標(biāo)，既滿足了航標(biāo)安全方面的需要，又做到了施工方便。本工程標(biāo)牌結(jié)構(gòu)首次采用大規(guī)格、大尺寸玻璃鋼牌面，該種結(jié)構(gòu)絕緣、絕熱、防火、抗腐蝕，且商業(yè)回收價(jià)值低，滿足使用要求的同時(shí)，又做到防火防盜，實(shí)用性強(qiáng)；另外，標(biāo)牌結(jié)構(gòu)還采用了高標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)桿結(jié)構(gòu)、新型材料防撞反光膜柱等，加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。

2.5 利用新技術(shù)，綜合大數(shù)據(jù)，打造蘇北運(yùn)河航閘智能運(yùn)行系統(tǒng)，契合了京杭運(yùn)河綠色現(xiàn)代航運(yùn)發(fā)展的建設(shè)需要

京杭運(yùn)河徐揚(yáng)段航道綜合信息化項(xiàng)目為大數(shù)據(jù)時(shí)代航道業(yè)務(wù)平臺(tái)提供了最佳數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，構(gòu)建了統(tǒng)一、綜合、全面的蘇北航務(wù)管理綜合應(yīng)用集成數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)包括當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的3G 智能船載終端、GPS 終端、RFID、AIS 等終端識(shí)別設(shè)備數(shù)據(jù)的融合處理和基于國(guó)產(chǎn)GIS 框架的綜合業(yè)務(wù)應(yīng)用展現(xiàn)[2]。本項(xiàng)目形成了一個(gè)協(xié)調(diào)有力、運(yùn)行高效、信息共享、互聯(lián)互通的航閘智能運(yùn)行系統(tǒng)，最終對(duì)航道、船閘、船舶實(shí)現(xiàn)了全過(guò)程、全方位、及時(shí)、動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)確的監(jiān)控、管理和服務(wù)。綜合信息化系統(tǒng)中的“蘇北運(yùn)河航閘智能運(yùn)行系統(tǒng)”是一種集電子申報(bào)、資訊服務(wù)、GPS 定位及輔助調(diào)度于一體的創(chuàng)新型運(yùn)河指揮調(diào)度與服務(wù)支持平臺(tái)。在船舶過(guò)閘調(diào)度中，系統(tǒng)可智能排擋、優(yōu)化閘次，提高通航效率，自系統(tǒng)運(yùn)行以來(lái)，船閘閘室的平均利用率提高約20%。

2.6 水上服務(wù)區(qū)創(chuàng)新服務(wù)，體現(xiàn)以人為本原則

本項(xiàng)目首次在航道整治工程中配套建設(shè)水上服務(wù)區(qū)——徐州水上服務(wù)區(qū)和邳州水上服務(wù)區(qū)，滿足了運(yùn)輸船舶和船民的需求。水上服務(wù)區(qū)具有船舶加油、加氣、加水、接電、寄泊過(guò)夜、垃圾回收、日常維護(hù)、配件購(gòu)買等功能。水上服務(wù)區(qū)的建設(shè)大大方便了船民，強(qiáng)化了以人為本，建設(shè)和諧友好型航道的理念。

2.7 破解出土難題，因地制宜提出土方綜合利用方案

為破解出土難題，因地制宜提出土方綜合利用方案，本項(xiàng)目采取了以下措施：一是結(jié)合沿線地區(qū)的公路橋梁、市政綠化、水利防洪等建設(shè)工程，就近挖運(yùn)土方，直接利用，不僅節(jié)省建設(shè)費(fèi)用，而且加快了施工進(jìn)度；二是提供農(nóng)田回填復(fù)耕改造土方；三是結(jié)合地方政府規(guī)劃中的產(chǎn)業(yè)集中區(qū)、工業(yè)園區(qū)的建設(shè)，為其提供備用土方；四是結(jié)合地方民用、磚窯生產(chǎn)等，提供輔材土方。通過(guò)充分調(diào)動(dòng)出土方與需土方兩方的積極性，有效化解項(xiàng)目出土的壓力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)土方的資源化利用。

3 結(jié)語(yǔ)

京杭運(yùn)河徐揚(yáng)段續(xù)建二期工程是支撐大運(yùn)河文化帶建設(shè)的重要基礎(chǔ)工程。工程堅(jiān)持和諧發(fā)展理念，廣泛應(yīng)用新材料、新工藝，全面契合新時(shí)代大運(yùn)河航運(yùn)文化建設(shè)。項(xiàng)目建成后，京杭運(yùn)河徐揚(yáng)段全線達(dá)到了二級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)，2000t 級(jí)船舶（隊(duì)）暢行無(wú)阻，對(duì)于進(jìn)一步完善江蘇省綜合交通運(yùn)輸體系、推動(dòng)京杭運(yùn)河生態(tài)智慧化建設(shè)、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展具有十分重要的意義。