京杭運(yùn)河蘇南段四改三航道整治工程淺析

京杭運(yùn)河蘇南段四改三航道整治工程淺析

1年4月1055京杭運(yùn)河位于江蘇南部，南與長(zhǎng)江相連，全長(zhǎng)約212.0公里。京杭運(yùn)河蘇南段是長(zhǎng)江三角洲地區(qū)“兩縱六橫”高等級(jí)航道網(wǎng)中的“一縱”的重要航段,也是江蘇省干線航道網(wǎng)的主要軸線,在區(qū)域綜合運(yùn)輸網(wǎng)中起著舉足輕重的作用2“四改三”工程的實(shí)施2.1京杭運(yùn)河蘇區(qū)航道的主要問(wèn)題區(qū)域內(nèi)資源短缺,大量的原材料從區(qū)域外通過(guò)運(yùn)河供給,產(chǎn)成品流向區(qū)域外,航道貨運(yùn)量從1997年的9000萬(wàn)t增長(zhǎng)至2008年的2.2億t(1)航道沖刷嚴(yán)重,航寬不足。蘇南運(yùn)河整治標(biāo)準(zhǔn)為4級(jí),一般河段底寬為40m,根據(jù)調(diào)查,河床在動(dòng)水作用下,沿航道中心線一般均被沖刷成寬2~5m,深0.5~2m的深槽,而航道兩側(cè)坡腳附近則淤高了約1~3m,蘇南運(yùn)河航道底寬約30~35m。(2)護(hù)岸損壞嚴(yán)重。近幾年來(lái),蘇南運(yùn)河常有800t級(jí)及以上船舶行駛,其中,大噸位、大船舶流量產(chǎn)生較大的船行波與船撞力及船舶多線航行,對(duì)護(hù)岸工程造成較大的影響,尤其是砼預(yù)制塊護(hù)坡?lián)p壞較為嚴(yán)重。(3)橋梁凈寬不足,影響航道通過(guò)能力。京杭運(yùn)河蘇南段全線有橋梁102座,凈高均不低于7m。主橋跨徑在50m及以下的有53座;60~70m之間的有33座;70m以上的有14座。全線大部分航段為3線航行,橋梁凈寬不足影響航道通過(guò)能力。(4)堵航事件發(fā)生日趨嚴(yán)重。2000年以來(lái)蘇南運(yùn)河共發(fā)生了24次連續(xù)48h以上船舶堵航。通過(guò)對(duì)航道阻塞因素分析,在這24次阻航事件中,有20次是因航道通過(guò)能力不足以及船舶大型化、航道口寬及水深不滿足船舶航行要求而引發(fā)的事故。2.2城市發(fā)展的需要根據(jù)《江蘇省干線航道網(wǎng)規(guī)劃》運(yùn)河蘇南段規(guī)劃等級(jí)為3級(jí),設(shè)計(jì)船舶等級(jí)為1000t級(jí)。實(shí)施改造主要基于以下幾點(diǎn):(1)國(guó)家水運(yùn)主通道建設(shè)的需要。運(yùn)河蘇南段是全國(guó)水運(yùn)主通道之一,是長(zhǎng)江三角洲地區(qū)“兩縱六橫”高等級(jí)航道網(wǎng)中的“一縱”的重要航段,也是江蘇省干線航道網(wǎng)的主要軸線。因此,把運(yùn)河蘇南段按3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面整治,實(shí)現(xiàn)暢通、安全、快捷和高效益的水上運(yùn)輸,是國(guó)家水運(yùn)主通道建設(shè)的需要。(2)是適應(yīng)區(qū)域運(yùn)河產(chǎn)業(yè)帶發(fā)展、推進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。長(zhǎng)江三角洲是中國(guó)經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的區(qū)域之一。京杭運(yùn)河蘇南段以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),不僅孕育了燦爛的運(yùn)河文化,還形成了沿河城鎮(zhèn)和產(chǎn)業(yè)帶,為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生產(chǎn)力合理布局發(fā)揮了重要作用,是蘇、滬、浙的社會(huì)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大動(dòng)脈和支柱。(3)促進(jìn)船舶標(biāo)準(zhǔn)化、適應(yīng)船舶大型化發(fā)展、構(gòu)建和諧交通的需要。京杭運(yùn)河蘇南段的改造升級(jí),航道尺度的加大,可促進(jìn)船舶朝標(biāo)準(zhǔn)化并適應(yīng)船舶大型化發(fā)展的需要,同時(shí)能增強(qiáng)行洪排澇能力。通過(guò)結(jié)合拆遷房屋新建居民住宅區(qū)、改建橋梁、道路等運(yùn)河綜合整治工程的全面實(shí)施,沿線城市生態(tài)休閑旅游功能進(jìn)一步拓展,運(yùn)河生態(tài)功能將重新顯現(xiàn),沿線土地價(jià)值將不斷提升。(4)發(fā)展“低碳經(jīng)濟(jì)”,建設(shè)綠色交通的需要。相對(duì)于公路等其它交通方式,內(nèi)河航運(yùn)占用土地資源少、能源消耗少、對(duì)環(huán)境負(fù)面影響小,而且通過(guò)航道建設(shè)還能美化環(huán)境、凈化水體、改善生態(tài),是非常符合“低碳經(jīng)濟(jì)”發(fā)展要求的綠色交通方式,尤其是對(duì)于資源、環(huán)境壓力很大的蘇南地區(qū),加快運(yùn)河的改造是十分必要和迫切的3施工范圍和內(nèi)容3.1修復(fù)范圍本次整治范圍為不含已按三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的常州改線段在內(nèi)的186.358km的航道整治工程及橋梁改建工程。3.2航道整治現(xiàn)狀建設(shè)內(nèi)容包含航道工程、橋梁工程、附屬工程(助航標(biāo)志、服務(wù)區(qū)、航道管理專(zhuān)用碼頭和智能系統(tǒng)建設(shè)等)。按3級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)整治航道里程186.358km,新建及改建橋梁53座;新建服務(wù)區(qū)5座,停泊錨地14個(gè),航道管理錨地9個(gè)。工程總投資85.29億元,其中航道工程63.85億元,橋梁工程21.44億元4改建筑構(gòu)型二通插裝式橋梁依據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》(GB50139—2004),京杭運(yùn)河蘇南段航道規(guī)劃等及為3級(jí),航道最小水深H=3.2m,一般河段底寬B=70m,市鎮(zhèn)河段采用直立式或半直立式駁岸,其底寬≥70m,駁岸間口寬≥90m。最小彎曲半徑≥480m。改建的橋梁均采用一孔跨過(guò)通航水域,橋梁凈空高度不小于7m。以20年一遇的高水位為設(shè)計(jì)最高通行水位,保證率為98%的水位為設(shè)計(jì)最低通航水位。5整治目標(biāo)按照輕重緩急和資金籌措可能,采取統(tǒng)一規(guī)劃、先急后緩、先難后易的整治原則,實(shí)現(xiàn)蘇南運(yùn)河三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)。先期改建影響航道平面布置且相距小于1km及凈空尺度小于50m×7m的橋梁,2012年蘇南運(yùn)河航道全線整治達(dá)標(biāo)。(1)統(tǒng)籌考慮水利、城鎮(zhèn)規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)、旅游等,充分發(fā)揮京杭運(yùn)河水運(yùn)主通道功能的綜合效益。(2)既要遵守建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),滿足航運(yùn)功能,又應(yīng)固本簡(jiǎn)末,在平面布置和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)盡可能減少拆遷、少占農(nóng)田,節(jié)約每一畝土地。(3)蘇南運(yùn)河整治有大量的土方工程,對(duì)這些棄土的處理要盡可能少壓廢土地,實(shí)現(xiàn)土方綜合利用。(4)橋梁改建在實(shí)用、安全的前提下要盡量節(jié)約投資,并要考慮沿線歷史文化的特點(diǎn),同周?chē)坝^協(xié)調(diào)。(5)注意保護(hù)沿線歷史人文景觀,保護(hù)古跡。(6)蘇南運(yùn)河3級(jí)航道整治工程投資大,應(yīng)遵循一次規(guī)劃分期實(shí)施的原則,以利資金籌措和工期安排。6航道設(shè)計(jì)6.1航道斷面系數(shù)(1)航道寬度B。本次整治工程航道寬度計(jì)算考慮采用雙線航行和雙線加超越航行等方式。三線航行時(shí)的推薦船型組合為2個(gè)1000t級(jí)頂推船隊(duì)和一個(gè)1000t級(jí)貨船,航寬B取80m。(2)航道底寬B(3)航道口寬。航道口寬根據(jù)底寬,護(hù)岸底板頂高程▽-1.0,河底高程▽-2.6,航道邊坡率m=5%,最小平臺(tái)寬度2m進(jìn)行計(jì)算,雙線加超越B(4)航道斷面系數(shù)。經(jīng)計(jì)算n=11.32(8.65)>6滿足《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》要求。6.2航道走向沿原線路的位置京杭運(yùn)河蘇南段按4級(jí)航道整治以來(lái),蘇、錫、常、鎮(zhèn)的城市建設(shè)發(fā)生了非常大的變化,蘇南段航道已融入到城市的規(guī)劃建設(shè)中,與城市融為一體,故其走向沿原線路最為合理(不含常州改線段)。平面布置方案根據(jù)船舶航行方式的不同及整治后達(dá)到或?qū)崿F(xiàn)的效果不同進(jìn)行論證。運(yùn)河全線航道平面按90m口寬進(jìn)行布置,即采用90m口寬(80m航寬)平面布置方案。6.3直立式與斜坡式組合的護(hù)岸結(jié)構(gòu)根據(jù)交通部下發(fā)的《長(zhǎng)三角洲高等級(jí)航道網(wǎng)建設(shè)有關(guān)技術(shù)問(wèn)題的暫行規(guī)定》交水發(fā)[2005]27號(hào)要求,對(duì)于城鎮(zhèn)、沿岸居住人口密集或土地資源缺乏的限制性航道岸坡,推薦采用直立式護(hù)岸型式;對(duì)于土地資源缺乏,同時(shí)航運(yùn)繁忙,船舶多的航道岸坡,應(yīng)優(yōu)先考慮采用直立式與斜坡式組合的護(hù)岸型式,減少船舶撞擊損壞的概率。(1)鎮(zhèn)江段。城鎮(zhèn)段結(jié)構(gòu)采用臺(tái)階式駁岸結(jié)構(gòu)形式,一級(jí)駁岸和二級(jí)駁岸均采用C20砼墻身重力式結(jié)構(gòu),一級(jí)駁岸頂高程取常水位以上0.5m,二級(jí)駁岸頂高程取設(shè)計(jì)最高通航水位以上不小于0.5m。(2)常州段。一般駁岸結(jié)構(gòu)采用C20砼重力式墻身結(jié)構(gòu),城鎮(zhèn)段采用鋼筋砼懸臂式墻身結(jié)構(gòu)。河底高程、河底和河口寬同鎮(zhèn)江段。(3)無(wú)錫段。無(wú)錫段護(hù)岸形式均為2級(jí)臺(tái)階狀梯形形式,其1級(jí)駁岸結(jié)構(gòu)均采用鋼筋砼懸臂式結(jié)構(gòu),2級(jí)駁岸采用砼重力式墻結(jié)構(gòu)型式。河底高程、河底寬和河口寬同上。(4)蘇州段。五七橋—寶帶橋段駁岸結(jié)構(gòu)采用臺(tái)階狀形式,其1級(jí)駁岸結(jié)構(gòu)均采用鋼筋砼懸臂式型式,2級(jí)駁岸采用砼重力式墻結(jié)構(gòu)型式。寶帶橋—鴨子壩段采用小擋墻+護(hù)坡結(jié)構(gòu)型式,擋墻結(jié)構(gòu)采用鋼筋砼懸臂式墻型式。7水上活動(dòng)區(qū)和停泊點(diǎn)7.1水上綜合服務(wù)區(qū)的設(shè)置為了全面體現(xiàn)航道建設(shè)以船民為本,更好地服務(wù)于船民,解決船民生活物資和備件、備品補(bǔ)給,提供船舶快速維修業(yè)務(wù),京杭運(yùn)河蘇南段沿線分別在蘇州、無(wú)錫、鎮(zhèn)江共設(shè)置5個(gè)水上綜合服務(wù)區(qū),水域面積為121500m7.2錨地設(shè)置和尺度為確保沿線過(guò)往船舶待泊和補(bǔ)給時(shí)不侵占航道水域,結(jié)合京杭運(yùn)河蘇南段沿線4市的港口規(guī)劃,共設(shè)置16個(gè)停泊錨地,錨地尺度根據(jù)《河港工程總體設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ212—2006)進(jìn)行確定。錨地最小長(zhǎng)度取400m,錨地寬度取45m,基本滿足不規(guī)范頂靠船舶不占用航道通航水域。8橋梁施工8.1探索用凈尺度根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》和《長(zhǎng)江三角洲高等級(jí)航道網(wǎng)建設(shè)有關(guān)技術(shù)問(wèn)題的暫行規(guī)定》,對(duì)于跨越航道的改建、新建橋梁的凈空尺度如下:凈空高度,設(shè)計(jì)最高通航水位以上7m;通航凈寬,不小于80m,且一孔跨過(guò)通航水域。8.2橋梁改造方案8.2.1跨河橋梁加固根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》(GB50139—2004)的有關(guān)條款規(guī)定,3級(jí)航道通航孔凈空尺度為60m×7m,且要求一孔跨過(guò)通航水域,現(xiàn)有沿線跨河橋梁大多需改建,但考慮到本項(xiàng)目的特殊性,跨河橋梁較多,改建難度較大,基本滿足50m×7m凈空尺度且不影響航道平面線形橋梁暫緩改建,按此原則需改建橋梁為53座。對(duì)不滿足《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》中的凈空尺度要求的部分橋梁,須在這些橋梁處設(shè)置助航標(biāo)志和墩柱防撞保護(hù)設(shè)施,必要時(shí)還應(yīng)設(shè)置航標(biāo)維護(hù)管理和安全監(jiān)督管理設(shè)施。8.2.2橋梁安裝方案橋位方案一般依據(jù)受改線航道影響的公路位置確定,對(duì)規(guī)劃中的公路橋位盡可能選擇與航道正交方案。8.2.3下承式鋼桁架結(jié)構(gòu)本項(xiàng)目橋梁工程采用5種橋型方案,各方案特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)如下。(1)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。共有13座采用該種橋型方案,主體結(jié)構(gòu)為3跨預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。(2)V型墩連續(xù)剛構(gòu)。共有1座采用該種橋型方案。結(jié)構(gòu)外形與混凝土連續(xù)梁接近,但其主墩下部結(jié)構(gòu)為三角形框架,為高次超靜定體系,適用于地質(zhì)條件較好,墩高較高處。(3)下承式系桿拱。共有30座采用該種橋型方案。拱上結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土或鋼管混凝土,適用跨徑一般在60~120m之間。可采用支架施工或少支架施工,施工時(shí)對(duì)通航有一定影響。(4)下承式鋼桁架。共有7座采用該種橋型方案。適用跨徑一般在60~120m之間。外形簡(jiǎn)潔,大方,造價(jià)不高,維護(hù)方便。缺點(diǎn)是施工工序較多,施工控制較為復(fù)雜。(5)矮塔斜拉橋。共有2座采用該種橋型方案。也稱(chēng)為部分斜拉橋,一般為雙塔3跨結(jié)構(gòu),受力特點(diǎn)為類(lèi)似有體外索的連續(xù)梁橋,跨越能力與連續(xù)梁或連續(xù)剛構(gòu)橋類(lèi)似;上部結(jié)構(gòu)可采用普通預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁或預(yù)應(yīng)力混凝土邊主梁,對(duì)應(yīng)采用單索面或雙索面形式。8.2.4預(yù)應(yīng)力組合箱梁結(jié)構(gòu)根據(jù)橋梁實(shí)際情況,引橋一般選用20~30m跨徑,20m跨徑引橋采用鋼筋混凝土連續(xù)梁或先張法預(yù)應(yīng)力空心板梁,20m以上引橋采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁或簡(jiǎn)支變連續(xù)結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力組合箱梁。8.3橋梁樁墩防護(hù)設(shè)施對(duì)于不改建且非一跨過(guò)河橋梁,橋墩需設(shè)置防護(hù)設(shè)施,以防止船舶在通行時(shí)與橋梁樁墩直接碰撞。初擬橋墩保護(hù)設(shè)施方案為防撞墩,并設(shè)置單線通航、不允許超越等警示標(biāo)志。9分區(qū)貨運(yùn),降低生產(chǎn)效率對(duì)現(xiàn)有各港區(qū)碼頭進(jìn)行功能整合、統(tǒng)籌考慮,既有利于充分發(fā)揮各港區(qū)特色,集中力量進(jìn)行開(kāi)發(fā),形成規(guī)模效應(yīng),又有利于各港區(qū)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),避免重復(fù)投資和惡性競(jìng)爭(zhēng),有利于整體效益的發(fā)揮。同時(shí),根據(jù)區(qū)域生產(chǎn)力布局狀況及發(fā)展規(guī)劃,在各市范圍內(nèi)增設(shè)部分港區(qū),以滿足分區(qū)貨運(yùn)需求,提高港口服務(wù)效率和服務(wù)質(zhì)量。結(jié)合本次航道整治工程,運(yùn)河蘇南段布局規(guī)劃18個(gè)作業(yè)區(qū),其中鎮(zhèn)江4個(gè),常州6個(gè),無(wú)錫4個(gè),蘇州4個(gè),作業(yè)區(qū)平均間距12km。一般而言,在內(nèi)河航道上規(guī)劃港口間距不超過(guò)20km,處于內(nèi)河港口較為理想的輻射范圍,既保證了港口覆蓋性要求,也不致造成功能重復(fù)和貨源競(jìng)爭(zhēng)。10企業(yè)發(fā)展成效明顯蘇南運(yùn)河“四改三”工程是造福社會(huì)、澤延子孫的偉業(yè),社會(huì)綜合效益十分巨大。(1)極大地改善蘇南的投資環(huán)境,使蘇南地區(qū)的區(qū)位優(yōu)勢(shì)更加突出,為蘇南地區(qū)新型工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型創(chuàng)造了十分有利的條件。(2)有效防止兩岸水土流失,提高防汛標(biāo)準(zhǔn),增強(qiáng)行洪能力,增加沿岸農(nóng)田的引排能力,充分實(shí)現(xiàn)水資源綜合利用。(3)結(jié)合運(yùn)河整治,加快實(shí)現(xiàn)老城鎮(zhèn)的改造,大大促進(jìn)城市的發(fā)展和沿河小城鎮(zhèn)建設(shè),改善了城市市容和工作、生活與交通條件。(4)大大改善運(yùn)河生態(tài)環(huán)境。引進(jìn)生態(tài)航道和生態(tài)護(hù)岸的先進(jìn)理念,增加運(yùn)河凈化與納污能力以及污染源的治理,有效地改善運(yùn)河的水質(zhì),凈化空氣和降低船舶噪音的干擾,生活環(huán)境質(zhì)量大為提高。(5)促進(jìn)旅游事業(yè)的發(fā)展。運(yùn)河的整治,以標(biāo)準(zhǔn)化、生態(tài)化、美化綠化建設(shè),將逐步形成以運(yùn)河為特色的風(fēng)光帶,再加上兩岸眾多的悠久名勝古跡和歷史人文景觀與新建景點(diǎn)交相輝映,為開(kāi)