武漢王家巷輪渡碼頭改造工程設計方案改進對通航安全影響分析

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(1.中交武漢港灣工程設計研究院有限公司,武漢 430040;2.武漢理工大學 a.航運學院；b.能源與動力工程學院,武漢 430063)

1 改造工程概況

1.1 改造碼頭結構方案

改造碼頭所在地緊鄰漢江與長江的交匯處、灘地較窄、水流條件較復雜，上下游碼頭相距較近，諸多通航安全因素制約了碼頭伸進江中的長度。為克服乘客上下船的安全隱患，要求碼頭伸進江中的長度應保證其坡度比。根據自然條件，碼頭布置方案選用“之”字型布置，以減小坡度，采用兩鋼引橋垂直升降式浮碼頭形式。

1.2 改造碼頭的設計船型

本工程設計代表船型主尺度見表1。

表1 設計船型尺度

1.3 改造碼頭上下游的碼頭情況

在擬改造的王家巷輪渡碼頭附近，其上游與之相距約25 m有鄂航碼頭、與之相距約65 m有華航集團碼頭，其下游與之相距約78 m有長江海事港區巡航救助基地碼頭、與之相距約126 m有長航公安警備碼頭，這4座碼頭均為斜坡道加浮碼頭結構型式。

1.4 改造碼頭水域的水文情況

擬改造的碼頭附近設有漢口(武漢關)水文站，本工程水位特征值參見表2。

表2 工程水位特征值

1.5 改造碼頭水域風況

擬改造的碼頭工程附近風向在6～8月以東南風為主，間有東北風及西南風，最大風力為7～8級；其余各月多為北風及東北風，最大風力可達9級，多發生在9月。最大風速達29.4 m/s。

1.6 改造碼頭航道邊界及航標布配

擬改造的碼頭工程位于長江下游漢口水道內，工程所在局部河段航道按深槽走向布置。工程河段航標配布情況為：航道左側自下而上依次設置有武漢長江二橋橋區#2～#3白浮、漢口#1～#2白浮、武漢長江大橋橋下#1～#2白浮：航道右側自下而上依次設置有武漢長江二橋橋區#2、#3紅浮、漢口#1～#3紅浮。見圖1。

圖1 擬改造碼頭工程水域航道邊界及航標布配示意

2 改造工程通航安全的影響因素

擬改造碼頭的泊位水深、泊位長度、停泊水域寬度、回旋水域、碼頭前沿設計高程、躉船平面尺度均滿足平面布置適應性要求[1]，對通航安全影響有限。改造工程通航安全影響因素主要體現在改造碼頭工程對習慣航路小型船舶的影響，對上游約25 m鄂航碼頭的影響和洪水期漢江與長江交匯處對改造碼頭工程的影響。

2.1 改造工程對習慣航路小型船舶的影響

對于習慣航路航行的和進入漢江的小型船舶，改造碼頭工程船舶回旋及靠離泊作業會對習慣航路的上行船舶及進入漢江的船舶的通航環境構成一定的影響。由于改造碼頭工程前沿船舶停泊水域外緣與航道左側界限的距離約為244 m，該可航水域的寬度能夠滿足習慣航路及進入漢江的船舶的安全通航需求，改造碼頭工程對習慣航路航行的小型船舶及進入漢江的船舶的影響是有限的。另外，從王家巷輪渡碼頭出發的下行輪渡需穿越上行船舶的通航分道，與上行船舶形成交叉會遇態勢，從而對該河段水域的過往船舶的通航環境也會構成比較大的影響。如果操作不當，可能引發船舶碰撞等水上交通事故。王家巷輪渡碼頭靠離泊方案見圖2。

2.2 改造工程對上游約25 m鄂航碼頭的影響

對于上游的鄂航碼頭而言，由于其相距的最短距離約為25 m，且進出港的船舶相對較大，靠泊時通常采用頂流靠泊。而改造工程的碼頭前沿又超出鄂航碼頭，因此，改造碼頭工程將對上游的鄂航碼頭的進出港船舶的礙航性比較突出。

2.3 洪水期對改造碼頭工程的影響

擬改建工程汛期受長江和漢江影響較大，當漢江流量較大時，王家巷碼頭水域流速和流態將會發生變化，流速增大和回流的產生[2]，會迫使上行小型船舶向王家巷碼頭側岸邊靠攏，沿緩流區域上行。因此，上行小型船舶對王家巷碼頭的迫近會導致碼頭營運船舶與小型船舶緊迫局面的產生。改造的碼頭工程附近風向在6～8月以東南風為主，間有東北風及西南風，而長江下游漢口水道呈西南-東北方向，漢江洪水期東南風對擬改建工程來說為吹攏風，上行小型船舶在風、流共同作用下甚至會對碼頭安全照成一定的影響，應予以關注。洪水期漢江與長江交匯處對改造碼頭工程的影響見圖3。

圖3 洪水期漢江與長江交匯處對改造碼頭工程的影響

3 改造工程設計方案對通航安全的影響分析

改造工程通航安全主要影響因素集中體現在改造碼頭工程躉船前沿線伸進江中的距離，要求改造碼頭工程躉船前沿線伸進江中的長度盡可能小，可接受范圍是2倍設計船型船寬(16 m)。

3.1 方案一

碼頭結構由架空斜坡道、承臺、提升樓、活動鋼引橋及鋼質躉船組成，平面采用“之”字形布置以減小斜坡道坡度。架空斜坡道水平方向長度為35.2 m，寬10 m，坡度為1∶8，頂部與2#承臺銜接。當水位低于18.0 m時，躉船及與其相連的活動鋼引橋沿架空斜坡道上軌道移動，當水位高于18.0 m時，活動鋼引橋移動至2#承臺上提升裝置上固定并與2#承臺上活動平臺及鋼引橋同步提升。2#承臺平面尺度為18.0 m×18.0 m，承臺頂部設置提升樓；2#承臺與3#承臺通過48 m×8.0 m×7.0 m的活動鋼引橋連接，最大坡度為1∶8。3#承臺平面尺度為11.0 m×11.0 m，通過一段長17.9 m的水平引橋連接至岸端入口。設計低水位時躉船前沿線距后方堤頂102.37 m，設計高水位時躉船前沿線距后方堤頂68.39 m。

方案一對通航安全影響見表3。

表3 方案一對通航安全影響

3.2 方案二

碼頭平面采用“之”字形布置以減小坡度，陸域與躉船之間由固定引橋、承臺、提升樓及活動鋼引橋銜接。因陸域出入口處中間有票房，為便于乘客通行，固定引橋采用喇叭口型式，岸端寬度14 m，江側寬度9 m。固定引橋江側與1#承臺連接，1#承臺與2#承臺間采用活動鋼引橋順岸向銜接，2#承臺平面尺度為16 m×16 m，頂高程17.0 m，承臺上擱置有活動平臺及鋼引橋、活動平臺，承臺上方設置提升樓，樓內設提升設備。2#承臺與前沿躉船間通過活動鋼引橋銜接。當水位低于17.0 m時，活動鋼引橋及活動平臺均無需提升；當水位高于17.0 m時，活動鋼引橋及活動平臺開始分級提升。鋼引橋最大坡度為1∶7，躉船前沿線位置基本不變，距后方堤頂約81.5 m。

方案二對通航安全影響見表4。

表4 方案二對通航安全影響

3.3 方案三

在方案二的基礎上進行修改，當遇洪水期或極端水文狀況(如2011年漢江秋汛)，輪渡停航，為安全考慮，通過躉船絞錨，將活動鋼引橋沿活動平臺鋼軌頂推擱置于活動平臺上，以保證躉船前沿不外伸過多。

方案三對通航安全影響見表5。

表5 方案三對通航安全影響

4 結束語

通過對方案的不斷改進，武漢王家巷輪渡碼

頭改造工程在保證坡度，降低乘客安全隱患的前提下，在枯水期和洪水期均能使上下游碼頭基本保持一致，使通航安全得以保證。方案的不斷改進，其實質是使碼頭改造工程在完成既定功能的前提下，對現有的通航水域和通航環境影響最小，使碼頭改造后的通航風險降至最低，這不僅是海事監管人員所關心和強調的重點，也是設計人員以安全為原則努力實現的目標。與早期的水工設計相比，此次方案的改進吸取了通航安全專業人員的建議和意見，使碼頭改造工程在實現功能的基礎上基本滿足通航安全的需要，實現了改造功能與安全的完美結合。

[1] 中交第二航務工程勘察設計有限公司.JTJ212-2006河港工程總體設計規范[S].北京：人民交通出版社，2007.

[2] 張華慶,金 生.同流區水流運動二維數值模擬[J].港口航道，2004(2):64-68.

[3] 鄭中義,李紅喜.通航水域航行安全評估的研究[J].中國航海,2008(2):130-133.