武漢江漢九橋工程對江漢航道通航的影響評價

阮 偉，李永峰

(1.武漢市城市建設投資開發集團有限公司，湖北 武漢 430000；2.武漢匯源科技咨詢有限公司，湖北 武漢 430000)

0 引 言

武漢地處兩江交匯之處，兩江四岸商貿人流來往密切，近年來已在長江與漢江上建成多座跨江橋梁[1]，由于城市的快速發展，需規劃建設江漢九橋工程，以分流江漢二橋與月湖橋交通壓力，進一步增強漢江兩岸中長距離交通功能。跨江橋梁屬于重要市政基礎設施，橋梁實施前、在規劃設計階段需同步開展通航影響評價，才能確保后期的順利實施與航道安全[2,3]。本文從工程選址符合性、通航凈空尺寸論證、通航條件影響和通航安全影響等方面進行分析評價，得出相關評價結論并提出相關措施建議。

1 工程概況

1.1 橋位與河段

新建江漢九橋位于漢江下游河口段，距漢江河口約6.6 km，距上游江漢二橋約0.7 km，距下游京廣鐵路漢水橋約0.7 km。該河口段上起舵落口，下至河口南岸嘴匯入長江，系漢江重點設防河段，經多年堤防建設，河道內主導河岸基本穩定，河寬150～300 m。橋梁平面位置如圖1所示。

圖1 新建橋梁平面位置

根據批復的《湖北省內河航道規劃(2035)》，至2035年，漢江襄陽鐵橋～河口段508.2 km航道達到Ⅱ級航道標準，其中河口段將按照Ⅱ-(3)航道標準進行建設。

1.2 橋梁建設方案

跨江主橋全長413 m，跨度布置為(50+110+200+53)m。中間兩跨采用鋼梁，兩邊跨采用現澆混凝土。主塔設置在漢江南側赫山腳下，基礎采用承臺樁基礎。橋梁立面示意如圖2所示。

圖2 新建橋梁立面示意

1.3 設計通航水位

在以長江來水為主和漢江來水為主兩種條件下，按20年一遇洪水重現期進行計算，求得橋位處設計最高通航水位分別為27.43 m和22.38 m，兩者相差較大。而按上下游已建橋梁最高通航水位內插得到的橋位處設計最高通航水位為26.34 m。基于上下游已建橋梁的事實和本橋梁所處的地理位置，以及通航船舶連續過橋的實際情況，新建橋梁設計最高通航水位應高于下游已建橋梁設計最高通航水位，低于上游已建橋梁設計最高通航水位才相對合理[4]。因此新建橋梁設計最高通航水位取值26.34 m(1985國家高程基準，下同)。

依據漢口站、漢川站1972—2019年實測水文資料，按照綜合歷時曲線法計算，橋位處設計最低通航水位為11.55 m，按照上下游已建橋梁設計最低通航水位內插推算橋位最低通航水位為10.82 m。綜合考慮三峽蓄水、漢江調水、引江濟漢等工程實施后的影響，從偏安全角度考慮，新建橋梁處設計最低通航水位取值10.82 m。

2 分析依據

主要依據《內河通航標準》[5]來分析新建江漢九橋對漢江航道通航條件的影響。

3 分析采用的代表船隊、船型

工程河段規劃航道技術等級為Ⅱ-(3)級，按照《內河通航標準》，選用2 000噸級雙排單列船隊[182 m×16.2 m×2.6 m(船長×船寬×吃水)，下同]、2 000噸級貨船(90.0 m×14.8 m×2.6 m)作為代表船隊、船型。

4 工程選址符合性分析

工程局部河段河道微彎單一，左岸側已實施了岸坡守護工程，右岸側為赫山抗沖區段，工程局部河段岸坡穩定，局部河段深槽、深泓及斷面形態變化較小，滿足《內河通航標準》中“宜選在河床穩定的平順河段”和“避開彎道”的要求。工程河段深槽居河中，漢江河口段中航槽基本保持穩定，2.4 m 等深線全線貫通，滿足《內河通航標準》中“應建在航道水深充裕河段”的要求。根據實測成果與模型計算，橋區水域內最大流速處橋軸線法線方向與水流流向的交角不超過10°，橫向流速均未超過0.3 m/s，滿足《內河通航標準》中“水上過河建筑物應建在水流條件良好”的要求。工程上游有宗關水廠浮式取水船，橋位位于其一級水源保護區以外，滿足《飲用水水源保護區污染防治管理規定》[6]要求，但工程左側有已建的武水基地躉船，需進行搬遷，才能滿足《內河通航標準》中關于與港口等安全間距的要求。

綜上所述，從河道條件、航道條件、水上水下有關設施安全間距等方面看，新建橋位河段河勢穩定，航道微彎，水流條件良好，在采取一孔跨過的橋型方案，并落實武水基地躉船搬遷的前提下，橋梁選址方案可行。

5 通航凈空尺寸論證

5.1 通航凈空尺寸要求

按照《內河通航標準》中規航道等級與通航凈空高度對應關系，Ⅱ-(3)級航道通航凈高要求應不低于10 m。根據實測航跡線范圍和與航標標示，橋位處現狀航道水域寬約126 m，但考慮未來上、下游橋梁改造，航道變遷等可能情況，調整后的航道水域范圍為172 m，因此新建橋梁處通航水域要求寬度為172 m。

5.2 橋梁凈空尺寸分析

橋梁通航孔跨徑為200 m，扣除橋墩寬度4 m，主通航孔凈跨為196 m，考慮防撞設施寬度后凈空寬度約194 m，一孔跨過通航水域，滿足設計代表船型單孔雙向通航要求。主通航孔范圍內左、右側梁底高程最低點為37.92 m，對照設計最高通航水位26.34 m，設計通航凈空高度不小于11.58 m，滿足通航凈高不小于10 m的要求。左、右岸主墩均位于現行航道水域以及可能通航水域以外，橋跨及通航孔、橋墩布置方案總體合理。

6 通航條件影響評價

6.1 對水流條件的影響

建橋后，工程上游水位抬高最大值僅為0.04 m，橋位區域水位最大降低值為0.05 m，同時主流的位置基本一致，擺幅不超過1.0 m，左岸橋墩附近水流流速最大增加值約0.02 m/s，最大減小值約0.07 m/s，左岸橋墩對其附近水流會產生一定的繞流和導向作用，但影響區域僅限于橋墩附近5 m范圍內，在主流區工程前后流向角幾乎無任何變化。建橋后對航道水流條件的影響較小。

6.2 對河床演變的影響

新建橋梁通航孔跨度較大，相應涉水橋墩較少，橋墩壓縮過水面積不大，對橋墩局部及下游河床的沖刷影響較小。建橋后對橋位河段河床沖淤變化的影響較小。

6.3 對航道布置及助航標志配布的影響

建橋后落實橋區河段航道布置及橋涵標、橋柱燈等相關助航設施和配套安全設施的設置，對工程局部河段航標設置及功能發揮影響較小。

6.4 對航道整治工程的影響

工程河段內航道整治工程主要位于上游漢江二橋下游側，與橋位相距約300 m。根據模型研究，建橋前、后橋區河段灘槽位置未發生明顯相對改變，工程建設對航道整治工程影響相對較小。

7 通航安全影響評價

7.1 對船舶通航的影響

新建工程左、右岸主墩均位于現行航道水域以及規劃航道水域以外，一孔跨過通航水域，未改變船舶的習慣航路。左側橋墩與實測航跡線最小距離為44 m，右側橋墩與實測航跡線距離為95 m，工程建設對船舶現有航路和航法的影響較小。

7.2 對水上水下設施的影響

由于工程采用一孔跨越通航水域方案，對上下游通航孔使用不構成限制，且不會引起橋區水域航道條件發生改變，對上下游已建橋梁影響較小。

8 通航安全保障措施

(1)橋涵標、橋柱燈在橋梁建設期間應按有關標準施工安裝，并與橋梁建設同步進行。在橋梁的設計及建造過程中預留過江光纖通道，以利于海事與通航安全監管。

(2)工程建成后，應清除影響通航的臨時建筑物和施工殘留物，并對施工航道水域進行掃床，并按航道部門要求進行橋區航標配布和航道日常維護。

(3)為減少或緩解工程通航安全風險，針對施工期與運營期各種風險影響因子進行風險識別與分析，采取相應防范措施與應急措施。

9 結論與建議

9.1 結論

(1)新建橋位河段河勢穩定，航道微彎，水流條件相對良好，在采取一孔跨過通航水域的橋型方案，并落實武水基地躉船搬遷的前提下，橋梁選址方案可行。

(2)新建橋梁的通航凈空尺寸滿足規范要求。

(3)新建橋梁對航道水流條件、河床演變、航道布置及助航標志配布、航道整治工程影響較小。

(4)新建橋梁不改變船舶航路，對船舶通航、交通組織及通航秩序影響較小。

9.2 建議

(1)建議對施工期及建成后的航道維護和通航安全保障措施進行專題研究。

(2)建議橋梁建成后與上下游已建橋群作為一個整體統一進行航標配布設計。

(3)建議按照代表船隊、船型最大撞擊力考慮防撞標準、開展橋墩防撞專項設計。