深中通道橋梁工程施工期航標設計研究

閆科諦，劉強，胡鵬

（中交水運規劃設計院有限公司，北京100007）

隨著我國交通行業的發展，各種跨海大橋、海底隧道等大型水上工程越來越多，橋梁工程施工期間通常會占用一部分通航水域。如何保障施工作業與通航安全是施工期間需要考慮的重要問題。航標是幫助引導船舶航行、定位和標示礙航物與表示警告的人工標志。在橋梁施工期間合理布置助航標志對施工作業及船舶通航安全有重要意義。

目前國內外關于橋梁通航導助航設施設計的相關規范及研究主要針對運營期，施工期的航標配布設計尚無具體規范，對此類問題的研究也較少。《海區浮動助航標志配布導則》規定，海上作業區影響船舶通航安全的，應在作業區周邊或靠近航道（路）一側適當位置設置海上作業區專用標志[1]，但對專用標志的設置要求并未詳細規定。黃炎潮、謝華東對港珠澳大橋施工期間龍鼓西水道臨時航路的航標設計進行了研究[2]。李勤榮對深中通道施工及營運期間的航標布設方案進行了初步研究[3]，但由于其論文發表時深中通道施工并未全面開展，故文中提出的方案偏向于理論性指導，與實際情況有所差別。

本文結合深中通道橋梁工程建設實例，對跨海大橋施工期施工水域航標配布設計進行研究，總結實踐經驗，為今后類似工程提供借鑒和參考。

1 工程概況

深中通道項目全長約24km，其中橋梁工程全長15.43km，共157 個橋墩。主要包括東泄洪區非通航孔橋、伶仃洋大橋、西泄洪區非通航孔橋、跨淺灘區非通航孔橋、中山大橋幾部分。自東向西分為S04～S06 三個施工標段。

圖1 深中通道橋梁工程施工水域及通航環境平面圖

2 工程建設區域船舶交通環境分析

橋梁工程施工區域跨越多條航道，深中通道施工水域附近航道的日交通量如下表所示。通過數據統計及船舶AIS 軌跡圖可知，施工水域及周邊區域船舶交通量較大，且航行方向不集中，部分區域船舶航行隨意性較大。施工水域通航條件非常復雜，如何合理布置助航標志對保障施工安全及船舶通航安全至關重要。

表1 深中通道施工區域附近航道船舶日交通量統計表

圖2 深中通道施工水域附近船舶AIS 軌跡圖

3 施工區航標配布設計

橋梁工程自東向西分為S04～S06 三個施工標段。

3.1 S04 標段施工水域航標配布設計

S04 標段施工水域東西長約3.7km。施工水域西側底高程約-6.3～-4.7m（85 高程系，下同），東側底高程約-14.5～-10m。東側水深條件較好，根據AIS流量統計，該區域年化交通流為21276 艘，日均58.3 艘。這表明此位置雖未規劃航道，但已成為部分船舶的習慣性航路。為兼顧施工作業與通航安全，在施工水域東側設置臨時航道。

根據船舶數據統計，此位置通航船舶噸級為3000t級以下占比為98%，故臨時航道通航等級設為3000t 級船舶單向通航，通航寬度107～133m，共布置5 對側面標。

施工水域西半部分在北側邊界布置4 座施工專用標，南側邊界布置5 座施工專用標，相鄰施工標間距約0.3n mile。施工區東半部靠近臨時航道且水深條件良好，為減小無關船舶誤入施工區的概率，需要加密施工專用標，北側邊界布置4 座施工專用標，南側布置5 座施工專用標，間距為130m。S04 標段施工區共布置18 座施工專用標。

圖3 S04 標段施工水域航標配布示意圖

3.2 S05 標段施工水域航標配布設計

S05 標段施工水域東西寬度約3.5km。龍穴南航道為3000 噸級航道，從施工區域穿過，將施工水域分為兩部分。

圖4 伶仃洋大橋西錨碇與龍穴南航道位置關系示意圖

伶仃洋大橋西錨碇及過渡墩距離龍穴南航道最近距離約80m，西錨碇在施工期間施工船舶來往很頻繁，與航道通航船舶之間存在碰撞風險，需采取措施降低風險概率。

若將航道整體改線，則開挖疏浚量較大，所需投資大。為兼顧投資與通航安全，在施工區域北側建設龍穴南輔助支線航道，通航等級為1000t 級船舶雙向通航，將原來在龍穴南航道通航的1000t 級以下的船舶分流至輔助支線航道，減少龍穴南航道的船舶流量，降低事故風險。開通輔助支線航道相對于航道整體改線投資減少約31%。

表2 龍穴南航道整體改線與建設輔助支線航道投資對比

由于龍穴南航道從施工區域穿過，因此該施工區域靠近航道的邊線采用航道側面標進行標識，在航道兩側施工水域角點分別設置H1～H2、H9～H10 兩對側面標，同時將航道原有的1#～2#、3#～4#兩對側面標移動至新設側面標之間，相鄰側面標間距約600m。龍穴南航道西側施工區域北邊線布置2 座施工專用標，南邊線布置4 座施工專用標，間距為0.5n mile 左右。龍穴南航道東側施工區域水深較西側深，且此區域位于龍穴南航道與伶仃航道之間，通航情況較復雜，施工專用標適當加密，共布置2 座施工標，間距約0.25n mile。

圖5 S05 標段施工水域航標配布示意圖

3.3 S06 標段施工水域航標配布設計

S06 標段施工水域東西寬度約7.2km，橫門東水道將其分為東西兩部分，橫門東水道現狀滿足3000 噸級海輪通航。在施工水域西北側存在一條沿岸的小型船舶航道，為萬頃沙南航道，共布置萬頃沙南1#～6#六座側面燈樁，通航船舶為300 噸以下的內河船。

橫門東水道船舶流量較大，為提高施工水域通航安全性，施工水域邊界與航道邊線距離約140m。在施工區南北邊界距離深中軸線500m 的角點處新增兩對側面標（編號HM1#～4#）。在中山大橋主墩施工平臺上布置四個燈樁（編號PT1#～4#），標志類型為側面標，用來指示平臺位置并指引船舶通航，減少船舶誤撞概率。萬頃沙南航道位于施工區內，船舶流量小，在施工期間將其封航，原有通航船舶可經橫門東水道—龍橫航道—伶仃航道—龍穴南航道到達原航道終點。在航道與施工水域南北交界處分別布設兩座禁航燈樁J1、J2。萬頃沙南航道其余燈樁按《中國海區水上助航標志》規定改造為孤立危險物標志，燈質為白光。

S06 標段東側施工水域主要為淺灘區，水深很淺，故此區域北側邊界布置2 座施工專用標，南側布置3 座施工專用標，相鄰航標間距約1n mile。施工水域東側邊界與S05 標施工水域西側邊界重合，可重疊利用其西側邊界兩座專用標。S06 標段西側施工水域東邊界布置兩座側面標（HM2、HM4），東側邊界靠近岸邊，且水深較淺，船舶流量小，可不布置航標，在南北兩側布置警戒船即可。

圖6 S06 標段施工水域航標配布平面圖

4 橋梁工程施工區航標設計要點

（1）施工區域的航標配布應根據區域水深、船舶流量合理布置。航標的布置有兩面性，布置合理有助于船舶通航，相反則會礙航。應根據區域具體情況和實際需要，合理選擇間距。施工專用標布置距離與區域水深、船舶流量成反比。在水深較深、船舶流量較大的區域應該適當加密布置，相反則間距可適當加寬，但一般不應超過1n mile。另外在水深條件良好，雖未規劃航道但實質上已成為船舶習慣性航路的區域，若船舶流量較大，應考慮設置臨時航道。

（2）施工區域跨越航道時應兼顧航道通航需求，采取相應措施降低通航風險。施工區域跨越航道對航道通航安全及施工水域作業安全均有較大影響。施工區域邊界應與航道保持足夠間距。在空間不足的情況下，則應考慮將航道臨時改線，有條件的水域可設置輔助支線航道，減少船舶流量。對于通航等級不高的航道，若影響可控，可以考慮施工期間臨時封航。

（3）航標設計應與其他通航安全保障措施緊密結合。航標作為通航安全保障措施中的一種，應與其他保障措施緊密配合。如在臨時棧橋和施工平臺上布置警示燈帶，爆閃燈等設施，與航標燈配合可顯著提高施工區夜間警示效果。另外航標設計方案還應與現場警戒船配布方案統籌考慮。

5 結論與展望

深中通道作為世界級的特大型跨海通道，橫跨的珠江口水域是我國沿海航線最密集、船舶密度最大、通航船舶種類最多的水域之一，通航環境非常復雜。本文結合深中通道橋梁施工各標段所在區域的水深條件、通航情況等要素，對各施工區助航標志進行了合理布置，兼顧了水域通航安全與施工作業安全，分析了橋梁工程施工期航標設計的要點，為今后的類似工程提供參考與借鑒。