基于監測水位數據變化的通航凈空高度安全性分析

摘要：為驗證右江現有橋梁纜線的凈高數據準確性，文章基于右江航道水文分析報告（2016年調查編制），對右江橋梁纜線的凈空高度進行重新取值計算，結果表明：重新計算的凈高大于原設計凈高的占比為66%，凈高值仍不達1 000噸級航道標準的橋梁有10座，跨江纜線有92條；凈高不足的橋梁纜線中，纜線占比90%，橋梁整治應以預防為主，纜線整治應以整改為主；基于監測水位數據變化得到的最高通航水位水面線下降趨勢，提高了橋梁纜線通航凈高滿足比例，縮小了整治范圍，節約投入成本，縮短整治周期，具有實用價值。

關鍵詞：橋梁；纜線；通航凈空高度；水位監測

中圖分類號：U612.32

0 引言

右江自百色起至宋村三江口止，全長318.8 km，全河落差49.03 m。2020-12-29，右江航道整治工程（兩省區界—百色）開工，按內河Ⅲ級航道通航1 000噸級船舶標準進行建設，工程估算總投資為32 612萬元，已于2022年基本完成。自此，1 000噸級船舶將可從云南富寧港出發，經廣西直達珠江三角洲地區，形成富寧至廣州1 280 km的“黃金水道”。然而右江轄區內存在部分跨河建筑物凈空高度不足現象，需要進行整治。經過摸底調查，右江凈高不足的橋梁纜線占所有橋梁纜線總數的43%，整治范圍巨大，需要投入大量人力物力。為驗證調查結果的可靠程度，需要對數據進行重新驗算。

1 進行驗算的必要性

右江有跨河橋梁37座、纜線256條，其中凈空高度低于1 000噸級航道標準的跨江纜線有107條，橋梁20座。右江1 000噸級航道建設的水下疏浚施工雖已全部完工，維護水深達到1 000噸級標準，但由于部分跨河建筑物凈空高度低于1 000噸級航道標準，存在安全隱患，限制了右江航道的升級［1］。目前只能通過設置通航限高，限制過往船舶噸位，避免發生船舶碰撞事故。限高取跨河建筑物最小凈空高度值，過往船舶通行需注意查看通航凈高指示牌等相關指示標志，了解所在河段航道通航最低凈高尺度，注意行船安全。而對凈空高度不足的橋梁纜線進行整治要各管養單位、業主積極配合，且需要大量資金。產生這一現象的原因：

（1）右江新建跨河建筑物凈空高度標準發生變化。根據南寧航道養護中心調查，1965年，右江設計標準為國家Ⅵ級航道，2005—2011年，右江三大樞紐船閘，那吉、漁梁、金雞航運樞紐建成回水，庫區航道等級設計為Ⅲ級。至此，右江航道設計航道等級為Ⅲ級，跨河建筑物的設計按Ⅲ級航道標準進行建設，而右江2011年以前修建的橋梁有28座，纜線有239座，按當時的技術標準，右江設計標準為國家Ⅵ級航道，通航120噸級拖帶船隊，凈高標準為4.5 m，側高標準為3.4 m，審批建設時加上富裕計算值所設計的橋梁纜線凈空高度和現今1 000噸級航道標準，凈高為10 m，側高為6 m相差甚遠。

（2）右江存在少量纜線搭建達不到標準要求，整改不及時，凈空高度偏低的情況。

航道通航凈空尺度主要受以上兩類建筑物影響。近年來，右江航運發展迅猛，船舶數量及噸位持續增長，并受山區河流河道窄深、水位陡漲陡落、水流湍急等多因素影響，橋梁、纜線防船撞需求愈加突出。在內河航運船型大型化的背景下，船舶一旦偏離航道撞擊橋梁，極易造成橋毀船沉的重大事件，船撞問題已成為制約右江平安交通的關鍵因素之一。截至2022年年底的調查結果，右江已整改凈空高度不足的纜線21座，整改項目還在繼續開展，對右江航道橋梁纜線通航凈高進行重新驗算及對比分析，評估目前航道通航限高的合理性、精確性和可靠性差異，為右江整治工程提供數據支持。

2 通航凈高重新驗算

2.1 最高通航水位的選取

右江河段航道規劃為Ⅲ級航道，通航1 000噸級船舶，通航的設計船型均為1頂2×1 000噸級分節駁的頂推船隊及1 000噸級貨船。設計船隊尺度為總長L×型寬B×滿載吃水T=160 m×10.8 m×2.0 m。考慮右江為山區性河流，根據《內河通航標準》（GB50139-2014）的規定，通航凈空技術尺度設計最高通航水位洪水重現期取10年，通航凈高標準為10 m，側高標準為6 m。

在橋梁纜線的最高通航水位計算中，根據以上、下游樞紐設計最高通航水位為邊界條件，采用比降插入法求得橋梁纜線相對應的最高通航水位，全文采用56黃基計算。

2.2 橋梁通航凈高差值計算（圖1）

2.3 纜線通航凈高差值計算（圖2）

2.4 橋梁通航凈寬計算

根據《內河通航標準》（GB50139-2014）［2］附錄C，選取老口庫區金陵公路橋、那墨大橋為典型，單孔雙向通航凈寬Bm1、單孔單向通航凈寬Bm2計算結果如表1所示。

2.5 橋梁通航側高計算

橋梁側高根據橋梁簡圖作圖計算，并以庫區為區段劃分，篩選最小凈空高度的跨河建筑物，其中跨江纜線凈空高度以最低弧垂點高程計算，跨河橋梁凈空高度以橋梁通航最小凈空高度計算（側高與凈高最小值）［3］，結果如表2所示。

3 驗算結果

（1）計算凈高大于設計凈高比例為66%，計算結果中，凈高值仍不達1 000噸級航道標準的橋梁有10座，跨江纜線有92條（纜線考慮10 m凈高標準、船舶航行富裕高度、纜線安全富裕高度）。與按照設計凈高值判斷的20座，107條兩者差值較大。原因是右江航道全線渠化，右江河段自上游而下依次建成的那吉、魚梁、金雞、老口樞紐，使得通航條件得到很大改善，右江各梯級受上游水庫調節后庫區設計最高通航水位水面線有所下降，提高了通航限高的富裕值。

（2）設計凈高與計算凈高進行對比，橋梁差值幅度在-2.76～3.83 m，纜線差值幅度在-1.5～1 m，橋梁差值較大的原因是橋區航道在歷年里都有得到優化疏浚，數據可靠，具有參考價值。

（3）凈高不足的橋梁纜線中，纜線占比90%，橋梁整治應以預防為主，纜線整治應以整改為主。

（4）經計算，右江最小凈空篩選與目前航道通航限高值一致，通航限高設置合理。

4 建議

右江枯水流量小，洪水暴漲暴落，洪峰歷時短，主要表現出山區河流的特性。枯水期歷時6～8個月，一般為10月至翌年的5月，洪水期為6～9月。洪枯水位漲落最大幅度達20 m左右。可根據右江枯洪水期特點，設置兩個時間段的過河船舶限高標準，提高可通行船舶噸位，增加經濟效益。在預防措施方面：（1）加裝防撞措施，并安裝明顯指示標志；（2）加強制度建設；（3）利用現代科技，打造智慧航道，配備監控、通訊、預警設施；（4）加強對船舶狀況和船員素質的監管；（5）洪水期，設置被動防撞措施的同時應采取積極主動的防船撞安全應對預案，提前化解船撞風險。在整治手段上，對不符合凈高要求的纜線，由政府部門牽頭，業主單位承擔主要責任，強制整改和拉高；對不符合凈高要求的橋梁，組織專家論證會，對橋梁進行改造，如進行抬高橋面高度、改變大橋橋跨布置等改造方案的可行性研究，或對經濟效益較低的橋梁進行拆除重建；在資金投入方面，隨著航道的優化升級，將跨河纜線橋梁凈高的升級改造納入到右江航道升級改造項目中一并實施。

5 結語

隨著右江船舶通過量的不斷增加，右江部分跨河建筑物的凈空高度不足已成為制約航道發展的“咽喉”，給右江航道升級帶來極大考驗，橋梁纜線凈高的整改是關鍵因素。為提高數據的可靠性，需要將橋梁纜線通航凈高重新計算，保證整治工作低成本、高效率地進行。本文對驗算結果做出了正確的分析，并提出建議，確保航道通航安全暢通，為凈空高度不足的整治工作提供了技術分享。

參考文獻

［1］廣西壯族自治區人民政府.廣西西江黃金水道建設規劃［Z］.2010.

［2］GB 50139-2014，內河通航標準［S］.

［3］廣西壯族自治區交通規劃勘察設計研究院.右江航道水文分析報告［Z］.2016.

收稿日期：2024-03-21

作者簡介：梁 娟（1989—），工程師，主要從事內河航道養護工作。