航道治理工程项目中的施工设计探讨

航道治理工程项目中的施工设计探讨

宋 辉

（湖南省水运建设投资集团有限公司，湖南 长沙 410011）

摘 要：施工设计作为航道治理工程的核心，是对工程建设项目全过程进行安排，以此指导施工各项活动的技术和组织综合性文件。本次施工设计以松虎航线安乡至茅草街段航道中的七星堆滩为研究视角，归纳这类滩险航道整治思路、原则及方法，以期为类似浅滩整治工作提供重要借鉴和参考。 关键词：航道治理工程；施工设计；七星堆滩

中图分类号：U61 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2016）12-0200-02

航道治理工程就是采用调整建筑物和控制水流的方法，改善航道的航行条件。航道治理主要任务在于稳定航槽，拓宽航道宽度，降低急流滩的流速等。洞庭湖包含益阳、常德、岳阳、澧县等多个县市，与湘江沿岸的株洲、长沙、湘潭等城市形成沿江经济带，组成一个9字形经济走廊[1]。澧水、松虎航线作为湖南省“一纵五横十线”水运体系的重要组成部分，航道治理尤为重要。本次研究从松虎航线安乡至茅草街段航道中的七星堆滩整治工程入手，深入分析七星堆滩的治理条件，并提出航道疏浚、护坡的方法，确保该航道安全、稳定的通航。

一、工程概况

洞庭湖区澧县、安乡至茅草街航道建设工程包括澧县至午口子98km航道以及安乡至茅草街53km航道，沿途分布的城镇有澧县、津市、保河堤、蒿子港、安乡、武圣宫、茅草街等[2]。澧县至午口子段需整治滩险新河口滩、麻河口滩、铁板滩、蒿子港滩、沙河口滩、肖家台子滩、陈家咀滩、柳林咀滩、窑湾滩共9处；安乡～茅草街段需整治滩险长岭洲滩、花鼓潭滩、武圣宫滩、新码头滩、七星堆滩共5处[3]。本次研究以安乡～茅草街段七星堆滩为典型，该河段共建有安乡、南咀2个水位站，其中，安乡站最大和最小流量分别为6,886m3/s、11.5 m3/s，安乡站与南咀站最大水位变幅依次为12.21m、9.84m。当处在枯水期，本河段虽流量较小，但因洞庭湖、澧水洪道的影响，仍需维护适当的航道水位。

七星堆滩处于安乡至茅草街航道下游37km位置，全长为5.6km，河道左岸为设置防洪堤，防洪大堤的顶高为36.5m，并配置多处护岸矶头（顶高：33-35m），右岸为湖洲，洲定高度为30.5-32.0，共有4条汊河穿过湖洲。

二、七星堆滩治理要点 1．治理条件

松虎航线安乡至茅草街段航道治理工程整体总体布局必须保障输沙优势，以减少航道的回淤量，从整体上发挥导流、

收稿日期：2016-09-11

作者简介：宋 辉（1986-），男，汉族，湖南汨罗人，本科，湖南省水运建设投资集团有限公司，工程师，大学港口航

道专业，现从事湖南内河高等级航道建设工程（业主建设单位）。

挡沙、减淤等功能。

本滩群土质为三类土，清单疏浚工程量3.45万m³，施工水位26.7m，河床底高程24.03m，最大设计开挖深度为1.2m左右[4]。七星堆滩防护工程：石笼护垫5.54万m2，抛石护脚4,600m³，筑坝6,436m³。施工期须设立临时航道指挥站，控制船舶定期通航。综合考虑工程造价及对通航影响情况，建议白天通航而晚上进行施工，并适当增加施工台班数以提高施工工效。具体控放措施宜由施工单位视过往船舶流量及施工进展情况，征询航道主管部门意见而定。

2．治理原则

（1）以疏浚为主，统筹兼顾

七星堆滩作为洞庭湖区域的季节性河流浅滩，其演变规律与一般平原河流滩险存在显著差异。其整治过程中，应从本滩实际情况出发，加强现场观测、调研工作，确保一般整治理论与本滩实际情况相互结合。航道整治工程需综合考虑农田水利、护岸防洪、工业与民用取水、环境保护和城镇建设等多方利益，将航道治理与水利防洪密切结合，以疏浚为主，结合筑坝，减少中高水期不利流态或泥沙落淤对浅滩产生的影响[5]。

（2）因势利导、固滩束流

七星堆滩不具有洪淤枯冲演变特点，其治理方案应保障浅滩洪水不淤或少淤。依据一维水流挟沙力（S）公式，S与流速μ的高次方成正比例，流速变化必然影响输沙率。因该滩河槽为U型，低坡比较平坦，进行挖槽过程中，要充分考虑挖槽与洪水主流方向，尽可能兼顾中水流向，确保泥沙不在航道中淤积，确保航道的稳定运行。

3．施工技术及方案

通过现场的实地考察并仔细阅读设计图纸以后，本工程施工主要包含测量放样、护岸施工等环节，上述工序面临同时进行或交错施工。根据历年水位分析，疏浚和护岸计划安排在中枯水季节施工。施工单位应根据实际情况，在确保安全的前提下合理安排工期，尽可能在低水位时进行护岸、筑

第12期 宋 辉：航道治理工程项目中的施工设计探讨 201 坝等工程施工，以便缩短工期、降低施工费用。

（1）施工技术要求

1）挖泥船应根据现场的土质、工况条件和挖泥船本身的性能选定合理的施工方法和工作参数。作业时应适时正确测定挖泥船的位置，避免产生漏挖或过大的超挖。

2）采用分条、分段施工时，应注意条与条之间，段与段之间的衔接，后施工的地段宜适当与先施工的地区重叠一部分，以避免遗留浅埂。

3）挖泥船挖泥时，应根据水位的变化及时调整绞刀、耙头、泥斗的下放深度。水位观测和通报应及时、准确。

4）挖泥船施工时应根据土质、泥层厚度、波浪和水流条件、挖泥产生的泄漏，施工期可能出现的回淤增加施工超深。超深的大小可在施工初期通过试挖确定，并随时根据情况的变化和实测资料进行修正。

（2）治理方案

本段航道按照IV级标准展开施工，利用综合历时曲线法求得各站设计水位保证率为98%，设计航道水深为1.8m,航道宽80m，通行一顶四500t级船队。由于工程段需长距离、大面积进行疏浚，统一归算各水文站的最低通航水位所对应的流量（见表1）。

表1 各水文(位)站设计最低通航水位表

设计最低通航水位

对应流量 站 名 资料年限 (m) (ｍ３

备注 /s) 安 乡 1990～2013 26.15 22.4 98%保证率南 咀

1990～2013

26.00

127

98%保证率

1）施工前的准备工作

本次设计，该滩挖槽区域开挖深度较小，开挖范围内河底标高约为24.50～25.20m，最大开挖深度为1.17m左右，以满足航道等级提升的需求[6]。为快速、顺序组织该项目的施工，及时调谴人员、合理调配各种施工设备等，并按照本工程施工进度做好基础准备工作。开工之前，对铺排区域进行扫海，把滩面块石、杂物等影响施工的障碍物实施清除。基础清理主要包含清除施工范围内的杂草、垃圾、树木及其它障碍物，并并挖除地面30cm含有机质的表土运输至指定地点堆放。

2）疏浚方案

七星堆滩选择左汊作为通航主航道，整治建筑物目前存在洲头顺坝1座，主航道右侧有4座丁坝，其中顺坝及右3#丁坝保存较完整，其余3座丁坝破坏严重。故本次整治工程设计只是对原有的丁、顺坝进行修复。根据本滩整治线确定丁、顺坝坝头位置，坝头高程与整治水位齐平，均为27.83m；洲头顺坝按1:500纵坡放坡与心洲岸坡自然衔接，右侧丁坝按1:300纵坡放坡与心洲岸坡自然衔接；洲头顺坝坝根左、右两侧20m范围内采用干砌块石护坡守护， 右1#、右2#丁坝坝根处采用石笼护垫守护，右3#、右4#丁坝坝根处上、下游20m范围内均采用干砌块石护坡守护；丁坝迎水坡脚上游4m至背水坡脚下游5m范围内采用抛石护底。

在浅滩设置一条长、底宽分别为4,470m、80m的连续挖槽，挖槽上段居中偏向由，下段偏向左岸，平面形态为S型。依据施工前所得观测资料，全挖槽设置在洪水主流方向，与中水流向处于一致状态。为吸引水流进入挖槽内，将其进口拓宽为喇叭形状，挖槽水深设计为2.6m，设置0.6m的备淤深度。

3）护坡方案

本滩护坡主要使用抛石护脚及石笼护垫对心洲洲头右边坡进行守护。七星堆滩洲头坡脚采用抛石守护，0+000～0+550断面抛石宽度水平距离10m，抛石厚度1.5m；0+550～0+806断面抛石护脚顶部高程为27.53m，整平与洲头岸坡自然衔接，向河边坡1:1。块石粒径经计算平均单块重量应在65kg以上。参照七星堆滩历年整治经验，抛石护脚预留0.3m沉降。必须注意，本次治理工程所用石料要求质地坚硬，遇水不易破碎或水解，其湿抗压强度大于50MPa，软化系数大于0.7，密度不小于2.65t/m3。一般抛石粒径为36~60cm，重65~150kg，并应有一定的级配。石料检验合格后才能运往抛投现场。石笼护岸就是用特制的钢丝笼充填符合要求的粗卵石铺设在河岸，保护河岸免受水流冲刷的一种柔性护岸材料。石笼护垫护岸根据地形自然放坡，石笼护垫规格为CM6×2×0.17GF，长6m、宽2m、

高 0.17m，内部每隔1m采用隔板成独立单元。

三、结论

总之，内河水运是我国现代化运输体系和水资源综合利用的重要组成部分，其具有成本小、能耗低、安全可靠等特点，是我国确保经济社会可持续发展的主要战略资源。在安乡至茅草街段航道治理工程中，优化航道治理工程的施工技术，依据航道水深和地形变化，完善相应的施工工艺，以此提升航道治理工程的质量。本次研究从七星堆滩工程概况入手，深入分析该工程的治理条件，详细介绍其遵循的原则、疏浚、护坡方案，为保障航道的正常运行提供一定指导。

参考文献

[1] 柯秋锐．浅谈航道治理工程的施工组织原则[J]．珠江水运，

2016，15(7):74-75．

[2] 谭伟军．航道整治护岸工程施工工艺及质量控制[J]．科技

视界，2015，17(9):259，269．

[3] 蒲杨．对川江航道整治施工经验的总结[J]．中国水运（下

半月），2016，16(2):259-260．

[4] 李学光．动态管理在航道整治工程中的应用[J]．中国水运

（下半月），2014，14(7):196-197．

[5] 包雄飞．珠海深水航道治理工程的施工设计[J]．中国水运

（下半月），2016，16(7):226-227．

[6] 程铁军．长江下游福姜沙水道航道治理双涧沙守护工程施

工管理难点及解决方案[J]．水运工程，2014，25(11):110-114．