山区河流一般航道整治工程的技术要点

（四川路航建设工程有限责任公司 四川 成都 610000）

山区河流一般航道整治工程的技术要点

刘定国

（四川路航建设工程有限责任公司 四川 成都 610000）

近些年，随着国家西部大开发战略部署并实行，山区交通建设得到了加速发展，由于水上运输有着成本低、运量大、效率高的显著特点，所以推进山区河流航道整治建设就有着较为重大的现实意义。本文主要针对山区河流航道整治工程中的一些关键技术问题进行探讨。

航道；整治；工程；技术

引言

由于山区河流本身有着流急滩险的特点，水流挟沙量大，暗礁多，水流紊乱，河床演变快，所以较平原地区航道整治困难，技术性更强。我国山区河流航道整治起步较晚，发展潜力大，在山区河流航道整治方面, 我们需要总结一系列整治技术理论和经验, 这对于加快发展内河水运,提高山区航运能力，促进西部经济建设，实现“畅通、高效、安全、绿色”的内河航运发展宏伟目标, 意义重大。

1 、山区河流航道整治的特点与基本原则

山区河道水力运动复杂，水位陡涨陡落，河床地形变化快，水文特征有其规律性与普遍性。水流险急、流态紊乱的河域在洪水期的挟砂冲淤下容易形成浅滩，浅滩在宽广河床的急弯和礁石群处更易形成，是影响航道畅通的主要因素，山区河流航道整治也主要是针对浅滩的整治。西部地区河流众多，航道密布，但由于地处山区，普遍存在因航道由于礁石分布较多且弯道密集，沿线形成了多处险滩，造成了航道在枯水季节根本无法通航，部分浅滩主航槽在洪水季节变化极大，汛前主航道在左汊，洪水一过，主航道已经改在了右汊，这样的情况在山区河流很常见。

山区河流航道整治的基本原则主要是要保证航道在枯水季节的航深与航宽，保持水流流态平顺和航槽稳定，使其在设计水位能够达到设计通航效果，工程内容主要以清淤除障、固滩沉排、切咀炸礁以及布置整治建筑物为主。

2 、山区河流航道整治工程的布置

要有效治理险滩，改善山区航道水流运动，满足航道稳定安全要求，首要任务是要做好航道整治工程的布置设计。整治线和主航槽布置应该在自然航道的基础上调整，整个河道的整治线特别是航槽边线应全流域考虑，上下游平顺对接，挖槽位置应尽量布置在深水区域，以减少工程量和投资成本。礁石在山区航道中对通航安全影响非常大，对主航槽区域的礁石要设置炸礁项目予以清除。宽航道一般水流较缓，在洪水期极易形成淤积，此处航道除对淤积部分设置挖槽外还应布置丁坝群进行束水归槽，以起到稳定航槽的作用，对岸坡和河滩的脆弱部位，一般要设置护滩和护岸项目。在航道整治线的设计中要充分考虑曲率半径问题，曲率半径必须严格按照设计规范执行，不宜过小，自然河道拐弯处如果曲率半径过小尽量不要进行裁弯取直，以免增大坡降，增加水流速度。对复杂河流要设计多种布置方案进行比选，不论采用哪一项布置，都需要结合水文水流运动及河床演变特性综合考虑，才能达到预期的整治效果。

3 、山区河流航道整治工程的技术要点

3.1丁坝工程技术要点

山区河流筑坝宜选用散抛块石或预制砼块丁坝群方案，一个滩段的丁坝群布置一般要根据地形和河床走势均衡设置，主要目的是束水归槽、挑移主流、理顺主流运动趋势以达起到稳定航槽的目的，丁坝坝头应该设置在整治线上，坝根与岸坡自然对接，对于砂质易冲河床与脆弱岸坡，应结合护滩和护岸工程进行综合治理。

现阶段，布坝原则与平原河流类似，但其挑角较平原河流布坝时小，且多以下挑坝形式布置，挑角一般在50°～70°为宜。山区河流丁坝基本上采用块石筑坝、梯形断面的结构，构件尺寸和坡比设计应严格按照设计规范并结合实际情况综合考虑。对于水流湍急、水流量大的山区河流丁坝的坝体抗滑稳定计算和块石稳定计算尤为重要。由于坝头受力最大，受力影响也最为复杂，所以设计时应该取坝头处断面或其他典型断面进行计算。抗滑稳定性主要受动水压力和坝体自重下滑力的影响，应根据受力公式精确计算以选定安全经济的坝体尺寸。块石稳定性主要受块石粒径大小控制，与河流流速关系最大，所以计算之前要做好水流观测以确定每个坝址处的水流速度。

筑坝施工宜选在枯水期进行，施工前备足所需，以保证枯水期的抛石进度。对水流稳定，坡降不大的河道汛期也可以利用船载块石进行水上抛石作业，施工过程中要控制好施工工艺，做好护底防冲和块石漂移的综合考虑。

水下抛石施工前及完工后应进行水下测量。抛石工程开工前，实测抛石区1/500地形图和抛石放样剖面图（沿堤轴线方向每25m测一横断面），施工期间所有施工定线、进度、工程量等测量原始记录、计算成果等资料均及时整理、校核、分类、整编成册。按20m×10m网格划分抛投区域，并根据划分的单元和岸上控制桩，在抛投区起始点之间顺水流方向在测船上用GPS测深仪每隔40m测一个水下地形断面并绘制抛前水下抛投断面地形图。

3.2护岸工程技术要点

浆砌石工程作业量较大，主要有挡土墙及护坡、护底等等。尽早备料于砌筑地点，特别是交通不便的地方。

浆砌石施工选用石料，必须质地坚硬、新鲜，不得有剥落层或裂纹，石材表面无污垢、水锈等杂质，其抗水性、抗冻性、抗压强度等均符合施工详图的规定。用于表面的石材，色泽均匀。一般块石规格要求为：上下两面平行且大致平整，无尖角，薄边，无包泥现象，块厚宜大于20cm，单块重量不得小于50kg。砌体表层的石料必须具有一个可作砌筑表面的平整面。块重小于25kg的片石可用于塞缝，但其用量不超过该砌体重量的10%。

浆砌应该严格按照设计标高、平面位置及尺寸进行控制，大面平整顺滑，四周与原河岸衔接顺直，不得凸出或凹陷。

3.3水下钻孔爆破技术要点

山区河流礁石分布广泛且基本处于水下，水下炸礁在山区河流航道整治中非常普遍。炸礁的目的就是为了使航槽内的水深达到设计水深，所以炸礁边线和炸礁深度是施工控制的重点和难点。现在水下爆破采用的炸药一般是防水乳化炸药，导爆管起爆，水下炸礁施工设备主要利用钻孔爆破船和抓斗式清碴船。

水下爆破施工之前需要进行详细的地形勘测，根据测量数据分析水下礁石地形和礁石厚度，以做好施工展布和布孔设计。采取电力起爆时，可以采用并串联方式, 也就是将4～5 排炸药并联成一组, 并把各组再串联在一起，起爆体宜采用威力大、感度高、防水的乳化CLH炸药，起爆体宜装2发并联电雷管，或装两个起爆管雷管，水下起爆的雷管宜选用防水8号金属雷管，炮孔装药长度小于3m时装一个起爆体，大于3m时宜增加起爆体，其位置应均匀布置。爆破过程中要做好封航和交通管制，炸药起爆产生的巨大冲击波和地震波对周围建筑物很不利, 这就需要在爆破网络设计中,通过毫秒延期雷管实现微差爆破。面对特殊的水下爆破环境, 单次起爆用药量的计算就成为水下钻孔爆破的关键技术，这一技术对用药量与安全距离的数学关系进行了严格规定, 并对周围建筑物的安全等级以及与爆破点的距离等因素进行了全面考虑,并要求对每一个爆破点的用药量进行精确计算并通过施工不断进行调整。

3.4航道疏挖技术要点

山区河流河床底质一般为砂卵石，对于航道已经淤积至枯水期无法通航的航槽，一般需采用链斗式挖泥船对其进行疏挖清淤，达到改善航道水深的效果。对于淤积较为严重的航道，本身是经过多年的河床演变形成了易淤积区域，疏挖过后很有可能再次回淤，所以一般要配合丁坝群进行综合整治，以起到稳定航槽的作用，实践证明挖槽综合丁坝群对山区河流浅滩的整治是行之有效的。疏浚挖槽需要有全面规划，挖槽的轴线与设计航轴线相一致，与整治线相协调，力求与中枯水流向基本相同，河槽走势应尽量取直线或微弯，且应与下游河势平顺连接。挖槽底宽应根据原河槽的过流能力以及航道设计标准拟定，边坡的设计要根据当地的地质条件和泥层厚度确定，力求航道尺寸最优以达到流速和流态符合安全通航的要求。另外试验亦证明，在山区内河航道整治中，裁弯取直措施一般不宜采用，因为易引起坡降的急剧变化。

3.5稳船施工技术

航道整治工程主要项目是在水上施工，炸礁船、清碴船、挖泥船、沉排船、起重船等大型船舶的应用很普遍, 由于山区河流水流较急，也很紊乱，船舶在施工过程中的稳船定位技术就显得很重要。工程实践中,通常采取系缆定位和支撑定位两种稳船定位方式，略述如下:

3.5.1 系缆定位。具体还有两种方式: 岸缆定位与抛锚定位。岸缆定位是在岸边的固定物上,将钢缆绳的一端固定住, 若不具备合适的岩石和树桩等, 也可以打木桩和挖设地牛来固定，这一方式普遍使应用于山区河流。抛锚定位主要是把钢缆绳绑在船锚上, 再将锚扔进河道内, 通过锚的重量及其与河床的作用力来对船舶进行定位，在山区河流这一方式一般与岸缆定位结合应用。

3.5.2 支撑定位。这一方式也可以再具体分为两种: 钢桩定位与液压支腿定位。钢桩定位比较适用较为大型的施工船舶, 而且定位效果也比较好，近年发展起来的液压支腿定位有着重心非常低和操作简便等优点。

在工程实践中, 对于流速较大, 流态紊乱的一些山区河流,仅仅采用某一种定位方式效果可能不是很好,一般需要综合采用几种定位方式, 这样才能切实保障工程船舶有着稳定的定位。

4 、施工通航安全保证技术措施

4.1 施工前向当地港监部门申请，办理《水上水下施工作业许可证》，并发布通航公告。施工期间严格按《内河避碰规则》悬挂通航或封航信号，派专人在现场进行交通疏导和指挥，施工过往船舶必须按规定航线行驶。施工船舶锚泊应设显眼的警戒锚标，指示锚缆的位置，用明显的号型、号灯指明航行水域和禁航水域。

4.2 通航时间内，施工船舶应按规定让出航道，让过往船舶通过。施工期间沿街张贴通航公告，争取群众的理解和支持，并与当地政府、公安部门加强联系，共同搞好安全管制工作。夜间施工还要有专项施工方案，并做好应急预案。同时做好过往船舶的宣传工作，加强沟通，在禁航时段不得强行通航，放行船舶时要疏通好航道，注意相互避让，防止事故发生。

结束语

山区航道整治所依托的工程均位于我国西部欠发达地区，区内资源丰富，经济落后，交通不便，而交通基础设施落后则是制约西部地区经济发展的瓶颈，因此利用西部地区丰富的水资源条件发展内河航运打通沟通东部地区通江达海的水运通道，充分发挥内河航运在西部大开发中的作用和优势，对加快西部地区资源开发，完善综合运输体系，推进西部地区现代化进程具有重要的意义。山区特殊的地形和地质造就了山区河流的流速大、流态紊乱等特点,航道整治工程一般都要面对河面狭窄,河内险滩、礁石居多, 水位浅、落差大等特殊的工况条件，这就为山区河流航道整治工程提出了很高的技术要求。

[1] 李昕. 内河航道船舶定线制条件下的航标配布探讨[ J] 水运工程, 2010, ( 3) : 103- 107, 132.

[2] 余卫锋,肖烈兵. 安庆石门湖航道整治工程研究[ J]中国水运,2010, ( 4) : 32-331

[3]李廷富 山区河流河口滩整治 《水运工程》 2009.2

[4]杭州大学河口教研室 《河口河床演变学》2011

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