京杭运河穿黄及黄河北航道走向探析

戈国庆，耿 卓，董思远

（山东省交通规划设计院，山东 济南 250031）

1 京杭运河现状

京杭运河黄河以北段，长约700 km，途经山东、河北两省及天津、北京两市，贯通海河、黄河两大水系，主要包括北京市区到通州区的通惠河，通州区到天津的北运河（部分过河北地界）、天津到临清的南运河和临清至黄河北岸的位临运河（鲁北运河）。京杭运河黄河以北段断航至今，曾于 20世纪 60年代结合梁济运河的开挖和整治，建设京杭运河连接黄河的入黄船闸，但工程建成后无法使用，京杭运河也一直未能实现南北贯通[1]。

京杭运河黄河以南山东段干线航道经过多年恢复建设和发展，通航水平不断提升。预计至“十三五”末，随着东平湖湖区航道工程、济宁以南至苏鲁省界III级升II级扩建工程、湖西航道二级坝至苏鲁界段航道Ⅵ级改Ⅱ级工程竣工以后，京杭运河山东段黄河以南东平湖至济宁北段干线航道将达到III级航道标准，济宁北至苏鲁界段（含湖东、湖西两段）将达到II级航道标准[2]。京杭运河山东段高等级航道网将全线贯通。

京杭运河黄河以北山东段老运河流经聊城、德州两个地市，由阳谷县张秋镇至临清的小运河（会通河）和临清至德州段的卫运河组成，全长约265 km[3]。目前，沿线多处河道截断，不通航，部分区段河道保存良好，部分河道已完全废弃。老运河在张秋至聊城城区南段，河道尚存，目前尚有排洪及灌溉功能，但河道多不规整，宽窄不一，宽处状如池塘，宽度达数十米，窄处仅十余米。老运河聊城城区段除局部外，已被填埋废弃；聊城城区以北至梁水镇北段，河道多数已经废弃，局部地段已开辟为农田；临清城区段，已填埋废弃，成为城区。仅德州境内段卫运河河道留存较完好。古运河走向如图1所示。

图1 古运河山东段走向

京杭运河是《全国内河航道与港口布局规划》确定的“两横一纵两网十八线”中唯一纵向高等级航道，同时也是《山东省内河航道与港口布局》中“一纵三横，一干多支”中的主干道[4]。目前，京杭运河山东段已延伸至东平湖，而运河如何穿黄、黄河北航道如何走向即为目前需要迫切解决的问题。

2 穿黄方案及线路

京杭大运河穿黄工程是实现南北贯通，再现运河黄金通道的关键和难点。

2.1 穿黄位置

穿黄工程目前普遍认为主要有东平、梁山两处。过去曾在梁山设置船闸过黄河，但由于黄河含沙量较大，船闸建成后存在较严重的淤积，现已废弃，因此采取设置船闸平交过黄河不可行。若在梁山采用立交穿黄方案，即通过上跨渡槽或下穿隧道连接两岸，需要上跨或下穿黄河与金堤河，工程投资高、实施难度大。相对而言，在东平立交穿黄，由于黄河滩面较窄，能大幅降低工程投资。目前，南水北调东线一期工程穿黄河的输水隧洞位于东平县解山下至聊城位山。

2.2 穿黄方案

目前，立交穿黄主要有隧洞、渡槽两种方案。

通航隧洞技术难度较公路、铁路、输水隧洞要求高，不仅需要采光、通风，还需要考虑如何控制水位，如何实施救援等问题，而且隧洞施工对工程地质、水文地质要求高，一般不能建在含水层和易产生不均匀沉降的软基上[5]。显然，京杭运河穿黄工程采用通航隧洞目前尚未解决难点较多，实施难度较大。

比较而言，采用渡槽跨越黄河技术方案较为成熟，操作工艺简单，维修管理更为方便。目前，世界上最大渡槽为德国马格德堡水桥。马格德堡水桥全长220.4 m，主跨106.2 m，桥梁结构采用三跨等高连续钢桁架梁桥，整幅断面，净宽34.0 m，设计水深4.25 m。国内，安徽引江济淮工程中设置了主跨110 m变桁高拱桁组合式桥梁。根据京杭运河穿黄工程平面位置的选择，跨黄河渡槽主跨最小要求为120 m。渡槽两端采用升船机与黄河南、北段主航道衔接，升船机按双线布置，共用承船箱闸室墙。

2.3 穿黄线路走向

结合东平湖堤防布置及黄委对涉河建筑物相关要求，渡槽方案穿黄线路走向方案布置如下：

1）方案一（位山方案）

沿东平湖航道老湖与银山交汇口处向北，在现有南水北调渠北侧入玉班堤，过子路堤以及拦河闸水库，于解山过黄河与对岸位山西输沙渠衔接。

2）方案二（陶城铺方案）

沿东平湖航道老湖与银山交汇口处向北，在东堂子北侧入玉班堤，沿西向过 G220，入郑铁堤，过黄河后与对岸陶城铺衔接。与陶城铺处扩挖渠道连接西输沙渠或赵王河。

3）方案三（陈山口方案）

沿东平湖航道老湖与银山交汇口处向北，在陈山口入班清堤，折向西北，在阴柳科村北沿西向过黄河，在对岸后山村北新建渠道与西输沙渠衔接。

4）方案比选

三方案均需要过三段黄河大堤，位山、陶城铺方案占用黄河滩地均为4 km左右，位山方案需要平地开河3 km，陶城铺方案需要平地开河7 km；陈山口方案占用黄河滩地 7 km，几乎不用平地开河。

方案一基本沿既有南水北调穿黄线路走向，根据黄委要求渡槽主跨不小于180 m。方案二采用渡槽跨黄河，根据黄委要求渡槽最小跨径要求为120 m，有利于降低渡槽建设规模，减少投资。方案三无需平地开河，工程占地大幅减少，对黄河堤防破坏小，而且路线周边地势开阔，便于二线、三线工程布设，但占用黄河滩地最长，投资最大。综合工程投资及与黄河北航道衔接方便考虑，推荐方案二（陶城铺方案）。穿黄线路走向如图2所示。

图2 穿黄线路走向示意

3 黄河以北段走向

根据穿黄平面布置不同，黄河北航道走向也略有区别，下面就黄河北航道线路走向分段比选。

3.1 位山或陶城铺—总干渠

1）方案一（位山西输沙渠）

沿引黄入卫输水线路，在位山引黄闸处向北，沿西输沙渠穿沉砂池，入总干渠，在沉砂池出口周店闸处设船闸，接位临运河（三干渠）。

本段航道长22.17 km，可以充分利用现有引黄入卫输水渠道，仅需对原有渠道线形局部优化，拓宽、加深渠道断面，改建沿线跨河桥梁即可满足航道通行条件要求。

2）方案二（南水北调线路）

沿南水北调输水线路，自位山枢纽，先向西，在阿城东南转向北，经七级镇，在崔庄设船闸，与位临运河衔接。本段航道长22.68 km，利用已实施的南水北调输水工程，需对原有线路进行局部优化，加大渠道断面，以满足通航标准要求。

3）方案三（赵王河）

由陶城铺走老运河，而后折向西南，接北干渠转向西，与赵王河衔接，最后沿赵王河向北，在孟屯设船闸接卫临运河。

4）方案比较

总体比较，方案一、二主要工程建设规模相近，均设船闸一座，生产、交通桥数量相当，方案三路线略长。

方案一利用原有输沙渠，实施及运营不受南水北调工程建设的制约。但输沙渠水体为黄河水，泥沙含量高，特别是沉砂池以南段，水体没有经过沉砂池沉淀作用，河道淤积较为严重，航道建成后维护费用高。

方案二利用南水北调输水线路，航道内水体泥沙含量小，建成后航道维护费用低。但目前南水北调一期已经建成，且渠道线形较为曲折，局部线路穿越城镇，实施难度大。

方案三路线走向避开输沙渠及南水北调渠，工程实施及维护不受输沙渠及南水北调渠限制，但由于利用较长灌溉渠道，对农田灌溉影响略大。

综合分析，位山—总干渠段航道走向推荐走位山西输沙渠。

3.2 总干渠—位临运河—临清南入卫运河

本段航道走向沿位临运河（三干渠），在周店闸向西，过南水北调渠，在王堤口设渡槽与徒骇河立体交叉；然后折向北，过京九线、邯聊线，在王铺设渡槽与马颊河立体交叉交叉，经柳林镇、尚店乡、大辛庄乡，至临清城区南；于前八里村、孙庄村之间折向西，平底开挖河道，过 S259后，在西旧县村以西，转向北，入卫运河。

本段航道长77.08 km，于王堤口、王铺设渡槽与徒骇河、马颊河立体交叉，与其他河流可采用平面交叉或设倒虹吸下穿航道。沿途穿越省道 258、省道 254、拟建青兰高速、拟建德商高速公路、省道316、济聊馆高速公路、国道309、省道259、省道 315、京九铁路、济邯铁路等。本线路能充分利用现有位临运河，仅需要对原有渠道进行局部线形优化，加大沟渠断面；在临清南需要平地开挖河道6.5 km，并在与卫运河连接处设置船闸一座。

3.3 临清南入卫运河—卫运河德州沧州界

1）方案一（临清—故城—卫运河德州沧州界）

沿卫运河向北，经祝官屯枢纽至故城，于故城西入河北，借渠道绕行德州市区后再与卫运河衔接。该段航道长度113.8 km，于祝官屯闸、故城南各设置船闸一座。沿途与京九铁路、省道326、S14邢临高速公路、国道308、G20青银高速、德商高速、省道324、省道391、S072衡德高速、省道281相交。

2）方案二（临清—四女寺—卫运河德州沧州界）

沿卫运河向北，经祝官屯、四女寺枢纽，沿老运河穿德州城区至卫运河省界。该段航道长度130.1 km，于祝官屯闸、四女寺各设置船闸一座。沿途与京九铁路、省道 326、S14邢临高速公路、国道 308、G20青银高速、德商高速、省道 353、省道324、国道104、省道314、S12滨德高速相交。

3）方案比较

方案一需要借用渠道绕行德州市区，对沿线农田灌溉体系会造成一定影响。方案二过德州市区，沿线路网密集，尤其是过石德、济德与津浦线交汇口处，跨河铁路桥改建难度大。对比分析，方案一较为可行，过故城经四女寺入德州城区段航道可作为京杭运河支线予以开发建设。

图3 京杭运河黄河北山东段走向

4 结 语

1）通过对东平、梁山采取平交、立交穿黄对比分析，推荐在东平采取渡槽立交方式穿黄。

2）结合东平湖堤防布置及黄委对涉河建筑物相关要求，本文提出了位山、陶城铺、陈山口三处渡槽穿黄方案。由于陶城铺方案有利于降低渡槽建设规模，减少投资，且便于与黄河北航道衔接，本文推荐采用。

3）黄河北航道走向推荐如下：经位山或陶城铺走位山西输沙渠入总干渠段；由总干渠走位临运河（三干渠），于临清城区南前八里村、孙庄村之间向西开挖河道入卫运河；沿卫运河向北，经祝官屯枢纽至故城，于故城西入河北，借渠道绕行德州市区后再与德州北段南运河衔接。