航道整治前后大桥通航条件影响的双重评价

何侃

摘 要：常泰过江通道常州侧接线在常州市跨越德胜河航道，拟建设德胜河特大桥。根据航道法要求，需要进行航道通航条件影响评价，以保障航道的通航安全。德胜河现状航道等级为Ⅵ级～等外级，随着航道规划等级的提升，德胜河航道全线将按Ⅲ级标准双线航道进行整治。本文就航道整治工程前后，分别对大桥通航条件影响进行了评价，给出了综合性的结论。

关键词：航道整治;通航条件;德胜河航道;德胜河特大桥

中图分类号：U617            文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2020）10-0117-03

德胜河位于常州市新北区境内，起自长江，向南经新北区的春江镇、薛家镇、罗溪镇以及钟楼区的新闸街道，最终在连江桥处与京杭运河相汇，全长约21.4km，是苏南地区的一条通江航道。德胜河连通了京杭运河苏南苏北段和长江，是一条集防洪、排涝、灌溉、引水、航运、生态景观等多种功能为一体的区域性骨干河道，地理位置非常重要。拟建的德胜河特大桥位于魏村船闸[1]下游引航道弯道上，魏村水利枢纽[2]位于德胜河与长江交汇处，是治太骨干工程中湖西片的主要引排工程之一。

德胜河流经地区属长江水系，河网密布，湖荡众多，沿线河床均为土质河床，沿线航段多为粉砂土，受暴雨、泄洪及船行波等影响，河岸易坍塌。德胜河河道流速、流向相对稳定，少部分航段已建护岸，航道内水面比降平缓，流速较小，对两侧护岸顶冲作用较小，河道深槽居中，河床基本稳定。沿线河床均为土质河床，主要碍航原因为航道口宽较窄，且沿线桥梁等级较低，经过整治疏浚、护岸建设和桥梁的改建后，淤积碍航将极大改善。

德胜河至今并未进行过全面整治，现状航道（图1）基本处于自然状态，等级为Ⅵ级～等外级。根据工程段近9年的卫星航拍图片，可以看出该航段的河床较为稳定，河床产生的冲淤变化不大，多年来河道边界和河势均未发生明显变化。根据规划，德胜河航道将依照Ⅲ级标准的双线航道进行整治，与此同时，还将对德胜河魏村枢纽开展扩容改建的工程。整治后，航道将被整体拓宽、浚深，航道两侧将建设护岸，河势整体趋势将基本维持稳定，河道断面和边界条件也能维持稳定。整治后的德胜河三级航道将成为江苏省内 “二纵五横” 干线航道网中京杭运河这“一纵”的重要组成部分[3]。

1大桥选址符合性论证

1.1  航道整治工程实施前

拟建桥梁上游150m处为滨江桥（图2），下游740m处为老338省道魏村大桥（图3），距离均不符合要求，需要加大水上过河建筑物的通航孔跨度或采取一孔跨过通航水域。拟建工程位置处及上游170m均有高压线，均一跨过河且净高较高，影响较小。

拟建桥位处为常州市金如意新型建材有限公司码头，经调查，该码头没有合法手续，且本工程已将其列入拆迁范围，正在办理相关手续，码头拆除后对拟建桥梁影响较小。拟建工程位置上游220m为永泰水泥制品有限公司码头（图4），下游80m为常州长江热能有限公司码头（图5），距离均不符合要求，需要加大水上过河建筑物的通航孔跨度或采取一孔跨过通航水域。

拟建桥位上游1.25km为老魏村船闸（图6）的靠船段，上游680m为R480的弯道，距离符合要求。

1.2 航道整治工程实施后

拟建桥梁上游240m为改建的滨江桥，下游740m处为改建的魏村大桥，距离均不符合要求，需要加大水上过河建筑物的通航孔跨度或采取一孔跨过通航水域。

拟建工程位置下游80m为常州长江热能有限公司码头，上游220m为永泰水泥制品有限公司码头，距离均不符合要求，需要加大水上过河建筑物的通航孔跨度或采取一孔跨过通航水域。

拟建桥位上游53m处为R640的弯道，下游180m处为R640的弯道，上游440m为改建的魏村双线船闸靠船段，距离均不符合要求，需要加大水上过河建筑物的通航孔跨度或采取一孔跨过通航水域。

2大桥通航尺度及技术要求论证

2.1  航道整治工程实施前

德胜河特大桥跨德胜河现状航道的通航孔一孔跨过通航水域，桥区段通航水域宽度为60m。Ⅲ级航道水上过河建筑物通航净宽不小于60m，桥梁通航净宽应不小于60m。

拟建桥梁跨德胜河现状航道的通航孔通航孔跨径为125m，桥位处通航水域宽度为60m，桥梁通航孔一孔跨过通航水域。桥梁最低梁底高程为▽11.748，则桥梁实际通航净高为11.748-4.1=7.648m，符合通航净高不小于7m的规范要求。

综上分析，拟建桥梁跨德胜河现状航道的通航孔一孔跨过通航水域，并满足60×7m的通航净空要求，符合相关规定，桥跨及通航孔布置合理。

航道整治工程实施前，拟建桥梁跨德胜河现状航道的通航孔应一孔跨过通航水域，通航净空尺度应不小于60×7m。拟建桥梁跨德胜河现状航道的通航孔一孔跨过通航水域，通航净空尺度60×7m，符合要求。

2.2  航道整治工程实施后

拟建桥梁预留跨越德胜河规划航道的通航孔西侧桥墩根据设计方案已在拟建魏村船闸引航道护岸和大堤外侧，桥位处拟建魏村船闸引航道护岸距规划航道中心线35m。因此，拟建桥梁预留跨越德胜河规划航道的通航孔西侧桥墩距航道中心线的通航净宽应不小于35m。

拟建桥梁预留跨越德胜河规划航道的通航孔东侧桥墩在规划魏村船闸引航道内为水中墩，综合考虑桥轴法线与航道中心线夹角、桥孔纵深和水流对航宽的影响，根据以下公式计算大桥主跨的通航净宽：

式中，Bm2为单孔双向通航净宽（m）;BF为船舶或船队航迹带宽度（m）;b为上下行船舶或船队会船时的安全距离（m），可取船舶或船队宽度;△Bm为船舶或船队与两侧桥墩间的富裕寬度（m），Ⅲ级航道可取0.6倍的航迹带宽度;Pd为下行船舶或船队偏航距（m）;Pu为上行船舶或船队偏航距（m），可取0.85倍下行偏航距;BS为船舶或船队宽度（m）;L为顶推船队或货船长度（m）;β为船舶或船队航行漂角（?），Ⅲ级航道可取为6°。

仅考虑水流影响时，拟建桥梁预留跨越德胜河规划航道的通航孔东侧桥墩距航道中心线的通航净宽不应小于85.4/2=42.7m。由于拟建桥梁桥位选址不符合要求，应加大水上过河建筑物通航孔跨度或采取一孔跨过通航水域。考虑以加大桥位处平均横流流速的方式加大通航孔跨度，取桥位处平均横流流速为0.1m/s，计算得到拟建桥梁预留跨越德胜河规划航道的通航孔东侧桥墩距航道中心线的通航净宽不应小于97.2/2=48.6m。结合拟建桥位上游190m拟改建的滨江桥设计方案（通航净空尺度110×7m），考虑采用对孔布设，拟建桥梁预留跨越德胜河规划航道的通航孔东侧桥墩距航道中心线的通航净宽不应小于110/2=55m。

因此，拟建桥梁预留跨越德胜河规划航道的通航孔通航净宽应不小于35+55=90m。

拟建桥梁预留跨越德胜河规划航道的通航孔跨径为125m，桥梁中轴线法线方向与航道中心线夹角为10.8°。桥梁实际通航净宽为90m，投影至桥梁中轴线的宽度为90/cos10.8°=91.6m，在此范围内，桥梁最低梁底高程为▽11.748，则桥梁的实际通航净高为11.748-4.1=7.648m，符合通航净高的规范要求。

综上分析，拟建桥梁预留跨越德胜河规划航道的通航孔西侧桥墩落在规划护岸后方，满足90×7m的通航净空要求，符合相关规定，桥跨及通航孔布置基本合理。

航道整治工程实施后，拟建桥梁预留跨越德胜河规划航道的通航孔西侧桥墩落在规划护岸后方，通航净空尺度应不小于90×7m。拟建桥梁预留跨越德胜河规划航道的通航孔通航净空尺度90×7m，符合要求。

3大桥航标配布影响论证

3.1  航道整治工程实施前

航道整治工程实施前，拟建桥梁跨德胜河现状航道的通航孔一孔跨过通航水域，未在河道内设置阻水建筑物，因此对德胜河的水流条件影响不大。

航道整治工程实施前，德胜河特大桥桥区段航道经过多年运行，河线、两岸岸坡基本位置稳定成型，河道断面等平面形态和边界条件也能维持稳定。拟建桥梁跨德胜河现状航道的通航孔一孔跨过通航水域，桥梁的建设对河道断面的影响甚微，可以忽略不计。

拟建桥梁跨德胜河现状航道的通航孔一孔跨越通航水域，不在河道内设置阻水建筑物。

3.2  航道整治工程实施后

航道整治工程实施后，根据数值模拟结果，桥梁建设后，拟建桥梁对于航道水流条件基本无影响。建桥后，由于桥墩的调整作用，水流更多集中在航道中，桥址处航道流速最大达0.20m/s。桥址处航道的最大横向流速约为0.07m/s，平均横向流速约为0.02m/s。流速矢量与航道中线最大夹角为11°。

航道按规划等级整治后，航道将被整体拓宽、浚深，航道两侧将建设护岸，河势整体趋势将基本维持稳定，河道断面等平面形态和边界条件也能维持稳定。

拟建桥梁预留跨越德胜河三级航道的通航孔通航净空尺度符合相应航道等级要求，设置完善的助导航设施以及警示标志后，工程建设对通航安全的影响较小。

4 结论

本文就德胜河航道整治工程前后，分别对拟建的德胜河特大桥通航条件影响进行了评价。航道整治工程实施前，拟建桥梁跨德胜河现状航道的通航孔一孔跨过通航水域，选址满足规范要求，通航净空尺度满足要求，不会对老航道水流条件产生影响，对河道断面也影响甚微。航道整治工程实施后，拟建桥梁预留跨越德胜河规划航道的通航孔加大跨径后，选址满足规范要求，通航净空尺度满足要求，在设计完善的助导航设施和警示标志后，拟建工程对航标配布影响较小，对工程段水流流速、流向、水位等影响较小，对航道整治工程影响较小。

参考文献：

[1]纪汝民.德胜河魏村船闸工程可行性研究报告审查通过[J].水运工程， 1988（4）： 46.

[2]宋贤良，龚丽菊，耿艳.常州市魏村水利枢纽现有通航能力分析[J].水利建设与管理， 2011， 31（012）： 69-70.

[3]徐飛.德胜河航道升级整治的迫切性[J].中国水运（下半月）， 2015， 15（001）： 216-217.