武汉江汉九桥工程对江汉航道通航的影响评价

阮 伟，李永峰

(1.武汉市城市建设投资开发集团有限公司，湖北 武汉 430000；2.武汉汇源科技咨询有限公司，湖北 武汉 430000)

0 引 言

武汉地处两江交汇之处，两江四岸商贸人流来往密切，近年来已在长江与汉江上建成多座跨江桥梁[1]，由于城市的快速发展，需规划建设江汉九桥工程，以分流江汉二桥与月湖桥交通压力，进一步增强汉江两岸中长距离交通功能。跨江桥梁属于重要市政基础设施，桥梁实施前、在规划设计阶段需同步开展通航影响评价，才能确保后期的顺利实施与航道安全[2,3]。本文从工程选址符合性、通航净空尺寸论证、通航条件影响和通航安全影响等方面进行分析评价，得出相关评价结论并提出相关措施建议。

1 工程概况

1.1 桥位与河段

新建江汉九桥位于汉江下游河口段，距汉江河口约6.6 km，距上游江汉二桥约0.7 km，距下游京广铁路汉水桥约0.7 km。该河口段上起舵落口，下至河口南岸嘴汇入长江，系汉江重点设防河段，经多年堤防建设，河道内主导河岸基本稳定，河宽150～300 m。桥梁平面位置如图1所示。

图1 新建桥梁平面位置

根据批复的《湖北省内河航道规划(2035)》，至2035年，汉江襄阳铁桥～河口段508.2 km航道达到Ⅱ级航道标准，其中河口段将按照Ⅱ-(3)航道标准进行建设。

1.2 桥梁建设方案

跨江主桥全长413 m，跨度布置为(50+110+200+53)m。中间两跨采用钢梁，两边跨采用现浇混凝土。主塔设置在汉江南侧赫山脚下，基础采用承台桩基础。桥梁立面示意如图2所示。

图2 新建桥梁立面示意

1.3 设计通航水位

在以长江来水为主和汉江来水为主两种条件下，按20年一遇洪水重现期进行计算，求得桥位处设计最高通航水位分别为27.43 m和22.38 m，两者相差较大。而按上下游已建桥梁最高通航水位内插得到的桥位处设计最高通航水位为26.34 m。基于上下游已建桥梁的事实和本桥梁所处的地理位置，以及通航船舶连续过桥的实际情况，新建桥梁设计最高通航水位应高于下游已建桥梁设计最高通航水位，低于上游已建桥梁设计最高通航水位才相对合理[4]。因此新建桥梁设计最高通航水位取值26.34 m(1985国家高程基准，下同)。

依据汉口站、汉川站1972—2019年实测水文资料，按照综合历时曲线法计算，桥位处设计最低通航水位为11.55 m，按照上下游已建桥梁设计最低通航水位内插推算桥位最低通航水位为10.82 m。综合考虑三峡蓄水、汉江调水、引江济汉等工程实施后的影响，从偏安全角度考虑，新建桥梁处设计最低通航水位取值10.82 m。

2 分析依据

主要依据《内河通航标准》[5]来分析新建江汉九桥对汉江航道通航条件的影响。

3 分析采用的代表船队、船型

工程河段规划航道技术等级为Ⅱ-(3)级，按照《内河通航标准》，选用2 000吨级双排单列船队[182 m×16.2 m×2.6 m(船长×船宽×吃水)，下同]、2 000吨级货船(90.0 m×14.8 m×2.6 m)作为代表船队、船型。

4 工程选址符合性分析

工程局部河段河道微弯单一，左岸侧已实施了岸坡守护工程，右岸侧为赫山抗冲区段，工程局部河段岸坡稳定，局部河段深槽、深泓及断面形态变化较小，满足《内河通航标准》中“宜选在河床稳定的平顺河段”和“避开弯道”的要求。工程河段深槽居河中，汉江河口段中航槽基本保持稳定，2.4 m 等深线全线贯通，满足《内河通航标准》中“应建在航道水深充裕河段”的要求。根据实测成果与模型计算，桥区水域内最大流速处桥轴线法线方向与水流流向的交角不超过10°，横向流速均未超过0.3 m/s，满足《内河通航标准》中“水上过河建筑物应建在水流条件良好”的要求。工程上游有宗关水厂浮式取水船，桥位位于其一级水源保护区以外，满足《饮用水水源保护区污染防治管理规定》[6]要求，但工程左侧有已建的武水基地趸船，需进行搬迁，才能满足《内河通航标准》中关于与港口等安全间距的要求。

综上所述，从河道条件、航道条件、水上水下有关设施安全间距等方面看，新建桥位河段河势稳定，航道微弯，水流条件良好，在采取一孔跨过的桥型方案，并落实武水基地趸船搬迁的前提下，桥梁选址方案可行。

5 通航净空尺寸论证

5.1 通航净空尺寸要求

按照《内河通航标准》中规航道等级与通航净空高度对应关系，Ⅱ-(3)级航道通航净高要求应不低于10 m。根据实测航迹线范围和与航标标示，桥位处现状航道水域宽约126 m，但考虑未来上、下游桥梁改造，航道变迁等可能情况，调整后的航道水域范围为172 m，因此新建桥梁处通航水域要求宽度为172 m。

5.2 桥梁净空尺寸分析

桥梁通航孔跨径为200 m，扣除桥墩宽度4 m，主通航孔净跨为196 m，考虑防撞设施宽度后净空宽度约194 m，一孔跨过通航水域，满足设计代表船型单孔双向通航要求。主通航孔范围内左、右侧梁底高程最低点为37.92 m，对照设计最高通航水位26.34 m，设计通航净空高度不小于11.58 m，满足通航净高不小于10 m的要求。左、右岸主墩均位于现行航道水域以及可能通航水域以外，桥跨及通航孔、桥墩布置方案总体合理。

6 通航条件影响评价

6.1 对水流条件的影响

建桥后，工程上游水位抬高最大值仅为0.04 m，桥位区域水位最大降低值为0.05 m，同时主流的位置基本一致，摆幅不超过1.0 m，左岸桥墩附近水流流速最大增加值约0.02 m/s，最大减小值约0.07 m/s，左岸桥墩对其附近水流会产生一定的绕流和导向作用，但影响区域仅限于桥墩附近5 m范围内，在主流区工程前后流向角几乎无任何变化。建桥后对航道水流条件的影响较小。

6.2 对河床演变的影响

新建桥梁通航孔跨度较大，相应涉水桥墩较少，桥墩压缩过水面积不大，对桥墩局部及下游河床的冲刷影响较小。建桥后对桥位河段河床冲淤变化的影响较小。

6.3 对航道布置及助航标志配布的影响

建桥后落实桥区河段航道布置及桥涵标、桥柱灯等相关助航设施和配套安全设施的设置，对工程局部河段航标设置及功能发挥影响较小。

6.4 对航道整治工程的影响

工程河段内航道整治工程主要位于上游汉江二桥下游侧，与桥位相距约300 m。根据模型研究，建桥前、后桥区河段滩槽位置未发生明显相对改变，工程建设对航道整治工程影响相对较小。

7 通航安全影响评价

7.1 对船舶通航的影响

新建工程左、右岸主墩均位于现行航道水域以及规划航道水域以外，一孔跨过通航水域，未改变船舶的习惯航路。左侧桥墩与实测航迹线最小距离为44 m，右侧桥墩与实测航迹线距离为95 m，工程建设对船舶现有航路和航法的影响较小。

7.2 对水上水下设施的影响

由于工程采用一孔跨越通航水域方案，对上下游通航孔使用不构成限制，且不会引起桥区水域航道条件发生改变，对上下游已建桥梁影响较小。

8 通航安全保障措施

(1)桥涵标、桥柱灯在桥梁建设期间应按有关标准施工安装，并与桥梁建设同步进行。在桥梁的设计及建造过程中预留过江光纤通道，以利于海事与通航安全监管。

(2)工程建成后，应清除影响通航的临时建筑物和施工残留物，并对施工航道水域进行扫床，并按航道部门要求进行桥区航标配布和航道日常维护。

(3)为减少或缓解工程通航安全风险，针对施工期与运营期各种风险影响因子进行风险识别与分析，采取相应防范措施与应急措施。

9 结论与建议

9.1 结论

(1)新建桥位河段河势稳定，航道微弯，水流条件相对良好，在采取一孔跨过通航水域的桥型方案，并落实武水基地趸船搬迁的前提下，桥梁选址方案可行。

(2)新建桥梁的通航净空尺寸满足规范要求。

(3)新建桥梁对航道水流条件、河床演变、航道布置及助航标志配布、航道整治工程影响较小。

(4)新建桥梁不改变船舶航路，对船舶通航、交通组织及通航秩序影响较小。

9.2 建议

(1)建议对施工期及建成后的航道维护和通航安全保障措施进行专题研究。

(2)建议桥梁建成后与上下游已建桥群作为一个整体统一进行航标配布设计。

(3)建议按照代表船队、船型最大撞击力考虑防撞标准、开展桥墩防撞专项设计。