三峡蓄水后长江中游航道的演变及维护性疏浚方案研究（大全）

第一篇：三峡蓄水后长江中游航道的演变及维护性疏浚方案研究（大全）

三峡蓄水后长江中游航道的演变及维护性疏浚方案研究

吴江平、金敬如、陈飞（长江武汉航道工程局，湖北省武汉市沿江大道140号，430014）

蔡兴勇（长江航道局，湖北省武汉市解放公园路16号，430010）

摘 要：三峡蓄水后，长江中游航道成为提升整个长江航道航行条件的“瓶颈”。本文通过对三峡蓄水后长江中游航道的演变进行分析和研究，掌握了一般规律，在此基础上对长江中游航道维护性疏浚施工船舶的配备、施工船舶性能比选、疏浚时机的把握、疏浚施工安全技术要求、施工工艺以及降低维护成本的途径等提出了具体方案。关键词：长江；中游航道；维护；疏浚方案

长江是贯通我国东、中、西部三大经济区的水运主动脉。长江干流通江达海，具有得天独候的自然条件和巨大的航运潜力。三峡蓄水后，由于水沙条件发生改变，使长江航道条件尤其是中游航道条件发生了较大改变。1.三峡蓄水后长江中游航道的演变

1.1 长江中游航道的一般特性

长 江 中 游 河 段 示 意 图

长江中游航道特别是荆江河段，弯道、洲滩众多，历来演变最为复杂，航道问题也最为突出。三峡工程蓄水后，由于水沙条件发生改变，致使一些浅区河段普遍出现了洲滩变形、岸线崩塌等不利于通航条件的变化，使本来复杂多变的中游航道更增加了不稳定因素。

长江中游航道按其河型和演变特征，大体可以分为大埠街～藕池口、藕池口～城陵矶和城陵矶～上巢湖三段。其中尤以荆江河段，演变尤为复杂，航道问题突出，是本文研究的重点。

1.2长江 中游河段水沙条件的变化

径流量变化：与多年平均相比，个别年份增加，多数年份减少；输沙量变化：大幅减少，一般减少80％—90％；

中值粒径粗化；流量、水位变化：坝下河段宜昌、沙市站流量、水位相关关系较好，监利以下相关关系较差。坝下水位虽因河床下切面降低，但因有流量补给，使枯水期宜昌站水位降低不多，而沙市站则有所提高。

1.3 长河段航道变化的基本趋势

上荆江分汊河段江心洲头低滩呈冲刷后退之势，航道条件处于向不利方向发展的态势；下荆江弯曲及分汊河段江心滩和边滩继续冲刷后退，浅区段放宽，河槽也向宽浅方向发展，出现槽口众多，多槽争流的格局，对航道维护十分不利；城陵矶至汉口段主要为单一河道和部分受节点控制作用强的分汊河道，河势相对比较稳定。

1.4 对通航条件的影响

三峡工程蓄水后对航道有利的是增加了枯水期坝下流量，加大航槽冲刷力度，增加了航道水深；对航道不利的方面是增加了航道的不稳定性，下泄流量的陡降或陡增不利于航道自然冲刷，水流不能及时归槽，致使航道水深不足。

2.长江中游航道维护性疏浚施工方案

2.1 疏浚船舶的性能及选择

长江中游航道疏浚使用的挖泥船主要有两大类：一类为碇泊式挖泥船，如链斗、吸扬、抓斗等，另一类为自航耙吸挖泥船。前者施工对通航干扰大，后者施工机动灵活。此外，还有吸盘挖泥船可以自航施工，但一般多采取绞进施工。目前最适宜的挖泥船型：主要为500方自航耙和1250方/小时吸盘挖泥船。

2.2 对枯水期疏浚维护工作量的预测

三峡工程蓄水后，在一定程度上对枯、洪水期上游来水起到调蓄作用，枯水期流量得到补给，航道水深提高，尤其是近年来航道部门对部分浅水道进行了治理，使航道趋向稳定。同时，由于水沙条件的变化致使河床在不断调整和变化，也加剧了一些水道的浅情；另外，航道部门近年来相继调高了部分航段的维护水深，增加了疏浚维护任务。预测今后一个时期内，长江中游航道维护的疏浚量在不利情况下，在一届枯水期内最大约在200万m

333左右；在有利的情况下仅为数十万m；而在一般情况下，则在100万m上下。综合近几年的总体分析，其平均疏浚工程量略有减少。

2.3 疏浚船舶的配备 2.3.1配备的原则

疏浚船舶配备的原则主要是保畅通，追求航运效益最大化。其次是合理安排和使用挖泥船，以降低维护成本。2.3.2维护性疏浚要考虑施工时间、地点和工作量等多个不确定因素

每届枯水期需要疏浚的水道、部位、施工方量及施工时间通常都是依据汛后各浅水道航道条件的预测安排的。个别水道则是在枯水期间因发生突变而需要紧急施挖的。所以，在疏浚船舶配备上，每届枯水前除了要根据以往疏浚维护的需要保证重点浅水道疏浚船舶的配备外，对有疏浚要求而施工量不大的浅水道也要考虑配备疏浚船舶，根据情况及时调遣挖泥船驻守现场。对可能需要疏浚的一般浅水道，安排驻守邻近水道的挖泥船兼顾。同时还需安排其它挖泥船作为预备船队在基地待令。

2.3.3配备的船舶数量和组成

正常情况下，长江中游航道需配备5艘以上船舶，其中荆江段不少于3艘，配备1艘500方耙吸，1艘300方耙吸和1艘1250方/小时吸盘船；城陵矶～上巢湖段配备2艘，500方和800方自航耙各一艘。必要时上述挖泥船可调剂使用。

2.4 疏浚时机的把握 2.4.1投入疏浚维护的时间

投入疏浚维护的时间一般在每年的10月至次年的4月。

三峡蓄水前，投入疏浚维护的时间一般在头年的11月至次年的3、4月为一届枯水期。三峡实施175m水位蓄水后，其蓄水量较围堰发电期和运行初期大得多，相应的下泄流量则较原天然状态下的下泄流量减少很多。若按三峡工程初步设计，蓄水时间自9月下旬至10月底，在此过程中，坝下河段将陆续进入枯水期，这比蓄水前大约提前了一个月时间，因此投入枯水航道维护的时间也相应提前了约一个月。一般情况下，有的浅水道需在10月开始实施疏浚维护，但如果当年入库流量较小，且下泄流量突降，投入疏浚维护的时间可能提前至9月下旬就将开始。

2.4.2根据水位和航道条件择机施工

对于单一水道，在水位较高时，如果可供航行的水域宽阔，并且航槽较为稳定，可视具体情况，采取不同的疏浚维护方法。第一种方法是半边通航半边施工，即通过调整标志，适当缩窄现行航槽供船舶通航，而封闭另一部分水域供挖泥船施工，如此交替通航与施工，可保证在水位退落后航槽内有足够的水深。第二种方法是开辟临时航道，通过调整标志适当缩窄并封闭现行航槽，由挖泥船在航槽内施工，而将航道移至现行航槽的一侧，供船舶临时通航，待水位退落到一定程度后，现行航槽可恢复通航。第三种方法是提前另辟新槽，即当预见水位退落后，现行航槽可能发生淤变，需要另辟新槽时，可选择航槽一侧具有发展前途的水域施工，待现行航槽出现浅情时，迅速调标改槽，以保证与上下游航道的衔接。若在分汊河段，主支汊都能通航时，主汊通常是枯水期通航时间较长的一汊，宜在水位较高时先疏浚主汊，而在水位退落后再疏浚支汊。由于汛后退水过程中，航道要经历复杂的冲淤变化，某一汊道往往不只一次施工，施工水域也可能不在同一地段，在这种情况下两汊的施工则要交替进行，以求得一汊施工，另一汊维持通航。

2.4.3在非通航高峰时段进行疏浚施工作业

长江中游浅险水道航道弯曲狭窄，通航条件较差，多数船舶一般都选择在白天航行，而夜间由于视线不良，船舶通航密度则会减少，自然成了非通航高峰时段，因此，当水道的浅区为单一航槽时，在夜晚进行疏浚施工作业，可以大大减少因施工出现的阻航情况，有利于航道总体效益的发挥。由于夜晚施工条件差，确保疏浚船舶自身的安全是施工作业的首要前提，因此，疏浚船舶除了自身需要熟悉所在水域的航道状况和水文条件，制定切实可行的实施方案和安全保障措施外，航道管理单位也应予以密切配合，加强实时监测，掌握施工效果，随时调整标志，通航管理单位尤需在事前发布信息，做好现场管理，防止航行船舶擅自闯入施工区禁航水域。

2.5 疏浚施工安全技术要求 2.5.1因势利导，选好挖槽位置

枯水期航道维护性疏浚不应单纯依靠挖泥船挖泥，而应借助水流的力量使河床形成自然冲刷，加深航道。因此，挖泥船疏浚航道的目的，除了是为了搬走航道内一部分淤积碍航的泥沙，同时也是通过疏浚泥沙来改变了水流流态，引导水流归槽，使航槽内的泥沙能得到有效的冲刷。在挖槽选择上还会遇到预备槽（即在现行航槽埂阻之前，事先施挖而留作备用的航槽）的问题，对此，尤其需要根据因势利导的要求，选择好挖槽位置。选好了，就能为未来水位退落后准备好通航条件；否则将适得其反，预备槽和现行航槽还可能同时面临水深不足的尴尬局面。因此，在现行航槽之外选择预备槽开挖时，应当充分研究，慎重选择挖槽位置。

2.5.2疏浚与整治结合

十多年来，长江中游河段在一些浅险水道陆续进行了一些治理工程，这些工程起到了稳定洲滩的作用，也改善了水流结构，使散乱的水流逐步归槽，或者使淤浅的航槽得到冲刷，从而改善了通航条件，做好疏浚与整治的结合，既能充分发挥整治工程的效益，也能使疏浚施工发挥事半功倍的作用。

2.5.3遵循舍宽保深的基本原则

由于枯水期航道的主要问题是水深不足，在浅情严重、维护十分困难的情况下，通常采取舍宽保深的作法。但这种舍宽保深的作法决不是任意缩窄航宽，而是在规定范围内进行的。

2.5.4熟悉工作环境，规避安全风险

熟悉工作环境是挖泥船在施工中规避安全风险最基本的要求，对工作环境的了解和熟悉，包括对各项设备进行全面的检查和维护，使之处于良好的适航状态；制定切合该水道实际的施工方案和在紧急情况下的安全预案等等，可使安全风险降至最小限度。

2.6 施工方法的选择

不同类型浅水道的施工要求：分汊河段施工要远离洲、滩的基脚；过渡河段施工要选好挖槽和排泥区。提前干预与应急施工两种方法的比选：对历届枯水期某些变化不大的水道可提倡提前挖泥，但需掌握好提前的时间，以中游主力船舶500方自航耙吸挖泥船施工，可考虑在水深7m左右并且水位基本处于稳退的阶段开挖，因为此时施工，耙头与床面可以保持最佳的角度，增加泥浆吸入浓度，提高施工效率。

不同工况条件下的施工方法：当挖槽内水深较小而流速较大时，宜采用边抛的施工方法；当挖槽内水深较大，水位退落速度较慢，且流速较小时，宜采用装舱法施工；大功率吸盘挖泥船具有较高的生产效率，适于航槽的开槽破土。在浅情严重需要突击抢挖时，也可以自航施工，采用边抛法排泥；在槽口变迁，老槽废弃而新槽尚未形成时，若新槽流速较大，使用具有首冲功能的船舶，可以提高施工效率。

2.7 降低维护成本的基本途径

加强基础工作，根据三峡蓄水后航道的演变，掌握其规律，制定合理有效的维护方案； 引进新技术和新工艺，提高施工效率；采取奖励和约束机制，通过科学的预测和具体测定来制定维护项目的成本计划，确定成本管

理目标，依据成本计划进行成本控制。3.结论

三峡蓄水后，长江中游河段水文、泥沙条件发生了较大改变，对通航条件产生了一定影响。航道部门应研究长江中游航道的演变规律，遵循因势利导的原则，运用长期整治与临时性维护疏浚相结合的方式，达到兴利除弊的作用。

三峡蓄水后的若干年，长江中游维护性疏浚每年仍然应配备不少于5艘300方-1250方的耙吸和吸盘类挖泥船，根据水位和航道条件，采取定点守槽、重点突击、统筹兼顾、动态管理、科学决策、统一指挥的方式，因地制宜地采用边抛、装舱、首冲、溢流等不同施工方法，确保三峡蓄水和航道水深标准提高后长江中游航道的安全、畅通。参考文献

[1] 长江航道规划设计研究院、长江重庆航运工程勘察设计院《长江三峡工程航道泥沙原型观测2007～2008年度分析报告》，2008.11.[2] 《航道科技》“长江中游非通航高峰期疏浚施工的思考”，2008年第三期.[3] 长江航道规划设计研究院、长江重庆航运工程勘察设计院《长江三峡工程航道泥沙原型观测2009—2010年度分析报告》，2010.9.作者简介：

姓名：吴江平，出生于1963年1月，毕业于长沙理工大学，水利水电与港航工程专业，现任长江武汉航道工程局副总工程师/高级工程师，从事成本管理及科技管理工作。通讯地址： 湖北省武汉市沿江大道140号，邮编：430014，电话：027-82767833，邮箱：wjp3691@sina.com。