京杭运河苏南段四改三航道整治工程浅析

京杭运河苏南段四改三航道整治工程浅析

1年4月1055京杭运河位于江苏南部，南与长江相连，全长约212.0公里。京杭运河苏南段是长江三角洲地区“两纵六横”高等级航道网中的“一纵”的重要航段,也是江苏省干线航道网的主要轴线,在区域综合运输网中起着举足轻重的作用2“四改三”工程的实施2.1京杭运河苏区航道的主要问题区域内资源短缺,大量的原材料从区域外通过运河供给,产成品流向区域外,航道货运量从1997年的9000万t增长至2008年的2.2亿t(1)航道冲刷严重,航宽不足。苏南运河整治标准为4级,一般河段底宽为40m,根据调查,河床在动水作用下,沿航道中心线一般均被冲刷成宽2~5m,深0.5~2m的深槽,而航道两侧坡脚附近则淤高了约1~3m,苏南运河航道底宽约30~35m。(2)护岸损坏严重。近几年来,苏南运河常有800t级及以上船舶行驶,其中,大吨位、大船舶流量产生较大的船行波与船撞力及船舶多线航行,对护岸工程造成较大的影响,尤其是砼预制块护坡损坏较为严重。(3)桥梁净宽不足,影响航道通过能力。京杭运河苏南段全线有桥梁102座,净高均不低于7m。主桥跨径在50m及以下的有53座;60~70m之间的有33座;70m以上的有14座。全线大部分航段为3线航行,桥梁净宽不足影响航道通过能力。(4)堵航事件发生日趋严重。2000年以来苏南运河共发生了24次连续48h以上船舶堵航。通过对航道阻塞因素分析,在这24次阻航事件中,有20次是因航道通过能力不足以及船舶大型化、航道口宽及水深不满足船舶航行要求而引发的事故。2.2城市发展的需要根据《江苏省干线航道网规划》运河苏南段规划等级为3级,设计船舶等级为1000t级。实施改造主要基于以下几点:(1)国家水运主通道建设的需要。运河苏南段是全国水运主通道之一,是长江三角洲地区“两纵六横”高等级航道网中的“一纵”的重要航段,也是江苏省干线航道网的主要轴线。因此,把运河苏南段按3级标准进行全面整治,实现畅通、安全、快捷和高效益的水上运输,是国家水运主通道建设的需要。(2)是适应区域运河产业带发展、推进区域经济发展的需要。长江三角洲是中国经济最发达的区域之一。京杭运河苏南段以其独特的优势,不仅孕育了灿烂的运河文化,还形成了沿河城镇和产业带,为促进经济社会发展和生产力合理布局发挥了重要作用,是苏、沪、浙的社会稳定和经济发展的大动脉和支柱。(3)促进船舶标准化、适应船舶大型化发展、构建和谐交通的需要。京杭运河苏南段的改造升级,航道尺度的加大,可促进船舶朝标准化并适应船舶大型化发展的需要,同时能增强行洪排涝能力。通过结合拆迁房屋新建居民住宅区、改建桥梁、道路等运河综合整治工程的全面实施,沿线城市生态休闲旅游功能进一步拓展,运河生态功能将重新显现,沿线土地价值将不断提升。(4)发展“低碳经济”,建设绿色交通的需要。相对于公路等其它交通方式,内河航运占用土地资源少、能源消耗少、对环境负面影响小,而且通过航道建设还能美化环境、净化水体、改善生态,是非常符合“低碳经济”发展要求的绿色交通方式,尤其是对于资源、环境压力很大的苏南地区,加快运河的改造是十分必要和迫切的3施工范围和内容3.1修复范围本次整治范围为不含已按三级标准实施的常州改线段在内的186.358km的航道整治工程及桥梁改建工程。3.2航道整治现状建设内容包含航道工程、桥梁工程、附属工程(助航标志、服务区、航道管理专用码头和智能系统建设等)。按3级航道标准整治航道里程186.358km,新建及改建桥梁53座;新建服务区5座,停泊锚地14个,航道管理锚地9个。工程总投资85.29亿元,其中航道工程63.85亿元,桥梁工程21.44亿元4改建筑构型二通插装式桥梁依据《内河通航标准》(GB50139—2004),京杭运河苏南段航道规划等及为3级,航道最小水深H=3.2m,一般河段底宽B=70m,市镇河段采用直立式或半直立式驳岸,其底宽≥70m,驳岸间口宽≥90m。最小弯曲半径≥480m。改建的桥梁均采用一孔跨过通航水域,桥梁净空高度不小于7m。以20年一遇的高水位为设计最高通行水位,保证率为98%的水位为设计最低通航水位。5整治目标按照轻重缓急和资金筹措可能,采取统一规划、先急后缓、先难后易的整治原则,实现苏南运河三级标准目标。先期改建影响航道平面布置且相距小于1km及净空尺度小于50m×7m的桥梁,2012年苏南运河航道全线整治达标。(1)统筹考虑水利、城镇规划、环境保护、旅游等,充分发挥京杭运河水运主通道功能的综合效益。(2)既要遵守建设标准,满足航运功能,又应固本简末,在平面布置和结构设计时尽可能减少拆迁、少占农田,节约每一亩土地。(3)苏南运河整治有大量的土方工程,对这些弃土的处理要尽可能少压废土地,实现土方综合利用。(4)桥梁改建在实用、安全的前提下要尽量节约投资,并要考虑沿线历史文化的特点,同周围景观协调。(5)注意保护沿线历史人文景观,保护古迹。(6)苏南运河3级航道整治工程投资大,应遵循一次规划分期实施的原则,以利资金筹措和工期安排。6航道设计6.1航道断面系数(1)航道宽度B。本次整治工程航道宽度计算考虑采用双线航行和双线加超越航行等方式。三线航行时的推荐船型组合为2个1000t级顶推船队和一个1000t级货船,航宽B取80m。(2)航道底宽B(3)航道口宽。航道口宽根据底宽,护岸底板顶高程▽-1.0,河底高程▽-2.6,航道边坡率m=5%,最小平台宽度2m进行计算,双线加超越B(4)航道断面系数。经计算n=11.32(8.65)>6满足《内河通航标准》要求。6.2航道走向沿原线路的位置京杭运河苏南段按4级航道整治以来,苏、锡、常、镇的城市建设发生了非常大的变化,苏南段航道已融入到城市的规划建设中,与城市融为一体,故其走向沿原线路最为合理(不含常州改线段)。平面布置方案根据船舶航行方式的不同及整治后达到或实现的效果不同进行论证。运河全线航道平面按90m口宽进行布置,即采用90m口宽(80m航宽)平面布置方案。6.3直立式与斜坡式组合的护岸结构根据交通部下发的《长三角洲高等级航道网建设有关技术问题的暂行规定》交水发[2005]27号要求,对于城镇、沿岸居住人口密集或土地资源缺乏的限制性航道岸坡,推荐采用直立式护岸型式;对于土地资源缺乏,同时航运繁忙,船舶多的航道岸坡,应优先考虑采用直立式与斜坡式组合的护岸型式,减少船舶撞击损坏的概率。(1)镇江段。城镇段结构采用台阶式驳岸结构形式,一级驳岸和二级驳岸均采用C20砼墙身重力式结构,一级驳岸顶高程取常水位以上0.5m,二级驳岸顶高程取设计最高通航水位以上不小于0.5m。(2)常州段。一般驳岸结构采用C20砼重力式墙身结构,城镇段采用钢筋砼悬臂式墙身结构。河底高程、河底和河口宽同镇江段。(3)无锡段。无锡段护岸形式均为2级台阶状梯形形式,其1级驳岸结构均采用钢筋砼悬臂式结构,2级驳岸采用砼重力式墙结构型式。河底高程、河底宽和河口宽同上。(4)苏州段。五七桥—宝带桥段驳岸结构采用台阶状形式,其1级驳岸结构均采用钢筋砼悬臂式型式,2级驳岸采用砼重力式墙结构型式。宝带桥—鸭子坝段采用小挡墙+护坡结构型式,挡墙结构采用钢筋砼悬臂式墙型式。7水上活动区和停泊点7.1水上综合服务区的设置为了全面体现航道建设以船民为本,更好地服务于船民,解决船民生活物资和备件、备品补给,提供船舶快速维修业务,京杭运河苏南段沿线分别在苏州、无锡、镇江共设置5个水上综合服务区,水域面积为121500m7.2锚地设置和尺度为确保沿线过往船舶待泊和补给时不侵占航道水域,结合京杭运河苏南段沿线4市的港口规划,共设置16个停泊锚地,锚地尺度根据《河港工程总体设计规范》(JTJ212—2006)进行确定。锚地最小长度取400m,锚地宽度取45m,基本满足不规范顶靠船舶不占用航道通航水域。8桥梁施工8.1探索用净尺度根据《内河通航标准》和《长江三角洲高等级航道网建设有关技术问题的暂行规定》,对于跨越航道的改建、新建桥梁的净空尺度如下:净空高度,设计最高通航水位以上7m;通航净宽,不小于80m,且一孔跨过通航水域。8.2桥梁改造方案8.2.1跨河桥梁加固根据《内河通航标准》(GB50139—2004)的有关条款规定,3级航道通航孔净空尺度为60m×7m,且要求一孔跨过通航水域,现有沿线跨河桥梁大多需改建,但考虑到本项目的特殊性,跨河桥梁较多,改建难度较大,基本满足50m×7m净空尺度且不影响航道平面线形桥梁暂缓改建,按此原则需改建桥梁为53座。对不满足《内河通航标准》中的净空尺度要求的部分桥梁,须在这些桥梁处设置助航标志和墩柱防撞保护设施,必要时还应设置航标维护管理和安全监督管理设施。8.2.2桥梁安装方案桥位方案一般依据受改线航道影响的公路位置确定,对规划中的公路桥位尽可能选择与航道正交方案。8.2.3下承式钢桁架结构本项目桥梁工程采用5种桥型方案,各方案特点及优缺点如下。(1)预应力混凝土连续梁。共有13座采用该种桥型方案,主体结构为3跨预应力混凝土结构。(2)V型墩连续刚构。共有1座采用该种桥型方案。结构外形与混凝土连续梁接近,但其主墩下部结构为三角形框架,为高次超静定体系,适用于地质条件较好,墩高较高处。(3)下承式系杆拱。共有30座采用该种桥型方案。拱上结构采用钢筋混凝土或钢管混凝土,适用跨径一般在60~120m之间。可采用支架施工或少支架施工,施工时对通航有一定影响。(4)下承式钢桁架。共有7座采用该种桥型方案。适用跨径一般在60~120m之间。外形简洁,大方,造价不高,维护方便。缺点是施工工序较多,施工控制较为复杂。(5)矮塔斜拉桥。共有2座采用该种桥型方案。也称为部分斜拉桥,一般为双塔3跨结构,受力特点为类似有体外索的连续梁桥,跨越能力与连续梁或连续刚构桥类似;上部结构可采用普通预应力混凝土箱梁或预应力混凝土边主梁,对应采用单索面或双索面形式。8.2.4预应力组合箱梁结构根据桥梁实际情况,引桥一般选用20~30m跨径,20m跨径引桥采用钢筋混凝土连续梁或先张法预应力空心板梁,20m以上引桥采用预应力混凝土连续梁或简支变连续结构的预应力组合箱梁。8.3桥梁桩墩防护设施对于不改建且非一跨过河桥梁,桥墩需设置防护设施,以防止船舶在通行时与桥梁桩墩直接碰撞。初拟桥墩保护设施方案为防撞墩,并设置单线通航、不允许超越等警示标志。9分区货运,降低生产效率对现有各港区码头进行功能整合、统筹考虑,既有利于充分发挥各港区特色,集中力量进行开发,形成规模效应,又有利于各港区优势互补,避免重复投资和恶性竞争,有利于整体效益的发挥。同时,根据区域生产力布局状况及发展规划,在各市范围内增设部分港区,以满足分区货运需求,提高港口服务效率和服务质量。结合本次航道整治工程,运河苏南段布局规划18个作业区,其中镇江4个,常州6个,无锡4个,苏州4个,作业区平均间距12km。一般而言,在内河航道上规划港口间距不超过20km,处于内河港口较为理想的辐射范围,既保证了港口覆盖性要求,也不致造成功能重复和货源竞争。10企业发展成效明显苏南运河“四改三”工程是造福社会、泽延子孙的伟业,社会综合效益十分巨大。(1)极大地改善苏南的投资环境,使苏南地区的区位优势更加突出,为苏南地区新型工业化和产业结构转型创造了十分有利的条件。(2)有效防止两岸水土流失,提高防汛标准,增强行洪能力,增加沿岸农田的引排能力,充分实现水资源综合利用。(3)结合运河整治,加快实现老城镇的改造,大大促进城市的发展和沿河小城镇建设,改善了城市市容和工作、生活与交通条件。(4)大大改善运河生态环境。引进生态航道和生态护岸的先进理念,增加运河净化与纳污能力以及污染源的治理,有效地改善运河的水质,净化空气和降低船舶噪音的干扰,生活环境质量大为提高。(5)促进旅游事业的发展。运河的整治,以标准化、生态化、美化绿化建设,将逐步形成以运河为特色的风光带,再加上两岸众多的悠久名胜古迹和历史人文景观与新建景点交相辉映,为开