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【精品】三峡大坝蓄水对坝上游通航条件的影响及其对策

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三峡大坝蓄水对坝上游通航条件的影响及其对策1.刖盲根据三峡工程施工进度计划,三峡大坝上游将于2006年9月份由135m水位蓄水到156m运行。届时,坝上游库区自然环境和航道条件都发生了重大的变化,对坝上游库区各类船舶的通航条件产生了重大的影响。认真分析水位上涨产生的各种影响因素,研究并采取有效监管措施,对于保证船舶通航安全具有重要的现实意义。2.三峡大坝上游蓄水対坝上河段产生的影响和变化2.1自然条件2.1.1风三峡坝区受大陆季风气候和地形因素的影响,历史上气象灾害较多,气象变化也十分频繁。根据有关资料统计,多年统计三峡坝区2分钟风速年平均为2.0m/s,10分钟风速年平均为1.2m/s,一年中元月风速较大,为1.6m/s,一般情况下风速在傍晚前后达到最大。全年盛行偏东风,随季节转移风向略有变化。大风共有雷雨大风、高空动量下传大风、北方强冷空气南下影响产生的大风等三种类型。随着坝上游蓄水位的逐步提高,近坝河段上游水面不断扩大、变宽,江面大风出现的机会将较往年更加频繁,尤其是在冬春季节。2.1.2雾根据航道信号揭示资料,受长江三峡河段两岸山势地形影响,年内雾日数量一般较平原地区多,156m水位蓄水运行以后,三峡大坝坝上游水面扩大,水面水量蒸发将会有一定数量的增 加,弓【起库区河段雾情加重,能见度不良的雾日增多,在春、秋季节比较明显。2.2航道条件2.2.1航道尺度三峡大坝上游水位从2003年5月份的60m-65m左右蓄水到135m后,水位抬高,岸线后移,水面扩宽,水深加大,航道的宽度、水深、弯曲半径等尺度均有较大帼I度的增加,可通航水域大为增加,2006年水位继续抬高到156m运行,航道尺度继续增加,航道尺度条件将继续改善,船舶选择通航航线位置的富余度更打。2.2.2水流条件随着三峡大坝上游水位的不断抬高,坝上游的河流比降将变得更小,水流流速将更加减缓,尤其是在枯水季节。影响坝上游水流流态的突出叽头、水下暗礁将淹没于水下,辖区内的沱口、急弯处的岸线将变得比较顺直,总的水流流态将向更好的方向发展。2.3通航条件2.3.1助航设施当前,三峡大坝至庙河段的航道标志、警示标志、航行水尺、地名牌、里程牌等助航设施,是按照135m、139m水位运行期的水陆地形现状进行建设的,高程位置一般在145m左右。2006年9月份蓄水后,水位抬高使水沫线产生后移,与蓄水前相比,岸线将出现根本性的变化,现行助航设施布设位置将全部被淹没, 因此,所有助航设施将按照156m及运行水位变化重新进行选址布设或作重大调整,三峡通航管理部门已经根据蓄水后的河岸地形变化趋势,结合坝上游航行耍求,更新建设了坝上各类助航设施,为船舶安全航行创造了良好的基础条件。2.3.2航行条件水位的提高,促使水面扩阔,形成了新的岸线,船舶可通航水域范围扩大,航行路线有了更多的选择余地,坝上游部分回水支汶河流由于蓄水位的抬高甚至也可通行小型船舶,同时,水位的提高也使航道水深有很大的增加,使原来显现在陆上的部分山体、突咀等,有可能淹没于水下,在坝上游145m-156m的变化过程中,于一定运行水位时变成暗礁,造成新的碍航水域,对船舶安全航行形成影响。蓄水位的抬高改变了坝上游河流的河势地形,对三峡大坝坝上船舶的航行行为将产生重大影响。由于航道尺度的增加和河势的改变,坝上游失去或改变了原有的航行参照物,对原来船舶航行的航路航法构成较大的影响,坝区风力加大,雾情加重,影响了船舶航行操作性能和航行方向辨别功能的有效发挥,同时,坝上游的渡船、客船、高速客船、港作船、滚装船以及支汉河流通航的小型船舶等,形成了多重交叉航行路线,增加了发生事故的儿率。因此,船舶驾驶员若不能或没有熟悉掌握坝上通航水域新的通航环境以及新的通航管理办法,极易走错航路,引发碰撞、搁浅、触礁等水上险情和事故。2.3.3通航环境 2.3.3.1航行秩序:当前,随着西部大开发战略方针的实施,长江作为承接发展西部经济的重要纽带作用,黄金水道的运输业正呈现出良好的增长势头,但随着三峡工程蓄水位抬高,按照三峡工程施工进度计划,三峡船闸的完建工程也即将实施,单线运行期各类滚装船、客船将实行翻坝转运,货运船舶的通过能力将大大减小,不可避免的将产生各类营运船舶的大量积压,从而引发无计划闯闸、抢闸、抢航等违法行为的产生,滋生停泊区的船舶乱停乱靠、渡船非法载客、非客船载客、非渡船渡运等违章现象的发生,导致水上险情和事故几率的增大。2.3.3.2停泊区:三峡大坝上游蓄水位的抬高,对坝上游锚泊区域将带来一定的影响。随着水位的提高,岸线后移,水域面积扩大,坝上锚泊区船舶(队)容量会有所扩大,在一定程度上可以适当缓解坝上船舶积压带来的压力,但能否满足可能出现的船舶大量积压和作业船舶增多的情况下的停泊需求,将视情况的变化采取相应的措施。另外,在水面风力较大,船舶在锚泊区的安全性较往年降低的情况下,由于停泊区船舶增多而引起的船员屮途离船、客船江中过客、客船抵坡下客,加油船违章作业、小鱼船围船叫卖等违法行为也将比较突出。2.3.3.3水上水下施工及其他作业:三峡大坝蓄水及其水位变化对三峡大坝坝上船舶、浮动设施的安全抛锚定位作业将构成较大的影响。在水位变化及今后的上 升、降低水位等运行过程中,船舶、浮动设施的锚链及系固设施必须随时作相应的收放调整,沿岸设置的水上设施必须及时移位,否则其自身安全将无法得到保障,由于走锚、断缆而引发的船舶、浮动设施失控、漂流、搁浅等险情和事故将可能出现。与此同时,大坝上游蓄水将对坝上各渡口渡船和客货运输码头的作业带来重大的影响。由于蓄水位的抬高,目前的滚装船翻坝转运码头以及坝上现有太平溪等八个渡口码头及其相关设施都将遭到淹没,需要重新建设,各类客货运输码头作业也将根据坝上水位变化,随时作相应的调整。再者,由于三峡坝上游水位的抬高,三峡库区将以全新的形象展现在世人面前,新的旅游景点,新的优良岸线水域的出现,加上沿江经济的大力发展,促使三峡坝区周边范围必将成为旅游、经商、物流运输等方面的开发热点区域,随之而来的是各类临跨河码头、水工建筑物等水上水下工程施工作业的审批项目大量增多,引发优良岸线和水域的使用权的无序争夺,违章设置码头和违章施工作业的事件不断出现,对坝区水域有限的资源利用造成不良的影响。2.3.3A水域环境:随着三峡大坝上游蓄水位的抬高,库区各类杂物将再次进入坝前水域,对库区水质造成严重的污染影响,同时,水域中的部分漂浮物,也有可能缠绕航行船舶的尾部桨叶,致使船舶发生死机失控漂流撞击大坝、燃油泄漏污染水质或生命财产遭受损失等重大水上交通事故,若是“三品”运输船舶,则可能会导致有毒 有害物质进入坝前水域,污染将更趋严重。3对策与措施目前,长江水运企业尤其是个体船舶经营者,仍然存在着安全管理设备比较落后,基础设施建设投入较少,安全意识比较薄弱,责任制落实不到位的现象。经过多次专项治理整顿,也还存在有低质量营运的船舶和船舶超载、违章航行、设施不全、技术状况差的情况,因此,对影响坝上游船舶航行安全的人员、船舶、通航环境、航道条件等有关因素,应采取有效的监管对策和措施。3.1加强法制宣传和教育培训工作。3.1.1加强法制宣传。认真贯彻执行《中华人民共和国内河交通安全管理条例》、《中华人民共和国航道管理条例》和其他相关法律法规,增强社会公众和船舶经营人、所有人及船员的法制观念和安全意识,努力做到深入人心,让社会知道、行业了解、船员熟悉一批关于船舶安全航行的法律法规的知识。通过法制宣传,使那些一味追求经济利益或受利益驱使,不顾安全,遵纪守法自觉性较差的管理相对人,法律安全意识得到增强,自觉遵守法律,服从管理,自愿履行法律义务,在违章违法后自觉接受、服从法律的处罚。3.1.2重视教育培训工作。一是耍积极开展对管理相对人的教育培训工作,提高管理相对人的素质。根据三峡河段的实际情况,逐步地由浅入深,制订培训计划,根据不同工种、不同专业和不同管理层次等相关内容 和要求,大力开展国家有关水上交通安全的方针、政策和法规的学习,有针对性的将《三峡库区船舶航行定线制规定》、《三峡工程围垠发电期运行管理规程》、《三峡工程初期运行期通航管理办法》及其他办法规定等涉及三峡坝区航行安全的相关规定纳入学习计划,促使各类运输企业单位和职工、个体船舶经营户等了解、熟悉并切实掌握厂峡库区通航管理环境和通航要求,熟悉安全管理相关知识,提高三峡河段安全航行意识。在船员管理方而,严格按照《中华人民共和国内河船舶船员适任考试发证规则》要求,采用多种教育培训方法,促使船员在实际工作能力、操作能力、应变能力方面得到逐步提高。二是要重视本单位职工同志的教育培训工作,尤其是有些接触三峡河段通航维护管理工作时间比较少的职工。这些职工由于过去没有或很少从事这方面工作,在某些方面尚不能满足口益提高的形势要求,口常应用文书填写有时候也不不规范,适用法律条例应用不清楚,也需要参与培训,且培训工作要紧密结合现场工作,紧密结合当前和蓄水后的形势,紧密结合先进的科学技术和管理手段进行。加强在实际工作中锻炼《中华人民共和国内河交通安全管理条例》、《中华人民共和国航道管理条例》等法规的应用技能3.2建立健全相关制度,理顺有关各方的关系3.2.1逐步建立和完善坝区各船舶公司和相关单位的安全管理体系网络。建立安全管理体系网络,关键是以现行的有关法律法规为依据,执行《屮华人们共和国内河交通安全管理条例》、 《屮华人民共和国航道管理条例》,建立健全和落实安全管理责任制,建立船舶运输企业、单位内部安全管理制度、船舶安全管理制度、海事管理检查各项规章制度,建立由各有关单位参加的安全监督网络,起草制订具有针对性的水上交通事故应急反应预案,落实监管责任到人,着力长效机制的建立与实施,避免和减少短期行为,形成业丄单位、主管机关、地方政府、社会力量共同应对突发事件,齐抓共管,综合管理的局面,形成三峡河段通航维护管理工作的合力。3.2.2与管理相对人(船公司、船员)建立良好的工作关系,使之了解海事管理工作的性质和业务范围,逐步提高对三峡坝上游水上交通安全工作重要性的认识,争取他们的主动配合和支持,共同搞好坝上游各类船舶的水上安全监督工作。3.3加强基础设备投入,强化安全管理手段水上运输企业尤其是个体船主,船舶安全设施一般比较差,船舶建造质量比较差,船员年龄较大,文化程度较低。这其屮,尤以渡口渡船方面比较突出。因此,督促有关船公司或船主加大基础设施方面的投入,努力应用先进的GPS、VTS、CCTV及AIS等科学技术和信息化手段,充分实现通航信息的实时共亨,增添甚高频、雷达、消防救生设施,增强水上安全事故预控和救助的能力,加强渡船各部分设备的管、用、养、修工作,确保船舶安全适航。同吋,加强渡口安全设施建设,达到安全停靠和上下船舶的目的和效果。 3.4加强监管与检查,加大联合执法力度。3.4.1通过有效手段将辖区河段的水位、流量、气象预报、调度运行、通航环境等有关航运管理信息向船公司、其他管理相对人发布和通报。在做好服务的同时,加大现场巡航和联合执法力度,不让有毛病的船舶上线、开航、营运,确保船舶适航,船员适任,促使各类船舶严格执行《三峡工程初期运行期通航管理办法》等一系列有针对性的规定,根据规定航路航线行使,确保相关法律法规得到顺利实施和执行,以达到安全、便捷,不断降低事故发生率、死亡率,减少财产损失的目的。3.4.2合理规划功能水域,促进和确保岸线资源的有效利用。合理划分和确定功能水域,规范包括渡口在内的各类码头、水工建筑物的设置工作,促进和确保岸线资源的有效利用,避免无序竞争和抢夺。3.4.3规范水上水下施工作业,在辖区水域及其岸线进行可能影响通航安全的施工作业或者活动屮,严格按照《屮华人民共和国关于水上水下施工作业通航安全管理规定》,进行相应的立项、调查、评审和审批工作。2006年6月 2006年度三江航道测量分析1航道基本情况葛洲坝水利枢纽于1981年5月23日开始蓄水,至6月5日蓄至60.0米,1982年7月14日坝前水位升高至63.0米,1986年6月19日升至64.0米,同年7月4日升至66.0米。2003年三峡工程开始蓄水通航发电以来,三峡水利枢纽和葛洲坝水利枢纽联合调度运行,坝前水位在63.0〜66.5之间运行。三江航道位于葛洲坝水利枢纽左侧,是一条人工引航道。三江航道上起南津关下的王家沟,下至镇川门,全长6.5km。其中三江上引航道长2.5km,口门宽230m,航道最小底宽180m,三江下引航道全长4km,最小航宽120m,航道底高程34.5m。三江航道的运行特点是:静水通航,动水冲沙,汛期还兼有泄洪任务。泥沙淤积表现在两个方面:一是正常的通航期,二是主汛期三江航道参与泄洪,导致河床发生剧烈变化,其淤积速度及淤积量与三江泄洪次数和历时等因素有关。2上引航道2005及2006年测量时间表截止到2006年11月,三江上引航道已经完成常规维护测量5个测次,其具体时间为下表:(结合2005年测量时间一-并统计)序号测次测量时间比例范围备注12005-012005年6刀8日1:2000坝前至王家沟22006-012006年6月6-7日1:2000坝前至壬家沟32005-022005年8月31日1:2000坝前至王家沟42006-022006年7月13日1:2000坝前至王家沟52005-032005年9月8日1:2000坝前至壬家沟62006-032006年8月21口1:2000坝前至王家沟 72005-042005年11M1101:2000坝前至F•家沟82006-042006年9月23日1:2000坝前至工家沟92006-052006年11月21日1:2000坝前至工家沟3上引航道测量分析基本情况从2006-01测次测量情况来看,三江上引航道存在一定的泥沙淤积,主耍集中在杜家沟边滩、二号闸靠船墩附近及三江里程5.0km至5.5km之间区域,河床最大高程为61.70m,航道内泥沙淤积量为3万方左右,相对于2005-01测次情况来看,整体有冲刷的趋势。从2006-02测次反应的情况可以看出,主要淤积部位没有发生大的变化,主要仍然集中在上述三处,其中最大高程为61.2m,对比两次测量资料可以看出,整个河床整体表现为一定程度的冲刷情况,在三江里程5.0km至5.5km之间高程明显降低。从2006-03测次资料来看,河床地形相对稳定,与2006-02测次测量情况看,在淤积的部位及高程上大致相同,相对于去年大致相同时间2005-02测次测图情况看,河床整体有冲刷的趋势;到9月23日2006-04测图资料时,河床地形有比较明显的变化,主要集中在淤积的部位范围扩大,高程进一步抬高,河床整体表现为淤积态势,王家沟、杜家沟边滩已经非常明显,其最大高程已经达到62.3m,航道内有超过10万方的泥沙淤积量;至11月21日2006-05测次时,河床地形较2006-04没有大的变化,高程略有降低,航道内还存在有9万方左右的淤积泥沙,但相对于去年同时期2005-04测图来看,河床则存在一定程度的淤积。4下引航道2005及2006年测量时间表 截止到2006年11月,三江下引航道已经完成常规维护测量5个测次,其具体时间为下表:(结合2005年测量时间一并统计)序号测次测量时间比例范围备注12005-012005年6月10日1:2000镇川门至坝前22006-012006年6月6-7H1:2000镇川门至坝前32005-022005年8月30日1:2000镇川门至坝前42006-022006年7月13日1:2000镇川门至坝前52005-032005年9月9日1:2000镇川门至坝前62006-032006年8月21日1:2000镇川门至坝询72005-042005年11月12日1:2000镇川门至坝前82006-042006年9月23H1:2000镇川门至坝前92006-052006年11月21日1:2000镇川门至坝前5下引航道测量分析基本情况从2006-01测次三江下引航道测量情况来看,航道内地形高程基本上处于34.5m以下,仅在0.5km附近有高于34.50的高程点,其最大高程为35.30m,相对于2005年同时期测图2005-01测次,则整体有冲刷的现象;在2006-02测次测图中,其淤积范围有所扩大,河床高程也有所抬高,最大高程达到35.70m,河床整体形势表现为淤积;在2006-03测次测量情况来看,航道内表现为冲淤相间,整体航道地形没有大的变化,基本平衡,但相对于2005年同时期测图2005-02测次看,整齐则表现为冲刷,在三号船闸靠船墩附近地形变化相对更大,有一定的淤积,在0.5km处航道地形保持相对稳定,范围也没有大的变化;在2006-04测量中,地形则有相当的变化,首先在整个航道中都呈现一定程度的淤积,在0.5km处其淤积的范围进一步增大,高程 进一步抬高,高程达到35.90m,最大淤积高程达到2米,范围超过400米。而到11月21日2006-05测次测量情况中看,地形较2006-04测次没有大的变化,仍然存在有一定的泥沙淤积,三号船闸口门附近表现为一定的淤积态势,相对于2005年同吋期测量2005-04情况看,在0.5km处淤积现象比较明显,但在航道中心区域,则在三江桥上表现为淤积,三江桥下整体表现为冲刷。 围堰发电期运行三年来三峡船闸引航道冲淤变化初步分析吴锡荣金升德1—刖B2006年,是三峡船闸引航道三期蓄水运行的第四个年头,为了解去年汛末以来船闸航道发生的变化,6月上旬,安排施测了三峡船闸全航道水下地形观测工作,本文依据2003年6月以來的原型观测资料,对三峡船闸引航道进行了初步比较和分析,从屮了解和掌握了三峡船闸引航道河床冲淤演变的一些基本情况。2河段概况2.1平面布置三峡船闸枢纽航道上起太平溪,下至鹰子咀,全长12.4km,包括上游连接段、上游引航道、双线五级船闸、下游引航道、连接段及上下游口门区。其中上游引航道全长2113m,直线段全长930m,底部高程为130哄上游引航道一般宽180m,导航段宽128m,上口门宽220m。下游引航道全长2708m,底部高程56.5m,直线段长度为930m,一般宽180m,导航墙段宽128m,下口门区航道宽度为200m,口门区长530m,连接段长1125m。船闸上下游引航道右侧为满足通航水流条件均布置有隔流堤,上游隔流堤堤身全长2720m,堤顶高程150m,除坝前段上部为混凝土堤外,其他部位均为土石料填筑堤;下游隔流堤全长3550m,堤顶高程上段为78.0m,下段为76.0m,高程70m以下采用土石料填筑,70m以上为混凝土结构。围堰发电期三峡船闸最大通航流量45000m7s02.2水流条件 围堰发电期表面流速流向观测资料显示,由于坝上游水位抬高,三峡船闸上游航道范围内,从太平溪至上隔流堤头,流速逐渐减小,近口门处存在斜向大江主河槽的弱水流,口门内航道流速很小,一般都在0.5m/s之内;下游口门内航道,由于三峡船闸总体泄量不尢因此,水流流速较小,但由于下口门外水流含沙量较口门内的要大,因此,重率差异使口门内航道存在异重流的影响;下口门区530m长的航道范围内,受河势影响存在回流或缓流,随着流量增大,口门区水流流速亦随之增加,同流量级涨退水过程相比较,涨水过程斜向水流流速较大,退水过程斜向水流流速较小,与二期施工通航期原型观测资料情况相似,流量达到35OOO-38OOOm3/s以上时,口门区水流横向水流流速均大于0.6m/s,主流与引航道口门区航道中心线交角在28°-36°之间,超过了《船闸设计规范》规定的口门区横向流速要求,且流量愈大,回流区域有较明显的伸展扩大。实际运行情况表明,下引航道连接段由于河床断面突然放宽,水流扩散,产牛斜流,对航道的泥沙淤积变化具有较大影响。3航道冲淤特性2.1—般情况2006年6月上旬测图资料显示,上游引航道口门外深水区域,受三峡大坝上游蓄水拦沙影响,泥沙淤积较多,河床高程逐年上升,目前,上口门外隔流堤头至太平溪之间的左侧航道,一般水域已达到96.0m以上,部分高程已经达到120.0m以上,而 引航道内从堤头至上闸首,河床泥沙淤积询较少,河床表面仍比较平整,一般高程在130.0m左右,变化幅度一般在0.5m以内,近闸前靠近升船机一侧河床高程略低,与原竣工河床地形相比较变化很小。下游航道自三峡船闸六闸首至分汉口,河床高程一般在56.7m—57.1mZ间;分汉口至下口门,河床高程一般在57.1m-58.3mZ间;在2005年汛末清淤施工基础上,经过一个枯水期的运行,略有少量泥沙淤积;口门区及连接段水域,下游三峡船闸引航道里程1.9km距航道左侧水沫线170m,存在一处120X160m的浅区,最高高程为58.9m,其余部分水域高程一般在56.5m—58.0m之间,与2005年汛末地形变化不大。鹰子咀水厂下游浅区仍然存在,范围为100X140m,最高高程60.9mo3.2年际比较根据三期蓄水以来的水下地形资料,截取典型断面,进行纵向和横向变化的演变分析(见图一:三峡船闸引航道纵横断面布置图)。 图ITL号斷面三峡船闸上引航道纵横断面布置图 时间(刀份)3.2.1水沙变化三峡大坝三期蓄水运行后,大坝上游水位抬高,流速减缓,绝大部分的泥沙被拦淤在坝前深水区域,同流量下泄水流中的含沙量大幅减少。根据长江委三峡水文局观测资料,水库蓄水至135m后,2003年7、8、9月平均含沙量仅为1998年至2002年五年同期平均值的25.1%,2004年7、8、9月平均含沙量仅为1998年至2002年五年同期平均值的23.0%,黄陵庙水文站所测流量和含沙量的年过程线(图二)显示,近年来流量过程大致一致,但含沙量和输沙总量上均较蓄水前要少许多。2002年2003年200彳年2005年2006年图二(1)2002年一2006年黄陵庙站流量过程线(注:其中2002年一2005年流量数据为逐日平均值,2006年 上半年流量数据为晨&00值)2002年一2005年逐日平均含沙量过程线含沙量kg/m3——2002年——2003年2004年——2005年时间(刀份)图二(2)2002年一2005年黄陵庙站含沙量过程线3.2.2纵向变化选取并比较2004年6月、2005年6月和2006年6月等年份各典型测次测图资料,可以看出,从上游航道防淤隔流堤头至三峡船闸上闸首,航道纵断面基本没有变化,泥沙淤积甚微。(见图三:三峡船闸上引航道中心线纵断面图)。 图三(1)三峡船闸上游航道纵断面三峡船闸下游航道分析纵断面从分汉口以下的航道中心线K点起始,至连接段下约500m止(见三峡船闸下引航道中心线分汉口以下纵断面图)。从纵断面图上可以看出,口门内航道在年际间有一定量的泥沙淤积变化,接近口门区域变化稍大,资料反映2003年11月至2004年6月,最大淤积厚度约在0.8m左右,最大河床高程58.4m,2005年9月,口门内航道部分水域高程已经达到59.2m,经过二年时间运行,口门内航道已经不能满足枯水期船舶安全通航的要求,由于三期蓄水运行前的2003年3月一5月,三峡总公司曾组织对下游口门内航道按照设计维护高程56.5m进行过清淤施工,因此,口门内航道基本上是一年需要进行一次清淤施工。口门区水域,受回流、缓流等影响,计算口门区530m范围内,2003年5月至8月,泥沙 淤积量约有180000m3,;2004年6月至9月,泥沙淤积量约有80000m3;2005年6月至9月,泥沙淤积量约有90000m3,因此反映口门区汛期泥沙淤积较多,每年需要在汛末对口门区碍航拦门沙坎实施清淤施工,方能保证满足枯水期船舶通航水深。三峡船闸下引航道中心线分叹口以下纵断血图高程D1图三(2)三峡船闸下游航道纵断面3.2.3横向变化上游航道:1、口门外航道:2004年6月、2005年6月和2006年6月测图资料反映,上游来沙绝大部分淤积于口门外深水区域,口门外河床高程由于泥沙淤积逐年抬高,口门外500m范围内,2004年6月河床高程达到80.0m,2005年6月达到90.0m,目前已达120.0m以±o断面反映左侧航道范围泥沙淤积量较右侧大,高程抬高较快。2、口门内航道:口门内航道水域,横向断面反映有泥沙冲淤变化,但变化 幅度很小,基本处于维护高程130m以下,对航道尺度、航道畅通没有影响,船舶能在上引航道内安全航行(见图四:三峡船闸上引航道横断面图)。三峡船闸上引航道1号断面131130.5130129.5129128.5128127.5020406080100120140160180200起点距m图四(1):三峡船闸上游航道1号横断而图四(2):三峡船闸上引航道2号横断面 三峡船闸上引航道3号断面高程m图四(3):三峡船闸上引航道3号横断面下游航道:1、口门内航道:下游六闸首至分汉口河段,异重水流对此段航道影响很小,比较测图资料(图五:三峡船闸下引航道4号断血),横向河床高程变化左侧变化稍大,但泥沙淤积总量较少。分仪口至口门断而的航道,受异重流影响较大,存在一定量的泥沙潜入引航道淤积,统计年内淤积最大厚度达0.8m左右,愈近口门泥沙淤积量越多(见图五(5)、(6),由于2005年汛末进行了清淤施工(2005年12月测图),且由于2005-2006水文年枯水期流量小,携带的泥沙也少,因此,2006年6月测图显示,2005年清淤施工基础上,目前该段河床高程基本未变。 2004.62005.62005.122006.6起点距m图五(1)三峡船闸下引航道4号横断面图五(2)三峡船闸下引航道5号横断面 图五(3):三峡船闸下引航道6号横断面2、口门外航道:口门区水域,由于受回流、缓流的影响较大,泥沙淤积较Z口门内航道要多的多,图示2005年12月一2006年6月,口门区最大淤积厚度为0.6m,淤积变化较大的区域位于航道中心右侧。 2004.62005.62005.122006.6图六(2):三峡船闸下口门区8号断面4冲淤时段和分布4.1冲淤时段分析历年來的测图资料,结合2003年以來的水沙资料,可以看出,枯水期航道内泥沙淤积较少,汛期含沙量仍然较高, 是三峡船闸航道泥沙淤积的主要时期。4.2淤积分布根据上述纵横冲淤断面分析,三峡船闸上游引航道,泥沙淤积是很微弱的,基木无泥沙淤积,横断面方面基本没有变化;下游引航道内六闸首至分汉口,处丁•盲肠河段的末端,异重流对该段影响很小,分汉口至口门断面,异重流影响较大,存在一定数量的泥沙淤积,最主要的泥沙淤积发生在三峡船闸下引航道口门区,口门内断面左侧冲淤变化稍大,口门外区域则主要集中于航道右侧部位。5结论三峡大坝进入三期围堰发电期以后,经过三年多来的实际观测表明,三峡水库蓄水后,大坝上游水面变宽,水深增加,流速减缓,上游來沙绝大部分淤积在上游引航道外河道深水区域,远未达到冲淤平衡,近年内三峡船闸上游引航道泥沙淤积仍将很少,2006年6月份测图资料显示,目前该区域的泥沙冲淤状况不会对上游引航道的正常运用产牛不良影响。三峡船闸下游引航道六闸首至分汉口,不论是在流量很小的枯水期,还是在洪峰较大的汛期,总体来说,该河段的泥沙淤积量很小;分汉口至下口门断面,三年多时间的运用情况表明,由于存在回流、缓流、异重流,流量较小,航道内存在一定数量的泥沙淤积,年碍航淤积厚度约在0.8m左右,由于三峡大坝上游蓄水将在2006年9月下旬才实施,因此,汛期高含沙 水流仍将对下引航道的泥沙淤积产生一定的影响,若遇长江丰水丰沙年型,则引航道内年淤积量也可能会较往年有所增加。口门区航道,尤其是拦门沙坎部位,围堰发电期运行三年多来的实际观测资料表明,冋流、缓流使该水域在枯水期和洪水期均存在泥沙淤积,三峡大坝下泄流量较大或洪峰期间,拦门沙坎部位的泥沙淤积量较大,河床高程上升较快,因此需每年组织实施清淤施工,才能保证枯水期航道水深。由于这三年来总体上长江来水流量还不是很大,同时,洪峰次数屈指可数,持续时间也不很长,因此,汛末清淤后的航道条件,能够满足全年通航要求。2006.8 葛洲坝枢纽三江下游引航道枯水期维护尺度研究V■、八■丄一1-刖W葛洲坝水利枢纽是在长江干流上修建的第一座人型水利工程。在长江流域综合利用规划中,它是三峡水利枢纽下游的一座反调节枢纽和航运梯级,为三峡工程的组成部分。枢纽具有发电、航运和旅游等综合效益。工程于1970年12月26日经中央批准兴建,同年12月30日开工,1981年1月4日大江截流成功,同年6、9月一期工程通航发电。1986年6月第一台机组并网发电,1987年完工。葛洲坝水利枢纽实行电航统一管理、分工负责的体制,即以水电部为主、水电部和交通部分工负责的管理体制,电站和船闸分别由葛洲坝水电发电厂和葛洲坝船闸管理局(现归并于长江三峡通航管理局)管理。2.航道概况2」平面尺度葛洲坝水利枢纽的通航设施按“一体两翼,两线三闸”的原则进行布置。左线在河道凹岸,为三江航道和二、三号船闸;右线在河道凸岸,为大江航道和一号船闸;在二、三号船闸之间设置了6孔冲沙闸;在二、三江之间设置了防淤堤;运用原则是“静水通航,动水冲沙,并辅以机械清淤”。三江航道范围上起王家沟,下至镇川门,是长江上第一条人工引航道。全长6.5km,其中上引航道长2.5km,口门宽230m,船闸附近300m左右,航道最小底宽180m,设计河床高程在48—55ni 之间。上引航道屮部左侧有支流黄柏河汇入;下引航道全长4km,最小航宽120m,航道底高程34.5m。于1981年6月27日投入运用。2.2通航流量与水位葛洲坝水利枢纽三江航道原设计最大通航流量60000m3/S,最小通航流量3200m:i/s,最低通航水位39.0m(资用吴淞)。根据《三峡(初期运行期)一一葛洲坝水利枢纽梯级调度运行规程》规定,初期运行期葛洲坝三江航道最高通航流量60000m3/s,坝上游最低运行水位为62.5m,坝下游最低水位不低于38.5m(资用吴淞)。3.历年运用情况2.1水下地形变化3.1.1泥沙淤积变化经过二十多年的运行实践,基本掌握了三江航道的泥沙淤积规律:上引航道异重流及回流淤积以口门区为主,泄洪淤积主要集中于黄柏河以下,并同时具有消弱口门区异重流及回流淤积的情况;下引航道内是泄洪淤积、异重流及回流淤积的叠加,使其淤积沿程分布如楔形发展。1981年投入运行至2003年的原型观测资料显示,回流和异重流在上引航道年淤积约达140〜180万昭在下引航道年淤积约达100〜160万代,每年汛末冲沙后,上下引航道(包括王家沟边滩、2号闸上边滩、3号闸下口门、三江桥以下至庙咀左右边滩等部位)枯水期维护高程(上游引航道维护高程57.5m, 下游引航道维护高程35.0m)碍航淤积量约35万n?,需每年安排实施机械清淤,方能使枯水期航道维护水深满足过往船舶通航要求。进入三峡工程围堰发电期以后,由于三峡大坝上游水面变宽,流速减缓,水深加大,拦蓄了川江航道上游绝大部分的来沙,根据长江委三峡水文水资源勘测局黄陵庙水文站观测资料,2003年大坝上游蓄水至135m水位运行后,2003年三峡坝区年输沙量为0.886亿t,三峡大坝坝下水流的年平均含沙量为0.216kg/m3,年最大断面平均含沙量为0.875kg/m3,2003年7、8、9月平均含沙量仅为1998年至2002年五年同期平均值的25.1%,2004年7、8、9月平均含沙量仅为1998年至2002年五年同期平均值的23.0%,可见三峡大坝坝下水流含沙量比蓄水前有很大幅度减少。因此,进入两坝间航道并沿程运行到葛洲坝水利枢纽引航道的泥沙,逐年减少,2004年三江航道首次未实施汛末冲沙,2005年三江航道实施的冲沙也并非因为泥沙淤积原因所致。3.1.2河床高程变化由于进入三江引航道的淤积泥沙,有十分显著的减少,因此,三江下游引航道的河床高程有了较大的变化。根据资料分析,1981年6月三江航道开通试运行时,下游引航道内河床高程一般为竣工河床高程34.5m,下口门区局部达到37.0m左右;1998年汛末下引航道内河床高程绝大部分在35.0m以上,下口门区最高高程37.4m,35.0m等高线贯穿整个下引航道,最小间距30.Om; 三峡大坝蓄水后的2004年汛末,下口门区最高高程为35.7m,35.0m等高线间距达到100.0m,河床的绝大部分高程均在35.0m以下;2006年汛末,河床最高高程在下引航道口门区,为35.6m,三江航道里程0.8km至3号船闸下闸首河段河床高程均已降低至35.Om以下,0.Okm—0.8km河段的河床高程亦大部分在35.Om以下,河床高程平均在34.5m左右。3.2通航水流条件3.2.1水位变化葛洲坝三江航道原设计最小通航流量为3200m:i/s,相应设计最低通航水位为39.0m(资用吴淞)。经过数十年的运用实践和实际观测资料显示,由于葛洲坝下游长河段河床的持续下切作用,同流量下三江下游航道水位比设计值已降低约l.Omo上世纪80年代中期,长江航道局曾组织宜昌航道分局开展了葛洲坝水利枢纽三江下游引航道同步水位观测,资料显示,在葛洲坝2号、3号船闸冲泄水引起三江下游引航道水位存在较大的波动变化,最高值约为0.7m—0.9m,变化值随距船闸远近沿程衰减,其基本特征是:同一断面处,船闸泄水量大则水位变幅大,且水位愈低则影响愈甚,波幅沿程沿时衰减,具有周期性。3.2.2水流条件变化 总体来说,三江航道由于是人工开挖的引航道,水流条件比较好,流态好,流速小,但当2、3号船闸泄水时在三江下引航道存在不稳定往复流,形成周期性的水流往复运动。4.提高枯水期维护水深的可行性根据2007年4月18B,长航局在武汉组织召开的“提高长江干线重庆至芜湖河段航道维护尺度方案”审查会议的有关精神要求,将采用分月、分段的航道水深维护方式和调整后的维护尺度,实施重庆至芜湖河段航道维护的新的维护尺度,其航道维护尺度保证率为98%。依据新的航道尺度维护要求,在葛洲坝水利枢纽三江下引航道庙嘴水位不低于38.5m(资用吴淞)的前提条件下,枯水期维护水深将提高到3.5m。2006年10月份(汛末)水下地形测量资料显示,下引航道口门区航道内最高高程为35.6m,2号、3号船闸出口处河床最高高程为34.8m,据此,需要适时开展汛末清淤施工,促使整个下引航道维护宽度范围内的河床高程降低至35.0m以下,方能保证枯水期航道维护水深达到3.5m(3.5m+35.0m=38.5m)的要求。如果枯水期葛洲坝下引航道水位不能满足不低于38.5m的要求,或者枯水期航道疏浚施工未能使整个下引航道维护宽度范围内的河床高程达到35.0m以下,则不能满足航道维护水深3.5m的要求。 围堰发电期以来枢纽航道疏浚工程管理工作回顾吴锡荣1刖52003年9长江三峡工程大坝上游水位由66m左右蓄水至135m运行,2006年9月,水位继续蓄升至156m。持续的水位抬高,使得三峡河段泥沙淤积规律发生了很大的变化。本文根据三峡河段枢纽航道原型观测资料,对枢纽引航道泥沙的淤积情况进行了简要分析,并在笔者几年来参加三峡船闸引航道及葛洲坝枢纽航道疏浚工程管理工作的基础上,对枢纽航道汛末疏浚施工期间重点需耍做好的有关管理工作内容作了总结冋顾。2三峡河段枢纽航道概况2.1平面布置2.1.1三峡船闸航道三峡船闸航道上起太平溪,下至鹰子咀,全长12.4km,包括上游连接段、上游引航道、双线五级船闸、下游引航道、连接段及上下游口门区。其中上游引航道全长2113m,底部高程为130m,一般宽度180m,上口门宽220m;下游引航道全长2708m,底部高程56.5m,一般宽度180叫下口门宽度200m,口门区长530m,连接段长1125m。上下游引航道右侧为满足通航水流条件布置有隔流堤,上游隔流堤堤身全长2720m,堤顶高程150m;下游隔流堤全长3550m,堤顶高程在76.Om-78.0m。 2.1.2葛洲坝枢纽航道葛洲坝水利枢纽航道分大江航道和三江航道,大江航道是利用原天然河道进行部分基础开挖形成的,三江航道是人工开挖的航道,左线在河道凹岸,为三江航道和二、三号船闸;右线在河道凸岸,为大江航道和一号船闸。大江航道上起巷子口,下至卷桥河,全长7.5km,其中上游航道3.1km,最小航宽160m,口门及口门内航宽200m;下游航道长4.4km,最小航宽140m,设计底高程33.5mo三江航道上起王家沟,下至镇川门,全长6.5km,其中上引航道长2.5km,航道最小底宽180m,口门宽230m,竣工河床底高程在48-55m之间,上引航道中部左侧有支流黄柏河汇入;下引航道全长4km,最小航宽120m,航道底高程34.5m。2.2枢纽航道泥沙冲淤特性2.1三峡船闸航道三峡大坝进入围堰发电期运行后,大坝上游水位抬高,流速减缓,绝大部分的泥沙被拦淤在坝前深水区域,多年来的测图资料显示,上游引航道口门区水域,受三峡大坝上游蓄水拦沙影响,泥沙淤积较多,河床高程逐年上升,已从60m-70m左右淤积到96.0m以上,而引航道内从堤头至上闸首,河床泥沙淤积尚较少,河床表面仍比较平整,一般高程在130.0m左右,变化幅度一般在0.5m以内,接近原竣工河床高程。三峡水库在2003年蓄水至135m运行以后,当年7、8、9 月坝下黄陵庙水文站平均含沙量仅为1998年至2002年五年同期平均值的25.1%,2004年7、8、9月三峡坝下黄陵庙水文站平均含沙量仅为1998年至2002年五年同期平均值的23.0%(见下图)。流量nF/s2002年一2006年流最过程线2002年2003年2001年2005年2006年时间(刀份)图二(1)2002年一2006年黄陵庙站流量过程线 、2002年一2005年逐日平均含沙量过程线含沙量kg/m3时间(月份)2002年2003年2004年2005年图二(2)2002年一2005年黄陵庙站含沙量过程线分析比较围堰发电期以来三峡船闸下游引航道地形测图资料,枯水期泥沙淤积数量较少,汛期泥沙淤积较多,2003年汛期泥沙淤积量约有180000m3;2004年汛期泥沙淤积量约有80000m3;2005年汛期泥沙淤积量约有90000m3o因此,在三峡船闸枢纽航道内,从泥沙淤积时段方面来说,枯水期泥沙淤积较少,汛期泥沙淤积较多,尤其是上下口门区;从泥沙淤积地段方面来说,上游引航道内基木无泥沙淤积,下游引航道内有泥沙淤积,但数量不大,主要的泥沙淤积下口门区。一般每年需在汛末实施清淤施工,方能保证满足枯水期船舶通航水深。2.2葛洲坝枢纽航道2.2.1葛洲坝大江航道多年来的观测资料证明,在葛洲坝大江航道范围内,其上游航道泥沙淤积较少,一般集中在下游航道,且由于长江来水 来沙集中于汛期,故下游航道的淤积也主要集中于汛期,若高洪水持续时间长,航道内产生的泥沙淤积也就愈严重。一般在汛末实施大江航道冲沙后,年均留有约15万m3-30万nf左右的碍航淤积需予以清除。2.2.2葛洲坝三江航道1981年至2003年期间,葛洲坝三江航道由于泄洪、异重流及回流等原因,年淤积泥沙约100〜160万nf,在每年汛末实施航道冲沙后,引航道内一般剩余碍航淤积量大约35万代,需进行机械清淤。进入三峡工程围堰发电期以后,由于三峡大坝拦蓄了上游绝大部分的淤积来沙,因此,进入两坝间航道并沿程运行到葛洲坝枢纽的泥沙也相应减少,其中在三江航道内的淤积泥沙数量一般在10-15万n?。3围堰发电期枢纽航道疏浚施工情况3.1三峡船闸航道2.1.1清淤标准2.1.1.1清淤宽度进入围堰发电期后,由于三峡船闸是船舶过坝的唯一通道,而口门区又是船舶进、出引航道的关键航段,因此清淤宽度按航道设计宽度220m选取,以确保航道尺度满足双向通航耍求,保障船舶航行安全。2.1.1.2清淤高程淤积分析表明,下引航道口门区2003年汛前最大泥沙淤积 厚度为4.0m,汛期最大淤积厚度为1.4m;2004年汛前最大泥沙淤积厚度为1.5m,汛期最大淤积厚度为2.9m。在枯水期葛洲坝坝前水位63.Om时,三峡船闸下引航道最枯水位约为63.1m,考虑到通航水深和备淤深度,汛末维护性清淤标高在实际工作中按57・5m确定。2.1.2施工情况三峡船闸航道围堰发电期枢纽航道清淤施工情况年份清淤部位清淤方量清淤船舶清淤时间备注2003下引航道26.38)}m3吸盘1号9.16-1092004下口门区8.28万m3吸扬9号10.11-10.302005下引航道43.78万m3吸盘1号斗轮1号10.21-12.172006未实施清淤施T2.2葛洲坝枢纽航道2.2.1三江航道3.2.1.1清淤标准1、清淤宽度葛洲坝三江上下游航道疏浚工程,由于其疏浚部位的不同,因此,其疏浚施工宽度也各不相同,多年来亦都未达到过枢纽 航道最小宽度的情况。根据历年来的疏浚施工情况,上游航道王家沟边滩一般达到50m—70m,下游口门区航道左右边滩一般为60m—80m。2、清淤高程三江上引航道的清淤高程为57.5m,下引航道的清淤高程为35.Onio3.2.1.2施工情况葛洲坝枢纽三江航道围堰发电期航道清淤施工总体情况年份淸淤部位淸淤方量清淤船舶清淤时间备注2003上下引航道35万万m3抓扬8号吸扬9号10.28-12.182004上下引航道20万n?吸盘1号吸扬9号11.20-12.312005上下引航道22.4万n?吸盘1号斗轮1号10.2-10.302006上下引航道10万斗轮1号12.30-07.1.253.2.2大江航道2.2.2.1清淤标准葛洲坝大江航道上游向家嘴平台的维护标准为58.0m,下游航道的设计底高程为33.5m。3.2.2.2施工情况葛洲坝枢纽大江航道围堰发电期航道清淤施工总体情况年份清淤部位清淤方量清淤船舶清淤时间备注 2003大江下游航道38.02万m3吸盘1号10.28-11.302004大江下游航道25万代吸盘1号11.9-12.252005大江下游航道17.8吸盘1号12.15-12o252006大江下游航道9.35万m3斗轮1号11.25-12.223.认识与回顾2.1清淤施工时机选择清淤时机的选择主要从航道泥沙的淤积情况、水位变化特点以及过往船舶的航行安全等方面来考虑。2.1.1三峡船闸航道在围堰发电期,三峡船闸航道的泥沙淤积量较二期施工通航期有较大程度的减少,且主要发生在汛期。就施工与通航的关系而言,由于汛期长江流量较大,下游航道口门区主水流与口门区航道中心线交角较大,其横向流速和回流流速使过往船舶航行困难,不利于船舶安全通过施工水域,同时由于通过三峡船闸的船舶种类繁多,船型复杂,使汛期施工船舶在下引航道及其口门区作业存在较大的不安全因素。同时经计算分析,在泥沙淤积较多的情况下,由于汛期水位较高,航道内的水深仍能满足船舶通航要求,因此一般不安排实施汛期航道疏浚施工。汛末至枯水期长江流量比较小,航道内泥沙淤积较汛期明显减少或基本上没有泥沙淤积,口门区水流条件较汛期有较大的改善,施工船舶的定位和施工质量都较汛期容易控制。同时,汛末长江水位回落,汛期产生的淤积泥沙将对枯水期船舶安全 航行产生不利影响,因此综合各方面因素,一般情况下,围堰发电期三峡船闸航道清淤施工时机,应尽可能选择在汛末进行。只有在丰水丰沙的特殊情况下,增加汛期应急清淤。2.1.2葛洲坝枢纽航道根据历年来的运行实践,葛洲坝枢纽航道一般在9月中下旬实施冲沙,汛期淤积在大江航道和三江航道的泥沙,大部分都能冲刷至葛洲坝下游河段,剩余少量的泥沙,另外曲于此时期上游来水来沙相对很少,对冲沙后的航道地形变化影响很小,因此,葛洲坝枢纽航道的疏浚施工时机一般选择在每年的10月下旬,其中三江航道的2号船闸上游和3号船闸下游实施航道疏浚施工时,由于需要禁止通航,故一般都结合船闸检修保养期一同进行。2.2清淤施工方法2.2.1三峡船闸航道根据三峡船闸下引航道及其口门区泥沙淤积地形及船舶安全通航要求,围堰发电期汛末疏浚施工,均采取分段、分条、逆流开挖的施工作业方法。施工中,按220m航宽分右、中、左三槽进行。右槽和中槽宽度各为70m,左槽宽度为80m。先开挖右槽和中槽,排泥于航道右边线外长江主河槽深水水域,过往船舶在航道左侧控制航行;开挖左槽时,施工时排泥管沿岸布设,管口布设在三峡重件码头以下的非航道的较深水域,过往船舶在航道右侧控制航行。挖槽施 工平面布置图。1、采用吸盘式挖泥船在右槽施工时,改左首锚为锚缆系于左岸坡的系船环上,右首锚抛在航道右边线外侧或系于下隔流堤的系船坏上,船体右侧(航道左侧)为通航航道,当危险品船或大型船队经过时,挖泥船将左首锚缆松放于水底,船位停止移动,船队过后,收绞左首缆挖泥。在左槽施工时,锚缆布设方法不变,船体左侧(航道右侧)为通航航道。2、采用斗轮式挖泥船施工吋,改自身抛锚杆抛锚为绞锚艇机械抛锚。在左槽施工时,改右横移锚为锚缆系于左岸坡的系船环上,左横移锚抛在航道右侧边线外水域。船体左侧(航道右侧)为通航航道,当危险品船或大型船队经过时,挖泥船调顺船位停止移动,船队过后,挖泥船再移动挖泥。在中槽、右槽施工时,右横移锚抛在航道左侧边缘水域,船体右侧(航道左侧)为通航航道。2.2.2葛洲坝枢纽航道葛洲坝三江航道疏浚与天然河段维护疏浚施工相比,有其自身的特点:一是抛泥区受到限制,上下游都只有大江深水区域;二是航道窄,要解决清淤不能断航的问题。根据这二个特点,三江上引航道一般选用绞吸式挖泥船施工,其中在王家沟边滩,经过反复探索,试验比较后,采用绞吸式挖泥船接短管边抛施工法,既保证了施工质量,又提高了施工效率,在葛洲坝2号船闸上游靠船墩水域施工,采用接排泥管输送至三江防 淤堤头抛入大江深水水域;下引航道清淤,既选用抓斗式挖泥船施工,也选用绞吸式挖泥船施工,采用船尾接排泥管抛入大江航道深水水域。葛洲坝大江航道,自然条件比较复杂,航道内流速大,流态紊乱,涌浪高,河床土质在个别地段较硬,疏浚施工比较困难,施工中采用缩窄摆宽,抛设连环锚、挖地牛、爆破清渣等多种方法,施工抛泥采用船尾接排泥管沿大江航道右侧抛至设计航道边线以外水域。2.3施工船型选择围堰发电期三峡河段枢纽航道近年来运行情况表明,由于三峡大坝上游水位的抬高,川江上游绝大部分的来沙都淤积在坝前深水水域,枢纽航道内的泥沙淤积量一般都不是很大,但淤积面较广,且厚薄不匀,淤积体形状呈现明显的拦门坎形状。由于枢纽航道宽度一般都比较窄,同时过往船舶都比较多,施工与通航的干扰比较大,因此,在清淤船型的选择时,主要考虑施工质量控制、施工对通航的干扰、施工时间和施工强度对施工船舶生产能力的要求等儿个方面。三峡河段疏浚施工单位的挖泥船型较少,仅绞吸式、斗轮式、吸盘式和抓斗式四种。从施工质量控制的角度考虑,使用绞吸式挖泥船清淤较合适。它的绞刀移动轨迹较为规则,开挖后的竣工床面平整,不易出现漏挖而形成浅块现象。故就施工质量和设备能力的发挥 而言,在枢纽航道内实施清淤施工,绞吸式挖泥船型优于吸盘式挖泥船型。但400m7h绞吸挖泥船由于生产能力较低,施工时间相对较长,施工对通航的干扰相应也较大。斗轮挖泥船是绞吸挖泥船的改进型,两者作业方式基本相同,仅破土机具不同,该型船围堰发电期在三峡船闸下游航道疏浚施工中使用多次。由于其船体相对体积小,该型船在枢纽航道疏浚施工,在施工与通航的干扰程度及在施工工期上,较400m3/h绞吸式挖泥船具有一定优势。从施工吋间与施工强度对施工船舶生产能力的要求上考虑,使用1250m7h吸盘挖泥船清淤比较适合。该型船在二期施工通航期的1998年一一2003年在三峡船闸航道实施过疏浚施工,较好地完成了当时汛期“随淤随清”的施工任务。实施情况表明,该型船充分发挥了其施工性能,最大的优势就是能在最短的时间内挖通槽口,及时地为航行船舶提供航行通道。但该型船最大的难点是施工质量控制很难。由于分条施工时船位控制较难,竣工河床面上的浅块及浅点较多,难以达到质量要求。抓斗式挖泥船在围堰发电期以来的儿年中,使用较少,有时仅用作备用船舶。表八各型挖泥船基本参数1产率(m3/h)40086012502船型绞吸式斗轮式吸盘式抓斗式船长(m)42.640.290.040吃水(m)2.41.82.11.8 最大挖深(m)15161620有效排距(m)100020001000泥泵功率(kW)1X882.62X5301X1200比较绞吸式、斗轮式、吸盘式和抓斗式四种船型的挖泥船,综合施工与通航、施工时间与施工强度的要求,结合枢纽航道的特点、工程量和淤积范围,围堰发电期枢纽航道施工船型选择:首选斗轮式挖泥船,次选吸盘式挖泥船,绞吸式挖泥船和抓斗式挖泥船作为备用。4.4工程管理4.4.1施工组织和技术方案1、做好施工组织方面的联系准备。每年汛末的9月到10月上旬,根据“安全第一、预防为主”的方针,我们认真分析三峡船闸引航道及其口门区和葛洲坝枢纽大江航道、三江航道的变化、来水来沙及水位变化等原型观测资料,考量航道淤积原因及其演变规律,计算淤积速度和淤积量,做到心中有数,及吋向业主单位通报情况,并与业主单位、施工单位就枢纽航道的施工时间、维护标准、施工范围等相关事项多次磋商。在协商一致的基础上,督促施工单位及时编制施工技术方案,召开疏浚施工方案审定及安全管理措施协调会议,并会议纪要、航道通告、航道通电等形式向有关单位以及各船舶运输单位和个人通报具体的施工时间、施工方案和通航安全相关耍求。工程开始后,定期深入施工现场进行检查,会同施工单位和现场监管部门,根据施工期水文情势、工地工况条件、施工水域船舶通航及其他要求,优化施工技术方案, 研究采用科学、合理、有效的方式,处理好施工过程中施工与通航的关系,切实做到“三保一提高”,即保证通航安全,保证施工安全,保证施工工期,提高通航效率,积极参与工程的竣工验收工作,为工程的质量审定提出意见和建议。多年来的竣工资料证明,由于各有关单位和部门的共同努力和配合,所有分项疏浚工程都按技术方案及合同要求得到完成,施工质量都达到了交通部《疏浚工程质量检验评定标准》合格以上等级要求。2、做好施工技术方案方面的准备。施工实施前,施工单位应按照有关规范要求,通过踏勘、走访,调查了解、详细收集整理工程设计和施工的有关资料,根据《疏浚施工技术规范》及相关要求、建设单位提供并经批准的计划任务书、指示文件(施工委托书或其他文件)及其他技术资料,分析施工可行性,编制单项疏浚工程施工技术组织设计文件,报送业主单位、通航维护管理单位审批通过。工程开始实施前,由通航管理单位召集召开有相关单位和部门参加的施工技术方案审定及施工与通航安全管理措施协调会议。会上,审查通过施工单位提交的航道疏浚工程施工技术组织设计,包括质量技术标准、安全管理和监督措施、工程施工时间及期限、工程量等事项,讨论明确现场通航安全和现场维护管理措施,明确各有关单位和部门在整个枢纽航道疏浚施工过程中的工作职责。4.4.2安全管理 安全管理是工程施工管理的重点,数艘施工船同时在枢纽航道水域施工,占用通航水域面积大,施工水域过往船舶又多,为保证施工与通航的安全,必须采取行之有效的措施。1、施工单位的船舶及其附属设施应认真遵守《三峡(围堰发电期)一葛洲坝水利枢纽梯级调度规程》、《中华人民共和国水上水下施工作业通航安全管理规定》、《长江三峡水利枢纽坝区水上交通管制区域管理办法》及其他有关规足,按章显示有关施工灯信号标志,包括施工区标志、抛泥区标志和管线标志,并随时根据施工进度设标、移标和调标,保持施工标志目标明显,灯光明亮,位置正确,以保证施工与通航安全。加强内部管理,做好治安、消防工作,接受三峡通航管理局安全管理部门和公安部门的检查。严格值班制度,安排专人值守甚高频电话,负责与行轮、三峡通航管理局调度室、通航管区等有关各方联系,注意进出枢纽航道大型船队、客轮、油品船等通过施工水域的通电、通告,及时做好避让工作。申请有关单位为开工展布、改换槽等船位异动以及调整航行标志等进行现场维护管理,确保施工水域有效航宽,保证施工船舶与通航船舶的安全。2、通航管理单位的监管中心、航道管理、船闸运行和计划调度部门应及时以航行通警告、航道通电及通讯联络等方式,公告各通航船舶单位和个人关于疏浚工程的施工方案、施工时间、占用水域等相关事宜,明确提请行轮通过施工区域应注意的重要事项。施工期间经常深入施工现场,调查了解施工过程中存在安全隐患,督促现场监管部门根据工程施工进度,及时 调整布设好施工区域的助航标志,加强施工水域昼夜现场巡查力度,发现和查处施工单位及通航船舶的违章行为,定期测报航道维护尺度,遇有解决不了的问题,及时上报上级机关协调处理。3、加强现场监管一是加强施工船舶安全监督。海事监管现场办事处按规定对施丁•船舶及其配套设施、船员证件、消防设备等进行安全检查,使施工船舶真正做到船员适任,船舶适航,结合其他相关要求,办理水上水下施工许可手续。工程施工期间,定期到施工船舶检查各项安全措施落实情况,样促施工单位完善安全保障工作,督促施工单位做好灯光信号显示和值班了望工作,主动避让危险品船和军运船。在施工船舶开工展布、收工集合、换槽移位时,保证航宽放在首位,慎重研究调整方案,指派专船进行现场维护,随时根据工程施工进度和实际情况,做好助航标志的布设与调整,加大通航水域的水深探测力度,并利用GPS单点定位仪和测深仪进行水深及航宽的现场测量,确保整个施工期间有效航宽满足过往船舶安全航行的耍求。总体上说,由于各有关单位对安全管理工作的重视,工作上通力合作,围堰发电期以來的枢纽航道疏浚施工期间,仅发生了几起很小的险情,没有造成人员和设备的损失,保证了各年枯水期施工与通航的安全。二是加强船舶单向航行控制,优化船舶调度方案和现场监督管理。施工期间,由计划调度部门在船舶出闸前20分钟将船闸运行和船舶动态情况向现场海事航道监管部门通报,实行船 舶进出船闸曲计划调度部门掌握,海事航道部门协助监管控制的管理模式,严格实行船舶单向航行控制,防止在枢纽航道出现人型船队交会现象。各基层部门将将监控点布设到枢纽航道口门区附近水域,实行24小时有效监控,积极收集和注意施工水域的通航信息,对擅闯引航道和冒险抢航等违章船舶加强安全教育,并视违章情况按规定进行处罚,保证施工期间引航道及口门区船舶单向航行控制规定得到有效的执行,船舶航行秩序有条不紊。2.4.3建立联系协调机制。由于枢纽航道施工环境复杂,过往船舶密集,施工与通航干扰大,因此,我们在过去多年工作的基础上,建立了有业主单位、施工单位和通航维护管理单位(包括海事、航道、公安、通信、船闸运行、计划调度等)有关各方参加的联系制度和协调会议制度。由三峡海事航道局工程管理部门具体负责牵头,业主单位、施工单位、计划调度和现场维护部门参加,组成协调小组,每天召开协调会,听取施工单位关于工程进度、质量控制和施工安全情况汇报,通报三峡通航局计划调度、现场监管、航道维护部门关于通航秩序及安全管理情况的介绍,提出有关工作要求,并对各单位提出的问题,认真研究对策和处理办法,双休日不间断,会后形成书面材料通报有关各单位和部门,协调施工过程中有关工作的步骤。除召开协调会外,各单位、各部门之间还加强相互之间的工作联系,从而保证了信息 通畅,密切了工作上的协作与配合,使各方都能随时了解掌握施工与通航动态,使许多难点问题都能得到顺利解决。4.4.4质量管理在施工过程中,作为通航管理部门的质量管理工作,主要使经常督促施工单位单位按照审定的施工技术方案组织施工,按《疏浚工程施工技术规范》的有关规定和要求做好工程质量的浚中检测和扫浅施工工作。通过施工安全协调会议,了解其工程施工质量情况,就施工质量问题提出明确的要求,同时,也经常利用管理部门自身的船舶及检测设备,对施工单位的工程质量进行校测,发现问题,及时与施工单位进行反映和沟通,以便使质量缺陷及时得到返工处理。4.4.5进度管理枢纽航道疏浚施工制约进度的因素,一是工程施工的范围大、通航环境复杂,确保航宽和施工服从安全、施工服从通航等规定和要求在一定程度上影响到工程的施工进度。二是施工中遇到较大的困难,其中在三峡船闸下引航道左岸边线一带河床石头较多,常常堵塞吸泥管口,需要经常停工清堵,致使施工进度受到较大影响,不能按时间要求完成计划任务;另外在葛洲坝枢纽大江下游航道李家河河段,设计航道线两侧附近河床地质坚硬,挖泥船开挖施工困难,等等因素造成了个别时段工程进度迟缓。三是施工船舶设备故障较多,致使清淤施工不能正常进行。施工过程屮,参与施工的吸盘1号和斗轮1号两型挖泥船,因为设备 问题,均存在不能正常施工而产生延误工期的现象。四是利用吸盘式挖泥船施工质量控制不够好,浚后河床的浅块和浅点产生较多,导致经常返工处理,不能在正常工期范围内开展竣工验收工作,从而导致整个施工工期的延误。对此,我们除经常到现场察看施工进展情况,督促施工单位采取24小时连续作业,有针对性地向施工方提出建议以外,在施工单位需进行换槽开挖、船位移动、排泥管调设时,组织调度部门尽可能调整船舶过闸计划,保证工程施工所需时间;现场监管部门则根据需要随时派船艇到现场维护秩序,尽力为施工创造良好的条件。2.存在问题与建议枢纽航道的清淤施工,期施工场地狭窄,过往船舶相当密集,通航条件十分复杂,有必要进一步提高对确保通航安全、施工安全和保证工期与质量重要性的认识。围堰发电期几年来的疏浚施工情况说明,施工单位在施工组织方面尚欠精细,工程进度控制措施不力,对施工困难和可能遇到的问题估计不足,出现影响进度的困难和问题缺乏相应的应急措施,施工中经常出现停工数日检修设备的现象,既说明设备老化,也说明管理上存在一定问题,因此施工单位应加强施工技术方案的优化,对施工屮可能会出现的问题估计充分并制定相应对策,工期进度安排要根据船舶设备、工程数量、施工方案等合理可行,强化施工安全和设备管理工作。同时,作为通航维护的管理单位,也需要在今后的工作屮,制订切实可行的现场维护方案,发挥综合管理单位的优势和作用,进一步加大监督管理力度,尽力创造一个良好的施工与通航环境,为顺利施工按期完成疏浚任务奠定坚实的基础条件。 二00七年八月