西江鸡笼洲滩航道线平面设计的研究
来源:用户上传
作者:
摘 要：针对西江鸡笼洲滩近年来发生多起船舶偏航搁浅的问题，对航道线平面布置进行研究，通过对原形进行流态观测和实地调查，从水流运动理论进行分析，认为在弯曲河段航道航行的船舶在横流作用下容易偏离航道，横流作用是引起船舶偏航的主要原因，临河建筑物及其设施对船舶航行的影响也不容忽视。针对这些问题，提出了鸡笼洲滩航道线平面布置的优化方案，为实施3000吨级航道建设提供技术借鉴。
关键词：航道 平面 碍航
在进行石质浅滩航道整治时，航道线一般按中枯水主流流向进行布置，既要考虑纵向流速的因素，也要重视横向流速的影响。近年来，随着西江水运的快速发展，临江而建的码头不断增加，由于停靠码头作业的船舶距離航道边线较近，对过往船舶航行带来不利影响。码头灯光照射对航行船舶影响也不容忽视。因此，在航道定线时，除考虑河床地形、河道水深和流速流态以外，还应考虑一些重要建筑物及设施对航道的限制和影响。本文通过对西江鸡笼洲航道进行流态观测，通过实地调查，分析引起船舶偏航的原因，提出优化航道线平面布置的方案。
1.鸡笼洲滩概况
西江鸡笼洲滩位于梧州市桂江河口下游，上起梧州云龙大桥下至白沙角，滩段长约4900m，枯水期河面宽约550～1000m。鸡笼洲把西江分成左右两汊，左汊为中枯水航道，右汊为洪水航道。上游云龙桥桥区水域主流偏向右岸，进入鸡笼洲锁链头后，主流逐步偏向左岸。左右两岸为岩土组合岸坡，上部为硬塑～可塑粉质粘土，下部为风化细砂岩，河床为石质，表面有砂层覆盖，枯水期水位落差为0.16m，平均比降0.03‰，航道内局部最大表面流速1.58m/s，横向流速0.2m/s。
2.历次航道整治工程航道线布置情况
（1）西江一期航道整治工程航道线布置情况。1994～1996年实施西江航运干线一期工程航道整治，枯水期航道线沿左汊深槽布置，与枯水主流基本一致，设计航道尺度为2.3m×60m×1000m（航道水深×航道宽度×弯曲半径，下同），同时在鸡笼洲上建造1条贯通洲尾长2.3km的顺坝和4条短丁坝，以保持右汊中洪水航道的水深。
（2）2006～2009年实施西江航运干线贵港至梧州2000吨级航道整治，枯水期鸡笼洲滩航道线沿左汊深槽布置，在原航道线的基础上，将航线进行调顺和加大弯曲半径，最少弯曲半径由原来的1000m调整为150 0m，设计航道尺度为3.5m×80m×1500m。
（3）工程措施。实施2000吨级航道整治前，鸡笼洲滩枯水期航道最浅水深约1.7m，局部航段水深不足，在枯水期航道入口处有趸口石等碍航礁石，航道弯曲、狭窄，最窄处不足50m。经过实施2000吨级航道整治，航道右边切除了部分趸口石、狗仔石、镬耳石；航道左边炸除李家庄码头对出航道左边线外50m范围内的礁石，炸除扶典航道站至莲花石段航道左边线附近的碍航零星礁石。将航道左边加宽了40m，使该段航道总宽度达到80m以上。云龙桥航段加宽至220m，确保双孔通航。将原航道进行航线调顺，加大了弯曲半径，最小弯曲半径达到1500m，航道水深浚深至3.5m，鸡笼洲滩航道由原来的Ⅲ级航道提升为Ⅱ级航道。
3.现行航道条件及碍航情况
现行航道设计航道尺度为3.5m×80m×1500m，航道左边有李家庄码头，扶典LNG加气站。鸡笼洲滩中段航道的左边有横栏石、崩山角等礁石。航道的右边有趸口石、狗仔石、镬耳石。航道左边的崩山角与航道右边的趸口石和狗仔石形成对口礁石，该处航道最狭窄，航道宽度仅80m，由于航道弯曲狭窄，每年枯水期都有数艘船舶在该段航道发生偏航，触礁搁浅发生海损事故。
4.碍航原因分析
（1）表面流速流向观测分析。2019年2月对鸡笼洲滩开展两次流速流向测量，从流向线分布情况显示，流向线经过云龙大桥以后，开始从右岸逐渐转向左岸，当流向线越过鸡笼洲头以后，大部分流向线继续沿左汊主航道流向下游，而小部分流向线开始流向鸡笼洲边，然后越过航道右边线穿越趸口石、镬耳石并从右侧平顺流向下游，到白沙大桥上游约500m再流入主航道。从流向线观测情况表明，水流流经鸡笼洲头以后，在靠航道右边有一股水流有横流存在，横向流速为0.2m/s，这是船舶下行到这一段航道以后容易发生偏航的主要原因。
（2）停靠船舶对船舶航行的影响。李家庄码头和扶典LNG加气站位于鸡笼洲滩中段的左岸，李家庄码头1、2号泊位的码头前沿岸线长度480m，距航道左边线最近距离85m，3号泊位码头前沿线长120m，距航道左边线最近距离80m，趸船距航道边线最近距离63m；扶典LNG加气站趸船距航道左边线45m。由于部分等待装卸作业和加气的船舶停靠水域距主航道较近，上航船舶为了避开在码头前沿水域停靠等待装卸的船舶，习惯沿航道中心线航行，下航船舶沿鸡笼洲边靠航道右边线航行，到了镬耳石附近偏航触礁而发生海事。
（3）夜间照明灯光的影响。由于码头和加气站夜间作业，灯光较强，强光照射到水面后形成反射光，干扰航标灯视觉功能的正常作用，在弯曲河段船舶驾驶员误将远处航标当作近处航标，导致驾驶员操作失当，因而船舶容易发生偏航。
5.航道线平面布置的优化方案及措施
（1）航道线平面布置的优化方案。鸡笼洲水道河面宽阔，水流比较分散，航道线宜沿中枯水流向和左汊深槽布置。从上游云龙大桥主通航孔起沿鸡笼洲锁链头左侧转向左汊中槽，从胭脂角开始至扶典冲口沿北岸深槽布置。即在2000吨级航道线基础上，将李家庄码头至扶典冲口段航道中心线向右岸移动30～50m，弯曲半径从1500m增加到2500m，航道宽度从80m增加到90m，同时加大航道左边线与码头、加气站前沿线的距离，使加气站前沿线与航道左边线之间的最小距离保持在80m以上。
（2）工程措施：采取疏浚与炸礁相结合的整治措施，除对新设计航道进行疏浚炸礁以外，还需炸除航道左边线以外40m范围以内的横栏石、崩山角等零星礁石；炸除航道右边线以外40m范围以内的趸口石、狗仔石、镬耳石等礁石。拓宽疏深调顺航道，使航道最小尺度达到4.1m×90m×2500m以上，调顺水流归槽，减少横向流速，避免发生船舶偏航，保证船舶航行安全。
（3）减少岸上灯光干扰。航道管理部门应加强与码头和加气站业主单位的联系，采取对码头上安装的照明灯加装灯罩等措施，减弱强光直接照射河面，防止反射光影响航标灯光的正常作用，避免驾驶员对航标位置产生错觉而发生操作失误，减少灯光对航行船舶的影响。
6.结束语
（1）在对弯曲河段石质浅滩进行整时，航道定线宜按中枯水流向布置。对航道内存在横向流速或航道边线以外有零星礁石的，航道宽度宜适当加宽，加宽宽度宜为设计航道宽度的1/4～1/2。
（2）在进行内河航道设计时，应考虑该河段临河建筑物对航道的影响。在码头前沿水域停泊等待装卸作业的船舶，应与主航道保持适当距离。对于天然河道，待作业船舶与航道边线的最小距离，宜保持在设计代表船型宽度1.5倍以上。
参考文献：
[1]周冠伦等.航道工程手册[M].北京：人民交通出版社，2004.813-814.
[2]丁士昭，逄宗展.港口与航道工程管理与实务[M].北京：中国建筑工业出版社，2014.110-112.
[3]航道整治工程技术规范[S].北京：人民交通出版社，2004.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-15001355.htm
