长江口深水航道治理一期工程设计简介

有效控制排体外 缘的河床冲刷 , 确保堤身安全。 自工程实施 以来 , 尽 管某 些局 部堤 段的 余排 外侧 受 沿堤流侵蚀较大 , 但未曾发生堤身失稳的事故。 由于工程 所 采用 的 2 种 护 底结 构 使 用 效果 非 常 理 想 , 因此受到了有关专家、 建设单位及 施工部 门的高 度评 价。经国家组织验收 , 一期工程 2000 年 7 月被 确定为 土 工织物示范工程 。 ( 2) 北导堤堤身 采用创新斜坡堤结构 在北导堤堤 身设 计中 , 采 用了 大型 土工 布充 砂袋 堤 心、 模袋混凝土压 顶等 创新 结构 。这种 结构 运用 在长 江 口地区尚属首创 。 ( 3) 南导堤堤身 为新型半圆体混合堤结构 南导堤堤身的设计则 采用在抛石 基床上 安装预 制钢 筋混凝土半圆形 构件的方案。 2 2 3 确定施工指导原则
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总 345 期第 10 期 2002 年 10 月
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和长度。 一期工程的实施严格遵循了 这一总 体施工 顺序。事 实证明是成功的。 2 2 5 一期工程实施过程中的设计调整 一期工程实施过程中 , 实行了 动态管 理。其核心 是 : 以稳定河势为 中心 , 时 刻关 注整 体河 势的 稳定 和整 治建 筑物推进及航 槽疏 浚过程 中 河床 的局 部变 形 , 及时 安排 数模、 物模试验 , 通过严格的决策程 序适时 地对原 设计进 行合理的变更、 对施工方案和 施工计划 作必要 的调整 , 以 保证工程的顺利实施和整治目标 水深的 实现。在 动态管 理中 , 总体院发 挥了 积极 的作 用。在 对水 下地 形及 河势 进行监测的基 础上 , 总 体院 进行 了一 期工 程河 床变 形动 态跟踪分析研究。这些工作为工程 的组织 者和专 家们及 时了解工程进 展情 况和提 出 科研、 试 验要 求提 供了 第一 手材料 ; 为在一期 工程 实施 过程 中进 行设 计调 整提 供了 决策依据。 ( 1) 北导堤超前护底调整 原设计中 , 横 沙东 滩 窜 沟只 进 行 护 底 , 不 筑 导堤 堤 身 , 以利用窜沟 落潮 流作 为北 槽下 段水 流动 力。一 期北 导堤工程实施 过程 中 , 总体 院进 行的 河床 地形 动态 跟踪 观测结果表明 : 横沙东滩窜沟 持续扭曲 、 横 沙东滩 西淤东 冲及北导 堤北 侧 沿堤 流 冲刷 挟 带 的泥 沙 由窜 沟 进入 北 槽 , 造成对北槽下 段局 部淤 浅 , 窜 沟以 东 , 二期 导堤 轴线 北侧的 2m 潮沟 发展速 度加 快 , 根据上 述冲 淤动 态变 化 , 结合物模和数 模的 研究结 果 , 认 为不 封堵 横沙 东滩 窜沟 已是弊多利少 , 原超 前护 底设 计有 必要 调整。 即封 堵了 横沙东滩窜沟。 随着窜沟的 封堵 , 原来 北槽 下段 局部 区域 的淤 浅部 位得到控制 , 不再发展 ; 影响坝体稳 定安全 的原窜 沟两侧 的沿堤流冲刷沟开始回淤 , 至 2000 年 3 月窜沟北侧 8m 冲 刷沟和窜沟南侧 7m 冲刷沟均 告消失。 ( 2) 南导堤超前护底调整 1999 年 9 月的 地形图 显示 , 南 导堤东 端的 九段 沙高 滩产生了一定程度的冲刷 , 滩面平均冲深约 0 8m, 经测算 工程造价每 延米 增加约 达 1 000 元。总体 院根 据分 析和 判断 , 九段沙滩面有冲刷的趋 势 , 而 冲刷掀 起的泥 沙又随 九段沙滩面上的漫滩水流进入北 槽 , 造 成滩槽 泥沙交 换 , 对航道建设不利。为此 , 于 1999 年 10 月完成了 南导堤超 前护底设计调整。 护底工程实 施后 , 控制 了沿 二期 南导 堤轴 线的 九段
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( 4) 选择出 现 最大 流速 的中 潮位 作为 导堤 的设 计顶 高程 ; ( 5) 整治和疏浚相结合 , 达到目标水深。
筑物工程和航道疏浚工程 , 分三期实施。 一期整治建筑物工程包括 : (1) 分 流口 的鱼 嘴和 潜堤。 其中 鱼嘴 的南 线堤 长度 1 6km; 潜堤 长度 3 2km; ( 2) 南导堤 20km; ( 3) 北导堤 16 5km; ( 4) 南、 北导堤各布设 3 条丁坝 , 总长度 9 18km; ( 5) 在一期工程实施过程中进行的设计调整。 一期航道疏浚工程 : 航槽设 计深 度 8 5m, 航槽 全长 51 77km, 底 宽 300m, 边坡 1&60 。 2 2 设计的主要内容及优化 2 2 1 总平面的设计优化 ( 1) 分流口平面位置确定 在前期研究阶 段 , 共布 设了 3 个分 流口 位置 的 比选 方案。在设计阶段 , 利用数模 和物模研 究成果 , 并 结合多 种因素进行广 泛深 入的 分析 论证 , 最 后 , 决定 采用 工可 研究 的推荐方案。 ( 2) 南导堤丁坝数量优化调整 在工可研究阶 段 , 南导 堤北 侧布 设 了 6 座丁 坝。总 体设计院根据 整治 治导线 的 作用 原理 , 提 出可 以取 消上 口的 3 座 丁坝。通 过进 一步的 数模 和物 模研究 论证 , 证 明有无该 3 座丁坝对南北槽 分流比 及北槽 航道冲 淤效果 无甚影响。因此 , 在一期工程设计中取消了这 3 座丁坝。 2 2 2 整治建筑物工程结构设计优化 一期工程初 步设 计审 定 后 , 长江 口航 道建 设有 限公 司主持带案 招标工 作 , 从 37 个投 标方 案中 优选 出 2 类 3 个方案中标。作 为 一 期 工程 整 治 建 筑物 结 构 的 实施 方 案。 ( 1) 大型土 工 布混 凝土 联锁 块及 砂肋 软体 排护 底结 构 在一期整治 建筑 物工 程 设计 中 , 结合 长江 口的 具体 条件 , 开发设计了 大型 土工 布混 凝土 联锁 块软 体排 和砂
Z HOU Hai1, GUO Yu- peng2 ( 1. School of Communications and Coastal Eng ineering, Hohai University , Nanjing 210098, China; 2. Shanghai Institute of Waterways, Shanghai 200120, China)
长江口深水航道治理工程是党 和国家 从我国 国民经 济发展需要的战略高度出发 , 作出的重 大战略 部署 , 具有 十分重要的现实意义和历史意义 。长江口 深水航 道治理 工程是大批专家、 学者和 科技人 员历经 40 余年辛 勤研究 和工作的结果 , 他们从不同的 专业角度 进行了 多学科 的、 系统的、 长期的联 合研 究 , 为 制定 长江 口的 治理 原则 , 治 理方案乃至工程设计奠定了扎实的科学基础。 从 1992 年起 长江口拦 门沙航 道演 变规 律与整 治技 术研究 列入国家 八五 科 技攻关计 划。历经 了 工程预 可行性研究 、 可行性研究 、 工程初步设计 等过程。 沙比 , 归集漫滩落潮水流和拦截 江亚北 槽的落潮 分流 , 归 顺涨落潮流路 并增大 航槽 单宽 流量 , 阻 挡两 侧浅 滩风 浪 掀沙及北港局部 来沙 对北 槽的 影响 ; ∀ 在稳 定分 流口 和 北槽河势的前提 下 , 达到导流、 挡沙、 减 淤的目的 , 为 深水 航道的开挖和维护创造良 好的条 件。根据河 口治理 具有 动态变化的特点 , 应一次规划、 整体 设计、 不断优 化、 及时 调整、 连续实施。 1 2 设计原则 ( 1) 通过整治建 筑物保持北槽 河势的 进一步 稳定 , 同 时避免因工程而 影响邻汊的河势 ; ( 2) 因势 利导 , 合 理布 置整 治建 筑物、 严 密制 定施 工 1 长江口深水航道治理工程的设计思想和设计原则 顺序 , 充分发挥整 治工 程的 各项 功能 , 达 到 导 流、 挡沙、 减淤 的功效 ; ( 3) 长江口地区 石料匮乏 , 整治建 筑物结 构尽量 以沙 代石 ; 整治建筑物 选用 轻型 结构 , 以 适应 软弱 地基 , 避 免 复杂的软基处理 ; 针对河床底质 易动的 特性 , 采用新 型护 底材料和结构 , 以控制整治建筑物周边地形的冲刷变化 ;
Abstract: The regulation principle, design concept and key technology of Yangtze Estuary Deepwater Channel
Regulation Phase I Project are introduced.
Key words: deepwater channel regulation project; regulation principle; design concept; key technology
为加快导堤施工进度 , 给丁 坝、 疏 浚工程 实施留 出足 够时间 , 及时开展 了南导 堤分 段施 工的 可行 性及 最佳 分 段方案的研究。 根据试验研究成果和 对长江口 河势的 跟踪、 监测 , 总 体院编写了∃ 南导堤分设东、 西 2 个施 工段技 术可行 性和 必要性论证报 告% , 证 明适 当的 软体 排超 前护 底 , 可以 控 制施工龙口的 河床地 形 , 为南 导堤 分标 段平 行施 工的 决 策提供了依据。 历时近 2 年 的施 工实 践表 明 , 这一 施工 顺序 的调 整 是科学的、 合理的、 及时的 。它 对于一 期整治 建筑物 工程 全面提前 8 个月竣工起到了至关重要的作用。 2 2 4 整治建筑物与疏浚施工的总体施工顺序 本项工程由 导堤 、 丁 坝及 疏 浚工 程 3 项 分项 工程 组 成。这三者间的 施工 顺序、 施 工进 度的 不同 组合 可能 产 生的河床冲淤调 整过程是不同的 , 必须 加以优化 组合 , 并 在实施过程中 根据实 际发 生的 冲淤 情况 及时 作出 调整。 总体院依据这三 者各自的功能定位提出总体施工顺序 : ( 1) 分流口工程 必须先行 ; ( 2) 导堤的施工 期安排必须为 丁坝 , 疏浚 工程的 实施 留出足够的时间 。导堤先 行 , 丁坝与疏浚同步实施 ; ( 3) 南、 北 6 座丁坝应同步开工 ; 并严格控制丁坝进度