淺談湘江土谷塘航電樞紐工程跨江交通方式的選擇

甘茂輝，賀柏武

(湖南湘江航運建設(shè)開發(fā)有限公司，湖南長沙 410011)

0 前言

湘江土谷塘航電樞紐工程是一個以航運為主、航電結(jié)合，兼有交通、灌溉、供水等綜合利用要求的工程［1］，由船閘、電站、泄水閘、跨江公路橋和魚道等主要建筑物組成:千噸級船閘一座，有效尺寸180 m×23 m×3.5 m(長×寬×門檻水深)，設(shè)計年通過能力1 420萬t;電站安裝4臺單機22.5 MW燈泡貫流式機組，總裝機容量90 MW，設(shè)計多年平均發(fā)電量3.5億 kW·h;泄水閘17孔，每孔凈寬20 m，總凈溢流寬度340 m;跨江公路橋一座，全長920 m，設(shè)計汽車荷載按公路-Ⅱ級;垂直豎縫式魚道一座;配套建設(shè)常寧松柏港和衡南云集港千噸級碼頭。

1 國內(nèi)航電樞紐工程的跨江交通方式

國內(nèi)航電樞紐工程的跨江交通方式主要有兩種:

一是橋壩分離，跨江公路橋和大壩分開一段距離進(jìn)行建設(shè)，如廣西的桂平樞紐、貴港樞紐、魚梁樞紐等，跨江公路橋供社會公共交通需要，與樞紐運行管理互不干擾。

二是橋壩結(jié)合，在大壩頂部架設(shè)跨江公路橋，如湖南的株洲航電樞紐、大源渡航電樞紐、江西的石虎塘航電樞紐等，跨江公路橋利用樞紐建筑物基礎(chǔ)作為橋梁下部構(gòu)造，利用樞紐圍堰形成干地施工條件，兼顧樞紐運行管理和社會公共交通兩種功能。

土谷塘航電樞紐工程壩址位于衡南縣縣城附近，應(yīng)地方政府要求，需建設(shè)跨江公路橋，跨江交通方式是選擇橋壩分離還是橋壩結(jié)合，需進(jìn)行分析比較。

2 工程建設(shè)投資的比較

2.1 橋壩結(jié)合方式

跨江公路橋從左至右依次跨越電站、泄水閘及船閘，橋?qū)?1.5 m，橋長947 m，分為四聯(lián)。第一聯(lián)跨越電站，跨徑布置為5×19.8 m+2×21.4 m+12.6 m;第二聯(lián)跨越泄水閘，跨徑布置為6×23 m+2×24.5 m+9×23 m;第三聯(lián)跨越一、二線(預(yù)留)船閘，跨徑布置為31 m+57 m+81 m+57 m+31 m;第四聯(lián)為右岸引橋，跨徑布置為8×20 m。除第三聯(lián)上部構(gòu)造采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁外，其余均采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁結(jié)構(gòu)。經(jīng)計算工程投資約3 216萬元。

2.2 橋壩分離方式

橋壩分離方式需同時建設(shè)跨江公路橋和運行需要的簡單工作橋。

跨江公路橋布置在樞紐下游，距壩軸線約500 m，從下游引航道跨越船閘，橋?qū)?2 m，橋長1 010 m。為滿足行洪、通航和發(fā)電要求，主橋采用8×90 m懸澆預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁，左、右岸引橋分別采用6×20 m和8×20 m預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁。經(jīng)計算工程投資約7 200萬元，若橋?qū)挻笥?2 m，投資將相應(yīng)增加。工作橋橋位、橋型及結(jié)構(gòu)型式與橋壩結(jié)合方式的橋梁基本一致，橋?qū)拑H5 m。經(jīng)計算工程投資約1 400萬元。橋壩分離方式工程投資約8 600萬元。

橋壩結(jié)合方式比橋壩分離投資方式節(jié)省5 384萬元，從工程建設(shè)投資角度考慮，橋壩結(jié)合方式更優(yōu)。

3 工程建成后樞紐運行管理的比較

3.1 橋壩結(jié)合對樞紐安全運行存在隱患

一旦橋面車輛失控沖向船閘、泄水閘及電站等重要建筑物或設(shè)備，將造成二次事故，后果極其嚴(yán)重。

3.2 橋壩結(jié)合難以充分發(fā)揮橋梁的交通功能

壩頂公路橋不同于一般獨立橋梁，作為樞紐自用工作橋，必須優(yōu)先服務(wù)于樞紐安全運行。土谷塘航電樞紐工程規(guī)模較大，檢修比較頻繁，檢修期間需占用橋面，影響正常通行甚至造成交通中斷。同時受大壩結(jié)構(gòu)和工程投資限制，橋?qū)拑H12 m，難以滿足衡南縣城市交通發(fā)展需要。

3.3 橋壩結(jié)合不利于橋梁管理和維護(hù)

由于壩頂公路橋利用樞紐建筑物作為下部構(gòu)造，是樞紐建筑物的一部分，需滿足樞紐安全運行要求，必須由航電樞紐統(tǒng)一管理。但航電樞紐無行政執(zhí)法權(quán)，難以對社會車輛進(jìn)行有效管理，且壩頂公路橋不對過往車輛收費，航電樞紐難以承擔(dān)由社會車輛通行帶來的橋梁維護(hù)和管理費用。

3.4 橋壩結(jié)合對航電樞紐環(huán)境有一定影響

土谷塘航電樞紐擬建設(shè)成衡南縣環(huán)境優(yōu)美的工業(yè)旅游景點，橋壩結(jié)合帶來大量的社會車輛，產(chǎn)生的噪聲和粉塵對環(huán)境影響較大，同時也不利于游客和樞紐運行管理人員的安全。

與橋壩結(jié)合方式相比，橋壩分離方式則沒有上述問題。

4 已建類似工程運行管理情況的比較

大源渡和株洲航電樞紐工程跨江交通均采用橋壩結(jié)合方式。

大源渡航電樞紐位于衡山縣永和鄉(xiāng)，距衡山縣、衡東縣縣城較遠(yuǎn)，壩頂公路橋車流量較小，工程建成投運以來出現(xiàn)問題較少。株洲航電樞紐距株洲市、株洲縣較近，經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)，附近廠礦企業(yè)較多，壩頂公路橋車流量很大，給樞紐安全運行管理帶來巨大的壓力，工程建成投運以來出現(xiàn)問題較多，運行管理單位苦不堪言。

因此，當(dāng)航電樞紐工程壩址距城市較近，或位于經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)地區(qū)時，不宜采用橋壩結(jié)合方式。

5 結(jié)語

通過綜合分析比較，為保證工程建成后樞紐安全運行管理，結(jié)合當(dāng)?shù)亟煌òl(fā)展需要，土谷塘航電樞紐工程擬采用橋壩分離方式，同時橋壩分離方式較橋壩結(jié)合方式增加的投資，建設(shè)單位將爭取省交通運輸廳和地方政府的資金支持。

目前國內(nèi)航電樞紐工程項目較多，希望本文能夠給類似項目在選擇樞紐跨江交通方式時提供一定的借鑒。

［1］湖南交通規(guī)劃勘察設(shè)計院，湖南省水利水電勘測設(shè)計院究總院.土谷塘航電樞紐工程可行性研究報告［R］.2009.