嘉陵江航道岸標(biāo)工程技術(shù)研究

王超

摘 要：嘉陵江河口至草街段航道按一類航標(biāo)配布類別配標(biāo)，針對(duì)嘉陵江航道助航設(shè)施效能發(fā)揮、通航安全保障為背景展開研究，從嘉陵江航道岸標(biāo)塔標(biāo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、岸標(biāo)維護(hù)道路及設(shè)標(biāo)平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度出發(fā)，有針對(duì)性地探討嘉陵江岸標(biāo)工程建設(shè)技術(shù)，為類似航道岸標(biāo)工程建設(shè)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：嘉陵江;航道;岸標(biāo)工程

中圖分類號(hào)：U612 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）22-0117-03

Research on Coastal Standard Engineering

Technology of Jialing River Channel

WANG Chao

Abstract： The channel of Jialing river estuary to cao-jie section is assigned according to a class of navigation mark， and the study was carried out on the background of the efficiency of navigation AIDS and navigation safety guarantee of jialing river channel. This paper discussed the construction technology of Jianling river shore standard， and provided reference for similar waterway shore standard construction.

Keywords： Jialing River;channel;shore mark project

嘉陵江是長(zhǎng)江上游重要的航電梯級(jí)渠化河流，是重慶市“一干兩支”高等級(jí)航道的重要組成部分。目前，河口至利澤段達(dá)到Ⅲ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)，滿足1 000t級(jí)船舶通航要求。

在嘉陵江航道建設(shè)中，航道部門進(jìn)行了草街至河口段的航標(biāo)、交通安全標(biāo)牌、航行水尺、航道維護(hù)基地碼頭及船艇等建設(shè)。其中，共配布航標(biāo)182座，采用了5.5m升降式桿形岸標(biāo)和10m浮標(biāo)[1]。由于航標(biāo)使用年限較長(zhǎng)，加之受上游航電樞紐泄洪和三峽庫(kù)岸變動(dòng)、庫(kù)尾泥沙淤積等因素影響，部分岸標(biāo)已存在不同程度的損壞;同時(shí)，由于目前的航道條件較建設(shè)時(shí)已有一定變化，使得部分航標(biāo)的助航效能不太理想，如重點(diǎn)標(biāo)位處的桿形岸標(biāo)視覺效果不明顯等。為滿足嘉陵江航運(yùn)發(fā)展需求，進(jìn)一步增強(qiáng)航標(biāo)助航效能、保障水上交通安全，對(duì)嘉陵江航道岸標(biāo)工程建設(shè)技術(shù)開展研究。

1 嘉陵江航道概況及岸標(biāo)現(xiàn)狀

1.1 嘉陵江航道概況

嘉陵江是長(zhǎng)江上游左岸的一條主要支流，發(fā)源于陜西省鳳縣東北的秦嶺山脈，經(jīng)陽(yáng)平關(guān)流入四川省，至重慶主城匯入長(zhǎng)江，干流全長(zhǎng)1 119km，流域面積159 800km2。嘉陵江在黃帽沱進(jìn)入重慶，渝境內(nèi)航道里程達(dá)172km，為其中下游段，河道蜿蜒曲折，岸線參差不齊。重慶市北碚區(qū)有溫塘峽谷、觀音峽谷河段，谷窄彎曲，兩岸谷壁陡立，岸坡多由層里破碎節(jié)理發(fā)育的石灰?guī)r構(gòu)成[2]。

嘉陵江干流航道規(guī)劃有17級(jí)梯級(jí)，其中重慶境內(nèi)有草街和利澤2個(gè)航電樞紐，草街航電樞紐位于嘉陵江河口以上約69km處。該樞紐于2010年4月建成并開始蓄水，2012年5月完成終期蓄水階段驗(yàn)收。與此同時(shí)，長(zhǎng)江三峽實(shí)施175m試驗(yàn)性蓄水，作為長(zhǎng)江一級(jí)支流的嘉陵江下游55km河段也受到了庫(kù)區(qū)回水影響。隨著草街下游河段航道整治的陸續(xù)開展以及樞紐上游河段的渠化，嘉陵江下段航道條件發(fā)生根本性改變，草街庫(kù)尾航道整治工程實(shí)施后，利澤至河口段140km航道將全面達(dá)到Ⅲ航道標(biāo)準(zhǔn)。

草街樞紐工程水庫(kù)具有日、周調(diào)節(jié)功能。樞紐水庫(kù)采用分界流量運(yùn)行方式，水庫(kù)平、枯期（11月～次年4月）水位在正常蓄水位（203m）和死水位（202m）之間變化，電站進(jìn)行日、周調(diào)節(jié)運(yùn)行，并考慮到草街水電站下游約60km河段沒(méi)有渠化，草街電站承擔(dān)航運(yùn)基流327m3/s（基荷出力6.8萬(wàn)kW）;為控制水庫(kù)泥沙淤積型態(tài)，減少水庫(kù)淹沒(méi)損失，汛期（5月～10月），當(dāng)入庫(kù)流量小于6 000m3/s時(shí)，電站維持正常蓄水位運(yùn)行;當(dāng)入庫(kù)流量大于6 000m3/s、小于15 000m3/s時(shí)，水庫(kù)水位降至排沙運(yùn)行水位200m運(yùn)行;當(dāng)入庫(kù)流量大于15 000m3/s，電站停機(jī)，水庫(kù)敞泄沖沙[3]。

嘉陵江中下游河段地貌因受地質(zhì)構(gòu)造和巖性的制約，多為低山、丘陵，海拔185～1 284.2m，地形走勢(shì)為東、北、西三面較高，南部較低。河段地貌大致分為平行嶺谷和平緩丘陵兩大類型：東南邊緣之華鎣山區(qū)為平等嶺谷地形，分布面積359km2，占幅員面積的15.5%;西北部廣大地區(qū)屬川中丘陵盆地，為平緩丘陵地型，分布面積1 997.21km2，占幅員面積的84.5%。

1.2 岸標(biāo)現(xiàn)狀

嘉陵江河口至草街段航道按一類航標(biāo)配布類別進(jìn)行配標(biāo)，其中5.5m升降式桿形岸標(biāo)19座。桿形岸標(biāo)作為重點(diǎn)吊向示位標(biāo)，主要設(shè)置于水土至草街間的峽谷河段，即觀音峽（嘉陵江航道里程49～56km）和溫塘峽（嘉陵江航道里程61～65km）。

上述航標(biāo)中的岸標(biāo)建成并運(yùn)行距今已近10年，部分標(biāo)體材質(zhì)已出現(xiàn)老化現(xiàn)象。此外，草街航電樞紐泄洪、三峽庫(kù)區(qū)水位消漲等因素引起的庫(kù)岸變動(dòng)、泥沙淤積等現(xiàn)象還造成下游部分岸標(biāo)出現(xiàn)不同程度的損壞。歷年來(lái)，嘉陵江汛期經(jīng)歷的高洪水位，部分設(shè)置高程稍低的航標(biāo)更是在洪水中被沖毀流失。同時(shí)，受嘉陵江草街下游航道水位變動(dòng)頻繁影響，出于航道維護(hù)管理的需要，部分標(biāo)位采取在岸坡平臺(tái)、凸嘴或石梁上直接放置標(biāo)體和標(biāo)燈的方式設(shè)置岸標(biāo)，即簡(jiǎn)易的錐形或罐形平臺(tái)標(biāo)。由于設(shè)標(biāo)的平臺(tái)高程較低、標(biāo)體矮小等因素進(jìn)一步削弱了其助航效能，在視距不太好的白天難以被船舶快速識(shí)別，夜間燈光也容易被周圍草木遮擋[4]。

2 嘉陵江航道岸標(biāo)工程建設(shè)設(shè)計(jì)思路

嘉陵江航道岸標(biāo)工程建設(shè)設(shè)計(jì)思路需要遵循以下原則：一是充分考慮嘉陵江航道條件和船舶航行特點(diǎn)，科學(xué)合理地標(biāo)示出安全、經(jīng)濟(jì)、便于船舶航行的航道;二是在現(xiàn)有航標(biāo)配布基礎(chǔ)上對(duì)部分助航效能差、不利于船舶駕引人員觀察的岸標(biāo)進(jìn)行調(diào)整改造，優(yōu)化為突出醒目、視覺效果好、有較強(qiáng)地形適應(yīng)能力的岸標(biāo)形式，改善通航環(huán)境;三是兼顧航標(biāo)維護(hù)管理工作需要，盡量減少維護(hù)工作量;四是節(jié)約建設(shè)成本，減少占地補(bǔ)償費(fèi)用。

根據(jù)嘉陵江河口至草街段岸坡土質(zhì)情況、水位變幅情況、航道條件情況和上游航電樞紐對(duì)航道條件的影響，針對(duì)具備設(shè)置永久性岸標(biāo)條件的標(biāo)位實(shí)施桿標(biāo)或塔標(biāo)，以提高岸標(biāo)助航效能;塔標(biāo)結(jié)構(gòu)形式擬采用10m鋁合金塔標(biāo)，有利于減少土建施工，加快建設(shè)進(jìn)度。對(duì)于不具備設(shè)置永久性岸標(biāo)條件的標(biāo)位，在保留原設(shè)標(biāo)形式的情況下完善設(shè)標(biāo)平臺(tái)、岸標(biāo)維護(hù)道路，以方便航標(biāo)維護(hù)工作的開展。

2.1 塔標(biāo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)采用10m組合式鋁合金塔標(biāo)結(jié)構(gòu)形式。鋁合金塔標(biāo)結(jié)構(gòu)自重輕，對(duì)地基承載力要求低;采用工廠加工、成品購(gòu)置和現(xiàn)場(chǎng)組裝的方式建設(shè)，具有土建施工內(nèi)容少、安裝快捷、建設(shè)周期短的特點(diǎn)。該塔標(biāo)自上而下由頂標(biāo)及標(biāo)燈、組合式鋁合金塔身和混凝土基座三部分構(gòu)成。

2.1.1 基座。塔標(biāo)塔形基座采用C25混凝土澆筑。標(biāo)準(zhǔn)基座的尺寸為直徑2.8m的圓臺(tái)形，地面以上高度1.0m，地面以下埋深根據(jù)標(biāo)位處的地質(zhì)情況而定，對(duì)土質(zhì)地基埋深應(yīng)不小于1.5m，且要求持力層地基承載力不小于150kPa，基座下鋪設(shè)20cm厚碎石墊層。對(duì)于巖質(zhì)地基（較完整的巖石、地基承載力不小于300kPa）要求基座嵌入巖層深度不小于0.5m，并采用砂漿錨桿基礎(chǔ)，即在基座范圍內(nèi)的整平巖面上均布12根砂漿錨桿，錨桿鉆孔深度不小于1.5m，鉆孔直徑100mm，預(yù)埋錨筋Φ25（Ⅱ級(jí)螺紋鋼），并采用M30砂漿灌孔。待砂漿錨桿基礎(chǔ)達(dá)到75%的凝固強(qiáng)度后，再澆筑混凝土基座，砂漿錨桿的錨筋彎錨入基座長(zhǎng)度不小于800mm[5]。

為提高塔標(biāo)外觀效果，基座頂面及表面設(shè)計(jì)采用100mm×100mm外墻磚粘貼。標(biāo)準(zhǔn)基座不分左右岸貼磚顏色全部為白色;為保護(hù)航標(biāo)設(shè)施及考慮到安全警示，所有塔標(biāo)基座的側(cè)面均應(yīng)用油漆噴涂“航道設(shè)施、法律保護(hù)、登高危險(xiǎn)、嚴(yán)禁攀爬”的警示標(biāo)語(yǔ)。

2.1.2 塔身。塔標(biāo)采用10m組合式鋁合金塔身，其材質(zhì)為防銹鋁合金（LF21），總高度10m，分別由圍欄節(jié)、上錐節(jié)、中節(jié)、門節(jié)和下錐節(jié)組成，節(jié)間通過(guò)法蘭和不銹鋼螺栓連接。上錐節(jié)頂部設(shè)安裝維護(hù)平臺(tái)，平臺(tái)直徑1.8m，中節(jié)直徑1m，內(nèi)設(shè)不銹鋼爬梯。下錐節(jié)安裝在混凝土基座上，通過(guò)預(yù)埋在基座內(nèi)的地腳螺桿連接。塔體外表面根據(jù)航標(biāo)涂色要求分節(jié)噴涂黑白（左岸）或紅白（右岸）相間的氟碳漆紋路。塔體具體技術(shù)規(guī)格如下：

型號(hào)：LD-1-10;主體直徑×高：1 000mm×10.0m;材質(zhì)：LF21（防銹鋁）;筒體壁厚：8mm;法蘭厚度：16mm;角撐厚度：10mm;連接螺栓：M16（不銹鋼）;基礎(chǔ)螺栓：24-M20×870;欄桿形式：圓筒開孔式。

2.1.3 頂標(biāo)及標(biāo)燈。岸標(biāo)類型均為側(cè)面標(biāo)志，左岸頂標(biāo)為錐形標(biāo)體，尺寸為底寬1.2m、高1.2m，標(biāo)體顏色為白色;右岸頂標(biāo)為罐形標(biāo)體，尺寸為底直徑0.8m、高1.2m，標(biāo)體顏色為紅色。頂標(biāo)標(biāo)體采用不銹鋼骨架和條板組合而成，表面粘貼超強(qiáng)級(jí)反光膜以增強(qiáng)助航效能。

頂標(biāo)標(biāo)體安裝在塔頂平臺(tái)的三角架上，并通過(guò)法蘭連接。三腳架高1.5m，為鋁合金角鋼焊制并固定在塔頂平臺(tái)上。

塔標(biāo)的航標(biāo)燈器采用155型太陽(yáng)能一體化航標(biāo)燈（電池容量120AH），并將其安裝在塔身頂部圍欄節(jié)的燈板上。燈板由與塔體相同材質(zhì)的鋁合金板制成，并焊制在圍欄節(jié)的靠航道側(cè)方向。

2.2 維護(hù)道路及設(shè)標(biāo)平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

嘉陵江河口至草街段配布的岸標(biāo)均位于峽谷河段，山勢(shì)陡峭、雜草叢生，為方便岸標(biāo)的設(shè)置及日常維護(hù)，應(yīng)建設(shè)相應(yīng)的維護(hù)道路。

2.2.1 維護(hù)道路布置。岸標(biāo)維護(hù)道路建設(shè)分兩種類型：塔標(biāo)的岸標(biāo)和仍保留平臺(tái)標(biāo)的岸標(biāo)標(biāo)位。第一類標(biāo)位在高水位處設(shè)置有固定塔形岸標(biāo)，航標(biāo)不隨水位變化而移設(shè);岸標(biāo)維護(hù)道路從低水位時(shí)最近的靠船登陸點(diǎn)沿自然岸坡向岸標(biāo)標(biāo)位處布置修建。對(duì)于第二類標(biāo)位，在布置維護(hù)道路時(shí)除修建低水位到高水位的梯道外，還需要根據(jù)常年水位變化和航標(biāo)移設(shè)情況分別修建低、中、高三級(jí)設(shè)標(biāo)平臺(tái)，以滿足不同水位期航標(biāo)設(shè)置和維護(hù)的需要。

2.2.2 維護(hù)道路結(jié)構(gòu)。岸標(biāo)維護(hù)道路采用C25現(xiàn)澆梯道結(jié)構(gòu)形式，寬度1.0m，樓梯踏步根據(jù)實(shí)際地形調(diào)整，寬250～500mm，高100～200mm，表面拉毛防滑。標(biāo)路地基基本為石質(zhì)，為保障標(biāo)路的整體穩(wěn)定性和防止水毀現(xiàn)象發(fā)生，現(xiàn)澆標(biāo)路內(nèi)鋪設(shè)Φ10鋼筋網(wǎng)并采用Φ25螺紋鋼插筋與巖石錨固連接，插筋縱橫向間距1m，同時(shí)澆筑梯道前，巖石基面應(yīng)鑿毛或開鑿成臺(tái)階段。

平臺(tái)標(biāo)設(shè)標(biāo)平臺(tái)與維護(hù)道路連接，平臺(tái)尺寸為2.0m×2.0m，混凝土面層厚度0.3m，同樣鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)和插筋錨固與巖體上。

3 結(jié)論與展望

3.1 結(jié)論

嘉陵江河口至草街段航道，通航船舶大型化趨勢(shì)明顯。隨著船舶數(shù)量和噸位不斷增加，對(duì)助航設(shè)施效能要求越來(lái)越高，嘉陵江航道岸標(biāo)工程技術(shù)的研究對(duì)航道標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化建設(shè)將起到關(guān)鍵作用。相對(duì)于簡(jiǎn)易的錐形或罐形平臺(tái)標(biāo)，塔標(biāo)具有更好的可視效果，更優(yōu)良的助航性能。同時(shí)，岸標(biāo)維護(hù)道路的規(guī)范設(shè)計(jì)和修建，為工作人員提供安全便捷的維護(hù)通道，有效減少了航道維護(hù)人員在進(jìn)行岸標(biāo)維護(hù)時(shí)可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)隱患。

3.2 展望

嘉陵江航道岸標(biāo)工程技術(shù)研究中，缺少對(duì)航道及周邊生態(tài)環(huán)境的分析，無(wú)法驗(yàn)證該類技術(shù)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境的影響。因此，在今后研究進(jìn)程中，應(yīng)加大岸標(biāo)工程建設(shè)技術(shù)生態(tài)環(huán)境影響研究，以滿足綠色生態(tài)航道建設(shè)要求。

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