长江上游航道整治建筑物类型及特征分析
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长江上典型涉水建筑物的防洪影响评价【摘要】在河道上修建涉水建筑物往往对河道防洪产生一定的影响,通常需要进行防洪影响评价分析,在大江大河上更是如此。
本文以长江上拟建某码头为例,以河床演变分析和平面二维水流数学模型计算为手段,对其进行了防洪影响评价分析。
对码头的防洪影响评价结果表明,工程修建不会对该河段的行洪和河势产生明显不利影响。
【关键词】跨江大桥;行洪;物理模拟;流向1、工程概况在大江大河上修建码头、桥梁、船厂等涉水建筑物时,需考虑其修建对行洪的影响。
按照国家相关法律法规要求,修建涉水建筑物需要进行相应的防洪影响评价[1-2]。
长江,不仅是我国经济发展的黄金水道,也是我国南方重要的泄洪通道,因此在长江上修建涉水建筑物需要进行严格的防洪影响评价[3]。
某拟建码头位置位于长江南岸的华容县东山一带,该处水深优良,河势稳定。
距调关镇约40km,距华容县约40km,距岳阳市约70km。
码头结构采用斜坡式,由趸船、活动钢栈桥和架空栈桥组成。
钢质趸船尺度65×11m;钢栈桥采用钢桁架结构,主尺度30×4.5×3.5m(长×宽×高)。
架空栈桥由斜坡段和水平段组成。
架空斜坡道坡顶高程37.4m,坡底高程25.07m,斜坡道水平投影长111.67m,宽7.6m,坡比1:9。
水平段长84.63m,宽7.6m。
斜坡道上设置钢带作为钢栈桥滑移轨道。
钢栈桥平面尺度为30×4.5m(长×宽)。
架空栈桥排架间距20.0m,每个排架布置2根φ800钻孔灌注桩,上部结构从上而下依次为100mm砼面层、1200mm“T”梁、横梁和墩台。
由于拟建码头工程部分建筑物位于河道内,将占用一定的行洪断面面积,可能对河道行洪和堤防运行管理等产生影响。
根据有关法律、法规的规定,需对河道管理范围内的项目建设进行防洪影响评价。
本文以该拟建某码头为例,对长江上典型涉水建筑物的防洪影响评价进行了详述。
第19卷 第4期 中 国 水 运 Vol.19 No.4 2019年 4月 China Water Transport April 2019收稿日期:2019-03-06作者简介:赵海升,天津天科工程管理有限公司。
浅析航道整治建筑物护底结构修复形式应用及质量控制赵海升(天津天科工程管理有限公司,天津 塘沽 300456)摘 要:长江整治建筑物的损坏位置都位于水流湍急,流态紊乱的区域,航道整治建筑物水毁现象比较常见。
常见的破坏有护岸冲垮及丁坝的损坏。
此文结合长江中游两个项目的维修进行了简单的损坏原因的分析及修复方案,并查询了目前护底结构的形式,修复主要采用散抛石、软体排护底+散抛石、软体排+透水框架物、抛填钢丝石笼、抛填砂枕+散抛石等工艺,通过几个工程的实例分析各种结构形式的优缺点及质量控制要点,为以后选择合理的修复整治建筑物护底结构提出了一定意见,为以后的质量控制提供依据。
关键词:护底;散抛石;软体排;钢丝石笼框架结构中图分类号:U617.8 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2019)04-0142-02引言经过几十年国家对长江干线的治理,长江沿线的整治建筑物已基本建设完成。
由于河道演变的复杂性、原设计结构标准低、施工设备工艺较落后等多方面因素的影响导致很多航道整治建筑物存在水毁、护岸塌落、丁坝破坏的现象,影响到堤坝的安全及整治建筑物的功能正常发挥从而影响到通航。
因此需要对航道整治建筑物进行维修,但由于修复在原有整治建筑物结构上河床复杂,且损坏的区域多是水流湍急,工艺的选择及施工难度较大。
整治建筑损坏的主要原因是基础受到冲刷后在水流和漂浮物冲击下,抛石块体常以滑动和滚动的形式脱离坝体,导致使护岸、丁坝局部(坝头、坝体)或整体遭到破坏。
因此基础护底结构的修复成为修复能否维持较长时间的关键。
一、维修工程实例1.散抛石护底结构在长江中游某护岸维修工程中应用 散抛石通常情况下不作为单独护底结构,作为软体排压载物或者采取过护底结构区域的修补。
关于长江上游朝天门至涪陵河段航道整治工程环境影响报告书的批复(2020)你局《关于申请长江上游朝天门至涪陵河段航道整治工程环境影响报告书审查的函》(航道函规基〔2020〕3号)收悉。
经研究,批复如下。
一、该项目所在河段位于重庆市长江干流,处于三峡水库变动回水区中下段,起自嘉陵江河口,经重庆市南岸区、江北区、巴南区、渝北区、长寿区和涪陵区,终于乌江河口,全长约123公里,航道等级目标为长江干线Ⅰ级航道。
其中,朝天门至寸滩河段长5公里,整治目标为3.5米×150米×1000米(水深×航宽×弯曲半径);寸滩至涪陵河段长118公里,整治目标为4.5米×150米×1000米(水深×航宽×弯曲半径),部分碍航滩段航宽不低于120米,弯曲半径不低于800米,通航保证率为98%。
设计代表船型为5000吨级干散货船、300标准箱集装箱船、600车位滚装船及4艘3000吨级驳船组成的万吨级船队。
项目拟对10段共28.43公里水道按Ⅰ级航道标准进行整治。
整治内容包括疏浚、清礁及筑坝。
疏浚工程包括疏浚朝天门水道草鞋碛等11处滩险共18处浅区。
清礁工程包括清炸长叶碛水道门闩子等4处滩险共计12处礁区。
筑坝工程包括新建顺坝1座、潜坝5座及修复丁坝3座。
项目已纳入交通运输部“十三五”水运规划项目库,国家发展改革委以发改基础〔2019〕1516号文件批复了项目可行性研究报告,同意建设。
项目建设将对沿线生态、水环境等产生不利影响,在全面落实环境影响报告书和本批复提出的各项生态环境保护措施后,项目建设对生态环境的不利影响能够得到一定缓解或控制。
我部原则同意环境影响报告书的环境影响评价总体结论和各项生态环境保护措施。
二、项目建设的主要生态环境影响(一)生态影响。
项目所在河段分布有长江重庆段四大家鱼国家级水产种质资源保护区等生态保护目标,根据相关文献与近期鱼类早期资源调查结果,“四大家鱼”主要产卵场已向上游河段移动。
长江航道整治建筑物坝体损毁原因及维修对策研究
仲伟斌
【期刊名称】《交通科技》
【年(卷),期】2014(000)003
【摘要】受自然环境及人为因素等影响,部分航道整治建筑物坝体在运行一段时间后会出现不同程度的损毁。
文中对坝体损毁的原因进行了分析,并研究了导致损毁的因素。
针对各因素提出了维修的对策。
【总页数】4页(P196-199)
【作者】仲伟斌
【作者单位】长江航道局武汉 430010
【正文语种】中文
【相关文献】
1.川江航道整治建筑物损毁原因及维修对策研究 [J], 张文江;曾涛;马李伟
2.山区河流航道整治建筑物损毁原因与机理分析 [J], 李洪奇
3.长江中游周天河段航道整治建筑物3~#、4~#护滩带损毁原因及维护对策 [J], 李彪;涂琳;
4.长江干线航道整治建筑物监测、损毁机理及修复技术研究通过长江航道局验收[J], ;
5.长江南京以下12.5m深水航道仪征水道整治建筑物损毁特征及原因分析 [J], 陆华;盛艳丽
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长江上游观音背滩航道整治方案
郭琦;庹莜葭;张文江
【期刊名称】《水运工程》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】针对长江上游观音背河段暗碛浅区得不到有效冲刷而易出浅碍航的问题,提出了2种不同的整治方案,并采用数值模拟方法建立该河段的平面二维数学模型,对2种方案实施后的整治效果进行研究。
结果表明,方案实施后浅区部位水深均在3.5 m以上,达到了预期整治目标。
局部水流流态明显改善,设计流量下2种方案的最大流速增幅分别为0.798、0.995 m/s。
方案2较方案1对河道边界条件影响更大,局部消滩判数超过临界值3.92,不利船舶通行,因此选择方案1作为推荐方案。
研究结果可为该河段后续整治方案的确定提供支撑。
【总页数】7页(P126-132)
【作者】郭琦;庹莜葭;张文江
【作者单位】长江重庆航运工程勘察设计院
【正文语种】中文
【中图分类】U617
【相关文献】
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长江航道整治工程及综合利用安全管理综述摘要:本文针对长江航道整治及综合利用工程进行研究。
采用案例借鉴法、文献总结法,结合长江上游朝天门至涪陵河段航道整治工程的实际情况,详细阐述了航道疏浚及砂石综合利用方案,总结了施工过程中的安全管理措施。
研究表明:航道整治工程的安全风险较多,制定科学的施工方案,加强安全管理力度,才能实现预期管控目标,助力企业提高综合效益。
关键词:长江航道;疏浚施工;砂石利用;安全管理引言为服务长江经济带发展战略及长江黄金水道建设,促进长江生态保护,市水利局启动了航道疏浚砂石综合利用工作。
长江航道不同地区的疏浚砂粒径虽不相同,但主要为特细砂,含沙量高、砂质良好,是一种利用价值高的泥沙资源,可用于工程吹填、路基填筑或粗砂掺配[1]。
然而,国内关于疏浚砂综合利用方面尚无技术规范和标准可循,急需建立一套科学完善的管理制度体系,其中安全管理是一个要点。
以下结合笔者实践进行探讨。
1.工程概况长江上游朝天门至涪陵河段航道整治工程,全长约123 km,航道建设等级为Ⅰ级。
建设标准:朝天门至寸滩段水深3.5 m×航宽150 m×弯曲半径1000 m,寸滩至涪陵段水深4.5 m×航宽150 m×弯曲半径1000 m,通航保证率为98%。
其中,I标段由长江宜昌航道局负责实施,施工滩段包括草鞋碛、蛮子碛、铜田坝、广阳坝、长叶碛、大箭滩,疏浚砂综合利用由水投集团负责实施。
II标段由长江重庆航道局负责实施,施工滩段包括洛碛、王家滩、码头碛、中堆、青岩子等,疏浚砂综合利用由重庆高速集团下属重庆兴航商贸有限公司负责实施。
本工程中,将疏浚砂运输上岸,一方面可减小疏浚工程对长江水体环境的影响、生态环境的破坏,进一步规范河道采砂管理工作;另一方面在一定程度上缓解当地砂石料供需矛盾,促进重庆高速公路项目、市政府重点基础工程和民生工程等各项工程建设顺利进行。
2.航道疏浚及砂石综合利用方案2.1 疏浚施工根据初步设计报告,本工程疏浚介质主要为卵砾石,疏浚砂石总量约为219.97万m3,炸礁82.18万m3。
航道整治建筑物可靠性设计的思考航道整治过程中对于航道周围的建筑物的整治占据着举足轻重的地位,透过某些工程实施的结果分析,整体的破坏力是相当严重的,比较于其他的建筑物整治的设计理论存在着一定得差距,而且在整治建筑物的现状也不是十分的明朗,本文在综合这两种缺陷后,总结出比较完善的航道建筑物整治的可靠性设计。
标签:整治航道;整治建筑物;数据的精准性在航道建筑物整治方面是一项比较重大的工程,对外体现重要的一点就是在设计方面有着很大的要求,首先,要在原有的基础之上健全安全系数。
其次,要逐步建立起可靠度较高的设计理论。
采用可靠性设计对于量化结构在设计基准期中可靠性的预测有明显帮助,也能够为项目的技术分析提供精准的数值依据,本论文对此进行具体分析。
一、与现有的实际条件结合施工内河的航道整治工程,常常需要采用疏浚和整治的结合治理,然而要整治的建筑物按照形式分为:丁坝、顺坝、导堤、平顺护岸、鱼嘴、护底等建筑物。
需要整治的建筑物材料一般都是有土、石料、土木织物混合建成,在20世纪中晚期的建筑物整治过程中,通过人工抛石的方法搭建的建筑物比较多,也许就因为这样,在经过10—15年的使用后,坝体总是会出现不同的问题,就拿长江边的坝体来说,上游的宜宾到重庆的这個路段,在20世纪的整治过程,大多数都是采用疏浚与整治结合的治理方式,虽然取得了很大的成效,但是施工中所建的各类整治的建筑物损坏严重,有多所存在着不同损伤。
当时的坝体也受到了很大程度的损坏,承受过巨大的伤害,能够完整支撑下来也不过几座。
但是在最近几年中实施的工程坝体,采用了块石混凝土、钢筋混凝土等一系列坝面结果,护滩的地方也用到了混凝土技术,从事实情况上来看,都需要进行维护,航道的整治的建筑物的耐久性和安全性,成为日益关注的问题。
二、建筑物结构的设计动态结构的可靠性是指结构在规定好的时间内,在规划好的条件中,完成事前预定功能的能力,其中包括安全性、适用性、耐久性三种类型。
长江上游航道整治建筑物类型及特征分
析
摘要:长江上游地区的经济发展离不开近年来对航道的治理,通航条件的提
高得以满足货运量的增长需求,在治理中,航道整治建筑物发挥了不可或缺的作用,因此全面高效了解整治建筑物的类型和特征,尽可能全面详实地掌握其作用
机理和实际情况有利于我们保障航道整治建筑物稳定运行。
本文正是基于这样的
行业大背景,通过相关资料总结长江上游重要的整治建筑物——丁坝的基本情况,包括丁坝长度、宽度、所处位置、挑角等,分析现状并进行统计分析。
关键词:丁坝;整治建筑物;长江上游;特征分析
1.长江上游航道概况
长江上游干流航道上起四川宜宾,下至湖北宜昌,全长达1045km,在该区域
航道的集水面积有约53万平方千米。
长江上游航道连接了川、黔、渝地区的水
上之路,成为了至关重要的水上运输大动脉。
它也也是一条黄金水道,沟通了中
国西南与东部的,并对西南地区的经济社会发展起到了重要影响,“一带一路”
倡议和长江经济带战略的实施也与其密不可分[1-3]。
长江上游航道在低水位的情况下,水面宽350~450米,平均水深4~7米;
洪水时水面宽15~20米,比降约为0.27%。
长江上游航道两岸地势陡峭,峡谷多,岸形极不规则,河道弯,宽窄不定,岸线凹凸不平,河底起伏大,航道条件复杂
多变给航运带来了不利条件[4]。
但经过多年系统治理,上游航道的通航能力正在
逐步提高,截至2019年,长江上游航道分河段水深已达2.9米至4.5米。
较之
50年代初期,长江航道水深,上游航道分河段提高了1.6米至2.4米。
“十二五”期长江航道发展态势良好,规划建设目标实现,长江干线航道已全部达三级或三
级以上航道标准,5000多座浮标旧貌换新颜,完成杆标更新改造近200座,航标
维护正常率达99.9%。
然而,受坡陡流急和水沙动力急剧变化的影响,整治建筑物及航道设施受损严重。
1.
长江上游航道整治建筑物类型
2.1航道整治建筑物基本类型及作用
据统计,长江上游已建坝体整治建筑物主要有丁坝、顺坝、锁坝和潜坝等类型,其中已建整治建筑物中含丁坝(丁顺坝)共46座,顺坝(导流坝、碛头和碛尾坝)共23座,潜坝(丁潜坝)共17座,锁坝(堵坝和拦石坝)共4座,共建成坝体航道整治建筑物90座[5]。
丁坝、顺坝、潜坝由护底(上游坝体有的无护底)、坝体、坝面、坝头、坝根组成;锁坝两端接岸或江心洲,没有坝头,有两处坝根。
坝体整治建筑物的主要作用为束水、导流、导沙和固滩等。
2.2已建整治建筑物工程结构特征
在工程实践中,大部分航道整治建筑物采用抛石建造,应用广泛,是国内外最常用的形式。
由于其结构简单,维护方便,适用水力条件广。
据长江上游现有航道整治建筑物统计,98%的现有的坝体整治建筑物采用抛石丁坝的工程结构,部分采用条石坝面的结构及混凝土坝面结构。
但从实际的研究成果,由于复杂的水动力条件的影响,尽管坝体的一部分使用混凝土浇筑表面,但是坝体的基石的侵蚀严重,导致坝根浸出,坝坝的稳定性差,严重的甚至会导致坝体水毁。
通过上述对长江上游河段全长1045km的航道整治建筑物应用现状进行的全面调查总结,用于治理山区航道的整治建筑物主要类型有丁坝、顺坝、潜坝及锁坝,丁坝最多,其次是顺坝、潜坝、锁坝。
对整治建筑物损毁部位及类型总结分析发现,丁坝损毁最为严重,损毁部位主要集中在坝头部位。
因此,以下着重总结分析长江上游丁坝平面布置特征,期望对丁坝设计提供参考。
3.长江上游丁坝平面布置特征分析
合理设置丁坝位置、类型、数量、长度、高度及其角度,可以最大程度的发挥丁坝的作用,能够使本岸获得良好的防护效果、抬高上游水位、冲刷浅区的同时,也不致对岸造成冲刷破坏。
3.1丁坝在凹凸岸分布情况
丁坝在弯曲段分布在凹凸岸情况为:凹岸占58%,凸岸占42%。
研究表明:在凹岸布置丁坝能起到壅高水位、调整比降、减缓流速等作用;若将丁坝布置在凹岸弯顶略上游,可以起到调整水流,加强对凸岸碛嘴的冲刷等作用。
3.2丁坝在弯曲段和顺直段的分布情况对比
经统计分析,在长江上游河段,丁坝位于河道弯曲段的情况占比71%,而位于顺直段的情况仅占29%。
由此可见,在长江上游航段,因其属于山区性河流,多急弯,十分不利于航道通行,因此在弯道浅滩的位置布置丁坝,可以起到调整水流,壅高水位,减缓流速比降等作用改善通航条件。
3.3丁坝长度与河道收缩比相关分析
经统计分析,顺直段收缩比在0.1~0.2的范围占比最多,约为33.3%,顺直段的收缩比分布较不均匀(见图1、图2),应根据实际河段的河道水力特性,结合当地工程实际经验,综合考虑诸多因素,合理确定丁坝工程的收缩比。
弯曲段收缩比在0.2~0.3的范围占比最多,约为30%;在弯曲河道,短丁坝数量多于长丁坝数量,由此可见,在弯曲河道应该考虑不同的实际需要设置丁坝。
图 1顺直段丁坝收缩比分布图 2弯曲段丁坝收缩比分布
3.4丁坝挑角的相关分析
3.4.1丁坝在凹凸岸的挑角分析
根据坝轴线与水流方向的夹角,丁坝可分为向上挑、正挑、下挑三种类型。
三峡工程蓄水运行以来,河段的水深大幅度增加,航道常年处于水库状态。
经统
计长江上游丁坝挑角范围在83~135°之间,均值为105°,有利于达到护岸的目
的。
通过分析对比凹岸挑角与凸岸挑角的关系,可以发现凹岸挑角约50%小于
100°,凸岸挑角约50%小于110°,可见凸岸挑角应略大于凹岸挑角;凹岸分布
可近似于正态分布,与河道流态有密切的关系。
在实际确定丁坝挑角时,应充分
考虑河道条件,通航标准等要求。
3.4.2丁坝在弯曲段和顺直段挑角情况对比分析
据统计分析,丁坝在弯曲段的挑角分布在110°左右,在顺直段的挑角则分
布以90°或130°居多。
对比弯曲段和顺直段挑角的分布情况可知,弯曲段丁坝
挑角的分布范围更广,更离散,而顺直段丁坝挑角的角度则分布得更均匀。
图 1顺直段丁坝挑角分布图 2弯曲段丁坝挑角分布
图 3凹岸丁坝挑角分布图 4凸岸丁坝挑角分布4结论
(1)长江上游已建坝体整治建筑物主要有丁坝、顺坝、锁坝和潜坝等类型,其中以丁坝居多(占比约38%);
(2)长江上游已建丁坝位于河道弯曲段居多,其中丁坝在弯曲段分布在凹
凸岸情况为:凹岸占58%,凸岸占42%。
(3)丁坝长度与河道收缩比在顺直段和弯曲段的峰值及分布情况都有所不
同(顺直段0.1~0.2,弯曲段0.2~0.3),在实际工程中应根据河道水力特性等
综合考量。
(4)通过分析不同情况下丁坝挑角的情况可知:凹岸挑角峰值为
100°~120°,凸岸挑角峰值为110°~120°;且凸岸挑角应略大于凹岸挑角。
顺
直段挑角峰值为80°~100°;120°~140°,弯曲段挑角峰值为100°~120°,且
顺直段分布的更均匀。
参考文献
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