浦仪公路过江通道上坝段桥梁主桥施工期航道布置调整和航标配布方案

    严晓卫

    

    【摘 要】 为保障大桥施工安全和船舶通航安全，分析浦仪公路过江通道上坝段桥梁施工对航道通航安全的影响，按照大桥建设的主桥基础施工，主塔安装、钢箱梁存梁及安装，标准梁段吊装等3个阶段施工期，根据工程河段水深条件的变化及施工水域占用情况对航道布置及航标配布方案作出动态调整，为大桥施工安全和船舶通航安全提供技术保障。

    【关键词】 航标配布;航道宽度;桥区航道;上部结构安装

    航标是用来标示航道的方向和界限，引导各类船舶安全航行的重要助航设施。加强航道日常维护管理，广泛开展航道全面质量管理活动，不断提高航道维护水平，确保航道畅通是航道工作者的职责。为做好航道维护工作，根据船舶航行特点研究航标的配布并确保航标处于良好的技术状态十分必要。

    长江是目前世界上货运量最大、运输最繁忙的通航河流。近年来，随着国家“一带一路”建设、长江经济带建设等战略相继实施，作为我国水运主通道和沿江地区综合运输体系主骨架的长江干线航道建设受到国家高度重视。

    浦仪公路是长三角区域江北沿江综合运输走廊的重要组成部分，也是便捷沟通和联系南京大桥、南京二桥、南京四桥的重要交通设施。浦仪西段为G104国道的组成部分，路线起自G104国道浦泗立交，后跨上坝夹江段，在八卦洲与二桥高速相交，路线长11.780 km;东段为规划S001省道的组成部分，路线往东跨九里埂夹江段，在南京化学工业园长芦、玉带两大片区之间穿越，经瓜埠镇南，终点接南京绕越四桥高速，路线长约16.268 km。浦仪公路过江通道上坝段桥梁已于2018年3月1日正式开工建设，预计2020年12月31日完工。开建的桥梁位于长江干线南京河段八卦洲汊道，其长江下游航道里程约339 km。

    本文充分分析浦仪公路过江通道上坝段桥梁水上施工对航道条件影响，提出施工期航道调整和航标配布方案，为大桥施工安全和船舶通航安全提供技术保障。

    1 大桥施工对航道条件的影响

    1.1 大桥施工占用水域范围

    根据大桥施工方案，浦仪公路过江通道上坝段桥梁主桥工程以上坝段桥梁主桥孔中心線为分界线分成浦口侧、八卦洲侧两个标段。为确保施工船舶和附近通航船舶安全，需划定合适的施工占用水域，合理规划附近船舶通航航路。参照《海港总体设计规范》，船舶制动距离在压载状态下可取3～4倍设计船长，满载状态下可取4～5倍设计船长。据此，工程附近上下游水域安全距离可取3～5倍最大通航船型设计船长。夹江大桥设计通航船型为1万吨级散货船，其船长为135 m，据此参照大桥设计通航船型尺度，计算安全距离应为405～675 m。工程附近河段水流以径流下泄为主，受潮流上溯影响较小，附近通航船舶的船长多为100 m以下。综合考虑工程附近水流状况及通航船舶尺度，取500 m 安全距离作为施工区上游占用水域，取 400 m 安全距离作为施工区下游占用水域。

    根据垂直水流方向，浦口侧选用主桥墩轴线外侧120 m作为施工占用水域;八卦洲侧取施工临时码头停泊水域外边界，施工临时码头设计船型为吨级驳船，考虑到部分吨级驳船船宽可达18～20 m，选用施工临时码头外侧42 m，即主桥墩轴线外侧100 m，作为施工占用水域边界线。

    1.2 对航道布置的影响

    跨江主桥建设期间航道占用情况见表1。

    1.3 对航标配布的影响

    目前工程局部河段航道布置为偏右岸的河心航道，航道整体向左侧适度调整，航道宽度不小于200 m。行洪断面补偿补充疏浚工程已于2018年4月底结束。疏浚工程完成后主桥施工开始。

    由于疏浚施工方案发生变化，改用沉管作业，目前工程局部在八卦洲侧临时找桥码头外侧上、下游适当位置设置侧面浮标3座;临时撤销七里洲塔形沿岸标;左侧标志没有变化，分别为南钢3号、4号、5号白浮。鉴于施工水域距离航标较近，施工活动对桥区现状设置的航标有一定的影响，影响较大的为南钢4号白浮、上坝施2号红浮，应结合施工期桥区航标配布作相应调整。

    2 航道布置调整方案

    2.1 航道布置现状分析

    工程局部处于八卦洲左汊西方角与南钢码头之间的南钢万吨级专用航道中间。南钢万吨级航道于2006年12月开放，航道里程8.6 km，航道维护尺度为深8.0 m、宽200 m、弯曲半径1 050 m，保证率98%。

    工程局部河段现状航道布置为偏靠右岸侧的河心航道，从施工占用水域分析情况看，可以满足双向通航要求，航宽不小于200 m。

    2.2 具体调整方案

    由于不同施工期占用水域不同，对应的航道布置调整方案也应有所区别。因此，依照大桥工程建设的3个阶段分别提出航道布置调整方案。

    （1）第一阶段航道布置调整方案。主桥墩基础施工期占用左侧实施疏浚工程后的部分可通航水域，对航道拓宽布置有一定影响。该施工期航道布置方案维持疏浚工程施工期的航道现状，航道宽度不小于200 m。

    （2）第二阶段航道布置调整方案。航道右侧（八卦洲侧）主桥塔节段安装、钢箱梁存梁及安装施工期，施工水域将占用右侧航道水域26～43 m，通过优化施工方案减小占用水域，同时利用浦口侧水域疏浚工程效果、施工期水位条件，将航道整体向左侧适当调整，航道宽度不小于200 m。

    （3）第三阶段航道布置调整方案。钢箱梁标准梁段吊装施工期将占用航道水域，占用位置随施工进度变化，每次占用时间相对较短，采用临时交通管制措施满足通航和施工要求，对航道布置不作调整。

    3 航标配布方案

    3.1 航标设置技术要求

    （1）航道等级：Ⅰ级。

    （2）航道尺度：目前工程局部航道维护水深8 m，保证率98%，航宽200 m，弯曲半径1 050 m。

    （3）航标配布类别：一类航标配布。

    （4）航标设计视距：3 km。

    （5）航标配布设计范围：浦仪公路过江通道上坝段桥梁主桥施工水域范围。

    3.2 航标配布原则

    拟建浦仪公路过江通道上坝段桥梁主桥施工期专用航标设置方案应遵循科学合理、安全可靠、经济实用的原则。

    （1）科学、合理、有效、可靠。准确标示航道两侧界限和桥梁施工作业水域范围，满足船舶航行和桥梁主桥施工的需要。

    （2）简单、明了、经济、实用，便于设置和维护管理。

    （3）与上下游河段航标有效衔接。

    （4）按桥梁工程名称命名，自下而上顺序连续编号。

    3.3 航标配布类型

    本次配布的专用航标位于航道上，按《内河航道维护技术规范》规定，应采用航行标志。由于工程局部河段现状航道布置为偏靠右岸侧的河心航道，选用航行标志中的侧面浮标。

    侧面标的功能、形状、颜色、灯质如下：

    （1）功能：标示航道左右两侧的界限。

    （2）形状：左岸侧浮标为锥形、柱形浮标或灯船，柱形浮标加装锥形顶标;右岸侧浮标为罐形、柱形浮标或灯船，灯船的上方均加装球形顶标。

    （3）颜色：左岸侧为黑色或白色，采用浮标时，标志船的锥形标体为白色，灯船的球形顶标和柱形浮标的锥形顶标为黑色;右岸侧为红色，采用浮标时，罐形标体、柱形浮标或灯船均为红色。

    （4）灯质：左岸侧为绿色单闪光、双闪光或定光;右岸侧为红色单闪光、双闪光或定光。

    在桥轴线上游500 m处左侧施工水域外侧设置专用浮标1座，下游400 m处左侧施工水域下游端适当位置设置专用浮标2座，共3座。

    专用标志的功能、形状、颜色、灯质如下：

    （1）功能：标示浦仪公路过江通道上坝段桥梁主桥施工水域范围。

    （2）形狀：标体为锥形、柱形。

    （3）颜色：黄色。

    （4）灯质：黄色， 单闪光或双闪光、 快闪或定光。

    3.4 航标配布方案

    3.4.1 工程局部河段现状航标设置情况

    航道左侧自下而上配布南钢3～7号白浮，航道右侧自下而上配布宝塔角塔形沿岸标、上坝施1～3号红浮、八卦洲头塔形沿岸标、西方角塔形左右通航标。

    3.4.2 专用航标配布方案

    （1）在航道右侧桥轴线上游600 m、300 m处，下游200 m处施工水域外侧位置各设置专用航标1座，共3座;采用侧面浮标标示航道右侧界限，其中上游300 m、下游200 m处的侧面浮标同时标示右侧施工水域外边线。

    （2）在航道左侧按满足航宽不小于200 m的要求，桥轴线上游600 m、300 m处，下游200 m处各设置专用航标1座，共3座;采用侧面浮标标示航道左侧界限，其中上游300 m、下游200 m处同时标示左侧施工水域外边线。

    （3）在桥轴线上游500 m处左侧施工水域外侧设置专用浮标1座，下游400 m处左侧施工水域下游端适当位置设置专用浮标2座，共3座。

    （4）根据各施工阶段的施工情况和通航情况需要适时对标位进行调整。

    3.4.3 航标器材选型

    水上标志采用10 m钢质标志船为定型产品。目前开建工程附近水域主要浮标为10 m单船，主航道浮标的两种常用标型分别为直径2.4 m的浮鼓以及10 m单船。浮鼓的优点是浮体稳定性高、防碰撞性较强，不易因被撞击而失常;缺点则是浮体成本较高，抛设及维护作业周期较长。10 m单船则具有成本低、抛设维护方便，定位相对方便等优点;缺点是稳定性较差，航标容易被撞击导致失常。现推荐浮标标型为成本低、较易恢复的10 m单船。

    3.4.4 灯器选型

    白天船舶依靠航标航行，夜间依靠航标灯航行。一旦航标灯在规定的工作时间内熄灭，将直接威胁船舶的航行安全，因此灯器的选型至关重要。

    在大气透射系数为0.74的条件下，灯器按照光强大于50 cd、发散角为8 rad、光电转换效率大于15%、标灯射程大于3 km标准配置。

    灯器的选型在满足标准的前提下，应选择质量上乘、寿命长、性能可靠的灯器。近年来国内外航标灯普遍采用LED航标灯，长江干线南浏段航标工程、三峡库区航标工程先后应用了这种新光源，应用情况良好。

    LED航标灯器选择的具体技术指标为：航标灯由双层LED光源、双层圆周焦点的菲涅耳透镜、铝合金或工程塑料底座组成;整套灯器应为全密封结构;单层LED数量大于25颗;LED寿命在5万h以上;灯质根据要求可作调整;额定工作电压12 V;有效视距达5 km;垂直发散角80 rad;黄色航标灯满足有效视距所对应的光强不小于50 cd（定光状态下的测量值）;静态工作电流小于5 mA。在同功率、同发散角条件下，光强值越高，其光、电转换效率越高，使用中就越省电。

    4 结 语

    本文所提出的航道布置及航标配布方案是基于现有航道条件研究分析得出的。大桥施工期间，为尽量减少大桥施工对过往船舶的影响，根据水深条件变化及施工水域占用情况，应对航道布置及航标配布作出动态调整。