长江下游江心洲河段的航道整治工程设计论文长江下游江心洲河段的航道整治工程设计论文摘要：针对长江下游江心洲水道的航道问题，进行了河床演变及碍航特性分析，采用模型试验等多种手段合理确定了工程平面布置方案，并在工程结构设计中，因地制宜采用长江航道整治目前较为先进、成熟的护岸和护滩结构形式，可为类似航道整治工程设计提供参考。关键词：江心洲；航道工程；整治设计；护岸；护滩带一、河道概况江心洲河段位于长江下游安徽省马鞍山市境内，下距南京市50km，上距芜湖市7km。河段上起东梁山，下止人头矶，全长约24km，介于芜裕河段和乌江河段之间，是长江下游航行条件较差的河段之一。江心洲河段平面两头窄、中间宽，呈顺直分汊状（图1）。左汊为主汊（即江心洲水道），外形顺直。左汊内主流摆动，两侧滩槽交替变化。右汊为支汊（即太平府水道），中部弯曲。江～乌河段航道整治一期工程对江心洲河段中的关键洲滩——牛屯河边滩、彭兴洲洲头及左缘、江心洲左缘的中上段实施了守护[1]，工程实施后，江心洲河段的滩槽格局及航道条件基本得到稳定，达到了治理目标。但由于一期工程未对江心洲河段内其它洲滩特别是下段易变洲滩进行控制，因而不稳定因素仍然存在。从近几年实测地形看，经历2010年、2012年长江大水少沙年后，江心洲河段未进行控制的下段滩槽形态冲淤变化较大，航道条件向不利方向发展。而且在原有小黄洲洲头限制性航道通航条件未改善的情况下，又在其上游约9.5km建设马鞍山公路大桥，在航道左岸侧太阳河口上游建设马鞍山港郑蒲港区，太阳河口下游规划建设郑浦港区二期，桥梁及港口工程建设要求江心洲水道航道稳定，如不及时对与航道条件密切相关的、起控制作用的不稳定滩体加以守控，目前较为优良的航道条件就有可能恶化，因此抓住有利时机实施航道整治工程已十分必要和迫切。江心洲河段位于芜湖～南京河段，根据《长江干线航道总体规划纲要》、《长江干线航道建设规划（2011～2015年）》，本河段航道建设标准为I级航道。二、碍航特性及工程方案1．江道特性通过对江心洲河段航道历史和近期河床演变的分析，结合物理模型[2]和数学模型[3]的趋势预测分析[4-6]，本河段存在以下问题：（1）江心洲水道近期演变趋势对马鞍山公路桥区至小黄洲洲头段航道条件的稳定不利。近期马鞍山公路大桥桥区的河道演变主要表现为桥区上游主流右摆及顶冲点的持续下移、左侧牛屯河边滩中部至大桥区段边滩的淤积外扩，桥区下游牛屯河边滩尾部的淤积下移、江心洲心滩的冲刷后退，这些变化如进一步发展，对马鞍山公路桥桥区至小黄洲洲头段的航道条件的稳定是不利的.。（2）近年来的来流条件变化对一期工程护岸稳定不利。受三峡蓄水影响，江心洲河段上游来沙量锐减，落水期消落速度明显加快。目前江心洲水道进口段主流右偏，深泓贴靠彭兴洲-江心洲左缘，一期工程彭兴洲-江心洲左缘护岸工程承受压力较大。在来水来沙持续目前特点的情况下，未护区域河床冲深下切，给一期工程护岸工程的稳定带来严重威胁。（3）江心洲心滩河段的发展变化对小黄洲左、右汊的分流稳定不利。目前随着江心洲头部的冲退，心滩左侧主流顶冲点下移，近期小黄洲左汊分流比明显增加（由2012年2月的17%增加至2015年1月的25.08%）。变化持续将改变下游汊道的分流格局，并可能对航道的稳定带来不利影响。2．工程方案根据江心洲河段目前存在的问题及本河段总体治理思路，经过多手段研究确定，本工程治理思路为：采取工程措施稳定江心洲水道下段滩槽格局，避免航道条件恶化，同时延续及强化一期工程效果，为后续江心洲及其下游航道持续治理打好基础。本工程具体设计标准为：1）航道等级：Ⅰ级；2）航道尺度：7.5m×200m×1,050m，保证率：98%；3）通航代表船舶（队）：通航通航2~4万t级船队和5,000t级海船，利用自然水深通航万吨级海轮。根据建设目标及设计标准，工程平面布置为：①在上何家洲低滩布置3条护滩带，三条护滩带，护滩带长度分别为268、358和615m；②上何家洲护岸长1,700m，③江心洲心滩头部护岸长1,525m，④彭兴洲-江心洲左缘护岸加固长度4,270m，⑤太阳河口护岸加固长度3,100m。工程平面布置（图1）经物理模型和数学模型综合比选，目前提出的方案能较好地实现工程建设目标。三、工程结构设计1．上何家洲三条护滩带上何家洲三条护滩带采用的是D型排+排上抛石+两侧抛透水框架（航道侧抛石）+根部接岸处理。D型排间横向搭接5m，在近岸侧采用了顺水流沉排，在头部冲刷变形较大区域采用垂直于水流沉排。沿护滩带纵向设10m宽抛石棱体压载，厚200cm，压载轴线距上游排边线50m，距下游排边线70m；轴线压载两侧满抛石，其中SHH1护滩带抛石100cm厚，SHH2护滩带、SHH3护滩带抛石80cm厚；护滩带在轴线上加高抛石厚度主要作为强化护滩带护