宝塔水道下段深水航道双向通航建设工程初步设计第一、二篇20141225.docx
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1、宝塔水道下段深水航道双向通航建设工程初步设计第一册 设计说明书第二册 设 计 图 纸第三册 工 程 预 算二零一四年十二月目 录第1章 总论11.1 前言11.2 设计依据21.3 设计概要31.4 存在的主要问题与建议5第2章 自然条件62.1 河道概况62.2 气象72.3 水文、泥沙82.4 工程地质102.5 地震102.6 已有工程设施11第3章 工程河段河床演变及航道条件分析133.1 历史演变概况133.2 近期演变分析133.3 演变认识及趋势预测183.4 工程河段航道条件分析19第4章 航道建设工程224.1 航道布置方案224.2 航标配布设计244.3 航标结构设计31
2、4.4 航标配件设计344.5 航标抛设364.6 航标维护管理384.7 试航检查的安排与要求39第5章 疏浚工程425.1 疏浚方案425.2 挖槽断面设计445.3 疏浚工程量455.4 回淤量计算455.5 弃土区选址465.6 疏浚施工工艺47第6章 施工组织设计50第7章 施工期航道维护与安全措施517.1 施工期航道维护管理517.2 工程观测51第8章 问题与建议52第1章 总论1.1 前言长江下游宝塔水道内有南化和扬子石化两大化工公司,华能和南热两大电厂,还有南钢等大中型企业,是南京的重工业基地。汊道内码头林立,水运交通较为繁忙,进出船舶种类多,有煤船、油轮、石油液化气、各类
3、液体化工原料船及矿石、矿粉等杂货船,大船有2.4万吨油轮、各种化工原料船、3000吨级之内的小海轮、港务局港作船队;小船有100200吨级油驳,还有进出马汊河的民船等。据不完全统计,宝塔水道下段的扬子石化公司年货运量约1200万吨,扬子石化巴斯夫有限责任公司年货运量约200300万吨,预计宝塔水道下段货运量约15002000万吨,可以说该航段内船舶通航密度较大,而目前宝塔下段的扬子乙烯专用航道为单向通航,已成为限制船舶流量增加的制约因素,将宝塔水道下段单向航道开辟为双向通航,以适应船舶密度持续增大的趋势已成为宝塔水道内各企业、公司的迫切需求,因此,宝塔水道下段深水航道双向通航建设工程是十分必要
4、的。除特别说明外,本报告平面坐标采用1954年北京坐标系,水位及高程均采用1956年黄海高程系,水深采用当地航行基准面起算,工程河段航行基准面为1956年黄海高程0.05m。各高程间换算关系见下图。0.03m1.878m0.02m1985国家高程基准1956年黄海高程当地航行基准面冻结吴淞高程1.2 设计依据1.2.1 主要依据文件长江南京航道管理处与我公司签订的初步设计合同。1.2.2 主要依据资料(1)宝塔水道下段扬子专用航道双向通航航道调整及航标配布技术方案研究,长江航道规划设计研究院,2011年1月;(2)长江南京航道管理处测绘的宝塔水道水下地形图。1.2.3 主要依据规范和标准(1)
5、中华人民共和国航道管理条例(中华人民共和国国务院令第545号,自2009年1月1日起施行);(2)中华人民共和国航道管理条例实施细则(中华人民共和国交通运输部令2009年第9号);(3)中华人民共和国航标条例(中华人民共和国国务院令第187号,自1995年12月3日起施行);(4)内河通航标准(GB501392004);(5)内河助航标志(GB586393);(6)内河航道维护技术规范(JTJ2872005);(7)内河助航标志的主要外形尺寸(GB586493);(8)内河航标管理办法(1996交通部令第2号);(9)浮标(JT700479);(10)浮标锚链(JT/T10091);(11)一
6、般航标灯通用技术条件(JT700382);(12)航标灯光信号颜色(GB12708-91);(13)航标灯光强测量和灯光射程计算(JT7007-93);(14)海港总平面设计规范(JTJ211-99);(15)疏浚工程技术规范(JTJ319-99);(16)疏浚岩土分类标准(JTJ/T320-96);(17)疏浚工程土石方计算标准(JTJ/T321-96);(18)淤泥质港口维护性疏浚工程土方计量技术规程(JTJ/T322-99);(19)疏浚与吹填工程设计规范(JTS181-5-2012);(20)疏浚与吹填工程施工规范(JTS207-2012);(21)水运工程节能设计规范(JTS150-
7、2007);(22)水运工程质量检验标准(JTS257-2008);(23)航道工程初步设计文件编制规定(JTS 110-5-2008);(24)内河航运建设工程概、预算编制规定(JTS116-1-2014);(25)长江干线航道发展规划(交通部交规划发20032号);(26)长江干线航道总体规划纲要(交规划发200935号);(27)长江江苏段船舶定线制规定(2013);(28)长江航道局航道行政管理工作规定(2007年8月);(29)长江航道局航道维护管理工作规定(2010年1月)。1.3 设计概要1.3.1 建设范围宝塔水道下段扬子专用航道(扬子10-2码头至天河口段)约9.7km范围。
8、1.3.2 航道维护标准宝塔水道下段双向通航航道技术标准为10.5m240m540m(航道维护水深航道维护宽度最小弯曲半径),满足2.4万吨油船(船型尺度为178.6m25m9.5m)双向通航要求。1.3.3 建设方案根据宝塔水道下段沿江企业的要求,宝塔水道下段扬子10-2码头以下航道上、下行通航维护水深均需达到10.5m。扬子10-2码头至通江集码头段航道左侧界限以距离各码头前沿线安全距离75m处连线,与航道左侧平行240m距离处连线确定航道右侧界限,考虑扬子10-2码头前沿2.4万吨级船舶回旋作业的要求,将该局部航段航道适当展宽。通江集码头以下航道右侧界限基本沿10.5m深槽右侧边界所处位
9、置进行布置,航道左侧界限以与航道右侧平行240m距离处连线确定,至天河口对开处,考虑船舶由主航道进入本专用航道需转弯进港上行,在该段应尽量适当加大航宽以利于船舶的安全通航。1.3.4 工程量宝塔水道下段深水航道(双向通航)共配布航标23座,航道左侧布置白浮5座,示位标1座,沿岸标2座;航道右侧设置红浮14座,示位标1座。本期建设工程航标配布工程量包括调整12座浮标(其中10m标志船11座,浮鼓1座)、增设白浮1座、红浮6座、拆除过河导标3座、建造示位标2座。疏浚量238万方,挖槽区和挖槽区疏浚弃土弃至龙潭水道西坝深潭内,运距约45km;挖槽疏浚弃土将选择合适的吹砂点吹至岸上。1.3.5 投资预
10、算宝塔水道下段深水航道双向通航建设工程总概算包括工程费用、其他费用、预留费用三项,总概算为5679.19万元,具体见表1-1。表1-1 总概算汇总表序号项目名称方案一(万元) 一工程费用4744.741疏浚工程4150.421.1挖槽区3164.801.2挖槽区242.051.3挖槽区743.572航标工程534.323临时工程60.00二其他费用664.01三预留费用270.44四总概算5679.191.4 存在的主要问题与建议(1)双向航道建设工程对宝塔水道出口段NO.27停泊区有一定影响,根据长江江苏段船舶定线制规定(2013),NO.27停泊区主要用途为供小型船舶停泊,作为港区安全作业
11、的基础设施,建议建设单位与停泊区相关主管部门沟通协商,就停泊区搬迁或者调整事宜进行妥善解决。(2)建议船舶驾驶人员在扬子10-2码头至皇厂河塔形沿岸标航段航行时,应尽可能地避免20000DWT化学船或2.4万吨级油轮在该航段内进行会船。(3)双向通航调整方案确定后,应首先落实船舶定线制规定修改事宜,并及时发布,确保双向通航方案的实施。第2章 自然条件2.1 河道概况宝塔水道位于长江下游南京河段八卦洲左汊下段。南京河段上起下三山,下迄新河口,全长约77km,自上而下由梅子洲分汊河段、南京大桥水道顺直段、八卦洲分汊河段、龙潭弯道段组成。水流过南京大桥水道后下泄分成两股,80%85%的水流进入八卦洲
12、右汊草鞋峡水道,1520的水流进入左汊宝塔水道,左右汊水流在八卦洲尾汇合进入下游龙潭弯道段(见图2-1)。八卦洲汊道处在下关和西坝两单一束窄段之间,是典型的鹅头型汊道,八卦洲洲体长10.1km、宽7.5km,下关和西坝最窄处宽约1.1km和1.2km,八卦洲分水道为左右两汊,右汊顺直宽深,上起西方角,下至八卦洲尾,长约11.7km,平均河宽1100m,称草鞋峡水道,为主汊(主航道);左汊为鹅头型支汊,自西方角至天河口长约23km,称宝塔水道,河道宽度400m至1000m不等,该水道弯、长、窄,进口处左侧有黄家洲边滩,进口后在电厂和扬子处有两大弯道,弯曲度接近100度左右,中段展宽处有马汊河水流
13、汇入,并存在马汊河口江心浅滩。枯水季节汊道最窄处仅有300m左右,河床断面成不对称三角形,深槽在上游进口处贴近右侧,在下游出口处均贴右侧。多年来,航行基面下5m等深线全线贯通,10m等深线在电厂和扬子两个大弯道之间的过渡段断开约5km,其余段10m线贯通,水深情况良好。八卦洲汊道汇流后,主流顶冲左岸西坝一带下行,过拐头后逐步过渡进入龙潭水道。河道特征见表2-1。表2-1 八卦洲汊道段河道基本特征表名 称平面形态长 度(km)平均面积(m2)平均河宽(m)平均水深(m)宽深比变化范围(/H)分汊前干流段基本顺直4.334514142424.21.12.5左汊弯曲21.6892178811.31.
14、04.9右汊基本顺直10.426729117022.81.22.0备注:计算水位为4.5m2.2 气象南京市位于江苏省西南部,地处中纬度,属亚热带季风气候。四季分明,雨量充沛,光照充足,气候条件较好。根据南京市气象站19052000年断续实测资料统计分析本地气象特征。2.2.1 气温七月份历年平均气温27.9C,冬季一月份历年平均气温2.0C,多年平均气温为15.4C,历年最高气温为43.4C(1934.07.13),历年最低气温为 -14.0C(1955.01.06)。2.2.2 降水多年平均降水量为1015.0mm,历年最大降水量为1621.3mm,历年最小年降水量为576.6mm,年平均
15、降雨天数120天,年平均日降水量大于25mm的天数 9.8天,大于50mm降水日天数为3.2天。2.2.3 风况当地常风向为NE,次常风向为ENE,NEENE的频率为18%,强风向为NE,根据19512000年资料统计:最大风速为16.0m/s,历年平均风速为3.2m/s,春、夏季多东南风,秋、冬季多东北和偏北向风,多为近岸风。2.2.4 雾况沿江多以平流雾为主,一般多出现在冬、春季节的清晨,雾时较短,年最多雾日为69天,年最少雾时为12天(1967年),多年平均雾日为31.9天。2.3 水文、泥沙2.3.1 水位南京河段位于长江下游干流感潮区内,潮水位受长江径流与潮汐的影响,为非正规半日潮型
16、。据南京站60多年潮水位资料统计:历年最高潮位8.31m(1954年8月17日),最低潮位-0.37m(1956年1月9日),多年平均潮位3.57m,多年平均潮差0.54m,年内最大水位变幅7.8m;历年平均涨潮历时为3.9小时,落潮平均历时为8.5小时。南京站潮位年特征值见表2-2。表2-2南京站潮位年特征值统计表 (1985国家高程基准)站 名项 目特 征特征值发生日期统计年份南 京潮位(m)历年最高8.311954.8.1719502006年历年最低-0.371956.1.9潮差(m)汛期最大1.311992.9.25枯季最大1.561962.3.7最小潮差01965.9.5历时(小时)
17、落潮平均8.5涨潮平均3.9年变幅(m)历年最大7.811999历年最小4.8920012.3.2 流量、泥沙本河段内无水文站,在其上游220km处设有长江下游干流的控制站大通水文站。大通水文站为长江下游最后一个径流水文站,据统计大通站以下干流区间入江流量约占大通站流量的3%左右,大通水文站的流量、泥沙特征基本代表长江下游来水、来沙的基本特征。大通水文站流量、泥沙特征值见表2-3和表2-4。表2-3 大通站流量、泥沙特征值统计表项 目特征值发生日期统计年份流量(m3/s)历年最大926001954.08.0119502009历年最小46201979.01.31多年平均(三峡水库蓄水前)2870
18、019502002多年平均(三峡水库蓄水后)2570020032009含沙量(kg/m3)历年最大3.241959.08.0619512009历年最小0.0161999.03.03多年平均(三峡水库蓄水前)0.47919512002多年平均(三峡水库蓄水后)0.17920032009输沙量(108t)历年最大6.78196419512009历年最小0.8482006多年平均(三峡蓄水前)4.2719512002多年平均(三峡蓄水后)1.4820032009大通水文站在三峡水库蓄水运用前(19502002年),多年平均径流量为9052亿m3,多年平均悬移质输沙量为4.27亿吨。三峡水库蓄水运用以
19、来(20032009年),该站年径流量约为8123亿m3,年输沙量为1.48亿吨,来水量比水库蓄水运用前减少约10%,而来沙量却减少了65%(见表2-3)。由表2-4可见,大通站年内来水来沙分布不均匀,最大流量和含沙量多出现在78月份,最小流量和含沙量多出现在12月份。从来水来沙的年内分配看,在三峡水库蓄水运用前后年内来水来沙量分布规律基本未变,汛期510月,蓄水前后来水量约占全年的70.85%和68.41%,来沙量占全年的87.5%和81.5%,输沙量较径流量更为集中,且沙峰一般略滞后于洪峰。表2-4 大通水文站来水来沙年内分配统计表月份流量输沙率多年平均含沙量(kg/m3)多年平均(m3/
20、s)年内分配(%)多年平均(kg/s)年内分配(%)蓄水前蓄水后蓄水前蓄水后蓄水前蓄水后蓄水前蓄水后蓄水前蓄水后110900120003.193.911309720.71.690.0980.078211600133003.394.32117012100.722.110.0930.076315900189004.656.14245023401.524.080.1420.12424100214007.056.95595024603.684.290.2380.115533700294009.859.551200045607.427.950.3290.136续表2-4月份流量输沙率多年平均含沙量(kg
21、/m3)多年平均(m3/s)年内分配(%)多年平均(kg/s)年内分配(%)蓄水前蓄水后蓄水前蓄水后蓄水前蓄水后蓄水前蓄水后蓄水前蓄水后6404003680011.8111.9517200635010.6411.080.4130.1657510004190014.9113.6374001080023.1418.840.7580.2328443003950012.9512.82310001060019.1818.490.7240.2589400003770011.712.24270001030016.717.970.6840.2551032900254009.628.2516900414010.
22、467.220.5070.151123000185006.736.01691024104.284.20.2960.121214200132004.154.29252011901.562.080.1710.089510月404003510070.8568.4123600779087.581.50.5690.199年平均2870025700/135004680/0.4790.179备注:流量根据19502009年资料统计;输沙率、含沙量根据1951、19532009年资料统计。2.4 工程地质根据多年来工程区地质资料,八卦洲左汊在大地构造上属扬子向斜褶皱带,地处南京凹陷的边缘,自晚白垩纪开始,有陆
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