长江口南槽一期航道治理工程(设计奖2023)
长江口南槽航道治理一期工程
(2022~2023年度第二批优秀设计一等奖)
申报单位 中交上海航道勘察设计研究院有限公司
一、项目基本情况
为进一步提升长江口航道总体通过能力,优化长江口航道通航结构和通航环境,满足长江口海运需求的持续增长,“十三五”期经交通运输部批准,在长江口航道管理局的组织下启动了长江口南槽航道治理一期工程研究设计工作,工程初步设计于2018年11月获得交通运输部批复。
工程主要建设内容包括:上接长江口深水航道分流鱼嘴南线堤,沿江亚南沙南缘建设一条总长15.975km护滩堤,0+000~10+000段堤顶高程+2.0m,10+000~14+975段堤顶高高程+1.5m,尾段700m长为2.0m厚护滩堤,并设置300m长的过渡段与前段衔接;人工航道建设标准为6.0m(理论最低潮面)×600m(口内段)/1000m(口外段)×1250m(水深×航宽×转弯半径),并配备导助航设施及其他相关配套设施,满足5千吨级船舶乘潮双向通航(同向多线),兼顾1~2万吨级船舶减载乘潮通航和大型空载船舶下行乘潮通航。工程于2018年12月开工建设,2020年6年交工,2021年12月竣工。工程决算约15.77亿元。
二、技术难点和特点
1. 一期工程实施前南槽航道面临通航密度大、船舶种类多、航宽不足、水深不够等问题,导致南槽航道事故险情多;同时,北槽深水航道“主要通航时段”这一优质进港时间窗口拥挤繁忙,需要分流吃水较小船舶。如何确立南槽航道的通航标准,需要综合考虑近期运输发展需求、河势控制需要以及现阶段建设条件等多方面因素。
2. 南槽区域滩槽水沙特性复杂,且航道北侧紧邻九段沙生物多样性红线,整治建筑物的平面需要统筹生态环保、河势控制、航道治理等多目标因素。
3. 在“生态优先、绿色发展”设计理念指引下,需要通过制定系列生态补偿及修复措施,落实环评相关要求,成为“共抓大保护”的重要实践。
4. 护滩堤坝址表层土体极易冲刷;材料供应有限,采砂需避开6-9月禁采期,高滩段需避开11月至次年3月施工,需合理选择结构型式和筑堤材料及安排施工顺序与进度。
三、创新点
1. 新通航标准——从问题和需求出发,系统考虑长江口整体通航格局,基于航道货运量及船舶流量分析,首次提出同向多线双向人工航道的通航标准。
2. 新方案——多目标(航道治理、河势控制、生态环保)追求下的整治建筑物总平面布置,及符合航运高质量发展的人工航道平面布置。
3. 新理念——遵循“生态优先、绿色发展”设计理念,积极落实生态环保的要求和措施。
4. 新结构——根据工程环境特点,确定两侧冲刷深度,优化堤坝结构型式;统筹建设条件与制约因素,结构设计匹配创新施工顺序要求。
5. 新技术、新材料——应用远距离无线定向传输技术实现了整治建筑物视频巡视,新材料砂袋布和线性低密度聚乙烯材料分别应用于整治建筑物及浮标。
南槽一期人工航道同向多线双向航道的通航标准在长江口水域属于首创。江亚南沙护滩堤工程实施后窜沟水域由冲刷环境变为淤积环境,江亚南沙沙体稳定,发挥了预期的工程整治效果;且工程对周边水域无不利影响。
四、成果应用
本设计成果已在长江口南槽航道治理一期工程中得到全面应用。
五、经济和社会效益
工程于2020年4月6m航道进入试运行期,6月整体交工,2021年12月竣工。工程产生了显著的社会和经济效益。在疫情和世界经济下滑等不利因素影响下,仍取得了通航艘次、货运量和经济效益的增长;同时使得北槽深水航道更好地实现了“深水深用”,进一步提升了深水航道的通航效益。试运行期2020年南槽通过货物量4.4亿吨,相较于基年2018年3.8亿吨年均增长7.29%,运营期2021年较2020年继续增长4.76%。试运行期2020年南槽通过船舶166339艘次,相较于2018年年均增长1.68%,运营期2021年较2020年继续增长2.46%,且船舶呈现大型化趋势。
交通运输部水运科学研究院的研究数据显示,南槽一期航道试运行以来,南槽航道的经济效益总量年均为11.22亿元/年,其中,经济费用4.23亿元/年,经济净效益7.34亿元/年,效益费用比为2.73;南槽对深水航道效率提升的效益为0.66亿元/年。
南槽航道一期工程的建成运营,有利于优化通航格局,提升长江口航运能力,促进长江口航道形成北主南辅、相得益彰的良好态势,进一步发挥长江黄金水道水运优势,打造综合运输服务体系,助推交通运输一体化进程,推动上海国际航运中心建设,促进长江三角洲一体化进程。
附图1 长江口南槽航道治理一期工程平面布置图
附图2 江亚南沙护滩堤及灯桩