基于监测水位数据变化的通航净空高度安全性分析

摘要：为验证右江现有桥梁缆线的净高数据准确性，文章基于右江航道水文分析报告（2016年调查编制），对右江桥梁缆线的净空高度进行重新取值计算，结果表明：重新计算的净高大于原设计净高的占比为66%，净高值仍不达1 000吨级航道标准的桥梁有10座，跨江缆线有92条；净高不足的桥梁缆线中，缆线占比90%，桥梁整治应以预防为主，缆线整治应以整改为主；基于监测水位数据变化得到的最高通航水位水面线下降趋势，提高了桥梁缆线通航净高满足比例，缩小了整治范围，节约投入成本，缩短整治周期，具有实用价值。

关键词：桥梁；缆线；通航净空高度；水位监测

中图分类号：U612.32

0 引言

右江自百色起至宋村三江口止，全长318.8 km，全河落差49.03 m。2020-12-29，右江航道整治工程（两省区界—百色）开工，按内河Ⅲ级航道通航1 000吨级船舶标准进行建设，工程估算总投资为32 612万元，已于2022年基本完成。自此，1 000吨级船舶将可从云南富宁港出发，经广西直达珠江三角洲地区，形成富宁至广州1 280 km的“黄金水道”。然而右江辖区内存在部分跨河建筑物净空高度不足现象，需要进行整治。经过摸底调查，右江净高不足的桥梁缆线占所有桥梁缆线总数的43%，整治范围巨大，需要投入大量人力物力。为验证调查结果的可靠程度，需要对数据进行重新验算。

1 进行验算的必要性

右江有跨河桥梁37座、缆线256条，其中净空高度低于1 000吨级航道标准的跨江缆线有107条，桥梁20座。右江1 000吨级航道建设的水下疏浚施工虽已全部完工，维护水深达到1 000吨级标准，但由于部分跨河建筑物净空高度低于1 000吨级航道标准，存在安全隐患，限制了右江航道的升级［1］。目前只能通过设置通航限高，限制过往船舶吨位，避免发生船舶碰撞事故。限高取跨河建筑物最小净空高度值，过往船舶通行需注意查看通航净高指示牌等相关指示标志，了解所在河段航道通航最低净高尺度，注意行船安全。而对净空高度不足的桥梁缆线进行整治要各管养单位、业主积极配合，且需要大量资金。产生这一现象的原因：

（1）右江新建跨河建筑物净空高度标准发生变化。根据南宁航道养护中心调查，1965年，右江设计标准为国家Ⅵ级航道，2005—2011年，右江三大枢纽船闸，那吉、渔梁、金鸡航运枢纽建成回水，库区航道等级设计为Ⅲ级。至此，右江航道设计航道等级为Ⅲ级，跨河建筑物的设计按Ⅲ级航道标准进行建设，而右江2011年以前修建的桥梁有28座，缆线有239座，按当时的技术标准，右江设计标准为国家Ⅵ级航道，通航120吨级拖带船队，净高标准为4.5 m，侧高标准为3.4 m，审批建设时加上富裕计算值所设计的桥梁缆线净空高度和现今1 000吨级航道标准，净高为10 m，侧高为6 m相差甚远。

（2）右江存在少量缆线搭建达不到标准要求，整改不及时，净空高度偏低的情况。

航道通航净空尺度主要受以上两类建筑物影响。近年来，右江航运发展迅猛，船舶数量及吨位持续增长，并受山区河流河道窄深、水位陡涨陡落、水流湍急等多因素影响，桥梁、缆线防船撞需求愈加突出。在内河航运船型大型化的背景下，船舶一旦偏离航道撞击桥梁，极易造成桥毁船沉的重大事件，船撞问题已成为制约右江平安交通的关键因素之一。截至2022年年底的调查结果，右江已整改净空高度不足的缆线21座，整改项目还在继续开展，对右江航道桥梁缆线通航净高进行重新验算及对比分析，评估目前航道通航限高的合理性、精确性和可靠性差异，为右江整治工程提供数据支持。

2 通航净高重新验算

2.1 最高通航水位的选取

右江河段航道规划为Ⅲ级航道，通航1 000吨级船舶，通航的设计船型均为1顶2×1 000吨级分节驳的顶推船队及1 000吨级货船。设计船队尺度为总长L×型宽B×满载吃水T=160 m×10.8 m×2.0 m。考虑右江为山区性河流，根据《内河通航标准》（GB50139-2014）的规定，通航净空技术尺度设计最高通航水位洪水重现期取10年，通航净高标准为10 m，侧高标准为6 m。

在桥梁缆线的最高通航水位计算中，根据以上、下游枢纽设计最高通航水位为边界条件，采用比降插入法求得桥梁缆线相对应的最高通航水位，全文采用56黄基计算。

2.2 桥梁通航净高差值计算（图1）

2.3 缆线通航净高差值计算（图2）

2.4 桥梁通航净宽计算

根据《内河通航标准》（GB50139-2014）［2］附录C，选取老口库区金陵公路桥、那墨大桥为典型，单孔双向通航净宽Bm1、单孔单向通航净宽Bm2计算结果如表1所示。

2.5 桥梁通航侧高计算

桥梁侧高根据桥梁简图作图计算，并以库区为区段划分，筛选最小净空高度的跨河建筑物，其中跨江缆线净空高度以最低弧垂点高程计算，跨河桥梁净空高度以桥梁通航最小净空高度计算（侧高与净高最小值）［3］，结果如表2所示。

3 验算结果

（1）计算净高大于设计净高比例为66%，计算结果中，净高值仍不达1 000吨级航道标准的桥梁有10座，跨江缆线有92条（缆线考虑10 m净高标准、船舶航行富裕高度、缆线安全富裕高度）。与按照设计净高值判断的20座，107条两者差值较大。原因是右江航道全线渠化，右江河段自上游而下依次建成的那吉、鱼梁、金鸡、老口枢纽，使得通航条件得到很大改善，右江各梯级受上游水库调节后库区设计最高通航水位水面线有所下降，提高了通航限高的富裕值。

（2）设计净高与计算净高进行对比，桥梁差值幅度在-2.76～3.83 m，缆线差值幅度在-1.5～1 m，桥梁差值较大的原因是桥区航道在历年里都有得到优化疏浚，数据可靠，具有参考价值。

（3）净高不足的桥梁缆线中，缆线占比90%，桥梁整治应以预防为主，缆线整治应以整改为主。

（4）经计算，右江最小净空筛选与目前航道通航限高值一致，通航限高设置合理。

4 建议

右江枯水流量小，洪水暴涨暴落，洪峰历时短，主要表现出山区河流的特性。枯水期历时6～8个月，一般为10月至翌年的5月，洪水期为6～9月。洪枯水位涨落最大幅度达20 m左右。可根据右江枯洪水期特点，设置两个时间段的过河船舶限高标准，提高可通行船舶吨位，增加经济效益。在预防措施方面：（1）加装防撞措施，并安装明显指示标志；（2）加强制度建设；（3）利用现代科技，打造智慧航道，配备监控、通讯、预警设施；（4）加强对船舶状况和船员素质的监管；（5）洪水期，设置被动防撞措施的同时应采取积极主动的防船撞安全应对预案，提前化解船撞风险。在整治手段上，对不符合净高要求的缆线，由政府部门牵头，业主单位承担主要责任，强制整改和拉高；对不符合净高要求的桥梁，组织专家论证会，对桥梁进行改造，如进行抬高桥面高度、改变大桥桥跨布置等改造方案的可行性研究，或对经济效益较低的桥梁进行拆除重建；在资金投入方面，随着航道的优化升级，将跨河缆线桥梁净高的升级改造纳入到右江航道升级改造项目中一并实施。

5 结语

随着右江船舶通过量的不断增加，右江部分跨河建筑物的净空高度不足已成为制约航道发展的“咽喉”，给右江航道升级带来极大考验，桥梁缆线净高的整改是关键因素。为提高数据的可靠性，需要将桥梁缆线通航净高重新计算，保证整治工作低成本、高效率地进行。本文对验算结果做出了正确的分析，并提出建议，确保航道通航安全畅通，为净空高度不足的整治工作提供了技术分享。

参考文献

［1］广西壮族自治区人民政府.广西西江黄金水道建设规划［Z］.2010.

［2］GB 50139-2014，内河通航标准［S］.

［3］广西壮族自治区交通规划勘察设计研究院.右江航道水文分析报告［Z］.2016.

收稿日期：2024-03-21

作者简介：梁 娟（1989—），工程师，主要从事内河航道养护工作。