覃益官
摘 要:本文分析工程建設中內(nèi)河船閘級別與航道規(guī)劃等級之間的關系及存在的問題,結(jié)合廣東、廣西工程實踐的體會及規(guī)范的理解,探討提出對內(nèi)河船閘級別與航道規(guī)劃等級關系的認識。
關鍵詞:船閘級別 航道規(guī)劃 內(nèi)河通航建筑物
1.前言
在水運工程建設中,內(nèi)河通航建筑物(船閘)作為永久性建筑物,其級別規(guī)模的確定對航運的發(fā)展有著深遠的影響。河道梯級建設中,樞紐總體布置往往可供建設通航建筑物的空間有限,可預留建設多線的條件較少甚至沒有,且通航建筑物建成后其再進行改(擴)建的難度往往很大,有的甚至無改(擴)建的可能性。如何合理科學確定永久性通航建筑物級別為航運長遠發(fā)展服務,需認真對待。
現(xiàn)行規(guī)范一般要求船閘級別與航道規(guī)劃等級相適應,但在水運工程建設中,往往受地形、土地資源、船型、通過能力、水流條件、工程投資等綜合因素的影響,出現(xiàn)通航建筑物建設等級與航道規(guī)劃等級不完全相適應的情況,此外航道規(guī)劃的滯后性、航道規(guī)劃與船閘設計水平年不完全對等等原因,也給工程建設帶來困惑和問題,對于這些問題應如何認識和對待,本文結(jié)合工程實踐的體會和認識及規(guī)范的理解做初步探討。
2.工程實例及體會
2.1廣東省北江千噸級航道飛來峽樞紐二三線船閘級別規(guī)模確定和體會
北江位于廣東省北部,航運地位突出?!笆濉逼陂g腹地經(jīng)濟發(fā)展對水運也提出了強烈的需求,北江整治建設順勢而為,航道整治擬由Ⅴ級提升至Ⅲ級航道,其中包括船閘工程。下面就北江飛來峽樞紐擴建千噸級船閘為例進行說明。
通航船閘等級和規(guī)模需結(jié)合航道規(guī)劃、預測通過量需要、通航代表船型、建設條件等多方面綜合確定。北江飛來峽樞紐已建一線船閘為Ⅳ級船閘,有效尺度190×16×3.0m,飛來峽增建船閘在確定其級別和規(guī)模時作如下考慮:
1)通航船閘級別原則上與航道規(guī)劃等級相適應,即船閘等級與《廣東省內(nèi)河航運發(fā)展規(guī)劃(2010-2020年)》中規(guī)劃北江為內(nèi)河Ⅲ級航道相符的原則。同時結(jié)合航道自然條件、已建跨河橋梁等情況綜合分析,認為航道規(guī)劃等級總體合理,符合航運遠期發(fā)展趨勢,故船閘等級方案不考慮提高級別建設,其通航凈高、設計通航水位標準按內(nèi)河Ⅲ級航道要求設計。
2)船閘規(guī)模方面,預測到2030、2040年飛來峽樞紐最大(下行)貨運量分別為2741萬噸、3530~4110萬噸。按照《內(nèi)河通航標準》(GB50139),Ⅲ級船閘有效尺度上限為180×23×3.5m,按該尺度建設一座Ⅲ級船閘單向通過能力僅為1200萬噸/年左右,建兩座的通過能力之和也不能滿足遠期過閘量要求。因此,鑒于樞紐場地、水流條件、用地、防洪等綜合因素最多只能增建兩線船閘的實際,在確定船閘等級時提出原則上船閘級別按Ⅲ級建設,其通航凈高、設計通航水位采用內(nèi)河Ⅲ級航道標準,但為切實滿足貨運量通過需求,在船閘尺度上考慮突破Ⅲ級船閘的要求,即船閘有效寬度提升到34m檔,船閘有效長度根據(jù)代表船型過閘要求計算確定,門檻水深結(jié)合運輸代表船型吃水特點并留有一定富裕計算取值,最終確定飛來峽樞紐增建兩座千噸級船閘(二、三線)的有效尺度為220×34×4.5m,船閘有效尺度已經(jīng)達到了Ⅱ級船閘的標準,并向Ⅰ級船閘標準看齊。
3)飛來峽二三線船閘尺度規(guī)模方案的確定,除為滿足貨運量通過要求因素外,營運船型的特點也是其中因素之一。北江內(nèi)河千噸級航道與珠三角高等級河網(wǎng)溝通后,過閘船舶便兼有了內(nèi)河船型和珠三角至港澳線船型的特點。珠三角河網(wǎng)航道水深較好,港澳線船型較內(nèi)河船一般具有船寬偏肥、吃水偏深的特點(船寬在10.8~15.6m,吃水2.0~2.8m)。因此,北江船閘采用220×34×4.5m尺度,對港澳線船型的適應性明顯增強。
從確定北江飛來峽二三線船閘級別規(guī)模做法中的體會有,在保持船閘等級與航道規(guī)劃等級相符的前提下,為切實滿足貨運量通過需要,并結(jié)合建設條件受限的狀況,船閘規(guī)模尺度是可以考慮突破Ⅲ級船閘分檔規(guī)定的,通過采用更高等級的船閘尺度規(guī)模,從而能在建設條件受限、通過能力等問題上迎刃而解,這符合工程實際的需要。
2.2廣西西江長洲水利樞紐、貴港航運樞紐船閘級別確定實例和體會
西江航運干線(包括郁江、潯江和西江)是貫穿廣西、廣東的“黃金水道”,航運地位突出。在航道規(guī)劃方面,1998年交通部、水利部、國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會發(fā)布的交水發(fā)(1998)659號文,明確將西江航運干線規(guī)劃為內(nèi)河Ⅲ級航道;但隨著水運發(fā)展需要,2007年《廣西壯族自治區(qū)內(nèi)河水運發(fā)展規(guī)劃》(規(guī)劃水平年為2010年、2020年,遠景展望至2030年)規(guī)劃:西江航運干線(廣西段)由南寧至梧州界首570km為內(nèi)河Ⅱ級航道,并為遠景貴港~梧州段建設成為通航3000t級船舶的內(nèi)河Ⅰ級航道留有余地??梢钥闯?,在不到10年的時間內(nèi),廣西西江航道規(guī)劃等級就經(jīng)歷了新調(diào)整。
2.2.1西江長洲水利樞紐船閘級別的確定及體會
長洲水利樞紐位于廣西梧州市上游12km的潯江干流上,是西江干線廣西境內(nèi)的最末一個規(guī)劃梯級。
長洲水利樞紐可行性研究始于1989年,直至2004年9月才獲得國家發(fā)改委的正式批復建設。在長達十幾年的研究設計過程中,長洲樞紐船閘通航等級規(guī)模也經(jīng)歷多次調(diào)整。在1992年的《長洲水電樞紐工程初步設計報告》中,通航規(guī)模確定為雙線千噸級船閘,船閘有效尺寸為185m×23m×3.5m和185m×15m×3.5m,單向通過能力為1270萬噸/年。1994年,交通部“關于對《廣西長洲樞紐工程項目建議書》有關航運設施問題的函”(交函計[1994]295號)中,提出長洲水利樞紐的船閘規(guī)模應該為雙線千噸級船閘,閘室有效尺寸均擴大為185m×23m×3.5m,設計單向通過能力為2400萬噸/年。2004年12月,廣西交通廳從西江航運遠景規(guī)劃考慮,認為長洲樞紐的船閘應該擴大規(guī)模。為此,廣西發(fā)改委會同交通廳、建設廳、樞紐開發(fā)單位等部門對船閘建設標準提級進行了研究,形成會議紀要(桂政閱[2004]107號)認為必須擴大船閘的建設規(guī)模,即將雙線船閘中的1#船閘從1000t級擴大為2000t級,2#船閘的規(guī)模為1000t級不變,根據(jù)設計單位研究成果,隨后交通廳以“交計劃函[2004]813號”文確定了1#船閘的有效尺度擴大為200m×34m×4.5m。endprint
根據(jù)長洲樞紐一、二線船閘等級及規(guī)模調(diào)整歷程,最終其一、二線船閘等級和規(guī)模確定為:1#船閘為Ⅱ級船閘,有效尺度為200m×34m×4.5m,2#船閘為Ⅲ級船閘,有效尺度為185m×23m×3.5m,兩座船閘單向通過能力總和3920萬噸/年。
結(jié)合西江干線航道規(guī)劃的情況,長洲樞紐一、二線船閘在確定等級和規(guī)模時既考慮了當時的航道規(guī)劃等級,也考慮了航運遠景發(fā)展的問題。其中1#船閘的等級采用了比當時(2004年)規(guī)劃的Ⅲ級航道更高一級的Ⅱ級船閘,出現(xiàn)船閘等級高于航道等級建設的現(xiàn)象,而2007年西江干線航道規(guī)劃等級調(diào)整調(diào)高至Ⅱ級航道,并預留遠景Ⅰ級航道規(guī)劃后,1#船閘等級采用高于航道等級建設的做法卻很好適應了航運的新規(guī)劃新發(fā)展,這一點值得借鑒,同時也凸顯了航道規(guī)劃存在的滯后性問題。
2007年以后,廣西進入打造西江億噸黃金水道建設高潮期,區(qū)域經(jīng)濟合作加速,水運量發(fā)展迅猛,長洲樞紐一二線船閘通過能力目前已明顯不能滿足過閘量要求,出現(xiàn)船舶擁堵的問題社會影響大,擴建船閘的迫切性突出。長洲樞紐一、二線船閘于2007年5月建成后不到3年,三四線船閘建設又提上了日程。2009年底三、四線船閘工程同時動工,船閘均為Ⅰ級船閘,有效尺度均為340×34×5.8m,單向通過能力為9200萬噸/年,船閘級別和規(guī)模均按預留遠景Ⅰ級航道通航標準要求建設。從長洲樞紐后來新建的三四線船閘的做法體會到,在確定船閘等級和規(guī)模時,充分考慮流域航運需求問題、結(jié)合航道遠景規(guī)劃因素是十分重要和必要的,也是值得其他樞紐船閘建設時借鑒的。
2.2.2西江貴港航運樞紐船閘級別的確定
貴港航運樞紐是目前西江航運干線四個渠化梯級的第二個梯級,樞紐壩址位于貴港市區(qū)上游約6.5km的郁江蓑衣灘河段。樞紐于1999年竣工正常運行,已建一線船閘為Ⅲ級船閘,有效尺度190×23×3.5m,設計單向通過能力約1000萬噸/年,船閘建設等級符合當時Ⅲ級航道規(guī)劃要求。
隨著西江干線水運的迅猛發(fā)展,貴港樞紐一線船閘的通過能力在2010年以后逐漸達到飽和狀態(tài),二線船閘建設迫切性加大。目前二線船閘建設已勘察設計當中,工程可行性研究成果確定的貴港二線船閘建設規(guī)模為Ⅰ級船閘,船閘有效尺度為280×34×5.8m,與上、下游梯級復線船閘建設規(guī)模一致。
貴港二線船閘的等級和規(guī)模結(jié)合西江干線的統(tǒng)一規(guī)劃,考慮與上下游復線船閘等級和規(guī)模一致性,也按遠景Ⅰ級航道通航標準要求建設。從貴港船閘一線到二線船閘等級和規(guī)模的變化可以看出,航道規(guī)劃是指導船閘建設的重要依據(jù),而航道規(guī)劃等級能隨航運需求進行及時的調(diào)整則更顯關鍵,同時船閘建設緊扣航道規(guī)劃遠景采用高等級的船閘建設方案值得鼓勵。
3.建設實踐中船閘級別與航道規(guī)劃銜接存在的問題與體會
結(jié)合前文工程實例,對船閘級別、規(guī)模與航道規(guī)劃銜接存在問題的歸納和體會有如下幾點:
1)為滿足河道遠期發(fā)展需要,切實需要提高通船閘級別進行建設,因而出現(xiàn)船閘級別需突破航道規(guī)劃等級的問題。
出現(xiàn)的情況主要有:一是船閘等級需按高于航道規(guī)劃等級進行建設,例如長洲樞紐1#船閘建設;二是船閘等級保持與航道等級相同,但其有效尺度部分突破等級系列分檔建設,例如北江飛來峽二三線船閘。這些情況一定程度上凸顯了船閘級別與航道規(guī)劃等級之間的銜接匹配問題。
2)船閘設計水平年與航道規(guī)劃水平年不完全對等,所引起的如何合理確定船閘級別的困惑問題。
在船閘建設中,船閘作為永久性建筑物,規(guī)范要求在確定規(guī)模時采用船閘建設后20~30年,對增加復線、多線和擴建、改建困難的船閘,應根據(jù)遠期運輸要求,采用更長的船閘設計水平年。而航道規(guī)劃等級采用的水平年基本是20年左右,船閘建設有時也往往處于航道規(guī)劃水平年的中末期,兩者出現(xiàn)水平年的不完全對等問題。而航道規(guī)劃到期后其等級是否有調(diào)整提高是未知數(shù),船閘等級如按當前航道規(guī)劃等級實施,對今后航道等級的提升和航運發(fā)展極有可能形成較大限制(例如因樞紐已無建更高等級的船閘條件或船閘再改建的技術、協(xié)調(diào)難度復雜難以實現(xiàn)等),但是如要提高船閘等級建設又缺乏規(guī)劃依據(jù)、須增加投資等問題。因此在兩者規(guī)劃水平年限不完全對等的情況下,如何合理確定船閘等級是一個問題。
3)航道規(guī)劃的滯后性,凸顯船閘級別與航道規(guī)劃等級的矛盾問題。過去因天然條件等因素制約,航道規(guī)劃等級普遍不高。但隨著河道(流域)渠化規(guī)劃的逐步實施,航道條件改善,水運需求提升,航道升級迫切性加大,而此時原有的航道規(guī)劃往往已顯得落后。但水利部門在建設樞紐中,對船閘級別的確定主要依據(jù)現(xiàn)有的航道規(guī)劃等級,而要提高船閘建設級別以適應未來水運發(fā)展需則依據(jù)不足,出現(xiàn)尷尬局面。船閘級別提高,其尺度、通航凈高要求等都相應提升,工程投資相應增加,引發(fā)的則是一系列的問題。因而航道規(guī)劃的滯后性,也是影響船閘級別確定的重要問題。
4.規(guī)范關于航建筑物級別與航道規(guī)劃關系的規(guī)定及理解
4.1規(guī)范關于船閘級別與航道規(guī)劃關系的表述
4.1.1根據(jù)之前舊版《船閘設計規(guī)范》(JTJ261~266-87)(試行)有關規(guī)定
①總則規(guī)定“船閘設計應以河流(流域或區(qū)段)航運規(guī)劃為基礎,兼顧發(fā)電……”;
②第1.1.2條規(guī)定:“船閘應按其設計最大船舶噸級分為Ⅰ七級”。其分為Ⅰ~Ⅶ級,與航道等級劃分一致。
③第2.1.1條規(guī)定:“船閘的設計水平年一般采用:Ⅰ至Ⅳ極船閘建成后15~25年;Ⅴ至Ⅶ極船閘建成后10~20年,船閘擴建、改建或增建新線均較困難者,其設計水平年應取上限。經(jīng)過論證認為需要時,可采取更長的設計水平年限?!?/p>
4.1.2根據(jù)當前實行《船閘總體設計規(guī)范》(JTJ305-2001)有關規(guī)定
①總則第1.0.4條規(guī)定:“船閘總體設計應從全局出發(fā),統(tǒng)籌兼顧,以河流航運規(guī)劃和航道等級為依據(jù),并與樞紐總體設計相協(xié)調(diào)……”endprint
②第2.1.1條船閘分級規(guī)定:“船閘應按其設計最大船舶噸級分為7級”。其分級指標與表4-1相同。
③第3.1.1條規(guī)定:“新建、擴建和改建的船閘級別與建設規(guī)模,應依據(jù)船閘所在航道的定級或規(guī)劃等級,……,綜合分析確定?!?/p>
④第3.1.2條規(guī)定:“船閘的設計水平年應根據(jù)船閘的不同條件采用船閘建設后20~30年。對增加復線、多線和擴建、改建困難的船閘,應根據(jù)遠期運輸要求,采用更長的船閘設計水平年。”
4.1.3根據(jù)當前實行《內(nèi)河通航標準》(GB50139-2014)有關規(guī)定
①第1.0.4條規(guī)定:“內(nèi)河船閘和過河建筑物、臨河建筑物等不易擴建、改建的永久性工程和一次建成比較合理的工程,應按遠期航道技術等級或航運發(fā)展長遠需求進行規(guī)劃設計。”
②第4.1.1條規(guī)定:“船閘級別應按通航的設計最大船舶噸級分為7級”,船閘級別劃分應符合如表4-1的規(guī)定。
③第4.1.2條規(guī)定:“船閘通過能力應滿足設計水平年內(nèi)各期的客貨運量和船舶過閘量要求。船閘的設計水平年應根據(jù)船閘的不同條件采用船閘建成后20~30年;對增建、改建或擴建船閘困難的工程,應采用更長的設計水平年?!?/p>
④第4.1.4條規(guī)定的天然和渠化河流船閘有效尺度:
Ⅰ級船閘尺度(m):280×34×5.5(長×寬×門檻水深,下同);
Ⅱ級船閘尺度(m):200×34(或23)×4.5;
Ⅲ級船閘尺度(m):180×23(18或16或12)×3.5;
Ⅳ級船閘尺度(m):180(或120)×23(18或16或12)×3.0;
Ⅴ級船閘尺度(m):120×23(18或16或12)×2.5;
Ⅵ級船閘尺度(m):100×18(16或12)×1.6;
Ⅶ級船閘尺度(m):80×12(或 8)×1.3。
4.2對規(guī)范的理解
根據(jù)以上新、舊規(guī)范的相關表述可知,船閘建設原則上要求以河流航運規(guī)劃和航道等級為依據(jù),其級別劃分也與航道等級劃分相同。因此,可以理解原則上船閘級別宜與航道規(guī)劃等級相同。
而2015年1月1日實施的新《內(nèi)河通航標準》(GB50139-2014)第1.0.4條規(guī)定:“內(nèi)河船閘和過河建筑物、臨河建筑物等不易擴建、改建的永久性工程和一次建成比較合理的工程,應按遠期航道技術等級或航運發(fā)展長遠需求進行規(guī)劃設計。”從該最新表述看,其較原《內(nèi)河通航標準》(GB50139-2004),修改增加了內(nèi)河船閘應按航運發(fā)展長遠需求進行規(guī)劃設計的表述,在新規(guī)范的條文說明中的4.1.1條也新增特別指出:“原標準中規(guī)定的船閘分級指標與航道分級指標相同,是指兩者的分級級數(shù)及其對應的船舶噸級分級是相同的,并不表明船閘級別與航道等級是對應的。在實際規(guī)劃和設計時,應按某等級航道中通航的設計最大船舶噸級確定船閘級別,因此船閘級別可以高于航道等級,這也符合我國航運發(fā)展的實際”。
5.船閘級別與航道規(guī)劃關系的認識
結(jié)合工程實例的認識和對規(guī)范的理解,本文對于船閘級別與航道規(guī)劃之間的關系有以下幾點理解和認識:
1)從發(fā)展低碳經(jīng)濟、航運遠景發(fā)展利益角度出發(fā),工程建設中船閘級別可適當考慮超前于航道規(guī)劃等級進行建設。在缺乏航道規(guī)劃依據(jù)的情況下,應取得其他相關政策的支持,增強實施的可行性,并應從全河道(流域)的高度統(tǒng)一船閘級別標準。
2)船閘級別與航道規(guī)劃等級相適應前提下(即通航標準相符),船閘有效尺度可考慮突破規(guī)劃等級的限制,采用更高等級的船閘有限尺度。在建設條件受限的情況下,該做法可以達到減少船閘線數(shù)、征地規(guī)模和工程投資,提高船閘通過能力等目的,增強建設的可行性和靈活性,應值得鼓勵。
3)航道規(guī)劃中,宜全面衡量其遠景發(fā)展能力,采用更長的水平年,尤其應結(jié)合水利規(guī)劃,重點考量永久性通航建筑物的影響問題,制定科學合理的規(guī)劃等級,指導永久性通航建筑物的建設,為航道遠景發(fā)展預留空間。另外航道規(guī)劃應根據(jù)河道(流域)水運的發(fā)展情況,及時、適當?shù)剡M行調(diào)整,為航運發(fā)展服務。
4)通航建筑物建設中雖可考慮突破規(guī)劃等級的限制,但船閘有效尺度系列分檔(尤其閘室寬度)仍應嚴格遵守《內(nèi)河通航標準》(GB50139-2014)的相關規(guī)定,實現(xiàn)船閘尺度標準化。通過通航建筑物尺度的標準化引導社會運輸船舶尺度的標準化,應是一種方向和趨勢,這有利于提高船閘的通過能力和運營管理。通航建筑物是永久建筑物,其建設尺度確定后調(diào)整難度往往較大,建成后影響時間深遠可達50年或更長時間,而船舶通過造船業(yè)的標準化來適應船閘尺度是切實可行和更為靈活的方法。交通運輸部2011年底發(fā)布的《關于公布西江航運干線過閘船舶標準船型主尺度系列及有關規(guī)定的公告》便是一種很好的做法。endprint