■王 璐

(福建省港航勘察設(shè)計(jì)院有限公司，福州 350002)

漳州詔安灣大橋工程位于漳州市境內(nèi)，路線由北向南利用東山環(huán)島路至陳城鎮(zhèn)港口村，往西南方向布設(shè)，跨越詔安灣至詔安縣梅嶺鎮(zhèn)田厝村竹桁山，之后路線向西南方向延伸，終于詔安縣梅嶺鎮(zhèn)懸鐘村，接規(guī)劃沿海大通道。

詔安灣內(nèi)現(xiàn)有的碼頭等級(jí)均較小(千噸級(jí)以下)，航道也處于天然狀態(tài)，船舶利用天然水深通航，根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，擬建詔安航道按照滿足7萬(wàn)噸級(jí)散貨船乘潮單向通航標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，擬建下西坑航道為規(guī)模5千噸級(jí)雜貨船乘潮單線航道。大橋通航孔凈空高度和寬度需滿足規(guī)劃港口、航道的要求，其它通航技術(shù)參數(shù)需符合國(guó)家頒布的相關(guān)通航規(guī)定，以保證大橋建成后船舶的通航安全。本文對(duì)大橋橋位比選、通航孔設(shè)置及凈空尺度和技術(shù)要求等方面進(jìn)行分析探討，并提出建設(shè)意見(jiàn)。

1 海域概況與海床演變分析

詔安灣西面為梅嶺半島，東面是東山島，灣口朝南，口門(mén)寬約7km，有城洲島和西嶼等島嶼屏障。海灣呈南北伸展，長(zhǎng)約 17km，寬約 8km，岸線長(zhǎng)約 61km。該灣周圍多剝蝕低丘陵和臺(tái)地，岬角伸入灣內(nèi)。灣內(nèi)海寬平坦，灣口海底地形起伏，多礁島。北部灣頂附近有大片淺灘區(qū)域。詔安灣泥沙主要來(lái)源于陸地侵蝕物質(zhì)和海域來(lái)沙，岸線基本穩(wěn)定，長(zhǎng)期處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。灣口被城洲島和西嶼分隔為東西兩個(gè)水道，西側(cè)水道梅嶺半島與城洲島之間有一條溺谷型深水漕，長(zhǎng)約 7km，寬約 1.5～2km，其中等深線-10m以上長(zhǎng)約4km；東側(cè)水道東山島與西嶼之間深槽自然水深在-5m以上的寬度約為600m，長(zhǎng)度約6km。東山島西側(cè)岸線位于詔安灣東側(cè)，受波浪影響小，但總體水深條件稍差，中部有一內(nèi)灣西埔灣，向東內(nèi)凹，為鹽田和養(yǎng)殖區(qū)，已建有海堤與詔安灣相隔。

擬建詔安灣特大橋所在的灣口附近海域水面寬約7km，附近海域養(yǎng)殖區(qū)密布。

根據(jù)國(guó)家海洋局第三海洋研究所對(duì)橋區(qū)進(jìn)行流速流向觀測(cè)資料表明，由于本海區(qū)地形限制，水域多呈水道形式，潮流呈往復(fù)流，潮流流向與深槽走向基本一致。建橋后水域受橋墩束水作用影響，橋位附近將產(chǎn)生沖刷，特別是橋墩周圍將產(chǎn)生局部沖刷、淘蝕，而橋區(qū)上下游特別是兩側(cè)淺區(qū)由于流速減小產(chǎn)生一定的回淤，但不會(huì)對(duì)海床的整體穩(wěn)定帶來(lái)影響，橋區(qū)海域?yàn)┎燮矫嫖恢眉靶螒B(tài)不會(huì)發(fā)生大的變化，在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的重新調(diào)整適應(yīng)后，將達(dá)到新的平衡。

2 橋址方案及推薦橋型

根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)單位提供資料，設(shè)計(jì)方案如下：

2.1 詔安側(cè)通航孔雙塔斜拉橋設(shè)計(jì)方案

本方案采用 (60+105+350+105+60)m雙塔斜拉橋，半漂浮體系。主橋橋長(zhǎng)680m，主孔跨徑為350m，主梁采用組合梁或混凝土梁，滿足單孔雙向通航要求。索塔外形呈花瓶形，拉索為空間雙索面，主塔基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁群樁基礎(chǔ)。

2.2 東山側(cè)通航孔預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)剛構(gòu)方案

上部結(jié)構(gòu)采用變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，跨徑組合為(65+2×120+65)m，主橋長(zhǎng)370m。下部結(jié)構(gòu)采用雙肢薄壁墩、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

圖1 詔安側(cè)橋型布置圖

圖2 東山側(cè)橋型布置圖

3 航道現(xiàn)狀及規(guī)劃

詔安灣內(nèi)現(xiàn)有的碼頭等級(jí)均較小(千噸級(jí)以下)，航道也處于天然狀態(tài)，船舶利用天然水深通航，自詔安灣灣口分別經(jīng)西嶼島兩側(cè)水域深槽至灣內(nèi)漁港和碼頭。

根據(jù)《廈門(mén)港總體規(guī)劃(修編)》(2017年2月送審稿)，詔安航道按照滿足7萬(wàn)噸級(jí)散貨船乘潮單向通航標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，全長(zhǎng)4.1km，寬度170m，底標(biāo)高-12.5m(1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，下同)。

根據(jù) 《漳州市東山縣環(huán)島港口岸線綜合利用專項(xiàng)規(guī)劃》，規(guī)劃下西坑航道為規(guī)模5千噸級(jí)雜貨船乘潮單線航道，底寬120m，底標(biāo)高-8.5m，航道全長(zhǎng) 8.5km；航道至下西坑碼頭區(qū)向南偏西方向，接至規(guī)劃詔安港口作業(yè)區(qū)前方水域的天然深槽。

4 工程海域水文特征

4.1 潮汐

根據(jù)詔安灣大橋附近臨時(shí)潮位觀測(cè)點(diǎn)T1岐下站、T2田厝站的潮型判別數(shù)值均大于0.5，分別為0.7277和0.7325，屬于不正規(guī)半日潮。

4.2 潮位特征

本工程潮位特征值見(jiàn)表1。

表1 潮位特征表

4.3 潮流

根據(jù)國(guó)家海洋局第三海洋研究所2016年3月在詔安灣水域測(cè)流資料表明：本地潮流運(yùn)動(dòng)形式主要表現(xiàn)為往復(fù)流性質(zhì)。

5 橋位方案分析

橋梁設(shè)計(jì)單位針對(duì)沿線地形、地質(zhì)條件、社會(huì)環(huán)境及地方政府的意見(jiàn)等因素，在原規(guī)劃方案(圖中方案三)基礎(chǔ)上布置了南線方案(方案一)、北線方案(方案二)2個(gè)路線(見(jiàn)圖 3)。

南線方案優(yōu)點(diǎn)：新建里程較短，項(xiàng)目起點(diǎn)處可較便捷通達(dá)東山港區(qū)，終點(diǎn)處位于詔安港區(qū)附近，該方案為聯(lián)系詔安港區(qū)與東山港區(qū)的最便捷通道，有利于詔安港區(qū)和東山港區(qū)及其他資源的整合，充分發(fā)揮臨港工業(yè)區(qū)公路集疏運(yùn)的功能，同時(shí)帶動(dòng)西嶼島的開(kāi)發(fā)建設(shè)；缺點(diǎn)：路線需繞行里程較長(zhǎng)，新建跨海特大橋較長(zhǎng)，總造價(jià)較高。

北線方案優(yōu)點(diǎn)：路線總里程較短，新建里程適中，新建跨海特大橋較短，總造價(jià)適中；有利于帶動(dòng)整個(gè)東山島與詔安的聯(lián)系，為東山島至詔安最便捷的通道；同時(shí)此方案結(jié)合東山環(huán)島路的建設(shè)輻射區(qū)域可以拓展至東山全島；缺點(diǎn)：該方案近期主要服務(wù)于東山縣西翼與詔安縣東翼，不利于詔安港區(qū)和東山港區(qū)的資源整合，同時(shí)路線梅嶺段對(duì)梅嶺鎮(zhèn)狹長(zhǎng)縱向地帶形成切割，無(wú)法保證地塊完整性。

經(jīng)綜合分析論證，推薦南線方案。

圖3 擬建詔安灣特大橋橋位布置示意圖

6 通航孔設(shè)置

本橋梁位于灣口海域，水域?qū)掗煟⒈粛u嶼礁石分為多個(gè)潮流汊道，海域條件復(fù)雜。通航孔的設(shè)置需要綜合考慮風(fēng)、浪、潮流、水深、海床演變及上下游航道銜接等因素，通航孔設(shè)置選擇難度大。

詔安灣灣口朝南，灣口被城洲島和西嶼分隔為東西兩個(gè)水道，兩水道大致呈東北～西南走向，西側(cè)為主水道，橋區(qū)位于灣口海域，西側(cè)水道長(zhǎng)約7km，寬約1.5～2km，其中等深線10m以上長(zhǎng)約4km；東側(cè)水道深槽自然水深在5m以上的寬度約為600m，長(zhǎng)度約6km。充分考慮了橋區(qū)海域條件特點(diǎn)和地方需求，以及各類船舶通航特性，提出在詔安側(cè)(西嶼島西側(cè))深槽和東山側(cè)(西嶼島東側(cè))深槽設(shè)置兩處通航孔。

詔安灣通航孔主要供進(jìn)出規(guī)劃的詔安港區(qū)的較大噸級(jí)的漁業(yè)船和貨船通航，東山側(cè)主要供進(jìn)出規(guī)劃的西埔灣游艇碼頭的各類游艇及1千噸級(jí)以下的小型船舶通航。大、小船舶實(shí)行分道通航，整體提高了通航能力和安全性。

7 最高通航水位及通航凈空尺度

根據(jù)《海輪航道通航標(biāo)準(zhǔn)》(JTS180-3-2018)，跨海橋梁的設(shè)計(jì)最高通航水位“應(yīng)采用當(dāng)?shù)貧v史最高潮位，必要時(shí)經(jīng)論證可采用年最高潮位頻率分析5%的水位，該水位宜采用耿貝爾Ⅰ型極值分布律進(jìn)行計(jì)算”。本工程最高通航水位取橋址處歷史最高潮位2.67m。

充分考慮海域自然條件與發(fā)展需要，通航等級(jí)和尺度分別以規(guī)劃需求中較大船型來(lái)確定，并考慮一定的富裕量。詔安側(cè)通航等級(jí)按5000噸級(jí)考慮，通航孔所需最小通航凈空高度為40.76m，設(shè)置為單孔雙向，通航凈寬不小于304m，通航凈寬范圍內(nèi)橋梁梁底標(biāo)高最低限值為43.43m；東山側(cè)通航等級(jí)按1000噸級(jí)考慮，通航孔所需最小通航凈空高度為25.58m，設(shè)置為雙孔單向，通航凈寬不小于89m，通航凈寬范圍內(nèi)橋梁梁底標(biāo)高最低限值為28.25m。

8 擬建橋梁與航道、水流條件適應(yīng)性分析

(1)詔安側(cè)規(guī)劃橋區(qū)航道水深在6.0～10.3m(理基)之間，東山側(cè)規(guī)劃橋區(qū)航道水深在5.9～11.9m(理基)之間，水流、水深條件較好。詔安側(cè)規(guī)劃橋區(qū)航道軸線與橋軸線法線夾角2.6°，通航孔跨度為350m，能滿足5000噸級(jí)海輪單孔雙向通航要求；東山側(cè)規(guī)劃橋區(qū)航道軸線與橋軸線法線夾角1.5°，通航孔跨度為2×120m，能滿足1000噸級(jí)雜貨船雙孔單向通航要求。

從航道條件看，擬建橋梁通航孔跨越所處海域的習(xí)慣航路，規(guī)劃橋區(qū)航道水深條件相對(duì)較好，航道順直，橋區(qū)航道直線段長(zhǎng)度滿足規(guī)范要求。

(2)從通航水流條件看，橋區(qū)詔安側(cè)通航孔附近海域最大漲潮流速0.91m/s，最大落潮流速0.89m/s，東山側(cè)通航孔附近海域最大漲潮流速0.55m/s，最大落潮流速0.96m/s。兩側(cè)橋區(qū)段漲落潮水流與航道軸線有較大的夾角，但橫流均較?。粯騾^(qū)附近海域無(wú)不良流場(chǎng)和流態(tài)，水流較為平順。

9 通航安全保障措施

在通航海域上建設(shè)橋梁后，橋區(qū)通航環(huán)境及水流流態(tài)發(fā)生改變，因此橋梁在施工階段及建成營(yíng)運(yùn)期間，大橋建設(shè)單位應(yīng)委托有資質(zhì)的單位，對(duì)橋區(qū)航道和橋梁及橋區(qū)的助航標(biāo)志進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。大橋管理部門(mén)負(fù)責(zé)上述設(shè)施的維護(hù)保養(yǎng)或委托海事航標(biāo)管理部門(mén)維護(hù)。

按照國(guó)標(biāo)GB4696-1999《中國(guó)海區(qū)水上助航標(biāo)志》及GB24418-2009《中國(guó)海區(qū)可航行水域橋梁助航標(biāo)志》的規(guī)定，建議在詔安側(cè)通航孔配布一對(duì)雙向通航孔標(biāo)志，上下游側(cè)各配布一對(duì)左、右側(cè)標(biāo)志和一對(duì)橋墩警示標(biāo)志；在東山側(cè)每個(gè)通航孔迎船側(cè)各配布一座單向通航孔標(biāo)志、一對(duì)左、右側(cè)標(biāo)志和一對(duì)橋墩警示標(biāo)志，在每個(gè)通航孔非迎船側(cè)配布一座橋孔禁航標(biāo)志。其航標(biāo)主要技術(shù)性能如表2。

表2 航標(biāo)特征表

10 結(jié)語(yǔ)

(1)跨海橋梁的選址，除應(yīng)在交通上考慮方便快捷、在造價(jià)上考慮節(jié)約成本外，還應(yīng)充分考慮與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展相協(xié)調(diào)，既要滿足當(dāng)下生產(chǎn)生活需要，又要為今后開(kāi)發(fā)預(yù)留空間；既要滿足中遠(yuǎn)期規(guī)劃要求，又要避免尺度過(guò)大造成浪費(fèi)。

(2)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，跨海大橋的建設(shè)日益增多，論證單位應(yīng)對(duì)跨海大橋的水域條件、通航技術(shù)參數(shù)等進(jìn)行詳細(xì)分析核算，對(duì)橋位選擇、通航孔設(shè)置、通航安全保障設(shè)施配布等問(wèn)題提出有效建議，以保證橋梁施工期和營(yíng)運(yùn)期橋區(qū)水域通航船舶和橋梁自身的安全。

(3)在橋梁交工驗(yàn)收前，施工單位應(yīng)及時(shí)清除施工殘余礙航物，必須對(duì)橋區(qū)航道進(jìn)行海床掃測(cè)，并對(duì)橋梁橋墩及通航凈空尺度進(jìn)行復(fù)核，建設(shè)單位應(yīng)向海事部門(mén)申請(qǐng)橋梁通航安全核查，以保證橋梁建設(shè)符合通航的相關(guān)要求。