許正濤

摘 要：為避免淮河洛河洼采砂船損傷1000kV淮南～南京淮河大跨越線路，本文通過采砂船現(xiàn)場測量、生產廠家調查、砂層勘測等方法，結合采砂需求，對洛河洼采砂船高度進行分析，確定淮河洛河洼1000kV大跨越線路對最高通航水位的凈空高度取65m，近年的運行情況表明，未發(fā)生因采砂船逃竄導致的導線損傷事故。

關鍵詞：通航凈高;采砂船;淮河;洛河洼

中圖分類號：U697 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）12-0160-02

0 引言

安徽省淮河干流河道采砂由來已久，近年來淮河采砂船只不斷增加，濫采現(xiàn)象日趨嚴重，給河勢穩(wěn)定、防洪、通航、涉河工程與設施的安全帶來了嚴重不利影響[1，2]。

淮南-南京-上海1000kV特高壓交流工程淮河大跨越工程在淮南市和懷遠縣縣界附近的閘口村跨越淮河，跨越檔距1490m，跨越點左岸為湯漁湖行洪區(qū)，右岸為洛河洼行洪區(qū)（洛河洼采砂區(qū)）。

自2011年以來，在本工程淮河大跨越跨越點上游幾公里范圍內，多次發(fā)生了因采砂船不下降吸砂管行進掛斷或損傷跨淮河電力線路導線的事故。

本文通過采砂船現(xiàn)場測量、生產廠家調查、砂層勘測等方法，并結合實際采砂需求，對洛河洼采砂船高度進行分析，以確定淮河洛河洼1000kV大跨越線路通航凈高[3-4]。

1 洛河洼采砂區(qū)規(guī)劃

洛河洼采砂區(qū)位于淮南市洛河洼右岸迎水側灘地，主要為洛河洼堤防退建加固工程實施后形成的外灘地。

洛河洼采區(qū)地層可分為5層，自上而下如下：①層（Q4a1）：中粉質壤土。層厚11.20m～14.50m，層底高程5.20m ～8.45m。②層（Q4a1）：細砂。層厚9.40m—13.30m，層底高程-6.70m～-2.60m，采砂最低底高程控制為-4.4m。③層（Q4a1）：中粉質壤土。層厚6.50～13.30m，層底高程-16.15m ～-11.90m。④層（Q4a1）：中砂。層厚4.00～10.00m，層底高程 -22.60m～-19.80m。⑤層（K）：砂巖，最大揭露厚度4.30m，層底最低揭露高程-24.80m。

洛河洼采砂區(qū)規(guī)劃開采第②層，最低底控制高程-4.4m?；春铀\發(fā)展要求和設計采砂區(qū)砂層埋藏的實際情況，采運結合、隨采隨運，采砂方式采用泵吸式[5]。

2 采砂船發(fā)展及逃逸危害

自20世紀90年代末期，采砂船的功率逐漸增大，由早期的功率約400kW，單船日產量也僅為幾千噸，逐漸發(fā)展到功率為2×1650kW的雙泵“吸砂王”、其單泵的工作能力已達到3750m3/h。

目前，在淮河及長江干流河道采砂主要使用射流式采砂船。采砂船主要由船體、吸砂管固定支架（含上端鉆管）、吸砂管三部分組成。吸砂管由上端鉆管和下端吸管組成[6]。

射流式采砂船工作時，將吸砂管深入砂層，由位于吸砂管底端的射流泵產生高壓水流沖擊泥沙，形成泥漿后從吸口將泥沙混合物吸入，沿吸砂管送入分離設備，砂石料從水中分離出來后被移動到皮帶機上，然后由皮帶機將其輸送至運輸船只或岸上。若采砂船進行非法采砂被執(zhí)法人員發(fā)現(xiàn)時，往往為節(jié)省時間，在不下降吸砂管的情況下進行緊急逃竄，此時吸砂管上端鉆管超高高度可達到50m以上，穿行通過跨越河道的高壓電力線路時，易損傷下層導線。因此，需要對采砂船不降吸砂管情況下的最高高度進行分析，以確定跨越電力線路的通航凈高。

3 洛河采砂船高度分析

3.1 現(xiàn)場測量

對洛河洼采砂區(qū)5個停泊點的采砂船支架高度和鉆管頂端高度的現(xiàn)場測量，有如下結果。

（1）現(xiàn)場測量船只中固定支架距水面最高51m，鉆管頂端距水面最高49m。大多數(shù)船只在休息停泊狀態(tài)，鉆管頂端沒有完全伸出固定支架。（2）吸砂管上端鉆管有8m、13m、22m三種長度分布，船型越大長度越長。（3）在現(xiàn)場測量的船只當中，固定支架距水面51m的采砂船，吸砂管上端鉆管長22m。

經調查了解，采砂船吸砂管下端吸管長度跟船的噸位和采砂深度均有關系，但主要取決于采砂深度。

3.2 生產制造廠家調查

經對多家生產鉆探式抽沙船生產廠家進行調查，近10年來用于淮河流域的鉆探式抽沙船一般船桅高度（抽沙揚程一半的高度）均不超過50m。

3.3 洛河洼采砂區(qū)砂層勘察

根據(jù)安徽水文工程勘察研究院洛河洼采砂區(qū)的地質勘探資料，洛河洼采砂區(qū)第②層砂最低的層底高程為-6.7m，第④層砂最低的層底高程為-22.6m。以灘地高程19.5m計算，洛河洼采砂區(qū)砂層最大埋藏深度為42.1m。

3.4 采砂船高度分析

根據(jù)以上采砂船高度調查和具體砂層分布，可進一步推測采砂船高度。

首先，以洛河洼采砂區(qū)規(guī)劃開采的第②砂層分析采砂船高度。第②砂層層底高程為-6.7m，當灘地高程取19.5m時，最大埋藏深度為26.2m。吸砂管下端吸管到土層最長為26m，考慮操作空間，采砂船固定支架對船面的高度取30m。吸砂管下端吸管長26m，上端鉆管長13m。采砂船行進前將吸砂管底部抬升至平齊船底，在行進過程中鉆管頂端的一般高度為13m+26m-3m（上端鉆管在吸砂管內重疊1.5m，船吃水深1.5m）=36m（距20年一遇洪水位23.9m），采砂船固定支架高度為30m+3m（船面至吃水線處為3m）=33m（距20年一遇洪水位23.9m）。

根據(jù)此段跨越淮河的500kV莊城線路值班監(jiān)督看護站記錄臺賬，正常穿行通過的采砂船高度在25m-34m。對比按照第②砂層的最大埋藏深度計算出的采砂船高度36m與實際情況的34m基本相當，因此，以埋藏深度和采砂方法相結合來計算采砂船高度方法是可行的。

在建筑工程，細砂主要用來抹面，中粗砂用來拌砂漿和混凝土，所以中砂用量更大。洛河洼采砂區(qū)第②砂層為粒徑0.07mm-0.24mm的細砂，平均厚度11.8m;第④砂層為粒徑0.31mm-0.40mm的中砂，平均厚度6.5m。為謀取更大的利益，采砂船主必然會增加采砂船高度，在規(guī)定的采砂區(qū)范圍內向地下越界開采。因此，需要以洛河洼采砂區(qū)越界開采的第④砂層分析采砂船高度。

第④砂層層底高程為-22.6m，當灘地高程取19.5m時，最大埋藏深度為42.1m。吸砂管長度最大40m（離巖石層2m）?？紤]水深4.4m和操作空間，采砂船固定支架高度（對船面）取48m。吸砂管下端吸管長40m，上端鉆管長22m，取20年一遇洪水位23.9m。采砂船行進前將吸砂管底部抬升至平齊船底，在行進過程中鉆管頂端的高度為40m+22m-3m（上端鉆管在吸砂管內重疊1.5m，船吃水深1.5m）=59m（距23.9m水位），采砂船固定支架距23.9m水位高度為48m+3m（船面至吃水線處為3m）=51m。

通過歷次采砂船損傷電力線的事故分析報告來看，已有淮河大跨越線路導線弧垂最低點與水面距離最高為40.1m，而采砂船體及吸砂管支架高度將近30m-50m，吸砂管完全伸出時將近50m-60m，采砂船在躲避執(zhí)法、慌忙逃竄過程中，為節(jié)省時間，會將吸砂管拔出河底，并伸出固定支架，高度達到50m以上，進而損傷跨越淮河上方電力線。

采砂船逃竄前將吸砂管底部抬升至平齊船底時，鉆管頂端高度達到59m（對水面的凈空距離），此時已經滿足采砂船及時逃竄的條件，若繼續(xù)提升吸砂管使其頂端高度超過59m，采砂船將會犧牲逃竄時間，并且其船體在空載時會發(fā)生傾覆危險，因此，采砂船鉆管頂端高度將不會超過59m。

4 淮河大跨越通航凈高

4.1 淮河大跨越通航凈高

淮南-南京-上海1000kV特高壓交流工程淮河大跨越工程在洛河洼跨越淮河時，若以采砂船吸砂管不損傷下層導線為原則，需考慮操作過電壓6m的距離，凈空高度為59m+6m=65m;若按采砂船固定支架高51m，考慮12m安全距離，凈空高度為51m+12m=63m。

綜合以上，在不采用攔河索、考慮采砂船實際影響的情況下，本工程淮河大跨越對最高通航水位的凈空高度取65m。

4.2 運行情況分析

淮南-南京-上海1000kV特高壓交流工程淮河大跨越工程采用了本文推薦的通航凈空高度65m，下層導線最低點高程為89.4m，已投產運行四年，截止日前，未發(fā)生因采砂船逃竄時損傷導線的事故。

5 結語

以采砂船現(xiàn)場測量、生產廠家調查、砂層勘測等方面相結合來計算采砂船高度的方法可行且可靠。

根據(jù)采砂船高度、考慮操作過電壓6m的距離確定淮河大跨越對最高通航水位的凈空高度，可以避免采砂船吸砂管損傷下層導線，滿足安全運行要求。

參考文獻

[1] 王剛.河道采砂對堤防安全影響研究[D].武漢大學，2004.

[2] 章浦軍，林福，王濤，等.一起船舶過航引起220kV輸電線路斷線的原因及防范[J].電力與電工，2011，31（04）：40-42.

[3] 朱罡，高海波，劉奇，等.山江線跨越通航河流設計方案[J].山東電力技術，2016，43（05）：79-81.

[4] 趙學問，趙有芳.關于通航河流水上過河纜線安全富裕高度取值的探討[J].珠江水運，2011（16）：67-69.

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[6] 徐云標.射流式吸砂工程船原理及應用[J].船舶工業(yè)技術經濟信息，2003（06）：29-30.