曾崇勇 陳作強(qiáng) 徐超炎 虞霏

（1.四川省港航投資集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川 成都 610000；2.四川江源工程咨詢(xún)有限公司，四川 成都 610000）

0 引言

金沙江位于長(zhǎng)江上游，流經(jīng)青海、西藏、云南、四川4省、自治區(qū)，全長(zhǎng)2308km，占長(zhǎng)江總長(zhǎng)度的三分之一。金沙江下游攀枝花-水富段長(zhǎng)約800km，共規(guī)劃建設(shè)向家壩、溪洛渡、白鶴灘、烏東德四級(jí)大型水電樞紐；其中，向家壩、溪洛渡水電站分別于2012年10月和2013年6月蓄水發(fā)電，烏東德、白鶴灘水電站分別于2020年6月和2021年6月實(shí)現(xiàn)首批機(jī)組發(fā)電。隨著首尾相連的四級(jí)樞紐陸續(xù)建成蓄水，金沙江攀枝花至水富段即將實(shí)現(xiàn)全段渠化，形成約734公里的庫(kù)區(qū)深水航道，徹底改變?cè)摱魏降辣冉荡蟆㈦U(xiǎn)灘多、流態(tài)復(fù)雜等天然不足的狀況，為發(fā)展金沙江下游航運(yùn)、將長(zhǎng)江黃金水道從宜賓（水富）延伸至攀枝花帶來(lái)了千載難逢的機(jī)遇。

為實(shí)現(xiàn)金沙江下游各梯級(jí)庫(kù)區(qū)航道的互聯(lián)互通，降低物流成本、提升航運(yùn)效益，翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)將是近期航道資源開(kāi)發(fā)的主要內(nèi)容。在白鶴灘、烏東德水電站核準(zhǔn)意見(jiàn)中，明確了近期通過(guò)翻壩運(yùn)輸、遠(yuǎn)期通過(guò)通航建筑物貫通航道的建設(shè)方案，并提出了三同時(shí)（同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)建設(shè)、同時(shí)投運(yùn)）的要求。另外，國(guó)家發(fā)改委2017年3月《研究討論金沙江下游航運(yùn)發(fā)展有關(guān)問(wèn)題的會(huì)議紀(jì)要》中，明確要求“須進(jìn)一步優(yōu)化烏東德、白鶴灘水電站翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施建設(shè)方案，與電站同時(shí)建設(shè)、同時(shí)投運(yùn)；加快研究并啟動(dòng)溪洛渡梯級(jí)電站翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施建設(shè)；認(rèn)真研究新建翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施運(yùn)營(yíng)管理模式。”因此，從國(guó)家部委層面一直十分重視金沙江下游航道建設(shè)和航運(yùn)發(fā)展。

目前，金沙江下游翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施建設(shè)已納入國(guó)家及四川省十四五綜合交通發(fā)展規(guī)劃，啟動(dòng)在即。而當(dāng)前的翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)建設(shè)方案尚不成熟，特別是翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)工藝的選擇對(duì)翻壩系統(tǒng)的建設(shè)方案、運(yùn)營(yíng)成本及運(yùn)量發(fā)展均有重大影響，并最終影響金沙江下游800km黃金水道的功能發(fā)揮。為了選擇更好的運(yùn)輸工藝服務(wù)于金沙江翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)體系，本文在綜合分析運(yùn)量、地形地質(zhì)、水位變幅等條件下，對(duì)比規(guī)劃的公路翻壩運(yùn)輸方案，針對(duì)“輸送量大、維護(hù)方便、成本低、通用性強(qiáng)”的皮帶機(jī)翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)方式進(jìn)行初步研究，分析其技術(shù)可行性及經(jīng)濟(jì)合理性，為將來(lái)金沙江下游翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)體系的建設(shè)工作提供參考。

1 金沙江運(yùn)量需求情況

近10年來(lái)，四川省交通運(yùn)輸廳、交通運(yùn)輸部規(guī)劃研究院、長(zhǎng)江航運(yùn)規(guī)劃發(fā)展研究中心、國(guó)家發(fā)展改革委綜合運(yùn)輸研究所等機(jī)構(gòu)對(duì)金沙江過(guò)壩運(yùn)輸貨運(yùn)量進(jìn)行了分析預(yù)測(cè)，主要成果見(jiàn)表1。

表1 金沙江下游電站樞紐水運(yùn)需求預(yù)測(cè)既有成果匯總表

各單位預(yù)測(cè)2030年水運(yùn)需求基本在2000~3000萬(wàn)t左右，這個(gè)預(yù)測(cè)量在一定程度上反映了金沙江航運(yùn)的巨大需求。但從過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，特別是三峽的案例看，我們的預(yù)測(cè)往往是偏小和估計(jì)不足的，還需要從預(yù)測(cè)的前提及邊界等條件進(jìn)一步厘清深化。作為資源富集的金沙江下游地區(qū)，有大量適宜水運(yùn)的大宗貨源。根據(jù)多次調(diào)研工作，攀枝花市鐵礦石每年實(shí)際開(kāi)發(fā)6000萬(wàn)t，自身消化3000萬(wàn)t，有一半要外運(yùn)，向家壩庫(kù)尾雷波縣洋豐化工廠，年產(chǎn)110萬(wàn)t磷肥，原料需磷礦石220萬(wàn)t、硫磺40萬(wàn)t，另外還有150萬(wàn)t渣料，都非常適宜通過(guò)金沙江航運(yùn)進(jìn)出，看似110萬(wàn)t的產(chǎn)品，但運(yùn)輸需求卻是500萬(wàn)t，而類(lèi)似規(guī)模的企業(yè)僅雷波縣就有5家。這些實(shí)例說(shuō)明，金沙江下游航運(yùn)巨大需求潛力的充分發(fā)揮，在很大程度上取決于金沙江航道自身建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)模，同時(shí)還取決于翻壩運(yùn)輸體系的運(yùn)輸能力。

2 規(guī)劃的公路翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)方案及存在的問(wèn)題

2.1 烏東德翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)方案

烏東德翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施規(guī)劃以右岸布局為主，即上游右岸洪門(mén)渡碼頭和左岸河門(mén)口碼頭組合+洪門(mén)渡至普渡河口碼頭翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)公路+壩址下游右岸普渡河口碼頭，壩下左岸花地坪子碼頭作為補(bǔ)充，烏東德翻壩碼頭布置如圖1所示。壩址上游、下游碼頭各布置6個(gè)3000t級(jí)泊位、設(shè)計(jì)年通過(guò)能力均為480萬(wàn)t。

圖1 烏東德翻壩碼頭布置

右岸翻壩公路方案：上下游碼頭通過(guò)右岸翻壩公路連接，翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)里程46.8km。其中新建段起點(diǎn)接阿巧溝大橋下游橋頭，路線沿金沙江右岸岸坡布設(shè)，依次經(jīng)過(guò)半山、阿角岔、倮佐、火頭田、小田壩及韭菜地等地，長(zhǎng)約24.2km，終點(diǎn)接下游右岸普渡河河口翻壩碼頭。新建段長(zhǎng)約33.3km。翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)公路等級(jí)采用二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。

左岸沿江公路方案：新建段起點(diǎn)接烏東德大橋左岸橋頭，路線沿金沙江下游依次經(jīng)過(guò)上韭菜地，之后路線向東南方向經(jīng)過(guò)豹子溝、小官田溝等地，隨后在大坪子附近經(jīng)過(guò)法期灘、大巖腳等地，與下游左岸花地坪子翻壩碼頭相接。左岸沿江公路方案新建路線全長(zhǎng)約30.9km。

2.2 白鶴灘翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)方案

白鶴灘翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施規(guī)劃實(shí)施左岸布局為主方案，即壩址上游翻壩碼頭布置于白鶴灘港址，壩址下游翻壩碼頭實(shí)施白石灘和山江鄉(xiāng)港址組合布置，規(guī)劃右岸壩上棉沙灣、壩下蔣家溝碼頭作為補(bǔ)充，白鶴灘翻壩碼頭布置如圖2所示。

圖2 白鶴灘翻壩碼頭布置

壩址上游碼頭白鶴灘碼頭布置7個(gè)3000t級(jí)泊位，設(shè)計(jì)年通過(guò)能力560萬(wàn)t；壩址下游碼頭白石灘碼頭和山江鄉(xiāng)碼頭共布置8個(gè)3000t級(jí)泊位，設(shè)計(jì)年通過(guò)能力740萬(wàn)t。

左岸翻壩公路方案：左岸翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)里程39.62km，其中利用現(xiàn)狀道路5.7km，改建公路12.0km，新建公路8.08km，新建橋隧13.84km。上游白鶴灘港址至下游白石灘港址長(zhǎng)26.90km。翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)公路等級(jí)采用三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)區(qū)域發(fā)展情況可按照二級(jí)公路設(shè)計(jì)建設(shè)。

右岸翻壩公路方案：白鶴灘水電站專(zhuān)用公路連接上游棉沙灣翻壩碼頭和下游蔣家溝翻壩碼頭，總長(zhǎng)51km，其中新建改建41km，按二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃建設(shè)。

2.3 溪洛渡翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)方案

溪洛渡樞紐翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施實(shí)施左、右岸翻壩設(shè)施組合布局方案。左岸壩址上游金沙口港區(qū)＋左岸沿江公路＋壩址下游新街碼頭；右岸壩址上游馬家河壩+右岸翻壩公路+壩址下游佛灘碼頭。溪洛渡翻壩碼頭布置如圖3所示。

圖3 溪洛渡翻壩碼頭布置

壩址上游碼頭金沙口碼頭距溪洛渡壩址上游7.5km處，規(guī)劃共布置10個(gè)3000t級(jí)泊位，形成通過(guò)能力1200萬(wàn)t；馬家河壩碼頭規(guī)劃布置6個(gè)3000t級(jí)泊位，形成通過(guò)能力600萬(wàn)t。

壩址下游碼頭新街碼頭位于溪洛渡壩址下游19km處，規(guī)劃布置12個(gè)3000t級(jí)泊位，形成通過(guò)能力1400萬(wàn)t；佛灘碼頭位于溪洛渡壩址下游12km處，規(guī)劃布置6個(gè)3000t級(jí)泊位，形成通過(guò)能力600萬(wàn)t。

溪洛渡翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)上下游碼頭通過(guò)左岸和右岸翻壩公路和下游溪洛渡永久大橋連接。左岸翻壩公路起點(diǎn)金沙口港區(qū)，終點(diǎn)新街港區(qū)，線路長(zhǎng)23km，均為利用現(xiàn)狀道路。右岸翻壩公路起點(diǎn)為馬家河壩港區(qū)，終點(diǎn)為佛灘港區(qū)，長(zhǎng)約12.6km。

2.4 向家壩翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)方案

向家壩樞紐翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施實(shí)施左、右岸翻壩設(shè)施+升船機(jī)組合布局方案。翻壩碼頭港點(diǎn)共有9處，分別為：樓東、涼水井、大灣頭、新灘壩、燒瓦沱、豆壩、水富、小岸壩、三塊石碼頭。2018年建成的向家壩電站1座一級(jí)升船機(jī)，可通過(guò)2×500t一頂二駁船隊(duì)，設(shè)計(jì)單向過(guò)壩運(yùn)量254萬(wàn)t。向家壩翻壩碼頭布置如圖4所示。

圖4 向家壩翻壩碼頭布置

壩址上游左岸碼頭規(guī)劃建設(shè)16個(gè)3000t級(jí)泊位，設(shè)計(jì)通過(guò)能力1650萬(wàn)t；右岸碼頭規(guī)劃布置11個(gè)3000t級(jí)泊位，設(shè)計(jì)年通過(guò)能力1300萬(wàn)t。

壩址下游左岸碼頭規(guī)劃建設(shè)12個(gè)3000t級(jí)泊位，可形成1400萬(wàn)t通過(guò)能力；右岸碼頭規(guī)劃布置18個(gè)3000t級(jí)泊位，年通過(guò)能力1350萬(wàn)t。

向家壩上下游翻壩碼頭通過(guò)左岸和右岸翻壩公路連接。左岸翻壩公路起點(diǎn)樓東碼頭，經(jīng)樓安路、對(duì)外交通專(zhuān)用公路、宜安路，終至豆壩碼頭，線路長(zhǎng)約30km。右岸翻壩公路起點(diǎn)為大灣頭平，經(jīng)地方還建公路、右岸進(jìn)場(chǎng)公路、橫江翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)大橋、宜水路，終至華龍碼頭，長(zhǎng)約22km。

2.5 規(guī)劃的公路轉(zhuǎn)運(yùn)方案存在的問(wèn)題

由以上資料可知：烏東德右岸翻壩公路長(zhǎng)約24.2km，左岸沿江公路長(zhǎng)約30.9km；白鶴灘左岸翻壩公路長(zhǎng)約39.62km，右岸翻壩公路長(zhǎng)約51km；溪洛渡左岸翻壩公路長(zhǎng)約23km，右岸翻壩公路長(zhǎng)約12.6km；向家壩左岸翻壩公路長(zhǎng)約30km，右岸翻壩公路長(zhǎng)約22km。如此長(zhǎng)度的翻壩公路，無(wú)論是建設(shè)還是運(yùn)營(yíng)均存在較大的難度。

翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)體系在4個(gè)梯級(jí)建成通航建筑物前，需承擔(dān)800km黃金水道沿線資源的過(guò)壩需求，運(yùn)輸量大，規(guī)劃的公路翻壩運(yùn)輸存在車(chē)輛擁堵、通過(guò)能力有限等缺陷；且由于金沙江兩岸地形陡峭、地質(zhì)條件較差，翻壩道路需滿(mǎn)足大車(chē)通行的線形要求，建設(shè)難度大，投資高；現(xiàn)狀規(guī)劃的上下翻壩碼頭距離壩址較遠(yuǎn)，運(yùn)輸成本較高。因此單一的公路翻壩在保障運(yùn)力、發(fā)揮水運(yùn)優(yōu)勢(shì)方面尚存在不足，有進(jìn)一步研究采用皮帶機(jī)運(yùn)輸?shù)谋匾浴?/p>

3 皮帶機(jī)翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)方案的初步分析

3.1 方案設(shè)定

鑒于向家壩建成較早，航運(yùn)發(fā)展較快，本文以向家壩翻壩為例布置皮帶機(jī)輸送方案，選擇左岸距壩較近的涼水井、燒瓦沱分別為上、下翻壩碼頭。皮帶機(jī)翻壩運(yùn)輸方案布置尾部位于向家壩上游涼水井新建碼頭，平面上經(jīng)過(guò)四個(gè)水平逆時(shí)針轉(zhuǎn)彎，立面上經(jīng)歷3個(gè)較大型山梁，3個(gè)山谷到達(dá)下游燒瓦沱碼頭，水平長(zhǎng)度約7.5km，運(yùn)輸總高差為148m。預(yù)計(jì)需開(kāi)挖隧道750m左右，地面挖槽總長(zhǎng)度為600m左右。向家壩皮帶機(jī)翻壩運(yùn)輸線路布置如圖5所示。

圖5 向家壩皮帶機(jī)翻壩運(yùn)輸線路布置

3.2 技術(shù)可行性分析

（1）從技術(shù)上來(lái)看，國(guó)內(nèi)外在皮帶機(jī)的應(yīng)用上已相當(dāng)成熟，加上近年來(lái)對(duì)產(chǎn)品的不斷改進(jìn)，管狀帶式輸送機(jī)或空間轉(zhuǎn)彎曲線帶式輸送機(jī)能夠很好地適應(yīng)地形復(fù)雜、轉(zhuǎn)彎多、立面起伏大的特點(diǎn)，帶速可達(dá)5m/s，上、下行傾角可達(dá)20°以上，能夠很好地適應(yīng)金沙江兩岸地形。

（2）從輸送能力上看，目前皮帶機(jī)運(yùn)量可達(dá)5000～9000t/h，按每年300d，每天10h計(jì)算，年輸送量可達(dá)1500～2700萬(wàn)t，滿(mǎn)足通過(guò)能力的需求。

（3）從環(huán)保上來(lái)看，目前皮帶機(jī)技術(shù)已采用管式輸送型式，貨物在運(yùn)輸途中基本封閉于管道中，避免散貨揚(yáng)塵等污染。

表2 管式皮帶機(jī)參數(shù)表

3.3 經(jīng)濟(jì)合理性分析

輸送線路總長(zhǎng)7.5km，其中隧道750m，開(kāi)挖明槽600m，剩余部分按照間隔24m設(shè)置一組支架，共計(jì)246組支架?？紤]征地、隧道、明槽、基礎(chǔ)及皮帶機(jī)輸送設(shè)備，匡算每公里投資約2000萬(wàn)元，總投資約1.5億元；考慮人工、部件維護(hù)、電費(fèi)等，后期運(yùn)行費(fèi)用約0.4元/（t·km），在經(jīng)濟(jì)上較公路運(yùn)輸仍具有較大優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

金沙江水路運(yùn)輸翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施建設(shè)在即，但針對(duì)主要翻壩貨種的轉(zhuǎn)運(yùn)工藝尚缺乏深入研究，單一的公路翻壩運(yùn)輸體系難以充分發(fā)揮出水運(yùn)優(yōu)勢(shì)。本文從運(yùn)量數(shù)據(jù)、公路翻壩的弊端入手，依托具體項(xiàng)目上皮帶機(jī)翻壩工藝應(yīng)用實(shí)例分析其技術(shù)可行性及經(jīng)濟(jì)合理性，基于環(huán)保和經(jīng)濟(jì)原則，提出在金沙江下游各樞紐采用皮帶機(jī)翻壩轉(zhuǎn)運(yùn)工藝方案建議，期待在即將開(kāi)展的翻壩運(yùn)輸體系建設(shè)中參考采納。本文僅針對(duì)金沙江下游采用皮帶機(jī)翻壩運(yùn)輸工藝的必要性和可行性進(jìn)行初步分析，實(shí)際應(yīng)用中尚需結(jié)合碼頭選址、皮帶機(jī)特性等因素進(jìn)一步具體分析。