成果簡介勘察設(shè)計獎
長江中游蘄春水道航道整治工程
（2022～2023年度第二批優(yōu)秀設(shè)計一等獎）
申報單位 長江航道勘察設(shè)計院（武漢）有限公司
一、項目基本情況
蘄春水道航道整治工程是“十三五”內(nèi)河水運重點建設(shè)項目，也是長江“645” 工程的先期工程，是貫徹落實《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》，打造暢通、高效、平安、 綠色的黃金水道的重要舉措。蘄春水道位于長江“中梗阻”的武安段，是“645 工程”承上啟下的關(guān)鍵節(jié)點。水道上起下棋盤洲，下迄黃顙口，全長約 16km，屬于兩頭窄、中間寬的微彎河型。以掛河口為界，將水道分為上下兩段，上段為順直段，下段呈反“S” 型彎道。在彎曲放寬段凸岸育有李家洲邊灘。工程實施前，枯水期航道維護(hù)水深 4.5 米。近年來，李家洲邊灘頭部沖刷后退，頭部串溝沖深發(fā)展，存在邊灘切割跡象；加上三峽工程蓄水后來水來沙條件變化以及非法采砂影響，邊灘持續(xù)刷低，頭部后退，使得掛河口至蘄州鎮(zhèn)過渡段河道展寬淤淺，航道向不利方向發(fā)展，部分年份航道水深不足 6.0m。為貫徹落實長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展戰(zhàn)略、構(gòu)建綜合立體交通走廊、實現(xiàn)長江干線武漢至安慶段的規(guī)劃目標(biāo)，2017 年9月交通運輸部批準(zhǔn)實施蘄春水道航道整治工程。蘄春水道航道整治工程是“武安段6米”的重要組成部分，工程包括：在李家洲邊灘建設(shè) 1 道潛壩和 3 道護(hù)灘帶，建設(shè)右岸李家洲邊灘護(hù)岸3150米，加固左岸掛河口段護(hù)岸2500米，配套建設(shè)航道整治建筑物專用標(biāo)志10座。
工程于2017 年 11 月開工，2020 年 6 月完工，2020 年 7 月交工并進(jìn)入試運行，2022 年7 月竣工驗收。
二、技術(shù)難點和特點
1. 準(zhǔn)確把握新水沙條件下展寬段淺灘的礙航機(jī)理和治理思路，是治理方案和工程布置需解決的關(guān)鍵技術(shù)難點。
2. 建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)由 4.5m 水深提升至 6m 水深，治理難度大。
3. 外部條件復(fù)雜，方案布置需要綜合外部條件和工程效果，達(dá)到最優(yōu)，難度大。
4. 李家洲邊灘陸上灘面平緩、出露時間短、表層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土厚，設(shè)計需要打破常規(guī)護(hù)坡結(jié)構(gòu)思維的束縛。
三、創(chuàng)新點
創(chuàng)新點一：工程效果明顯，為新水沙條件下武安段 6 米類似河段治理提供了典型范例，對加快推動長江經(jīng)濟(jì)帶高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。 工程實施以來，經(jīng)歷了 2020 年特大洪水、2021 年秋汛和 2022 年汛期返枯的考驗，枯水期航道水深由 4.5m 提高至 6.0m，航道條件改善明顯。
創(chuàng)新點二：揭示新水沙條件下微彎展寬段淺灘的礙航機(jī)理，提出了正確的治理思路和科學(xué)合理的整治方案。揭示了新水沙條件下微彎展寬段淺灘的礙航機(jī)理。提出了具備束窄河槽，引導(dǎo)水流歸集，加強(qiáng)淺區(qū)沖刷力度的治理思路。確保了工程布置和工程方案的合理性，解決本水道在新水沙條件下帶來的新問題，對確定典型微彎展寬段淺區(qū)的演變規(guī)律的治理原則及治理措施具有重要的理論價值。通過在李家洲邊灘中上部布置合理長度和間距的多道潛壩和護(hù)灘帶，穩(wěn)定了李家洲邊灘，有效遏制了李家洲邊灘頭部的沖刷發(fā)展，并大規(guī)模使用促淤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)了灘體的恢復(fù)，穩(wěn)定了航道右邊界；聯(lián)合李家洲根部護(hù)岸，限制了右槽的發(fā)展，同時增強(qiáng)了主航道淺區(qū)水動力條件；再加上通過加固左岸掛河口一帶的岸線，穩(wěn)定了航道左邊界，多重措施并舉，形成了科學(xué)合理的整治方案，有效的改善了淺區(qū)航道條件，成功的達(dá)到了航道整治目標(biāo)。
創(chuàng)新點三：建立了多目標(biāo)協(xié)調(diào)和多影響因子模式下微彎展寬段淺區(qū)的航道治理措施，制定了合理的工程方案和結(jié)構(gòu)。
（1）工程選址和方案布置方面： 通過綜合考慮建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、航道暢通與防洪安全、河勢穩(wěn)定、外部條件、環(huán)境保護(hù)、服務(wù)沿江經(jīng)濟(jì)等多目標(biāo)的協(xié)調(diào)，確定了合理的工程方案，確保了工程各方面的效果。
（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計和構(gòu)件選型方面：綜合考慮灘槽、水沙、地形、材料供需、工程部位、結(jié)構(gòu)和構(gòu)件功能等多影響因子，確定了合理的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，確保了整治工程的穩(wěn)定性、耐久性和經(jīng)濟(jì)性。
創(chuàng)新點四：貫徹生態(tài)文明建設(shè)方針，踐行綠色發(fā)展理念，針對工程區(qū)域地形、地質(zhì)和水流條件，創(chuàng)新性的采用適用、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、先進(jìn)和生態(tài)型結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境的融合。工程堅持貫徹“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”的建設(shè)理念，以“共抓大保護(hù)、不搞大開發(fā)”為精神主線，強(qiáng)化生態(tài)環(huán)保頂層設(shè)計。
創(chuàng)新點五：研發(fā) BIM 技術(shù)與河演分析和設(shè)計的協(xié)同應(yīng)用，實現(xiàn)了工程可視化仿真模擬，提高了設(shè)計質(zhì)量和效率、指導(dǎo)施工組織，保障了工程質(zhì)量。將 BIM 技術(shù)引入在航道整治工程設(shè)計中，開展了三維可視化模型和仿真模擬展示，實現(xiàn)了精準(zhǔn)、批量、自動快速出圖和工程量統(tǒng)計，研發(fā)實現(xiàn)了 BIM 技術(shù)與河床演變分析、方案優(yōu)化、結(jié)構(gòu)細(xì)化以及施工組織設(shè)計的協(xié)同應(yīng)用，提高了設(shè)計質(zhì)量和效率，保障了工程效果。
四、成果應(yīng)用
本設(shè)計成果已在長江中游蘄春水道航道整治工程中得到全面應(yīng)用。
五、經(jīng)濟(jì)和社會效益
1. 經(jīng)濟(jì)效益:工程實施后航運成本有效降低，每年節(jié)約船舶運輸費用 4930萬元以上。港口裝卸效率提升，每年節(jié)約港口費用 775 萬元以上。內(nèi)部收益率14.59%，經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值約 25167 萬元。
2. 社會效益:工程實施后，為武安段 6 米水深航道“暢”打下了堅實的基礎(chǔ)，對長江航運發(fā)展、區(qū)域內(nèi)船型大型化、沿江大型廠礦企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和港口功能的充分利用具有十分重要的意義。
3. 生態(tài)環(huán)境效益：航道條件改善，船舶噸位提高，通航時間縮短引起各類污染物和碳排放量降低。落實環(huán)保批復(fù)水域、陸域環(huán)保措施，推廣應(yīng)用生態(tài)結(jié)構(gòu)， 實現(xiàn) 12.5 萬平方米灘面的植被綠化，實施增殖放流，創(chuàng)造水生生物棲息環(huán)境，有力改善了生態(tài)環(huán)境。
圖1 李家洲邊灘LH3#護(hù)灘帶促淤效果
圖2 李家洲邊灘護(hù)岸工程生態(tài)效果
