貫通長(zhǎng)江“咽喉” 打造水上“高速”
2008-2-15 2:23:00 來源:物流天下 編輯:56885 關(guān)注度:摘要:... ...
上海港長(zhǎng)江口內(nèi)碼頭的集裝箱吞吐量由1997年的253萬標(biāo)準(zhǔn)箱增加到2006年的1849萬標(biāo)準(zhǔn)箱,港口吞吐量由1997年的1.64億噸增加至2006年的5.37億噸;2001—2005年,直接拉動(dòng)江蘇省GDP約800億元,2002—2006年,僅大宗散貨、石油、集裝箱三大貨種運(yùn)輸船舶的直接經(jīng)濟(jì)效益增加333.69億元……
這些顯著的數(shù)字巨變來自于長(zhǎng)江“咽喉”的一條水上“高速公路”,萬噸的巨輪從這里頻繁地順暢出入,這就是長(zhǎng)江口深水航道。在今年初的國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步頒獎(jiǎng)大會(huì)上,《長(zhǎng)江口深水航道治理工程成套技術(shù)》榮獲一等獎(jiǎng)。
50年不懈的執(zhí)著鉆研
據(jù)該技術(shù)成果總結(jié)的牽頭組織人、長(zhǎng)江口航道管理局總工程師范期錦介紹,長(zhǎng)江口深水航道治理工程就是在寬闊的長(zhǎng)江口水下,筑南北兩道長(zhǎng)達(dá)約50公里的導(dǎo)堤,攔截兩側(cè)的泥沙,將原來只有6米深的航道,挖深至10米,讓萬噸巨輪能夠通行。該工程歷經(jīng)50年,凝聚了三代專家學(xué)者的研究成果。
長(zhǎng)江橫貫東西,是我國(guó)水上運(yùn)輸?shù)狞S金水道。長(zhǎng)江口是三級(jí)分汊、四口入海的巨型河口,具有豐水多沙、潮量巨大、潮流與徑流交互作用、灘槽交錯(cuò)、河勢(shì)易變的特點(diǎn)。受“攔門沙”的影響,航道自然水深僅6米左右,1萬噸級(jí)的船舶需要乘潮通航,每天只能通過15艘左右,遠(yuǎn)不能滿足上海港及南京以下110多個(gè)萬噸級(jí)以上泊位船舶的進(jìn)出需求。大型船舶必須在口外倒載,外貿(mào)集裝箱在境外中轉(zhuǎn),每年僅煤炭、糧食、礦石和外貿(mào)集裝箱的運(yùn)輸損失達(dá)10億元之多,嚴(yán)重制約了長(zhǎng)江航運(yùn)及沿江經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
因此,打通長(zhǎng)江口,實(shí)施深水航道治理工程,對(duì)于充分發(fā)揮長(zhǎng)江黃金水道的作用,促進(jìn)我國(guó)航運(yùn)及經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義和重要的現(xiàn)實(shí)意義。但長(zhǎng)江口水沙運(yùn)動(dòng)及河床演變的復(fù)雜程度世界罕見,國(guó)內(nèi)外尚無類似工程的成功經(jīng)驗(yàn)可循。俄、美、日、荷等國(guó)河口治理專家曾到長(zhǎng)江口進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考察,均表示難以治理。
長(zhǎng)江口“能不能治”及“如何治理”的問題,從上世紀(jì)50年代起,一直是幾代中國(guó)專家學(xué)者潛心探索的重大課題。在上游河勢(shì)尚未得到完全控制的情況下,如何認(rèn)識(shí)河口整體河勢(shì)及分析各入海汊道的穩(wěn)定性,科學(xué)論證先期整治攔門沙河段的可行性及深水航道的航槽定線,提出科學(xué)合理的總體治理方案,是治理工程首先需要解決的關(guān)鍵技術(shù)難題,必須創(chuàng)造性地研究解決。
此外,工程規(guī)模巨大。一、二期工程整治建筑物總長(zhǎng)達(dá)141.5公里,工期僅6年,平均每個(gè)月要在茫茫大海中建成導(dǎo)堤或丁壩2公里以上,疏浚土總量達(dá)1億立方米,水下鋪排1200萬平方米。如此巨大規(guī)模的水運(yùn)工程,不僅在我國(guó)歷史上是空前的,在世界上也是罕見的,堪稱建設(shè)“水下長(zhǎng)城”。
74項(xiàng)“被逼出來”的創(chuàng)新
長(zhǎng)江口深水航道治理工程的技術(shù)創(chuàng)新貫穿于科研、設(shè)計(jì)、施工和管理全過程,集總體方案制定、工程結(jié)構(gòu)研究、施工工藝創(chuàng)新、施工裝備研發(fā)、基礎(chǔ)技術(shù)研究及管理模式創(chuàng)新于一體,形成了我國(guó)獨(dú)創(chuàng)、世界領(lǐng)先的一整套大型河口航道治理的先進(jìn)技術(shù)。用范期錦總工程師的話講,長(zhǎng)江口的河勢(shì)復(fù)雜特點(diǎn)是獨(dú)一無二的,其治理過程也是沒有現(xiàn)成技術(shù)可供參考的。因此,這些創(chuàng)新都是被逼出來的,不創(chuàng)新就沒有出路可走。
江河治理的通常做法是“從上游往下游”進(jìn)行治理,但如果要待上游河段全面治理后再治理攔門沙,無法滿足上海和長(zhǎng)三角地區(qū)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的迫切需求。基于長(zhǎng)江口是強(qiáng)大的徑流、潮流交互作用的巨型河口,在總體河勢(shì)基本穩(wěn)定的前提下,經(jīng)科學(xué)論證,專家們大膽提出了可以選擇北槽,先期進(jìn)行攔門沙河段治理的科學(xué)論斷。
在治理方案上,充分考慮了長(zhǎng)江口多級(jí)分汊、徑流和潮量巨大,且主要汊道落潮流明顯占優(yōu)勢(shì)的特點(diǎn),創(chuàng)新地提出了“導(dǎo)流、擋沙、減淤”的指導(dǎo)思想,采用了穩(wěn)定分流口、寬導(dǎo)堤加長(zhǎng)丁壩群的總體方案,以調(diào)整北槽流場(chǎng),利用落潮優(yōu)勢(shì)挾沙入海,減少航道回淤量,輔以疏浚,形成深水航道。
他們首次提出和實(shí)施抗軟化工程,解決了波浪作用下地基土軟化的世界級(jí)技術(shù)難題;首次建立長(zhǎng)江口全沙數(shù)學(xué)模型,自主研發(fā)了口外旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)模擬技術(shù);首創(chuàng)了利用固定測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)全斷面地表沉降的方法……
長(zhǎng)江口深水航道治理工程成套技術(shù)的創(chuàng)新多達(dá)74項(xiàng),其中原始創(chuàng)新49項(xiàng)。獲省部級(jí)以上科技成果獎(jiǎng)勵(lì)15項(xiàng),《長(zhǎng)江口深水航道治理工程成套技術(shù)》成果獲2006年度中國(guó)航海學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)特等獎(jiǎng)。獲得發(fā)明專利1項(xiàng),實(shí)用新型專利12項(xiàng)。一期工程獲第十一屆全國(guó)優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)金質(zhì)獎(jiǎng)、第四屆詹天佑土木工程大獎(jiǎng)和2005年度國(guó)家優(yōu)質(zhì)工程金質(zhì)獎(jiǎng)。
2006年5月,包括錢正英、潘家錚等9位院士在內(nèi)的28位專家組成的鑒定委員會(huì)對(duì)長(zhǎng)江口深水航道治理工程成套技術(shù)成果進(jìn)行了鑒定。專家們一致認(rèn)為,長(zhǎng)江口深水航道治理工程成套技術(shù)是一、二期工程成功建設(shè)的重要保障,是我國(guó)河口治理和水運(yùn)事業(yè)的偉大創(chuàng)舉,是世界上巨型復(fù)雜河口航道治理的成功范例。該項(xiàng)科技成果總體上居于國(guó)際領(lǐng)先水平。
10米通航水深不打折扣
經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn),長(zhǎng)江口深水航道治理工程取得了良好的治理效果。維持了長(zhǎng)江口河勢(shì)穩(wěn)定的分汊格局,實(shí)現(xiàn)了10米目標(biāo)水深,迄今為止,通航水深保證率達(dá)到100%。
具體體現(xiàn)在大型船舶通過能力顯著提高。與治理前相比,通過北槽吃水大于9.0米的船舶由日均12.4艘增加到60.4艘,其中吃水大于10米的船舶更是從日均0.4艘增至31.3艘。同時(shí),通航安全性提高、航速增大。深水航道內(nèi)的波浪和水流條件大為改善,通航安全得到了有效保障,航速由8海里/小時(shí)提高到12海里/小時(shí)。
長(zhǎng)江口深水航道治理工程對(duì)促進(jìn)長(zhǎng)三角地區(qū)集裝箱運(yùn)輸體系、大宗散貨海進(jìn)江中轉(zhuǎn)體系和沿江地區(qū)江海物資轉(zhuǎn)運(yùn)體系以及上海國(guó)際航運(yùn)中心的建設(shè)發(fā)揮了重要作用。
特別是促進(jìn)了長(zhǎng)江南京以下深水岸線的利用。工程建成后,已將10米水深航道延伸至南京,使南京以下400公里航道兩側(cè)的160公里深水岸線得以更加充分地利用,并為進(jìn)一步開發(fā)利用長(zhǎng)江黃金水道創(chuàng)造了有利條件,促進(jìn)了沿江產(chǎn)業(yè)帶及上海、長(zhǎng)三角乃至長(zhǎng)江流域地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。
加快了南京以下水運(yùn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。工程建成后,南京以下10多個(gè)沿江港口200多個(gè)(2004年江蘇201個(gè))萬噸級(jí)泊位直接受益,促進(jìn)了長(zhǎng)江南京以下兩岸港口直接連接海運(yùn)航線,形成了嶄新的發(fā)展格局,江蘇沿江主要港口海輪運(yùn)輸量大幅增長(zhǎng)(2005年江蘇海進(jìn)江運(yùn)量超過1億噸)。
長(zhǎng)江口深水航道治理工程的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益,隨著航道的進(jìn)一步增深和向上游延伸,隨著長(zhǎng)江黃金水道的充分開發(fā)利用,將會(huì)更加顯著,影響深遠(yuǎn)。
據(jù)介紹,該工程成套技術(shù)成果已在東海大橋、杭州灣大橋、洋山深水港、黃驊港外航道整治一期、長(zhǎng)江中游航道整治、天津港北大堤等一大批重大工程中推廣應(yīng)用。形成了七部部頒專項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);軟體排、半圓體、GPS定位等成果已被納入交通行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
同時(shí),工程的創(chuàng)新實(shí)踐,全面、大幅度地提升了我國(guó)水運(yùn)工程的技術(shù)水平。多種創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)型式,為水運(yùn)工程向外海拓展提供了新思路;豐富了建筑物的結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計(jì)方法;施工裝備和工藝的創(chuàng)新,為惡劣自然條件下水運(yùn)工程實(shí)現(xiàn)安全、優(yōu)質(zhì)、高效施工闖出了施工技術(shù)進(jìn)步的新路。
此外,該工程中的重大技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)了港口及內(nèi)河航道整治、港口工程、疏浚工程、海岸及近海工程、橋隧基礎(chǔ)工程等相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的科技進(jìn)步,并得到了日本、荷蘭、美國(guó)等國(guó)際同行以及國(guó)內(nèi)水利、土木等相關(guān)行業(yè)的高度關(guān)注,對(duì)相關(guān)領(lǐng)域科技進(jìn)步的推動(dòng)作用是全面、深刻和長(zhǎng)遠(yuǎn)的。