貫通長江“咽喉” 打造水上“高速”
2008-2-15 2:23:00 來源:物流天下 編輯:56885 關注度:摘要:... ...
上海港長江口內(nèi)碼頭的集裝箱吞吐量由1997年的253萬標準箱增加到2006年的1849萬標準箱,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、集裝箱三大貨種運輸船舶的直接經(jīng)濟效益增加333.69億元……
這些顯著的數(shù)字巨變來自于長江“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,這就是長江口深水航道。在今年初的國家科學技術進步頒獎大會上,《長江口深水航道治理工程成套技術》榮獲一等獎。
50年不懈的執(zhí)著鉆研
據(jù)該技術成果總結(jié)的牽頭組織人、長江口航道管理局總工程師范期錦介紹,長江口深水航道治理工程就是在寬闊的長江口水下,筑南北兩道長達約50公里的導堤,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,凝聚了三代專家學者的研究成果。
長江橫貫東西,是我國水上運輸?shù)狞S金水道。長江口是三級分汊、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、河勢易變的特點。受“攔門沙”的影響,航道自然水深僅6米左右,1萬噸級的船舶需要乘潮通航,每天只能通過15艘左右,遠不能滿足上海港及南京以下110多個萬噸級以上泊位船舶的進出需求。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)集裝箱的運輸損失達10億元之多,嚴重制約了長江航運及沿江經(jīng)濟的發(fā)展。
因此,打通長江口,實施深水航道治理工程,對于充分發(fā)揮長江黃金水道的作用,促進我國航運及經(jīng)濟社會的發(fā)展具有深遠的戰(zhàn)略意義和重要的現(xiàn)實意義。但長江口水沙運動及河床演變的復雜程度世界罕見,國內(nèi)外尚無類似工程的成功經(jīng)驗可循。俄、美、日、荷等國河口治理專家曾到長江口進行現(xiàn)場考察,均表示難以治理。
長江口“能不能治”及“如何治理”的問題,從上世紀50年代起,一直是幾代中國專家學者潛心探索的重大課題。在上游河勢尚未得到完全控制的情況下,如何認識河口整體河勢及分析各入海汊道的穩(wěn)定性,科學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,提出科學合理的總體治理方案,是治理工程首先需要解決的關鍵技術難題,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達141.5公里,工期僅6年,平均每個月要在茫茫大海中建成導堤或丁壩2公里以上,疏浚土總量達1億立方米,水下鋪排1200萬平方米。如此巨大規(guī)模的水運工程,不僅在我國歷史上是空前的,在世界上也是罕見的,堪稱建設“水下長城”。
74項“被逼出來”的創(chuàng)新
長江口深水航道治理工程的技術創(chuàng)新貫穿于科研、設計、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)、基礎技術研究及管理模式創(chuàng)新于一體,形成了我國獨創(chuàng)、世界領先的一整套大型河口航道治理的先進技術。用范期錦總工程師的話講,長江口的河勢復雜特點是獨一無二的,其治理過程也是沒有現(xiàn)成技術可供參考的。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,無法滿足上海和長三角地區(qū)經(jīng)濟飛速發(fā)展的迫切需求。基于長江口是強大的徑流、潮流交互作用的巨型河口,在總體河勢基本穩(wěn)定的前提下,經(jīng)科學論證,專家們大膽提出了可以選擇北槽,先期進行攔門沙河段治理的科學論斷。
在治理方案上,充分考慮了長江口多級分汊、徑流和潮量巨大,且主要汊道落潮流明顯占優(yōu)勢的特點,創(chuàng)新地提出了“導流、擋沙、減淤”的指導思想,采用了穩(wěn)定分流口、寬導堤加長丁壩群的總體方案,以調(diào)整北槽流場,利用落潮優(yōu)勢挾沙入海,減少航道回淤量,輔以疏浚,形成深水航道。
他們首次提出和實施抗軟化工程,解決了波浪作用下地基土軟化的世界級技術難題;首次建立長江口全沙數(shù)學模型,自主研發(fā)了口外旋轉(zhuǎn)流場模擬技術;首創(chuàng)了利用固定測斜儀監(jiān)測全斷面地表沉降的方法……
長江口深水航道治理工程成套技術的創(chuàng)新多達74項,其中原始創(chuàng)新49項。獲省部級以上科技成果獎勵15項,《長江口深水航道治理工程成套技術》成果獲2006年度中國航海學會科學技術特等獎。獲得發(fā)明專利1項,實用新型專利12項。一期工程獲第十一屆全國優(yōu)秀工程設計金質(zhì)獎、第四屆詹天佑土木工程大獎和2005年度國家優(yōu)質(zhì)工程金質(zhì)獎。
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對長江口深水航道治理工程成套技術成果進行了鑒定。專家們一致認為,長江口深水航道治理工程成套技術是一、二期工程成功建設的重要保障,是我國河口治理和水運事業(yè)的偉大創(chuàng)舉,是世界上巨型復雜河口航道治理的成功范例。該項科技成果總體上居于國際領先水平。
10米通航水深不打折扣
經(jīng)過實踐檢驗,長江口深水航道治理工程取得了良好的治理效果。維持了長江口河勢穩(wěn)定的分汊格局,實現(xiàn)了10米目標水深,迄今為止,通航水深保證率達到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,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/小時提高到12海里/小時。
長江口深水航道治理工程對促進長三角地區(qū)集裝箱運輸體系、大宗散貨海進江中轉(zhuǎn)體系和沿江地區(qū)江海物資轉(zhuǎn)運體系以及上海國際航運中心的建設發(fā)揮了重要作用。
特別是促進了長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,并為進一步開發(fā)利用長江黃金水道創(chuàng)造了有利條件,促進了沿江產(chǎn)業(yè)帶及上海、長三角乃至長江流域地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展。
加快了南京以下水運結(jié)構(gòu)的調(diào)整。工程建成后,南京以下10多個沿江港口200多個(2004年江蘇201個)萬噸級泊位直接受益,促進了長江南京以下兩岸港口直接連接海運航線,形成了嶄新的發(fā)展格局,江蘇沿江主要港口海輪運輸量大幅增長(2005年江蘇海進江運量超過1億噸)。
長江口深水航道治理工程的經(jīng)濟社會效益,隨著航道的進一步增深和向上游延伸,隨著長江黃金水道的充分開發(fā)利用,將會更加顯著,影響深遠。
據(jù)介紹,該工程成套技術成果已在東海大橋、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用。形成了七部部頒專項技術標準;軟體排、半圓體、GPS定位等成果已被納入交通行業(yè)技術標準。
同時,工程的創(chuàng)新實踐,全面、大幅度地提升了我國水運工程的技術水平。多種創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)型式,為水運工程向外海拓展提供了新思路;豐富了建筑物的結(jié)構(gòu)型式和設計方法;施工裝備和工藝的創(chuàng)新,為惡劣自然條件下水運工程實現(xiàn)安全、優(yōu)質(zhì)、高效施工闖出了施工技術進步的新路。
此外,該工程中的重大技術創(chuàng)新促進了港口及內(nèi)河航道整治、港口工程、疏浚工程、海岸及近海工程、橋隧基礎工程等相關學科領域的科技進步,并得到了日本、荷蘭、美國等國際同行以及國內(nèi)水利、土木等相關行業(yè)的高度關注,對相關領域科技進步的推動作用是全面、深刻和長遠的。