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平陸運河工程開挖棄渣利用及處理方案分析

來源:期刊VIP網所屬分類:路橋建設時間:瀏覽:

  摘要:平陸運河工程建設具有極大重要性且意義深遠,但在平陸運河工程開挖過程中,開挖總量超過2.2億m3,棄渣將占用大量土地,成為工程建設重大的制約因素。文章對開挖棄渣提出了“精心設計,減少總量;綜合利用,變廢為寶;科學施工,縮短運距;減少污染,降低投資”綜合處理思路,并提出了妥善解決平陸運河工程棄渣問題的建議方案。

  關鍵詞:運河;開挖;棄渣;綜合處理

  0 引言

  平陸運河北連西江航運干線,南通北部灣,是一條通江達海的水運通道。2020年6月交通運輸部等聯合印發的《關于珠江水運助力粵港澳大灣區建設的實施意見》中明確提出,推進湘桂運河、贛粵運河研究論證,開工建設平陸運河,形成干支銜接、區域成網、江海貫通、連接港澳、溝通水系的高等級航道網絡。在各級政府的高度重視下,平陸運河工程的建設提上議事日程,已開展前期工作和各項專業技術論證,有望在“十四五”期間開工建設,規劃即將變為現實,讓運河早日發揮效益。

  平陸運河工程主要開發任務是航運,通過竣深原有河道、開挖造渠形成分水嶺航道、建設梯級樞紐對全河段進行連續渠化,采取綜合措施使平陸運河達到Ⅰ級航道標準,連通北部灣和西江航運干線,同時兼顧供水、灌溉和防洪。

  平陸運河北面始于西津樞紐庫區郁江支流沙坪河口,往南溯沙坪河而上,在沙坪鎮和舊州鎮之間跨越分水嶺,沿欽江支流舊州江南下,至陸屋鎮進入欽江,沿欽江干流入海至欽州港。

  平陸運河設計代表船型為5000噸級江海聯運散貨船和250 TEU集裝箱船。考慮各種船型組合的情況下,雙線船閘年單向通過能力>8 500萬t,當5 000噸級及以上大型船舶承載貨物占比>50%時,考慮貨流不平衡且上行下行貨量為6∶4的情況下,雙線船閘雙向年通過能力可達1.83億t,可滿足預測水平年2050年的運量需求。

  1 問題的提出

  1.1 平陸運河航道等級及通航特征水位

  平陸運河全長約137 km,總水頭為64.5 m,航道等級為Ⅰ級,全線規劃建設4個梯級,每個梯級按雙線船閘設計。船閘尺度:閘室有效長度為300 m,閘室有效寬度為34 m,船閘門檻最小水深為8.5 m。

  其上游段從沙坪河口跨越分水嶺至青年樞紐段長約96 km,按內河庫區航道標準設計,航道水深為6.7 m,底寬為80 m,最小彎曲半徑為360 m;下游段從青年樞紐至欽州港段長約41.5 km,按沿海潮汐河口航道標準設計,航道水深為6.3 m,底寬為100~135 m[1-2],最小彎曲半徑為360~450 m[1-2]。

  根據現階段的規劃方案,平陸運河總體線路自北往南為:西津庫區沙坪河口(K00+000)→沙坪鎮(K20+400)→分水嶺(K26)→舊州江→第一級船閘馬道頭(K30+540)→第二級船閘企石垌(K44+414)→陸屋鎮(K48+400)→舊州江與欽江匯流處(K49+700)→欽江→第三級船閘大田坪(K63+570)→第四級船閘青年水閘(K95+538)→欽州市(K96+500~K104+800)→沙井→欽州港。

  平陸運河各梯級樞紐通航特征水位如表1所示。

  1.2 平陸運河沿線地貌及開挖概況

  運河沿線區域地貌特征為中低山脈與寬谷丘陵相間分布。運河線路走廊自北而南依次為低山—丘陵、海濱低丘地帶。低山—丘陵由高程為100~500 m的低山和數十米的丘陵組成;海濱低丘分布在低山—丘陵地貌帶與海岸帶之間,地貌特點為低矮、渾圓的圓丘,海拔高度在15~50 m之間。

  平陸運河的航道等級高,開挖尺度大,特別在跨越分水嶺段,沒有河谷可利用,需全程開挖,且原有的沙坪河及欽江上游河道狹小而彎曲、河底高程高,因而全程開挖量大、棄渣量多,是本工程的一個主要特點。全線平均挖深為11.48 m,最大挖深超過50 m。

  各段地貌特點如下:

  (1)沙塘江江口至沙坪鎮,樁號K0+000~K20+500段線路為西津樞紐庫區,沿河低矮丘陵被庫水隔離成孤島,兩岸山丘頂高程為62~140 m左右,河流一級階地高程為63~67 m。此段航道設計底高程為51.1 m,航道底寬80 m。平均開挖深度>7.0 m。

  (2)樁號K20+500~K28+400段線路長度約7.9 km,線路走廊為低山丘陵及山丘間谷地,頂高程為75~254 m,谷底高程為66~102 m。線路于26 km處從郁江流域和欽江流域分水嶺低凹的鞍部通過,鞍部高程約90 m,鞍部兩邊山丘頂高程為140~150 m。該段沒有河谷可利用,需開挖造渠。此段航道設計底高程為51.1 m,航道底寬80 m。最大開挖深度

  >50 m,平均開挖深度>18.0 m。

  (3)樁號K28+400~K43+300段長度約為14.9 km,年營村西北面至龍灣坪,該線路沿欽江支流舊州江侵蝕、堆積形成的谷底寬度為200~650 m,谷底地貌總體為河流堆積一階臺地,高程為35~75 m,兩岸山丘頂高程為70~

  360 m,溪流河槽寬度由3~6 m漸變寬至33~40 m,溪流底高程為60~31 m。第一級船閘馬道頭樞紐(K30+540)在該段航道上,該船閘上游段航道設計底高程為51.1 m,下游段航道設計底高程為27.3 m,航道底寬80 m。該段平均開挖深度>15 m。

  (4)樁號K43+300~K96+500段長度約為53.2 km,龍灣坪至青年水閘電站,線路走廊區為丘陵—河谷平原地貌,欽江兩岸為平坦河流一級階地,高于河水面

  6~13 m。龍灣坪至陸屋鎮(k49+700)舊州江河槽寬15~40 m,陸屋鎮至青年水閘電站欽江河槽寬度為50~130 m,河底高程為2~1

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