航标的设置及运用技术性研究
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作者:王如城
摘 要：航标是规范船舶航路、引导船舶安全通航的重要基础设施，也是船舶在夜间安全航行的“引路人”。合理的航标设置对引导船舶正确航行、标识清晰的航路具有重要意义。本文通过对航标在航道整治工程中的设置及运用案例，分析航标的设置及运用条件，阐述在航标设计过程中的注意事项、探讨新技术在航标中的运用等，以期为广大港航同仁在航道整治工程中对航标设置提供参考。
关键词：航道整治;航标设置及运用;新思路
中图分类号：U644.3 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2019）07-0065-02
航标是引导船舶航行、定位和标示碍航物与表示警告的人工标志，对支持水运、渔业、海洋开发和国防建设等具有重要作用。
现代航标主要分为海区航标和内河航标两类，在设置时应结合航行条件、航道尺度、灯光射程等，做到标位正确、灯质可靠、颜色鲜明、连贯衔接，简单明了地指出安全、经济而又便于船舶航行的航道。为此我们通过一个工程案例，分析在航道整治工程中，有关航标的设置及运用。
1 工程概况
本工程以西江（界首至肇庆）河段全长171km的航道整治工程为例。目前该河段航标按一类标配布，全程共配有航标118座。其中H 18.8m砼塔标1座、H 13.8m钢筋砼塔标1座、H10m钢筋砼塔标1座、H7m 钢筋砼塔标58座、H3m灯桩1座、HF6.7-B1钢质灯艇50座、桥涵标6座。
2 航标现状存在的问题
目前广东省航道经过多年的开发建设，基本上已经形成以西江水运主通道和珠江三角洲“三纵三横”为骨干航道的珠三角现代化航道网。大部分的航道均为在现有通航等级的基础上进行扩能升级，而非新开辟的航道。对于扩能升级类的航道整治工程，航标设计时应重点了解航标现状配置情况、航道升级后需解决的问题等。
本次西江航道从2000吨级扩能升级为3000吨级，航标现状主要存在以下几个问题：
（1）該河段浮标基本为灯艇，抗冲压能力差，在遇到洪水时会产生较大移位，直接影响过往船舶的通航安全;
（2）部分航标在西江2000吨级整治项目中没有进行改造更换新的配件，目前已出现配件老化现象;
（3）小部分航标因航槽有所偏移需移设;
（4）部分航标标路长度不足，需加长或新建标路;
（5）部分航标附近岸坡因挖砂影响及水流冲刷，基础不稳固，需进行护坡，以保护标体结构安全。
3 航标的技术处理
根据航标现状存在的问题以及航道扩能升级后的情况，结合西江各航段的特点和航标配布的实际需要采用以塔标为主，浮标相结合的航标技术处理方案。
设计河段的航标大部分是在最近2000吨级整治时建造的，在航槽不调整河段可充分利用原有航标，对局部航槽调整河段要根据实际情况对航标进行适当调整;现有部分航标的标路不够长、局部标路基础不牢固，需对该部分航标标路进行加长、加固;部分航标附近岸坡因挖砂影响及水流冲刷，基础不稳固，需进行护坡，以保护标体结构安全;都城至肇庆河段的浮标现为灯艇，其抗冲压能力差，在遇中洪水时会产生较大移位，直接影响过往船舶的通航安全，而该河段水深良好，可适当调整浮标类型，航标具体技术处理如下：
3.1塔标处理方案
新建塔标：结合航道的走向、水深条件、通视条件等进行分析。塔标采用钢筋混凝土结构，外贴白色瓷片，塔身高度为7m，下底外圆直径为2m，上底外圆直径为1.2m，平台直径为1.6m，标脚平台边长为5.0m，高出原地面0.2m。基础根据航标位置地质条件选用钢桩基础，上浇厚0.6m、宽5m×5m的钢筋混凝土承台。由于岸标设置的地点大部分在河道沿岸，为保证工作人员维护标志时的安全和便于开展工作，每座岸标都修建一条工作标路，标路宽1.2m，长度根据实际情况确定。
改造旧塔标：对原有的塔标进行技术改造，改造内容为更换新的航标灯、蓄电池、太阳能电源以及标牌等设施设备。
3.2浮标处理方案
新设浮标：根据水流条件、航标管养单位的使用习惯及航行条件进行分析。本项目界首至都城段航道的浮标采用HF6.7-B1钢质灯艇，灯艇通过1根Φ10mm×15m锚链与1个重15kg的铁锚链接;都城至肇庆段水深条件良好，且受到潮水的影响，水位变化较大，该河段浮标采用HF1800-D1深水型钢质浮鼓，马鞍链规格为Φ28mm×2.72m，连接卸扣为Φ26mm、末端卸扣为Φ32mm、锚链为Φ28mm×27.5m、沉块为2.5t C30砼块。
改造浮标：对原有浮标改造内容为更换新的航标灯、蓄电池、太阳能电源、标牌、锚链、马鞍链、卸扣以及翻新标体外层油漆等。
3.3灯器和电源处理方案
目前市场上的航标灯器规格比较多，型号大致有160型、155型、130型、100型等，按供电方式常分为一体化航标灯和分体式航标灯两种。在选用时应根据航道特点、航标管养单位的使用习惯（便于配件更换）、维护的便捷性等进行综合考虑。
本工程灯器采用HD155航标灯，额定电压3.6V，额定电流0.25A。灯泡采用超高亮度的发光二极管集成而成，其颜色需要的各种灯质可按需选择。航标灯的供电采用具有工作可靠、寿命长和维护简单方便的硅太阳能电池供电。另外为了保障夜间及阴雨天气航标灯的供电，配6V2.5W的硅太阳能电池方阵和GN100-3免维护镉镍蓄电池辅助供电。硅太阳能电池方阵在岸标上方阵应光面向南，与水平面的夹角按35°±3°安装。
4 航标配布原则
根据扩能升级的需要对本河段现状航标进行重新配布，对不符合要求的航标进行改建、改造，使用时间较长的航标器材要更换，对部分损坏的航标进行维修更新。航标配布要遵循以下原则： （1）根据航道整治工程等级标准，本工程范围内航道按国家标准《内河助航标志》一类标志进行配布，即配布的航标夜间全部发光，白天船舶能从一座标志看到次一座标志，夜间船舶能从一盏标灯看到次一盏标灯。
（2）航标配布应当根据本河段的具体航行条件，简单明了地指出安全、经济而又便于船舶航行的航道。
（3）配布航标应注意岸标与浮标之间的有效结合，务使每一座标志发挥最大的作用。
（4）设置岸标时，可根据各河区具体情况规定岸标的最小安全航行距离，该值自标位处的水沫线起算。
（5）设置侧面浮标时，应保证在航道同一侧相邻的两座浮标或同一侧相邻的浮标与岸标规定的最小安全航行距离的相连直线内，不得有小于维护水深的碍航物存在。
（6）侧面浮标设置地点的水深，可根据各个水位时期的不同维护水深而统一变更。在水位上升时期，侧面浮标的是指应在保证维护水深的前提下，适当将航道放宽。
（7）深槽河段沿岸航道的可航范围，一般为航道标准宽度的两倍。如果沿岸航道宽度小于两倍航道标准宽度时，必须在碍航物近航道一侧设置侧面浮标，标示航道界限。
（8）枯水期的航标配布应准确标示航道方向，注意标示浅滩航道的轮廓和揭示浅滩航道的最小水深。
（9）在潮汐河段，航標的配布应当保证所标示的航道在所规定的基准面下有足够水深，并应注意潮流变向时浮标的回转范围。
5 航标配布方案
本项目航标按内河一类标配布，其中，界首至都城河段采用以灯艇为主，塔标相结合的方案;而都城至肇庆河段采用以塔标为主，浮标、杆标相结合的方案：全河段共设航标146座，其中H18.8m砼塔标1座（改造），H13.8m钢筋砼塔标1座（保留）， H10m钢筋砼塔标1座（保留）， H7m 钢筋砼塔标71座（新建6座，改造40座，保留25座），H7.5m灯桩1座（新建），HF1.8m浮标18座（新建），HF6.7-B1钢质灯艇46座（新建12座，保留34座），桥涵标7座（新建1座，改造4座，保留2座）。
6 航标发展新思路
目前，我国的科学技术日新月异，尤其是随着“5G”时代的到来，人工智能将会更好的服务于生产实践，造福人类。航标作为一种基础设施，在生产实践中也应开拓进取、与时俱进，航标设施可以在以下几个方面进行拓展应用。
一是对航标设施增设遥测功能，利用GPRS、GSM等模块。采用新一代无线技术传输技术，能够及时知道航标的的工作状态。普普通通的一部手机便能对航标灯进行遥控、遥测、故障报警等数据传输;
二是对桥区的侧面浮标或者标识施工区作业边界的专用标增设同步闪光功能，则能够为船舶清晰的标识出边界条件，形成类似光带效果，简单直观的为船舶提供了导航功能;
三是对航道等级高或者沿海的航标可以普及AIS功能，并兼容目前我国最先进的北斗系统。让船舶能够实时知道航道情况，提前做好航行准备工作。
7 结语
总的来说，航标的配布应结合工程河段的航行条件，简单明了地指出安全、经济而又便于船舶航行的航道。在生产实践中应不断开展拓新、与时俱进，紧跟科技发展步伐，让新技术在航标领域得到运用，更好的服务于广大船民。
参考文献：
[1]中国海区水上助航标志[S].北京：人民交通出版社， GB 4696-2016;
[2]浮标通用技术条件[S].北京：人民交通出版社， JT/T 760-2009;
[3]航标灯通用技术条件[S].北京：人民交通出版社， JTT761—2009。
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