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山区性航道下水救援通道布设研究

来源:用户上传      作者:王畅 王骏 卢迪翔 陈永锋

  摘要:本文以山区性航道下水救援通道布设为研究对象,并以瓯江莲都生态航段为例,对高水位下航道的流场进行计算分析,指出需要使用的救援船型及运载工具,并在文中分析下水救援通道设计指标,提出建议。为今后同类别下水救援通道的设计、建设提供参考。
  关键词:山区性航道;救援通道;冲锋舟
  中图分类号:TU393.3 文献标识码:A 文章编号:1006―7973(2022)03-0042-04
  浙江省瓯江生态航道(大港头至开潭电站段)位于浙江省丽水市莲都区。其连接丽水古堰画乡景区、国家级湿地九龙湿地和丽水市区南明湖景区,全长共计约37公里。其中瓯江大港头至白岩大桥段,全长约24公里,属于山区性天然河流航道,河床以砂卵石为主。瓯江白岩绕城公路桥至开潭电站段,全长约13公里,属南明湖航道,可以通航内河500吨级船舶。目前,丽水市公路水上抢险救援中心驻扎丽水市莲都区芦埠前山村(原丽水市港航管理局),水上救援出动可迅速覆盖南明湖水域。然而瓯江大港头至白岩绕城公路桥段属于山区性阶梯型高落差河段,通航条件差,加上旧渡口的弃用、天然河滩地无法行车等原因,对下水救援带来较大难度。
  本文通过对救援主要船型、载具分析,从下水救援点的选择和方案设计展开技术评估,为今后山区性航道下水救援通道布设提供技术参考。
  1山区航道水上救援的特点分析
  1.1山区航道水上救援主要方式及设备
  常见的水上救援方式:利用舟艇救生、岸上抛投器施救、两岸架设绳索施救、水中徒手救生。其中,利用舟艇进行水上救生具有安全性高、机动性好、专业性强的特点。在岸上施救无法实施的情况下,救援人员需尽快利用舟艇到达遇险、被困、落水(含溺水)人员身边是整个救援行动开展的前提。
  目前水上救援运用的舟艇主要有:
  (1)水陆两栖车:常用车型(XBH 8×8-2):船身尺寸3160×1620×1150mm,整车装备质量750kg,最高车速45km/h、水上5km/h(轮胎划水)、水上12km/h(15P 马力舷外机)。
  (2)橡皮艇:常用船型2.7米15P 马力舷外机,核载4人;4.2米30P 马力舷外机,核载6人。最高航速可达35km/h,但自身轻,抗流差,不如冲锋舟救援艇灵活机动。
  (3)冲锋舟救援艇:常用规格尺寸5900×1860×830mm,自重290kg,最大载荷乘员14人,舷外机搭载功率30~55KW,航速20~50km/h。
  1.2山区航道大流量下特征分析
  瓯江(大港头至开潭电站段)山区航道呈阶梯性分布,水位落差大,阶梯交界处水流湍急,河面(道)宽窄不一,河床浅滩(滩涂)较多,水位和流量变化幅度大,洪枯流量相差悬殊。航道上游建有玉溪电站一座,水库采用水电站调度时,通航时段内玉溪电站可能处于发电状态,发电流量覆盖80~428m?/s,而航道水流流速受流量影较大,因此,计算单台机组发电时航道工况的流速(计算150、200m?/s 流量的流速),以确定最高通航水位。当流速超过3.5m/s 时,通航环境较差,对船舶的动力要求较高。
  设定流量为200 m?/s ,采用平面二维恒定数学模型,对航道的流场进行计算,计算得到的航道流场如图1(200m?/s 流量航道流场图及卫星图)所示。航道的水位图如图2(60m?/s 200m?/s 航道的水位图)所示。得出:200m?/s 流量,航道中超过3.5m/s 航道段总长为1.2km,且位置分散,单处的最大长度500m 位于九龙湿地附近。从航道的流场图可以发现,其流速较高的航段主要分布在碧湖大桥的卵石护滩部位(K6+060~K7+400)、下南山弯道(K8+620~K9+600)、九龙湿地附近的护滩带和上阁码头处(K10+500~K12+800)以及石牛大桥前后(K16+050~K16+900)、(K15+500~K15+600)、(K18+600~K18+700)。前三处流速较高的区域中,从图1中卫星图中可以明显发现,都存在分流特征,因此救援中需特别注意。结合卫星图, K4+750存在急滩,出现局部流速升高的情况。其中下南山弯道处存在大流量碍航区域,面临连续弯道,其弯道横流影响不容忽视。
  2救援冲锋舟运输车辆及吊装特性分析
  2.1出动救援船型及载具的选择
  考虑到航道200m?/s 流量的条件下,超过3.5m/s 航道段位置分散,总长为1.2km。考虑到水陆两栖车及橡皮艇在高流速下无法满足救援任务,因此仅作为辅助救援设备。主要救援设备选择为冲锋舟救援艇。为提高救援艇到达救援点的速度,采取汽车载具装载,沿公路达到救援点附近,就近下水救援。
  2.2冲锋舟载具的型号及停放、吊装空间要求
  根据冲锋舟尺寸要求,丽水市公路水上抢险救援中心(水上救援科)采用重型普通货车及中型特殊结构货车运输,车辆安装有冲锋舟吊机,详细数据如表1所示,考虑到人员操作空间,停放、吊装空间应不小于14.0×4.0×4.5m。
  3下水救援通道设计指标分析
  下水救援通道总体参照《公路路线设计规范》及消防车道设置规则,根据实际使用车辆确定基本指标。
  3.1通道建筑限界指标
  为保证救援运载车辆在下水救援通道内的顺利通行,需要确定一个通道建筑限界,其中不得有任何障碍物侵入。参考四级公路建筑限界(净空)要求,救援通道建筑限界如图3所示。
  W=救援通道行车道宽度,参照四级公路单车道标准推荐宽度3.5m,极限宽度不应小于3.0m;
  L=侧向宽度,选用公路设计标准中最低值0.25m;
  H=净空高度,参照四级公路净高应为4.50m,部分困难位置可以放宽至4.0m,但应设置净空高度牌;

nlc202205091558



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