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;

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