学文网【摘要】广州车陂路～新蚨路隧道工程因受两端接线与其所在河段河床下切因素的制约，只有通过底质置换的工程措施后其埋深方能满足通航标准的要求。通过对车陂路～新蚨路隧道工程埋深深入探讨，为类似工程的设计提供一种新思路，从而更加有利地推动工程建设，为早日实现“中国梦”增添新的动力。
【关键词】车陂路～新蚨路隧道工程；《广东省沿海航道通航标准》；埋深；底质置换
为了推进广州市天河区的“金融城”与海珠区东部的会展商务区和“智慧城”等的建设，广州市***府决定打通车陂路一新蚨路规划过江通道，建立萝岗---天河---海珠区的新交通走廊，根据《广东省沿海航道通航标准》中的有关规定，针对工程所在河段的各种影响因素，对航道范围内工程埋深进行深入的探讨，为工程设计和航道管理部门的行***审批提供较为科学的参考依据。
1.工程概况
1.1工程位置
车陂路～新蚨路隧道工程南起新蚨路与科韵路交叉口，北至车陂路与黄埔大道交叉口，全长约4.3km。其中新港东路至车陂路、黄埔大道交叉口段为一期实施范围，全长1460.082m，其中南敞开段223.326m，南暗埋段230m，北敞开段216.756m，北暗埋段290m，沉管段500m（本工程沉管管节共分五节，各管节长度均为100m），新蚨路、科韵路交叉口至新港东路段为二期实施范围。
1.2工程所在河道概况
东河道是珠江水系一天然河流段，起讫点为从沙面到鱼珠的河段，河道东西走向，河段微弯，其中人民桥至华南大桥10km的河段，实行交通管制，除旅游、客轮、公务船外，其他船舶未经允许不得进入管制区。东河道长约19530m，水面宽约240～800m，东河道现有航道底宽100m，维护水深2.8m，拟建工程所在河段的平均水深约为3.5m，邻近工程处航道范围内的最大水深为5.1m。
东河道分段规划，其中工程所在的琶洲大桥～鱼珠段，规划为II级航道，通航2000吨级船舶，航道规划尺度为4.0m×100m×720m（水深×底宽×弯曲半径）。
1.3代表船型
根据规划，工程所在河段通航2000吨级船舶，根据《海港总体设计规范》（JTS165-2013），掌握了工程河段2000吨级船舶的尺度。
2.隧道的埋深论证
2.1《广东省沿海航道通航标准》（DB44/T1355-2014）中的要求拟建工程位于一微弯河段，由工程处的河床演变分析可知，拟建工程所在的河段的北岸侧（凹岸侧）处于一种轻微下切状态。
邻近工程处航道范围内的最大自然水深为5.1m（水深已由当地理论最低潮面换算而成，珠江基面=当地理论最低潮面-1.41m，对应的河床底高程为-6.51m，珠江基面起算），大于规划的航道设计水深，《广东省沿海航道通航标准》（DB44/T1355-2014）中对上述情况下所穿越航道的建筑物的埋深要求。
2.2各种影响的确定
（1）水深
工程处邻近工程处航道范围内的最大自然水深为5.1m，此水深值已由当地理论最低潮面换算而成，根据《广东省沿海航道通航标准》（DB44/T1355-2014）中的有关要求，在计算过江隧道的埋深时水深值取5.1m。
（2）应急抛锚时的入土深度
本工程隧道采用沉管法施工，从工程自身的安全考虑，工程完工后，隧道工程附近水域按规定设为禁锚水域，但考虑到意外事故迫使船舶在此水域应急抛锚等特殊情况，结合本河段规划航道等级所对应的2000吨级货运船舶船型尺度，根据挪威船级社的数据，船舶吨级与锚的重量关系。
2000吨级船舶锚重小于1吨，锚重小于1吨的船舶抛锚时的入土深度应在1.2m以内。为了慎重起见，在拟建隧道工程处的应急抛锚时的入土深度取1.3m，可满足2000吨级船舶应急抛锚的需求。
（3）极限冲刷
由河床演变分析可知，本工程所穿越的河段存在河床下切的趋势，因此，在计算隧道埋深时需考虑航道可能冲刷的最大深度（极限冲刷）。①计算方法。对于河床的一般冲刷深度计算，本报告采用《河床演变学》中的lacey经验公式进行计算
Lacey公式表示如下：
计算过程中，根据河床组成及其分布由上至下逐层计算，首先根据上层粒径计算第一层冲刷深度，如计算深度小于本土层厚度，则计算深度即为冲刷深度；如计算深度大于本土层厚度，则本土层冲刷深度取为土层厚度；并继续按下一土层粒径计算第二层冲刷深度，依此类推。河床总冲刷深度，为各土层的总冲刷深度之和。
②计算参数。对于河道一般冲刷计算，本次计算采用最不利的工况组合，计算一次洪水河床的最大理想冲刷深度，确定河床冲刷对管道安全的影响。根据拟建隧道工程设计标准，计算100年一遇流量条件。根据设计洪水计算成果，工程河道断面100年设计洪水流量为1959m3/s。根据工程河段的地勘资料，河床表层淤泥，其下层为中砂层，中砂层厚度为2.4m～3.6m，平均粒径Dm约为0.5mm；下部为泥质粉砂岩，厚度超过5m。
③河床冲刷计算。根据lacey经验公式，100年一遇洪水条件下河床最大冲深为1.89m。在计算隧道硬质覆盖层顶的埋深时，考虑到极限冲刷的深度，则隧道硬质覆盖层顶的埋深相应增加1.89m。如果隧道的埋深增加1.89m后，则隧道的起止点距新港中路跨线桥及花城大道的距离分别为45m、62m，无法满织长度，再者隧道无法实现南往东右转进入花城大道，其交通组织功能缺失。为了解决上述矛盾，将采用河床底质置换的方式来消除河床下切对隧道埋深的影响。
3、结语
采取粒径大于5.928mm的砾砂来置换现有的床沙，使河床趋于稳定，这样就可以降低工程对埋深的要求，起到既能保护航道资源，又能推进工程的顺利建设，促进广州市社会经济的可持续发展，但由于河床冲刷计算与床沙启动粒径的计算均采用的是经验公式，公式中参数的取值存在着一定的个体认识差别，建议通过物理模型来加以确定。
参考文献
[1]广东省质量技术监督局，《广东省沿海航道通航标准》（DB44/T1355-2014）
作者简介
王静新（1972―）男，硕士，工程师，研究方向：水文分析、船舶通航安全、河口海岸环境。
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