武汉长江隧道隧址局部河段河床冲淤变化分析

2014-01-02张潮

中国科技信息 2014年24期

张潮

长江水利委员会水文局长江中游水文水资源勘测局

本文根据2009年～2013年连续四年实测水下地形监测资料，分析了武汉市长江隧道隧址局部河段河床冲淤变化情况，得出结论：2009年～2013年武汉长江隧道局部河段河床冲淤交替，总体略呈淤积状态。淤积冲刷主要发生在枯水河槽，其部位集中在左岸靠近汉口一侧岸坡，主河槽以及右岸冲淤幅度相对较小，局部河床形态基本呈稳定态势。

1 概述

武汉市长江隧道隧址位于武汉河段长江大桥与长江二桥之间，工程于2004年底动工兴建，2008年12月28日试通车。武汉长江隧道北起汉口大智路，下穿中山大道，经江底河床下约10m 深处穿越长江，南接武昌友谊大道，与规划中的沙湖路相连。隧道全长3630m，双向四车道，设计时速为50km/h。

为了解武汉长江隧道隧址冲淤变化情况，从2009年11月份起对长江隧道进行了连续观测，分别在每年的汛前、汛中、讯后对该区域进行大比例尺高精度水下地形监测，至2013年12月，已对该区域进行了连续13 期的水下地形监测，现根据2009～2013年所测的13 次水道地形资料，对此期间长江隧道水域局部河段河床冲淤变化进行分析。

2 隧址局部河床断面变化

为研究局部河段河床型态变化特征，在隧道工程水域截取3 个横断面（断面布置见图1.1），根据所选13 个测次实际测量的水下高程图，分析河床的形态变化。套绘断面变化图并计算各断面平滩水位（22.54m）对应的断面要素。

根据横断面套汇资料分析，隧道水域局部河段主槽靠近右岸武昌一侧，2009年11月～2011年8月，断面左侧河滩变化较大，右侧河槽较为稳定；其中2010年4月～2010年7月河床淤积，2010年7月～2010年11月河床冲刷，冲淤部位主要集中在左侧河滩，即起点距70m～550m 的区域，河床最大冲淤变幅达7m；2010年11月～2011年8月，断面冲淤变化较小，断面形态较为稳定；2011年8月～2011年12月，断面淤积幅度较大，淤积幅度主要集中在河床左岸靠近汉口一侧，即起点距520m～950m 的区域，最大淤积幅度达8m。断面淤积原因系2011年9月汉江发生较大秋汛，导致汉江入汇口以下河床泥沙落淤。2011年12月～2012年11月，河床冲刷幅度较大，冲刷主要集中在靠近汉口一侧滩地，河床最大冲深达6.6m。2012年11月～2013年11月，河床淤积，主要发生在汉口滩地，尤其是2013年4月～2013年8月淤积幅度较大，河床高程最大抬升幅度4.4m。

断面要素计算表明：2009年11月～2012年11月，隧道水域在平滩水位级时断面面积增加约6.5%，平均河底高程下降约1.3m，隧道水域断面呈冲刷状态；2012年11月～2013年11月，平滩水位级时断面面积减小约6.3%，平均河底高程抬升约1.3m，这期间隧道水域断面由冲转淤，总体略有淤积。

分析表明，从2009年至今，隧道水域断面年际间冲淤交替，且其冲淤主要发生在河道左侧汉口河滩附近，右侧河槽以及岸边基本稳定。

表1 隧道局部河段冲淤计算成果表

3 隧址局部河床冲於分析

为了分析工程河段的冲淤变化情况，选用13 个测次的实际测量的水下高程图，分别计算河段枯水时期的河槽（11.00m）、平均河槽（17.00m）、平滩时期的河槽（22.54m）冲於总量，具体数据见表1。

计算结果表明：2009年11月～2013年11月，隧道水域河床冲淤交替，总体略淤，枯水、平均、平滩三级河槽淤积量分别为：0.29 万m3、0.17 万m3、0.10 万m3。淤积主要集中在低水位水域，低水位值上面的河槽微冲。

从时段上看，2009年11月～2010年4月，河床微冲，三级河槽冲刷量分别为0.36 万m3、0.51 万m3、0.57 万m3；2010年4月～7月，河床由冲转淤，三级河槽淤积量分别为9.6 万m3、9.7 万m3、9.8 万m3；2010年7月～11月，河床冲刷幅度较大，三级河槽冲刷量分别为14.8 万m3、15.0 万m3、15.0 万m3；2010年11月～2011年12月河床呈淤积状态，三级河槽分别淤积16.0 万m3、16.0万m3、16.0 万m3，淤积只是发生在低水位河槽，低水位以上河槽较为稳定；2011年12月～2012年11月河床总体冲刷，其中汛后冲刷幅度较大，三级河槽冲刷量分别为20.8 万m3、21.1 万m3、21.2 万m3，而汛期河床略有淤积。2012年11月～2013年11月，河床淤积，枯水、平均、平滩三级河槽淤积量分别为：11.6 万m3、11.8 万m3、11.7 万m3，淤积主要集中在低水位河槽，低水位值上面河槽较为稳定。隧道水域位于汉江入汇口下游约1.9km，2009年11月以来，受长江和汉江的水沙作用，隧道局部河床冲淤交替变化，分析表明局部河床呈现汛期淤积，汛后冲刷的一般变化规律，局部河床总体略呈淤积状态。