岛屿城市跨海通道的通航条件影响研究——以厦门地区为例

刘明旭 中交水运规划设计院有限公司

1.岛屿城市特征

以岛屿为核心经济扩展而得的城市即可称之为岛屿型城市，主要建设于大陆型岛屿上，呈现出如下地形特点：中部以山地居多，向外延展依次有丘陵、滨海平原，为多层级圈地形，区域内丘陵与山地起分割作用，形成多个相对独立的滨海平原，从而构成城市空间单元体系。以厦门为例，总体上岛屿型城市具备如下特点：

（1）岛屿是城市核心区域。厦门市作为厦门本岛政治、经济中心，具备优良的资源条件，该处商业旅游业发达、交通便捷、医疗教育水平高，多数本市乃至外地市民都相继涌入厦门本岛，成为工作、学习等各项社会活动的参与者，推动了岛屿城市的全面发展。

（2）填海造地是重要的城市扩展途径。受限于岛屿自身有限的土地资源，若要实现持续性发展，增加用地面积已成必然，此时填海造地则成为重要途径，但此项工作将对岛屿形态与生态造成威胁，岛屿原有建筑物的稳定性易受到影响。

2.岛屿城市跨海交通现状

随着社会经济持续发展，岛屿城市人口密度增大，岛内空间开始受限，岛屿周边的空间开始被逐步开发，从而引起跨海交通需求迅速增加，跨海通道建设规模随之扩大。跨海通道工程投资巨大，涉及自然环境、当地现状以及未来规划等多个因素，对其进行通航条件影响研究时，必须充分考虑岛屿城市的特点。

3.岛屿城市通航条件影响因素

3.1 大尺度自然条件的影响

岛屿城市跨海通道长度较长，通航孔距离远。在展开水文参数测量时应兼顾大范围测量和小范围测量，消除观测中可能存在的偶然误差。实测之后应同时开展大尺度数学模型分析和小尺度数学模型分析对观察数据进行扩展，以便提升最终数据的全面性和准确性。

以厦门第二东通道跨海段工程（以下简称二通道工程）为例，综合考虑工程具体位置和所在水域范围，最终布置了9个水文观测点，开展连续性观测。

3.2 规划的影响

岛屿城市经济发达且发展势头良好，各行业主管部门对未来均有较好的前瞻性的规划性，因此在进行通航条件影响研究时要充分与规划相衔接，既要考虑经济造价，也要为后续城市的可持续发展预留一定发展空间。

在二通道工程中，现有的城市规划对原集装箱港区岸线进行了功能调整，调整为生态岸线，并且规划了白海豚保护区。在进行通航条件影响过程中，通过与多个规划部门的沟通，落实了生态岸线的合法合规性，继而将代表船型尺寸大幅缩小，从而减小了通航净空，节省了大量投资。同时也针对白海豚保护区的位置进行了多种通航孔位置的方案设计，最终导致了原工程可行性报告中通航孔位置的大幅变化。

在厦门市轨道交通4号线同安湾过海段工程（以下简称同安湾工程）中，该跨海桥原代表船型尺度较小，而后经与规划局和旅游局深度沟通，该市正在编制游艇码头规划，根据该规划工程位置未来将有可能成为游艇通航的必经之路，后考虑了该市游艇行业在后续的发展需求，最终以帆船尺度而不是货运船舶成为了净高的控制船型。

3.3 早期建筑物的影响

受惠于优良的天然条件，岛屿城市的发展相对较早，早期桥梁建设过程中缺乏科学的通航条件影响研究，且工程技术资料存在完整性不足的问题。对此，必须加强实地调研，立足于实际情况实行科学的研究和论证。

在厦门翔安机场快速路南段南港特大桥工程（以下简称南港特大桥工程）中，通航净空控制性因素为拟建工程附近的另一座已建大桥。通过拜访当年设计和施工单位，获得了该桥的防撞设施尺度，同时进行了现场测量，根据测量结果对南港特大桥工程通航尺度进行了合理优化。同时考虑拟建工程水域现有大嶝西侧水道，为节省投资航道可以不再另行选线，仅对桥区附近航道进行拓宽及挖深。

图1 机场限高示意图

在同安湾工程中，经详细走访调研，发现一条穿越拟建工程的原水管线，该管道于2007年建成，主要满足该市某岛供水需求，正常情况下供水能力可达到12×104m3/d。工程施工环节，连接下海段采取的是2-DN800mm钢管，二者间距1.6m。根据管线实际情况，形成维持原状、优化管线位置等多个方案。经对比后，采取近期维持原状，远期迁移的方式，在全面确保原水管道安全性的基础上，还兼顾了项目所提出的工期要求。

3.4 现有航路的影响

岛屿城市水运需求巨大，水上交通长期处于繁忙状态，在注重远期规划航路的基础上，还需兼顾大桥建造过程中对既有航道（尤其是虽未见于图中，但却真是存在的航道）的影响，以满足现场交通要求。

在同安湾工程中，对工程现场情况进行了交通流观测。发现了图中没有的小型船和沙船的通航航路，在通航影响条件研究过程中充分考虑了小型船和沙船的既有习惯航路，在其航路与拟建工程的交汇处，复核了非通航孔桥垮的通航安全性，并设置了安全警示牌和防撞设施。

3.5 机场限高的影响

岛屿城市体系中，空运在各种交通运输方式中占据着重要地位。在通航条件影响研究时应充分考虑机场限高要求，见图1。

在二通道工程中，项目所在地临近高崎国际机场，为确保过往航班的安全，在施工过程中施工机械设备的最大高度不能超过机场限高要求。与此同时考虑了桥的结构形式，复核了通航净空最大尺度。

3.6 美观的影响

很多岛屿城市往往是旅游城市，每年吸引大量游客到往。因此在进行跨海通道通航条件影响研究时，应充分考虑工程建设完成后的观赏性。

在二通道项目中，通航孔的布置形式考虑了单孔双向和双孔单向两种通航方式。由于机场限高原因，单孔双向的跨海桥净高过高，如采用此通航方式会极大的压缩桥面以上结构设计和景观设计的想象空间，因此最终选择了美观性和经济性均更有优势的双孔单向方案。

3.7 施工难度的影响

岛屿城市周围往往是汪洋大海，由于规范中的上下4倍船长要求，有时需要对通航孔周围一定范围进行疏浚，在进行通航孔位置选择时应仔细分析地勘资料，避免后期跨海通道建设时施工难度过大。

在同安湾项目中，在通航孔位置选择过程中进行了专项地址勘察研究，经研究疏浚范围内主要为粗砂，未发现孤石，不需要爆破，后期具备可疏浚性。

4.经验总结

在进行岛屿城市跨海通道通航条件影响研究时，应考虑大尺度自然条件的影响、规划的影响、拟建工程周边早期建筑物的影响、现有航路的影响、机场限高的影响、美观的影响以及施工难度的影响。在这些影响因素研究过程中注意以下原则：

（1）经济性和预留发展的平衡；

（2）实地调研拟建工程与研究现有技术资料的平衡；

（3）多规矛盾时，实际情况出发原则和后续规划的可调性原则；

（4）前期充分沟通，避免出现因通航净空影响后期而导致设计全盘颠覆的原则；

（5）降低施工难度的原则；

（6）国内规范与国际规范相结合，以国内规范为主，国际规范作为补充的原则。

5.结束语

综上所述，跨海通道建设过程复杂，影响因素众多，因此需要从项目实际出发，本文以厦门地区为例对岛屿城市跨海通道的通航影响因素进行了探讨，以期对其他岛屿城市跨海通道项目的通航条件影响研究提供借鉴。