大藤峽水利樞紐工程船閘位置選擇

大藤峽水利樞紐工程船閘位置選擇程玉姣;李亞文;常萬軍;趙現(xiàn)建【摘要】本文針對大藤峽水利樞紐工程壩址河段航運要求高，貨運量大，通航建筑物位置重要的特點，根據(jù)樞紐壩址區(qū)地形、地質(zhì)條件，結合樞紐工程其它水工建筑物的布置、施工條件、運行管理等因素，擬定了兩個方案進行比較，提出了經(jīng)濟合理的船閘位置方案。【期刊名稱】《東北水利水電》【年(卷)，期】2016(034)007【總頁數(shù)】2頁(P3-4)【關鍵詞】船閘位置;單級船閘集中式布置;雙級船閘分離式布置;大藤峽水利樞紐【作者】程玉姣;李亞文;常萬軍;趙現(xiàn)建【作者單位】中水東北勘測設計研究有限責任公司，吉林長春130021;中水東北勘測設計研究有限責任公司，吉林長春130021;中水東北勘測設計研究有限責任公司，吉林長春130021;中水東北勘測設計研究有限責任公司，吉林長春130021【正文語種】中文【中圖分類】U641.2+1;TV61大藤峽水利樞紐工程位于珠江流域西江水系黔江干流大藤峽出口弩灘上，壩址下距桂平市約6.6km，是紅水河梯級規(guī)劃中最末一個梯級，是建設西江億噸黃金水道的關鍵項目。大藤峽水利樞紐是一座以防洪、航運、發(fā)電、補水壓咸、灌溉等綜合利用的大型水利樞紐工程，樞紐建筑物包括擋水壩、泄水閘、船閘、河床式發(fā)電廠房、魚道、生態(tài)泄水建筑物、灌溉取水口及開關站等。水庫正常蓄水位61.0m，電站裝機容量1600MW。船閘按3000t級設計，設計水頭40.25m，閘室有效尺度為280mx34mx5.8m（有效長度x有效寬度x門檻水深）。大藤峽船閘作為樞紐工程的一個重要組成部分，其位置應在充分發(fā)揮樞紐工程綜合效益的前提下，盡可能地滿足船舶（隊）的通航要求。船閘位置的具體布置原則：1）船閘作為通航建筑物應布置在沖淤量不大的順直穩(wěn)定主河道一側，并應滿足船閘平面總體布置的需要。2） 船閘的上、下游引航道與主航道銜接時應平順，口門區(qū)河床穩(wěn)定，水力學條件好，有利于船隊進出，安全通暢。3） 船閘與樞紐其它水工建筑物并列布置緊靠一起時，它們之間應有足夠長的隔流堤隔開，并滿足通航水流條件的要求。4） 充分考慮遠近期與發(fā)展的關系，應留存預備閘位的布置場地，且考慮有利于今后的建設條件。5） 船閘宜臨岸布置，不應布置在緊鄰泄水閘與電站兩個過水建筑物之間。大藤峽船閘最大設計水頭為40.25m，水頭高，規(guī)模大，是目前國內(nèi)外已建單級船閘之最，按照規(guī)范既可以采用單級也可采用雙級。根據(jù)地形、地質(zhì)條件，并考慮樞紐布置、交通、施工、航運等條件，擬定了兩個船閘位置進行比選：方案一為左岸單級船閘集中式布置；方案二為左岸雙級船閘分離式布置。3.1方案擬定1）方案一單級船閘布置于左岸，右側與廠房安裝間壩段相接，由上游引航道、上閘首、閘室、下閘首和下游引航道組成。船閘軸線與壩軸線垂直，線路總長3418m,其中主體段長385m，上游引航道長1136m,下游引航道長1897m。上、下游引航道直線段長550m,底寬75m,底高程分別為38.20m和15.35m，上、下游引航道停泊段各設置一排長300m的靠船墩。口門區(qū)寬115m，長455m。上游引航道中心線由上閘首向上游延伸675m長的直段，接轉彎半徑910m、轉角29°的弧線，經(jīng)口門區(qū)與庫區(qū)航線相接。下游引航道中心線從下閘首向下游延伸550m長的直線段，接1165m長直段，再接182m長漸變段經(jīng)口門區(qū)與下游航道相接。船閘左側為28m長船閘事故門庫壩段。2）方案二雙級船閘采用分散式布置，右側與黔江副壩相連，由上游第一級船閘、下游第二級船閘和中間渠道組成，船閘線路總長6029m。第一級船閘主體段長377m，上游引航道長822m，下游引航道長894m，為中間渠道的一部分。上游引航道底寬75m，口門寬115m，下游引航道底寬90m，上、下游引航道底高程分別為38.20m和34.41m，上、下游引航道停泊段各設置一排長300m的靠船墩。兩級船閘中間渠道底寬90~110m,自第一級船閘下閘首末端始為長894m的直段，然后以轉彎半徑1820m、轉角56.5°的弧線轉向下游，再接950m長直段與第二級船閘的上閘首相接。中間渠道直段長1844m,彎段長1795m,總長3639m。第二級船閘主體段長369m，上游引航道長950m，為中間渠道一部分，下游引航道長822m。上、下游引航道底寬分別為90m和75m,底高程分別為34.41m和14.90m，上、下游引航道停泊段各設置一排長300m的靠船墩。3.2方案比較1）地形及地質(zhì)條件兩方案地質(zhì)條件相近，方案二第一級船閘上游引航道相對較短，高邊坡開挖范圍較小，邊坡穩(wěn)定性較好，但第二級船閘基礎位于強溶蝕性灰?guī)r上的范圍較大，建基條件相對較差，相比較方案一稍優(yōu)。2） 水工建筑物布置方案一船閘采用單級，布置在左岸，泄水閘布置在主河道中部，發(fā)電廠房布置在泄水閘兩側，魚道布置在右岸，樞紐布置緊湊，預留二線船閘較為便利。方案二船閘采用雙級分散布置，與主壩分開布置，泄水、發(fā)電、過魚建筑物布置不受船閘限制，樞紐布置靈活，但預留二線船閘較為困難。3） 施工條件兩方案船閘大部分均位于左岸高地及一級階地上，在導流方式、導流建筑物布置、施工分區(qū)及臨建設施布置上基本一致。方案二船閘采用雙級分散式布置，船閘與左岸岸邊之間有大面積的施工場地，基本可滿足施工設施布設，船閘和壩區(qū)施工互不干擾，施工進度快，施工工期相對較短，但永久占地面積略大。4） 航運條件兩方案船閘均能滿足該壩段貨運量要求，但方案二船閘線路較長，船舶（隊）需要通過兩級船閘，年過閘貨運量較方案一??；方案二第一級船閘上游引航道軸線與主河道夾角略大，上游口門區(qū)水流條件較方案一差，整流措施工程量大；兩方案下游口門區(qū)位置相距較近，水流條件相差不大。方案一船閘設計水頭為40.25m，是目前世界上單級水頭最高的大型船閘，閘室單次充泄水體積是三峽船閘的1.8倍，充水過程中進入閘室的水流能量大，閘室內(nèi)消能、船舶系纜力及輸水閥門段水流空化等水力學問題突出，但通過對船閘輸水系統(tǒng)的水力學計算及物理模型試驗可以解決上述問題；方案二船閘設計水頭及輸水系統(tǒng)的水頭相對較低，船閘的設計難度不大，但中間渠道的水力學問題十分復雜，通過數(shù)模計算，在第一級船閘泄水或第二級船閘充水時，中間渠道內(nèi)形成漲水波或落水波，波在渠道內(nèi)往復震蕩、耦合、反射、疊加，最大波高達1.6m，波前最大水面比降為4.4%。，嚴重影響船舶航行安全。5） 工程投資方案二需要建設兩級船閘，混凝土用量大，工程投資較方案一略高。6） 運行管理方案一船閘與樞紐集中布置，線路較短，易于管理；方案二船閘線路長，兩級船閘距離較遠，強制管理區(qū)面積大，管理難度較大。綜上比較，方案一樞紐布置緊湊、易于管理、便于布置二線船閘、年過閘貨運量大、引航道內(nèi)水流條件較好、地質(zhì)條件略優(yōu)、投資略低，故采用方案一，即左岸單級船閘集中式布置方案。大藤峽水利樞紐工程