大藤峡水利枢纽工程船闸位置选择

程玉姣，李亚文，常万军，赵现建

（中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春130021）



大藤峡水利枢纽工程船闸位置选择

程玉姣，李亚文，常万军，赵现建

（中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春130021）

［摘 要］本文针对大藤峡水利枢纽工程坝址河段航运要求高，货运量大，通航建筑物位置重要的特点，根据枢纽坝址区地形、地质条件，结合枢纽工程其它水工建筑物的布置、施工条件、运行管理等因素，拟定了两个方案进行比较，提出了经济合理的船闸位置方案。

［关键词］船闸位置；单级船闸集中式布置；双级船闸分离式布置；大藤峡水利枢纽

1　工程概况

大藤峡水利枢纽工程位于珠江流域西江水系黔江干流大藤峡出口弩滩上，坝址下距桂平市约6.6 km，是红水河梯级规划中最末一个梯级，是建设西江亿吨黄金水道的关键项目。

大藤峡水利枢纽是一座以防洪、航运、发电、补水压咸、灌溉等综合利用的大型水利枢纽工程，枢纽建筑物包括挡水坝、泄水闸、船闸、河床式发电厂房、鱼道、生态泄水建筑物、灌溉取水口及开关站等。水库正常蓄水位61.0m，电站装机容量1 600 MW。船闸按3 000 t级设计，设计水头40.25m，闸室有效尺度为280m×34m×5.8m（有效长度×有效宽度×门槛水深）。

2　船闸位置布置原则

大藤峡船闸作为枢纽工程的一个重要组成部分，其位置应在充分发挥枢纽工程综合效益的前提下，尽可能地满足船舶（队）的通航要求。船闸位置的具体布置原则：

1）船闸作为通航建筑物应布置在冲淤量不大的顺直稳定主河道一侧，并应满足船闸平面总体布置的需要。

2）船闸的上、下游引航道与主航道衔接时应平顺，口门区河床稳定，水力学条件好，有利于船队进出，安全通畅。

3）船闸与枢纽其它水工建筑物并列布置紧靠一起时，它们之间应有足够长的隔流堤隔开，并满足通航水流条件的要求。

4）充分考虑远近期与发展的关系，应留存预备闸位的布置场地，且考虑有利于今后的建设条件。

5）船闸宜临岸布置，不应布置在紧邻泄水闸与电站两个过水建筑物之间。

3　船闸位置选择

大藤峡船闸最大设计水头为40.25 m，水头高，规模大，是目前国内外已建单级船闸之最，按照规范既可以采用单级也可采用双级。根据地形、地质条件，并考虑枢纽布置、交通、施工、航运等条件，拟定了两个船闸位置进行比选：方案一为左岸单级船闸集中式布置；方案二为左岸双级船闸分离式布置。

3.1方案拟定

1）方案一

单级船闸布置于左岸，右侧与厂房安装间坝段相接，由上游引航道、上闸首、闸室、下闸首和下游引航道组成。船闸轴线与坝轴线垂直，线路总长3 418 m，其中主体段长385m，上游引航道长1 136 m，下游引航道长1 897 m。上、下游引航道直线段长550 m，底宽75 m，底高程分别为38.20 m和15.35 m，上、下游引航道停泊段各设置一排长300 m的靠船墩。口门区宽115 m，长455 m。

上游引航道中心线由上闸首向上游延伸675 m长的直段，接转弯半径910 m、转角29°的弧线，经口门区与库区航线相接。下游引航道中心线从下闸首向下游延伸550 m长的直线段，接1 165 m长直段，再接182 m长渐变段经口门区与下游航道相接。船闸左侧为28 m长船闸事故门库坝段。

2）方案二

双级船闸采用分散式布置，右侧与黔江副坝相连，由上游第一级船闸、下游第二级船闸和中间渠道组成，船闸线路总长6 029 m。

第一级船闸主体段长377 m，上游引航道长822 m，下游引航道长894 m，为中间渠道的一部分。上游引航道底宽75 m，口门宽115 m，下游引航道底宽90 m，上、下游引航道底高程分别为38.20 m和34.41 m，上、下游引航道停泊段各设置一排长300 m的靠船墩。

两级船闸中间渠道底宽90～110 m，自第一级船闸下闸首末端始为长894 m的直段，然后以转弯半径1 820 m、转角56.5°的弧线转向下游，再接950m长直段与第二级船闸的上闸首相接。中间渠道直段长1 844 m，弯段长1 795m，总长3 639m。

第二级船闸主体段长369 m，上游引航道长950 m，为中间渠道一部分，下游引航道长822 m。上、下游引航道底宽分别为90 m和75 m，底高程分别为34.41 m和14.90 m，上、下游引航道停泊段各设置一排长300 m的靠船墩。

3.2方案比较

1）地形及地质条件

两方案地质条件相近，方案二第一级船闸上游引航道相对较短，高边坡开挖范围较小，边坡稳定性较好，但第二级船闸基础位于强溶蚀性灰岩上的范围较大，建基条件相对较差，相比较方案一稍优。

2）水工建筑物布置

方案一船闸采用单级，布置在左岸，泄水闸布置在主河道中部，发电厂房布置在泄水闸两侧，鱼道布置在右岸，枢纽布置紧凑，预留二线船闸较为便利。方案二船闸采用双级分散布置，与主坝分开布置，泄水、发电、过鱼建筑物布置不受船闸限制，枢纽布置灵活，但预留二线船闸较为困难。

3）施工条件

两方案船闸大部分均位于左岸高地及一级阶地上，在导流方式、导流建筑物布置、施工分区及临建设施布置上基本一致。方案二船闸采用双级分散式布置，船闸与左岸岸边之间有大面积的施工场地，基本可满足施工设施布设，船闸和坝区施工互不干扰，施工进度快，施工工期相对较短，但永久占地面积略大。

4）航运条件

两方案船闸均能满足该坝段货运量要求，但方案二船闸线路较长，船舶（队）需要通过两级船闸，年过闸货运量较方案一小；方案二第一级船闸上游引航道轴线与主河道夹角略大，上游口门区水流条件较方案一差，整流措施工程量大；两方案下游口门区位置相距较近，水流条件相差不大。

方案一船闸设计水头为40.25 m，是目前世界上单级水头最高的大型船闸，闸室单次充泄水体积是三峡船闸的1.8倍，充水过程中进入闸室的水流能量大，闸室内消能、船舶系缆力及输水阀门段水流空化等水力学问题突出，但通过对船闸输水系统的水力学计算及物理模型试验可以解决上述问题；方案二船闸设计水头及输水系统的水头相对较低，船闸的设计难度不大，但中间渠道的水力学问题十分复杂，通过数模计算，在第一级船闸泄水或第二级船闸充水时，中间渠道内形成涨水波或落水波，波在渠道内往复震荡、耦合、反射、叠加，最大波高达1.6 m，波前最大水面比降为4.4‰，严重影响船舶航行安全。

5）工程投资

方案二需要建设两级船闸，混凝土用量大，工程投资较方案一略高。

6）运行管理

方案一船闸与枢纽集中布置，线路较短，易于管理；方案二船闸线路长，两级船闸距离较远，强制管理区面积大，管理难度较大。

综上比较，方案一枢纽布置紧凑、易于管理、便于布置二线船闸、年过闸货运量大、引航道内水流条件较好、地质条件略优、投资略低，故采用方案一，即左岸单级船闸集中式布置方案。

4　结语

大藤峡水利枢纽工程是打通西江亿吨黄金水道的关键项目，坝址河段航运要求高，通航建筑物船闸位置的选择决定着整个枢纽的方案布置、货运量和投资，需重点考虑。通过对不同船闸位置的地形、地质条件分析，结合水工建筑物的布置、施工条件、导流条件、施工工期、航运条件、建成后运行管理及投资等因素，慎重地选择了左岸单级船闸集中式布置方案。

［中图分类号］U 641.2+1；TV61

［文献标识码］B

［文章编号］1002—0624（2016）07—0003—02

［收稿日期］2015-12-21