简析复线船闸轴线间距的确定方法

邓 伟，阮 健

（中交第二航务工程勘察设计院有限公司，湖北武汉430060）

引言

目前国内通航枢纽建设多以单线船闸为主，双线船闸较少。对于枢纽工程新建复线船闸，其布置受到已建建构筑物的影响，可供选择的位置一般要劣于枢纽同期建设的船闸位置，平面布置难度比较大。同时，新建复线船闸不但要考虑船闸本身通航条件，还要考虑新建船闸对一线船闸通航水流条件的干扰问题。鉴于对复线船闸和一线船闸轴线间距的系统研究较少，本文结合淮河航道临淮岗复线船闸工程和濛濛复线船闸工程平面布置的情况，对一线船闸和复线船闸轴线间距的选取原则和方法进行分析，为类似工程提供借鉴。

1 复线船闸轴线选取原则

大型枢纽工程一般会结合地形条件，预留复线船闸的位置。但随着社会经济的发展，复线船闸的建设规模往往大于一线船闸，且实际预留位置的地貌与河势均会发生变化。合理的复线船闸轴线不仅关系着复线船闸的施工条件、结构方案、工程投资，同时也会影响到一线船闸的使用情况，并且对一线船闸可能发生的改造升级造成影响。由此一线船闸和复线船闸轴线间距的确定是一个复杂的过程。

一线船闸一般沿河势布置并与上、下游航道顺接，复线船闸中心线优先选与一线船闸中心线平行布置较为合适。

2 复线船闸与一线船闸轴线间距确定方法

复线船闸与一线船闸轴线间距的确定与已建水利设施、跨闸桥布置、复线船闸施工工艺等有关，同时还需要为今后一线船闸升级改造预留空间。通过以下案例分别论述3 种轴线间距确定的方法。

2.1 由跨闸桥布置确定间距

淮河航道临淮岗复线船闸为Ⅱ级船闸，设计通航船舶吨位为2 000 t 级，船闸有效尺度为240 m× 23 m×5.2 m（长×宽×门槛水深）。根据临淮岗洪水控制工程整体布局、地形地质条件、投资造价等情况，复线船闸闸位拟选在右岸，与一线船闸同岸布置，如图1 所示。

图1 临淮岗复线船闸布置图（120m 间距）

由于一线船闸跨闸桥建成时间较早，检测和改建难度大、协调工作复杂、实施风险大，为尽量利用一线闸跨闸桥，将复线船闸跨闸桥线路起点选取在现有临淮岗船闸跨闸桥南侧，不调整一线闸跨闸桥主跨，仅拆除其南侧2 跨现有桥板、改建为路基。在上述原则下，两闸轴线距离由复线船闸桥梁最高点（设计最高通航水位、通航净高、桥梁结构高程等确定）与一线闸桥梁高程、坡度衔接、竖曲线等距离确定，如图2 所示。

图2 复线船闸跨闸桥纵断面图

由图2 可知，为减少两闸轴线距离，最高点设置于k0+390 m 处（复线船闸中心线南侧10 m）；为利用一线闸桥梁，衔接段终点位于k0+510 m 处（一线闸中心线南侧10 m 处）。从最高点至衔接终点距离为120 m，分为100 m 和20 m 两段：第一段 长 100 m，根据《公路路线设计规范JTGD20-2017》8.3.1 条，设计速度30 km/h 的最小坡长为100 m。因此从最高点开始降坡，坡度为-3.60 %。第二段长 20 m，根据《公路路线设计规范JTGD20-2017》8.6.1 条规定，线路接线长度应满足竖曲线的最小半径和最小长度20 m 的要求。

综上所述，由于跨闸桥的净空和坡度要求，需对一线船闸跨闸桥进行升级改造，若一线船闸跨闸桥升级改造难度较大且复线船闸有足够布置空间的情况下，两闸的轴线间距应按照跨闸桥布置要求确定。

2.2 减小对已有水利设施影响

淮河航道临淮岗复线船闸工程位于临淮岗洪水控制工程处，涉及众多的水利工程设施[1]，如图3 所示。

图3 临淮岗洪水控制工程现状图

现有一线船闸轴线距离城西湖蓄洪堤轴线为96 m，有空间布置复线船闸，并且城西湖蓄洪堤为淮河南岸堤防，城西湖船闸又归属于水利部门，退改蓄洪堤和拆除城西湖船闸均需与水利相关部门协商。因此考虑到尽量减小对已建的城西湖蓄洪堤和城西湖船闸的影响，应采取合理的结构型式和施工方案以避免破坏城西湖蓄洪堤。通过对上闸首、闸室和下闸首的断面分析，上、下闸首采用垂直支护方案，闸室采用双排桩方案可保证不退改蓄洪堤。最终结合基坑开挖断面图确定两闸轴线距离取55 m，如图4、5 所示。

图4 复线船闸轴线开挖断面示意图

图5 临淮岗复线船闸布置图（55 m 间距）

由于枢纽处往往存在各种水利设施，其涉及到防洪和权属问题，需要与水利相关部门进行沟通。若拆改水利设施难度较大，复线船闸与一线船闸轴线间距则应考虑避免拆改现有水利设施并通过合理的结构型式和施工方案最终确定其取值。

2.3 综合考虑一线船闸升级改造方案

濛濛复线船闸为Ⅲ级船闸，设计通航船舶吨位为1 000 t 级，船闸有效尺度为220 m×23 m×4.5 m（长×宽×门槛水深）。根据濛濛枢纽整体布置、地形地质条件、建筑物结构等情况，复线船闸闸址拟选在右岸，与一线船闸同岸布置[2]，如图6 所示。

图6 船闸现状图

根据一线船闸的布置情况及上、下游河道走势，复线船闸中心线与一线船闸中心线平行布置较为合适，复线船闸与一线船闸的轴线间距需综合考虑以下因素：

1）由于上游右岸有一座高程100 m 的山丘，山顶设有一座高压铁塔，为避免边坡开挖影响高压铁塔和减少山体开挖量，并使上、下游引航道易于与主航道平顺连接，应尽量减小复线船闸与一线船闸轴线间距。

2）为避免复线船闸基坑开挖影响到一线船闸的正常运行，复线船闸与一线船闸轴线间距需满足基坑开挖需要且预留一定的安全距离。

3）随着航运的发展，需要为一线船闸升级改造留下足够的空间，复线船闸与一线船闸轴线间距不宜过小。

根据以上分析，需要为一线船闸升级改造留下足够的空间，考虑到枢纽泄水闸和右岸山体的限制，一线船闸升级改造拟采用原位拆除后建设1 000 t级船闸方案。

改建后的一线船闸和复线船闸共用引航道，根据《船闸总体设计规范》计算双线船闸共用的引航道宽度为89.6 m，结合引航道之间的隔流堤布置，取值为95 m。现有一线船闸上闸首尺度为32 m×32 m，改建后一线船闸参照复线船闸尺度为51 m×41.6 m。最后综合确定复线船闸与一线船闸的轴线间距为 81.5 m，如图7 所示。

图7 复线船闸轴线示意图

由于受枢纽泄水闸和右岸山体的限制，一线船闸升级改造和复线船闸布置空间有限，为了保证一线船闸以后可进行升级改造，需要给一线船闸升级改造留下足够的间距，因此复线船闸与一线船闸的轴线间距需按照一线船闸升级改造方案综合确定。

3 结语

1）复线船闸轴线应尽量减少本工程对区域内已有水利、交通等公共设施的影响，妥善处理与枢纽水利建构筑物和一线船闸等之间的关系；并具有良好通航条件，确保船舶（队）过闸安全高效；同时应确保施工期一线船闸的安全正常运行，也为一线船闸以后升级改造留有空间。

2）确定一线船闸和复线船闸轴线间距的方法与区域内的已建设施、跨闸桥布置、复线船闸施工工艺等有关，同时还需要为今后一线船闸升级改造预留空间。若复线船闸布置空间足够且跨闸桥布置限制性条件较多，两闸的轴线间距应按照跨闸桥布置要求确定。若闸位处存在较多水利设施，并涉及到防洪和权属问题，不便于进行拆改工作，则两闸轴线间距应考虑尽量避免拆改现有水利设施，通过合理的结构型式和施工方案最终确定其取值。若一线船闸升级改造受到现有建构筑布局的限制，布置空间有限，为了保证一线船闸升级改造的需要，两闸轴线间距应结合一线船闸升级改造方案综合确定。