芒稻船闸扩容改建工程规模研究

芒稻船闸扩容改建工程规模研究
徐兵
【摘要】根据统计资料,分析了芒稻船闸的通航能力,预测了航道运量,并研究了船闸的建设规模,为决策提供依据.
【期刊名称】《水运工程》
【年(卷),期】2009(000)011
【总页数】4页(P159-162)
【关键词】船闸;通过能力;建设规模;研究
【作者】徐兵
【作者单位】扬州市航道管理处,江苏,扬州,225003
【正文语种】中文
【中图分类】U641.2
芒稻船闸位于江苏省江都市芒稻河，1966年5月建成通航，船闸闸室尺度为135 m×12 m（闸首宽10 m）×3.0 m，设计通航规模为800吨级船队，是连接大运河和长江的一个重要江口船闸，也是大运河航道上邵伯船闸、施桥船闸的分流和检修备用船闸。

经过43年的使用，混凝土表面磨损严重，特别是近年来船舶吨位急剧增大，闸室、闸首、导航墙等钢筋混凝土结构被碰撞损坏越来越严重，修理门槽近乎磨平。

原有闸、阀门及启闭机械使用年限长，式样陈旧，虽尚能使用，但工作效率低，维修工作量大。

随着大运河航道货运量不断增加和江都市及邻近地区国民经济的迅速发展，对芒稻船闸船舶过闸的需求不断增长，而芒稻船闸尺度小，已成
为严重的通航瓶颈，故对船闸进行扩容改造势在必行。

对于船闸扩容改造的方案，有建设复线船闸和原址改造两种。

由于芒稻船闸周围水利枢纽设施和已有建筑物众多，东侧离芒稻节制闸很近，西侧有多家企、事业单位及居民，特别是下游还有中海工业（江苏）集团公司（原江都船厂）和328国道，拆迁量大、占地多、拆赔成本极高，故建设复线船闸可行性极小，从经济可行考虑只能拆除老船闸，在原址改建新船闸。

因原址地形复杂，限制较多，现对船闸建设规模进行综合研究。

1977—2008年的统计资料显示，芒稻船闸过闸货物通过量和过闸船舶吨位呈波
浪式上升趋势（表1），2008年达到峰值，分别为1 631.82万t和2 568.23万t。

江苏省人民政府苏政复 [2005]75号《江苏省干线航道网规划》中预测，江苏省内河货运总量和货运周转量2003—2010年年均递增分别为3.0%和2.7%，而实际
发展速度比预测要高，故2009—2010年年均递增调整为 5.0%和 4.0%；2011—2020年年均递增分别为1.9%和2.2%。

预测，2010年芒稻船闸过闸货运量达1 765万t，船舶吨位将达到2 831万t。

2020年过闸货运量达2 130万t，船舶吨位将达到3520万t。

邵仙船闸是芒稻船闸的上游梯级，1999年底建成通航，口门宽16 m。

邵仙船闸
主要以通闸运行为主，通航条件好，仅在芒稻河泄洪时邵仙船闸才进行套闸运行，预测邵仙船闸船舶最大通过能力约为5 500万t/a。

因此芒稻船闸改造后船闸的年过闸船舶吨位至少应达到或超过3 500万t。

2.1 未来船型发展分析
对于未来苏北运河的航行船舶，从货种上分析，50%左右为煤炭，25%左右为矿
建材料，其它货种为25%左右。

按目前情况分析，500吨级以上的船舶增幅最快，大吨位的船队和自航船因运输费用低、经济效益高，将是营运组织方案中的推荐船
型。

《江苏省干线航道网规划》芒稻河为Ⅲ级航道，Ⅲ级航道通过最大船舶吨级为1 000吨级[1]，1 000吨级顶推船队是《内河通航标准》中的推荐船型，是苏北运
河上运输的主要船型。

芒稻船闸扩容工程一旦完工，芒稻河通航瓶颈消除，由于芒稻河航道条件优越、航线航程短等因素的影响，芒稻河航线就会成为本区间上和京杭运河（苏北运河邵伯至施桥段）并行的重要航线。

目前，500吨级船型在京杭
运河苏北段运输中占主导地位。

500吨级设计推荐一顶二的分节驳型船队、一拖
四的单列船队及机动驳货船。

根据调查统计，由于300吨级船型有较好的互通性，所占比例近几年增长较快。

考虑到未来内河运输结构的调整和变革，水运集装箱运输会有所发展，故将一拖
6×300吨级的拖带船队、300吨级集散货船列入设计船型中。

关于100吨级船型，一拖11×100吨级的船型在未来一段时间内仍将存在。

随着干线航道网的建设，
一拖11×100吨级的拖带船型在未来所占比例将逐渐减少，远期2020年以后不
再考虑。

综上所述，1 000吨级和500吨级的一系列船队在船闸设计水平年内仍将是主要
发展船型，同时考虑扩容后的芒稻船闸作为京杭运河邵伯、施桥船闸的分流船闸，扩容后将有一定比例的1 000吨级以上船舶会取道芒稻船闸通过。

2.2 未来船舶的平均吨位和组成
参考1990—2008年19年间芒稻船闸过闸船舶平均吨位加权计算平均增长比例为1.12，由于航道条件和现船闸自身因素的束缚，船闸现有过闸吨位并不能真正反映船闸扩容后航行船舶的大小，船闸扩容后航行船舶才是船舶大型化发展的缩影。

考虑芒稻船闸是邵伯、施桥的分流船闸，故过闸船型比例按《江苏省干线航道网规划》、《内河通航标准》和邵伯船闸过闸船舶抽样调查资料，结合江苏船舶发展趋势确定，芒稻船闸各设计水平年的船型比例和运量比重的预测值见（表2）。

2．3 设计船型
芒稻船闸过闸船型采用远近结合及考虑运输通达性要求，以交通部2005年第7号文《关于调整京杭运河船型标准化示范工程标准船型有关政策并公布《京杭运河运输船舶标准船型主尺度系列的公告》为主，兼顾考虑运河现有船型外，还考虑《内河通航标准》中推荐的船型，详见表3。

江苏省人民政府苏政复 [2005]75号《江苏省干线航道网规划》将芒稻河确定为Ⅲ级航道，芒稻船闸上游梯级的邵仙船闸规模为16 m×160 m× 3.5 m，达到Ⅲ级
船闸标准。

因此技改后芒稻船闸级别应达Ⅲ级标准。

由于现船闸受引江节制闸和下游新建公路桥的限制，向上、下延伸的长度极为有限，根据芒稻河航道预测运量和尽可能满足更多设计船型一次过闸的要求，重建船闸闸室扩容的最大长度为200 m。

参照京杭运河二线船闸和江苏沿江口门船闸的设计，初步拟定2种船闸规模，闸室长×闸宽×最小槛上水深 (下同)分别为23 m×200
m×4 m和18 m×200 m×4 m进行比选研究。

3.1 过闸船队组合
目前内河航道上船舶过闸组合的方式主要有两种：船队组合和单放组合（表4）。

3.2 一次过闸船舶平均吨位
根据预测年各期各种船型的比例以及各种组合可能出现的闸次比例进行组合，计算各预测年每种一次过闸平均吨位见表5。

3.3 年通航天数
考虑到特殊天气等因素的影响，年通航天数按350 d计算。

3.4 日平均过闸次数
由于该航段船舶通过量大，目前芒稻船闸是在饱和状态下运行，一般每天单闸开放45个闸次左右。

芒稻扩容后平均每天开闸次数按45个闸次计。

3.5 船舶装载系数和月不平衡系数
船舶装载系数α，根据历年船闸货运量与过闸船舶量的比例关系，为0.50～0.63，故在船舶通过能力计算时，根据对京杭运河沿线船闸实际重载率的计算，结合未来货物的流量流向预测结果，各水平年α取值如下：2010年为0.62，2015年为
0.63，2020年为0.64，2025年为0.65，2030年为0.66。

运量不均衡系数β，
根据对京杭运河沿线船闸的月货运量统计资料计算，β均值为1.15，取1.15。

3.6 船闸通过能力计算[2-4]
船闸最大通过能力：P1=nNG
货物设计通过能力：P3=（n-n0）NGα/β
式中：n为日平均过闸次数；n0为昼夜内非运货过闸次数；N为年通航天数；G
为一次性过闸平均吨位；α为船舶装载系数；β为运量不均衡系数。

经计算，两种规模船闸尺度各水平年的设计通过能力见表6。

本文经过分析，提出了闸室长×闸宽×最小槛上水深 (下同)分别为23 m×200
m×4m和18 m× 200 m×4 m的两种船闸规模方案。

研究表明：虽然18
m×200 m×4 m的船闸规模也勉强满足运量预测要求，但由于预测的不确定性，
考虑芒稻船闸是沿江口门船闸，在口门附近航行的船舶往往较内河的船舶要大；加上芒稻河航道条件好，芒稻船闸扩容后诱发运量的影响，故推荐扩容的船闸规模尺度取23 m×200 m×4.0 m。

[1]GB50139—2004内河通航标准[S].
[2] JTJ305—2001船闸总体设计规范[S].
[3]周华兴.船闸通过能力计算中有关问题的探讨[J].水运工程,2002（3）:35-38,51.
[4]王振喜.关于船闸通过能力计算中若干问题探讨[J].水运工程,1998（6）:19-22.。