大源渡二线船闸总体布置方案
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( 湖南省水运建设投资集团有限公司ꎬ 湖南 长沙 ４１００１１)
摘要: 为解决丘陵地区复杂地形条件下既有枢纽建筑对扩建二线船闸的制约影响ꎬ 从理论上分析设计条件ꎬ 并通过物
理模型验证ꎬ 提出适合弯曲河段的船闸总体布置方案和保障通航能力的技术措施ꎮ 该船闸总体布置方案和相关技术措施可
为湘江流域后续二线船闸建设提供借鉴ꎮ
２０１９ 年 ３ 月 第 ３ 期 总第 ５５３ 期
������通航建筑物������
水运工程 Ｐｏｒｔ ＆ Ｗａｔｅｒｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｍａｒ������ ２０１９ Ｎｏ������ ３ Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ������ ５５３
大源渡二线船闸总体布置方案
周 灿ꎬ 段元振ꎬ 彭 哲ꎬ 黄圣平
关键词: 二线船闸ꎻ 总体布置方案ꎻ 设计措施
中图分类号: Ｕ ６４１������ ２＋ １
文献标志码: Ａ
文章编号: １００２￣ ４９７２(２０１９)０３￣ ００３９￣ ０４
Ｏｖｅｒａｌｌ ｌａｙｏｕｔ ｐｌａｎ ｏｆ Ｄａｙｕａｎｄｕ ｓｅｃｏｎｄ￣ｌｉｎｅ ｓｈｉｐ ｌｏｃｋ
ＺＨＯＵ Ｃａｎ ＤＵＡＮ Ｙｕａｎ￣ｚｈｅｎ ＰＥＮＧ Ｚｈｅ ＨＵＡＮＧ Ｓｈｅｎｇ￣ｐｉｎｇ Ｈｕｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｗａｔｅｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ＆ Ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ. Ｌｔｄ. Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００１１ Ｃｈｉｎａ
大源渡航电枢纽的上游渠化库区航道ꎬ 正常挡 水位提升ꎬ 航深、 水面比降和流速等航运条件大幅 改善ꎻ 但大源渡航电枢纽为径流式电站ꎬ 没有调节 库容ꎮ 根据调度方案ꎬ 入库流量大于 ７ ０００ ｍ３ ∕ｓ 时ꎬ
湘江河段内径流以降雨补给为主ꎬ 洪水成因 主要是暴雨ꎬ 多发高水位洪峰ꎬ 洪水传播速度变 幅大ꎬ 闸址上游洪水呈复式双峰洪水过程ꎮ 闸址 上游衡阳站多年平均年径流量 ４２８������ ７ 亿 ｍ３ꎬ 历年 实测最大流量为 ２������ ４ 万 ｍ３ ∕ｓꎬ 实测最小流量 ３０ ｍ３ ∕ｓꎮ 汛期流量大ꎬ 对口门区及隔水墙等建筑物的规模 和功能要求较高ꎮ 大源渡船闸闸址各频率对应洪 峰水位见表 １ꎮ
������４０������
水运工程
２０１９ 年
１������２ 一线船闸及既有建筑物制约空间布置 扩建二线船闸之前ꎬ 大源渡航电枢纽自左至
右依次布置 ３ 大主体建筑ꎬ 分别为 １ ０００ 吨级船 闸、 ２３ 孔泄水闸、 ４ × ３ 万 ｋＷ 发电厂房ꎬ 以及坝 顶桥等其他设施ꎮ 右岸凹侧山体陡峭ꎬ 狭窄的台 地范围建有电站开关站及枢纽生产、 生活设施ꎮ 在河道凹侧布置船闸ꎬ 将进一步增大其弯曲半径ꎬ 上游 １ ｋｍ 处的湘江大桥通航孔设在左岸不利于航 线的位置ꎬ 且电站进水口的水力条件不利于通航 安全ꎬ 下游京广铁路紧邻江岸ꎬ 基本可否决右岸 扩建船闸方案ꎮ 左岸一线船闸的两侧具备布置二 线船闸的条件ꎬ 但一线船闸左侧受居民聚集区和 开挖工程的影响ꎬ 右侧受泄水闸和既有船闸的影 响ꎬ 两线船闸之间的轴线距离十分敏感ꎬ 扩建船 闸平面布置的空间非常有限ꎮ １������３ 洪峰流量及枢纽泄洪影响通航保证率
１ 设计条件 １������１ 河势地形复杂
大源渡一线船闸所在河段属于弯曲河道ꎬ 左 岸为凸岸ꎬ 台地开 阔ꎻ 右 岸 为 凹 岸ꎬ 台 地 狭 窄ꎮ 坝址河面宽 ６００ ｍꎬ 受离心力的作用ꎬ 存在凸岸向
图 １ 大源渡二线船闸地形、 地貌
收稿日期: ２０１８￣０９￣２０ 作者简介: 周灿 (１９８１—) ꎬ 男ꎬ 高级工程师ꎬ 从事水运工程项目管理ꎮ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ ｏｆ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｈｕｂ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｏｆ ｓｅｃｏｎｄ￣ｌｉｎｅ ｓｈｉｐ
ｌｏｃｋｓ ｕｎｄｅｒ ｃｏｍｐｌｅｘ ｔｅｒｒａｉｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｉｎ ｈｉｌｌｙ ａｒｅａｓ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｌａｙｏｕｔ ｐｌａｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｉｐ ｌｏｃｋ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｕｒｖｅｄ ｓｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ������ Ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｌａｙｏｕｔ ｐｌａｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｉｐ ｌｏｃｋ ａｎｄ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ￣ｌｉｎｅ ｓｈｉｐ ｌｏｃｋ ｉｎ ｔｈｅ Ｘｉａｎｇｊｉａｎｇ Ｒｉｖｅｒ.
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ￣ｌｉｎｅ ｓｈｉｐ ｌｏｃｋ ｏｖｅｒａｌｌ ｌａｙｏｕｔ ｐｌａｎ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅａｓｕｒｅ
大源渡二线船闸是湖南第一批在已建船闸旁 扩建二线船闸的项目ꎮ 该工程位于湘江流域中游 河段衡阳境内ꎬ 是湘江高等级航道的重要组成部 分ꎬ 为关键控制性工程之一ꎮ 该项目完工后对促 进湖南省加快融入长江经济带、 完善综合交通运 输体系等均具有重要的意义ꎮ
大源渡航电枢纽坝址控制流域面积 ５������ ３ 万 ｋｍ２ꎬ 多 年 平 均 径 流 量 ４４１ 亿 ｍ３ꎬ 多 年 平 均 流 量 １ ４００ ｍ３ ∕ｓꎬ 正常蓄水位 ５０������ １ ｍꎮ
Biblioteka Baidu
凹岸倾斜的横比降ꎬ 横断面上环向横流明显ꎮ 枢 纽下游右岸有湘江一级支流洣水汇入ꎬ 其多年平 均流量 ９００ ｍ３ ∕ｓꎬ 水流掺混在下游口门区形成江 心洲ꎮ 上游口门外约 １ ０００ ｋｍ 处连接段建有大源 渡湘江大桥ꎬ 通航水流条件复杂ꎮ 大源渡二线船 闸地形、 地貌见图 １ꎮ
摘要: 为解决丘陵地区复杂地形条件下既有枢纽建筑对扩建二线船闸的制约影响ꎬ 从理论上分析设计条件ꎬ 并通过物
理模型验证ꎬ 提出适合弯曲河段的船闸总体布置方案和保障通航能力的技术措施ꎮ 该船闸总体布置方案和相关技术措施可
为湘江流域后续二线船闸建设提供借鉴ꎮ
２０１９ 年 ３ 月 第 ３ 期 总第 ５５３ 期
������通航建筑物������
水运工程 Ｐｏｒｔ ＆ Ｗａｔｅｒｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｍａｒ������ ２０１９ Ｎｏ������ ３ Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ������ ５５３
大源渡二线船闸总体布置方案
周 灿ꎬ 段元振ꎬ 彭 哲ꎬ 黄圣平
关键词: 二线船闸ꎻ 总体布置方案ꎻ 设计措施
中图分类号: Ｕ ６４１������ ２＋ １
文献标志码: Ａ
文章编号: １００２￣ ４９７２(２０１９)０３￣ ００３９￣ ０４
Ｏｖｅｒａｌｌ ｌａｙｏｕｔ ｐｌａｎ ｏｆ Ｄａｙｕａｎｄｕ ｓｅｃｏｎｄ￣ｌｉｎｅ ｓｈｉｐ ｌｏｃｋ
ＺＨＯＵ Ｃａｎ ＤＵＡＮ Ｙｕａｎ￣ｚｈｅｎ ＰＥＮＧ Ｚｈｅ ＨＵＡＮＧ Ｓｈｅｎｇ￣ｐｉｎｇ Ｈｕｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｗａｔｅｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ＆ Ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ. Ｌｔｄ. Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００１１ Ｃｈｉｎａ
大源渡航电枢纽的上游渠化库区航道ꎬ 正常挡 水位提升ꎬ 航深、 水面比降和流速等航运条件大幅 改善ꎻ 但大源渡航电枢纽为径流式电站ꎬ 没有调节 库容ꎮ 根据调度方案ꎬ 入库流量大于 ７ ０００ ｍ３ ∕ｓ 时ꎬ
湘江河段内径流以降雨补给为主ꎬ 洪水成因 主要是暴雨ꎬ 多发高水位洪峰ꎬ 洪水传播速度变 幅大ꎬ 闸址上游洪水呈复式双峰洪水过程ꎮ 闸址 上游衡阳站多年平均年径流量 ４２８������ ７ 亿 ｍ３ꎬ 历年 实测最大流量为 ２������ ４ 万 ｍ３ ∕ｓꎬ 实测最小流量 ３０ ｍ３ ∕ｓꎮ 汛期流量大ꎬ 对口门区及隔水墙等建筑物的规模 和功能要求较高ꎮ 大源渡船闸闸址各频率对应洪 峰水位见表 １ꎮ
������４０������
水运工程
２０１９ 年
１������２ 一线船闸及既有建筑物制约空间布置 扩建二线船闸之前ꎬ 大源渡航电枢纽自左至
右依次布置 ３ 大主体建筑ꎬ 分别为 １ ０００ 吨级船 闸、 ２３ 孔泄水闸、 ４ × ３ 万 ｋＷ 发电厂房ꎬ 以及坝 顶桥等其他设施ꎮ 右岸凹侧山体陡峭ꎬ 狭窄的台 地范围建有电站开关站及枢纽生产、 生活设施ꎮ 在河道凹侧布置船闸ꎬ 将进一步增大其弯曲半径ꎬ 上游 １ ｋｍ 处的湘江大桥通航孔设在左岸不利于航 线的位置ꎬ 且电站进水口的水力条件不利于通航 安全ꎬ 下游京广铁路紧邻江岸ꎬ 基本可否决右岸 扩建船闸方案ꎮ 左岸一线船闸的两侧具备布置二 线船闸的条件ꎬ 但一线船闸左侧受居民聚集区和 开挖工程的影响ꎬ 右侧受泄水闸和既有船闸的影 响ꎬ 两线船闸之间的轴线距离十分敏感ꎬ 扩建船 闸平面布置的空间非常有限ꎮ １������３ 洪峰流量及枢纽泄洪影响通航保证率
１ 设计条件 １������１ 河势地形复杂
大源渡一线船闸所在河段属于弯曲河道ꎬ 左 岸为凸岸ꎬ 台地开 阔ꎻ 右 岸 为 凹 岸ꎬ 台 地 狭 窄ꎮ 坝址河面宽 ６００ ｍꎬ 受离心力的作用ꎬ 存在凸岸向
图 １ 大源渡二线船闸地形、 地貌
收稿日期: ２０１８￣０９￣２０ 作者简介: 周灿 (１９８１—) ꎬ 男ꎬ 高级工程师ꎬ 从事水运工程项目管理ꎮ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ ｏｆ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｈｕｂ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｏｆ ｓｅｃｏｎｄ￣ｌｉｎｅ ｓｈｉｐ
ｌｏｃｋｓ ｕｎｄｅｒ ｃｏｍｐｌｅｘ ｔｅｒｒａｉｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｉｎ ｈｉｌｌｙ ａｒｅａｓ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｌａｙｏｕｔ ｐｌａｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｉｐ ｌｏｃｋ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｕｒｖｅｄ ｓｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ������ Ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｌａｙｏｕｔ ｐｌａｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｉｐ ｌｏｃｋ ａｎｄ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ￣ｌｉｎｅ ｓｈｉｐ ｌｏｃｋ ｉｎ ｔｈｅ Ｘｉａｎｇｊｉａｎｇ Ｒｉｖｅｒ.
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ￣ｌｉｎｅ ｓｈｉｐ ｌｏｃｋ ｏｖｅｒａｌｌ ｌａｙｏｕｔ ｐｌａｎ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅａｓｕｒｅ
大源渡二线船闸是湖南第一批在已建船闸旁 扩建二线船闸的项目ꎮ 该工程位于湘江流域中游 河段衡阳境内ꎬ 是湘江高等级航道的重要组成部 分ꎬ 为关键控制性工程之一ꎮ 该项目完工后对促 进湖南省加快融入长江经济带、 完善综合交通运 输体系等均具有重要的意义ꎮ
大源渡航电枢纽坝址控制流域面积 ５������ ３ 万 ｋｍ２ꎬ 多 年 平 均 径 流 量 ４４１ 亿 ｍ３ꎬ 多 年 平 均 流 量 １ ４００ ｍ３ ∕ｓꎬ 正常蓄水位 ５０������ １ ｍꎮ
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凹岸倾斜的横比降ꎬ 横断面上环向横流明显ꎮ 枢 纽下游右岸有湘江一级支流洣水汇入ꎬ 其多年平 均流量 ９００ ｍ３ ∕ｓꎬ 水流掺混在下游口门区形成江 心洲ꎮ 上游口门外约 １ ０００ ｋｍ 处连接段建有大源 渡湘江大桥ꎬ 通航水流条件复杂ꎮ 大源渡二线船 闸地形、 地貌见图 １ꎮ