内河航电枢纽扩建二线船闸轴线选择研究 (2014年)

依托湘江株洲航电枢纽扩建二线船闸工程，采用定床物理模型，从船闸通航条件角度对扩建二线船闸与一线船闸相邻布置时两线船闸轴线间距选择进行研究。重点分析了扩建二线船闸不同轴线位置对两线船闸上、下游口门区和连接段航道的通航水流条件影响规律，提出了新老两船闸轴线间距在满足两线航道宽度要求和施工安全的前提下应尽量减小的轴线选取原则。 ### 内河航电枢纽扩建二线船闸轴线选择研究 #### 一、研究背景与意义 随着我国经济快速发展和水运需求日益增长，内河航电枢纽的重要性日益凸显。为了提升内河水运能力，满足更大吨位船舶的通行需求，内河航电枢纽扩建项目陆续启动。本文以湘江株洲航电枢纽扩建二线船闸为例，探讨在已有单线船闸的基础上，如何合理布局新建二线船闸，以确保通航安全性和效率。 #### 二、研究对象与方法 ##### （一）研究对象 本文的研究对象是湘江株洲航电枢纽扩建二线船闸工程。该工程位于株洲县境内湘江干流空洲岛上，主要建筑物包括电站厂房、泄水闸、副坝、连接坝段及一线船闸等。一线船闸的有效尺寸为180m×23m×3.5m（长×宽×门槛水深），设计通航船型为一顶四艘千吨级船队。扩建的二线船闸按照通航一顶两艘2000吨级船队的标准设计，有效尺度为280m×34m×4.5m（长×宽×门槛水深）。 ##### （二）研究方法 本研究采用定床物理模型的方法，通过整体水工模型试验手段，对二线船闸不同轴线位置对两线船闸口门区通航水流条件的影响进行分析。具体来说，通过模拟不同轴线位置下的水流状况，评估其对船闸通航条件的影响，从而确定最优轴线位置。 #### 三、研究内容 ##### （一）扩建船闸方案布置 鉴于现有条件下一线船闸占据了较优的平面位置，二线船闸只能与一线船闸相邻布置。研究中考虑了三个不同的轴线间距：80米、90米、110米。根据这三个轴线间距进行了平面布置方案的设计，其中船闸引航道采用不对称型布置，两线船闸的上下闸首不在同一直线上，且上下游引航道均不共用，形成了各自独立的口门区和连接段。 ##### （二）不同轴线位置对船闸口门区水流条件影响 通过对不同轴线位置下船闸口门区的水流条件进行分析，可以发现轴线位置对一线船闸上游口门区水流条件有着明显的影响。当两线船闸轴线间距增大时，引入二线船闸口门区的水体增加，这会导致一线船闸口门区出现较强的斜流。然而，对于本研究中的特定工程而言，由于上游右岸边界呈现"S"型，这种特殊地形对船闸上游口门区的水流形态及流速分布起到了控制和引导的作用。因此，在满足两线航道宽度要求和施工安全的前提下，新老两船闸轴线间距应该尽可能地减小，以优化通航条件。 #### 四、结论 本文通过模型试验，详细分析了湘江株洲航电枢纽扩建二线船闸的不同轴线位置对两线船闸通航条件的影响。研究结果表明，在满足航道宽度和施工安全的前提下，新旧两船闸轴线间距应尽量减小，以降低斜流强度，提高通航安全性。这一研究成果为内河航电枢纽扩建项目的规划和设计提供了重要的参考依据，有助于提升内河水运的整体效能。