某扩容改造船闸工程闸位平面布置

狭窄空间内船闸扩容改造受诸多因素的影响,其闸位平面布置方案的合理性尤为重要。以某扩容改造船闸工程为例,综合考虑选址、共用引航道宽度、施工过程对二线船闸主体结构及隔流堤安全的影响、施工围堰布置及防洪要求,进行方案比选研究。最终确定闸位布置方案为:两船闸中心线间距为80 m,改扩建一线船闸下闸首上游面与二线船闸下闸首上游面顺水流方向距离为4.4 m。同时,对后期工程设计提出建议。     

万安枢纽二线船闸平面布置方案

万安枢纽二线船闸平面布置综合考虑了邻近建筑物结构安全稳定、通航水流条件、施工条件、征拆及土石方开挖等影响因素,比选出布置在一线船闸右岸且在坝顶公路桥中心线处一、二线船闸轴线间距为230 m的方案。通过数模与物模试验对上、下游引航道通航水流条件进行分析与优化,提出延长二线船闸上游引航道停泊段、一、二线船闸共用部分停泊段,并在转弯处加宽上引航道底宽、加深疏浚,延长一线船闸与泄水闸之间的隔流堤,采用全旁侧泄水形式等措施,改善了上、下游引航道通航水流条件,可为类似高水头库区船闸平面布置提供借鉴。     

弯曲窄槽型河段多线船闸通航水流条件研究

当船闸下游引航道口门区位于河道的弯曲窄槽段时,由于河道水深较浅、通航水流条件非常复杂,不利于通航。依托京南枢纽二线船闸工程,采用1∶100整体物理模型,对弯曲窄槽型河段多线船闸通航水流条件开展系列试验研究。结果表明:1)原枢纽平面布置方案存在缺陷,下游引航道口门区水流条件易受弯道顶冲水流的影响,弯道处断面束窄导致流速较大。2)同时隔流堤高程太低,会引起水流翻过隔流堤产生混乱水流的现象。提出改进措施:1)上游隔流堤高程应加高至33.46 m,下游隔流堤高程应加高至32.58 m。2)推荐增设隔流墙、调顺岸线,同时开挖河床等。研究方案为京南枢纽二线船闸工程通航水流条件改善提供了技术支持。     

窄深河道急弯下游枢纽上引航道布置及通航水流条件试验

窄深急弯河道下游河道主流偏向凹岸下游一侧,下游已建枢纽在同侧布置引航道则存在上引航道占据河道过流面积较大、流速指标超标严重等问题。采用整体定床物理模型及船模试验,研究窄深河道急弯下游枢纽二线船闸上游引航道的布置及其通航水流条件。结果表明,受窄深河道枢纽上游急弯和长引航道分隔墙占据深泓的影响,设计方案中的船闸上引航道口门区通航水流条件较差,不能满足船舶安全航行要求。优化方案在原方案基础上设置堤头下挑单潜坝,优化右岸河段开挖范围及形式,改变隔流墙长度以及隔流墙透空等措施,较好地改善了口门区通航水流条件并兼顾枢纽的行洪和发电,实现船舶安全通航和枢纽正常运行。     

大源渡枢纽上游引航道隔水墙布置方案模型试验

针对大源渡二线船闸上游的水流特点,采用整体物理模型和船模航行试验,研究大源渡上游引航道口门区水流条件、泄水闸过流能力和引航道制动段长度3个主要因素对上游引航道隔水墙布置方案的影响。试验对比3种不同长度的隔水墙布置方案的适用性,得知130 m隔水墙布置方案口门区水流条件最佳且制动段长度满足船舶制动要求;300 m隔水墙布置方案泄水闸受回流区影响最小,过流能力最佳。综合考虑规范要求和制动段长度要求,并考虑充分发挥泄水闸过流能力,选择上游引航道隔水墙130 m布置方案为推荐方案。     

北江濛里枢纽上游引航道通航水流条件试验研究*

濛里枢纽原有航道等级偏低,不满足目前货运增长的要求,因此需要对原有船闸进行扩建来提高航运能力,将在一线船闸右岸新建二线船闸。为保证一、二线船闸口门区有利于通航的良好水流条件,建立了整体定床物理模型,研究引航道导墙长度及布置形式对口门区及引航道内水流条件的影响。模型试验结果表明,在所有修改方案中,修改方案Ⅱ（一、二线船闸分开布置,二线船闸外导墙375 m,堤头段开孔）较好,其一线船闸上引航道通航条件基本不变,二线船闸口门区通航水流条件较好,较好地改善了上游口门区及连接段的斜流、回流等不利流态。     

分散式布置枢纽引航道口门区水流条件优化措施*

分散式布置的通航水利枢纽引航道口门区水流流态主要受到与其相衔接的河道形态影响。以广西邕宁水利枢纽工程可行性研究阶段布置方案为例,对分散式布置枢纽上下游引航道口门区流态与主流的衔接关系和通航水流条件优化措施进行研究。通过在船闸口门区增设导流堤和合理开挖右岸滩地的方式解决邕宁枢纽上游引航道口门区回流较大的问题;通过合理调整下游左岸岸边开挖线,压缩下游回流区,解决因下游引航道口门区主流流向与船闸中心线夹角较大而造成的回流严重问题。使得上下游引航道口门区均具有良好的通航条件。     

融江麻石船闸改扩建工程下引航道通航水流条件模型试验

针对山区狭窄河段船闸扩建工程通航水流条件问题,结合融江麻石船闸工程,采用1∶100整体水工模型进行试验,研究下游引航道通航水流条件。结果表明,采用透空式隔流堤,并联合优化隔流堤曲率半径,可显著改善引航道水流条件。建议采用隔流堤长度126 m,曲率半径500 m,过流孔高至少4 m,孔宽13 m,孔数量6个。研究成果可为类似工程提供参考。     

基于隔流堤的下游引航道通航水流条件优化

针对某航电枢纽下游引航道口门区通航水流条件复杂、恶劣等问题,依托该工程整体通航水力学模型试验,对比分析不同隔流堤布置方案下的口门区水流条件.结果表明,隔流堤堤身设置透水孔可以加强主河槽与口门区的动量交换,减小隔流堤末端两者之间的速度梯度.与未设置透空隔流堤方案相比,设置透空隔流堤后可减小下泄主流在弯道处引起的横流与回流...     

白石窑一线船闸闸室尺度变更后下引航道通航水流条件试验研究

白石窑枢纽位于广东省英德市上游约25 km的北江干流上,是北江干流上的第3个梯级。为提高船闸通过能力,将白石窑一线船闸闸室长度由140 m延长至220 m,船闸尺度为220 m×23 m×4.5 m（长×宽×门槛水深）。通过建立1:100比尺的物理模型,对扩建后下引航道口门区通航水流条件进行研究,提出下引航道口门区通航条件的改善措施。研究表明：开挖三板洲及增设直线隔流堤等措施对改善下引航道口门区通航条件是有效的。     

万安枢纽二线船闸上游通航水流条件优化试验研究

在原有船闸基础上扩建多线船闸时,须考虑新建船闸对已有船闸引航道及口门区通航水流条件的影响,如布置和运行控制不当,极易导致相关安全问题。建立1：100的万安枢纽及船闸引航道物理模型进行试验,研究万安二线船闸修建前、后上游口门区及停泊段通航水流条件,并结合试验结果及地形条件,提出引航道口门区优化布置方案。结果表明,原设计方案中,二线船闸建成后,其上引航道口门区及靠船墩在部分工况下水流条件不满足通航要求,且一线船闸上引航道口门区及靠船墩处的水流条件相对于二线船闸未建前变差;优化布置方案中,二线船闸上引航道口门区水流条件在各工况下均满足通航要求,一线船闸上引航道口门区及靠船墩处水流条件优于二线船闸未建前情形。     

湘江湘祁枢纽船闸下游引航道口门区通航水流条件影响及对策

湘江湘祁枢纽二线船闸是在已有建筑物岸侧增建的二线船闸,造成二线船闸引航道与主航道曲线连接。因一线船闸引航道的限制,且一线船闸与二线船闸轴距较短,使得拟建二线船闸上下游口门区及连接段通航水流条件较为复杂。因此,依托湘祁枢纽二线船闸扩建工程,采用1:100定床水流物理模型试验,分析双线船闸下游引航道口门区通航水流条件。对泄水闸开启方式优化、二线船闸下游引航道隔水堤优化、电站下游右岸大堤优化、电站出流口下游河道局部疏浚等系列措施开展试验研究,提出了改善通航水流条件的优化措施。     

高良涧双线并列船闸下游引航道水流特性研究

高良涧扩容船闸和二线船闸并列布置,且共用引航道,下游较短范围内引航道与苏北灌溉总渠交汇,其下游引航道水流条件受双线船闸相互泄水及苏北灌溉总渠泄流的影响变得十分复杂。采用二维水流数学模型计算和分析的手段,进行高良涧船闸各种典型水位组合及运行方式下的下游引航道水流条件的研究,针对存在的水力学问题,结合高良涧船闸的特点,提出便捷有效的工程措施--格栅式分隔堤,研究成果可供工程设计和运行管理参考。     

固镇复线船闸水工模型试验研究

固镇复线船闸上游引航道受京沪铁路浍河大桥的制约,引航道口门区及连接段的中心线与河流主流流向之间的夹角较大,产生的横流、回流等对上游航道航行安全不利。试验揭示了引航道口门区横流流速及其变化规律,测定天然状态及设计状态下上、下游引航道口门的流态;对船闸口门区及引航道布置进行论证,对引航道口门角度、导堤、切滩等工程提出优化方案,以满足规范要求的口门流速标准。     

西津水利枢纽二线船闸下引航道布置方案对比

西津水利枢纽二线船闸工程对发展西江航运和流域经济具有重要作用。为研究二线船闸布置方案与原一线船闸布置的相互影响,采用水工模型试验研究二线船闸下引航道两类不同布置方案下的水流条件,通过分别测定一、二线船闸下引航道口门区纵、横向及回流流速三项指标,并进行对比分析得知:一、二线船闸下引航道口门区采用共用布置方案时,在中洪水流量情况下,口门区内横向及回流流速难以满足规范要求;当采用下引航道口门区分开布置形式时,二线船闸下引航道口门区多项流速在各级通航流量下基本满足规范要求。     

基于透空隔流堤布置的上游引航道通航水流条件优化

针对布置于急弯下游的水利枢纽上游引航道停泊段通航水流条件十分复杂的情况,依托某水利枢纽工程开展通航水力学模型试验,探究上游引航道停泊段外接隔流堤的作用,对比分析了不同透空隔流堤长度下停泊段的流场分布。结果表明,上游引航道停泊段外接透空隔流堤,可有效减小停泊段与河道主流间的流速梯度,改善停泊段通航水流条件。随着透空隔流堤长度的增大,停泊段最大纵向及横向流速呈减小趋势;同时,应综合考虑水流条件、工程造价等因素,合理设置隔流堤长度。     

麻石船闸改扩建工程下引航道优化布置数值模拟

融江麻石船闸改扩建工程下引航道位于右岸,规划航线偏向河心,下泄洪水斜冲引航道,造成口门区通航条件十分复杂。采取规划航线向右岸侧偏移、布置隔流堤、增加导流墩和改变导流墩轴向角等措施提出3个优化布置方案。建立麻石枢纽下游河道的整体二维水流模型开展仿真模拟,分析比较各个优化方案的口门区的通航水流条件,得出满足通航安全指标的最优布置方案。     

基于下游引航道口门区流态的隔流墙结构形式优化措施

船闸外侧水流受枢纽下泄不稳定流的影响较大，为解决流速、流态对船舶航行的不利影响，维持引航道水流条件，分析下游引航道不稳定水流的成因，结合近年来建成的隔流墙布置方式和结构形式，通过平面布置、模型试验、资料统计分析等方法，探讨了实体墙、隔流墩、透水孔墙等诸多结构形式对水流条件的影响，研究提出多种引航道隔流墙结构布置形式和优化措施方案。     

多线船闸下游引航道通航水流条件及改善方案研究

多线船闸下游引航道内反向水头过大引起的船闸安全问题引人关注。以江苏刘老涧三线船闸为例,建立了非结构网格下的平面二维水动力数学模型,计算了下游引航道在二、三线船闸不同泄水条件下的水流流态及一线船闸闸门处的反向水头。采用开挖隔堤的工程措施以缓解反向水头过大的问题,计算分析了不同下闸首至开口段长度、开口段长度和开口段底高程下的最大反向水头及最大横向流速特征值变化规律,为改善多线船闸下游引航道水流流态提供参考。     

湘祁二线船闸平面布置方案及设计优化创新

扩建二线船闸应综合考虑地形、施工、通航、征拆、投资等制约因素。以湘祁二线船闸工程为例,重点论述二线船闸设计原则、选址及平面布置思路及方法,比选得出布置在一线船闸左岸、两闸轴线间距80 m、船舶直进曲出的方案。通过物理模型试验对口门区通航水流条件进行分析与优化,提出延长上、下游隔流墙、疏浚电站下游河床、优化调度方式等措施,改善了口门区水流条件。针对浮式检修门库、靠船墩、隔流墙,提出了具有较强通用性的创新与优化设计理念。