富春江船闸扩建改造工程创新设计与实践

针对碍航闸坝瓶颈问题,以富春江船闸为例,全面总结已建枢纽实施船闸扩建改造工程的主要关键技术与创新设计,包括保留原船闸并紧接新建一座大尺度船闸的总体布置、船闸结构设计、新老船闸衔接输水系统、老船闸加固改造、坝下施工围堰等,达到既满足通航安全要求,又避免对大坝安全、防洪安全、电站发电等不利影响,对解决我国众多枢纽船闸碍航问题具有典型示范作用。     

改扩建船闸对原枢纽大坝安全影响分析

原枢纽改扩建船闸实施前,应重点分析改扩建船闸对原枢纽大坝安全影响,确保工程施工期和运营期的大坝安全。本文依托湘祁枢纽二线船闸工程,研究新建二线船闸对大坝安全的影响和防范措施,为其他航道工程管理单位在工程设计、施工、运行期间维护大坝安全方面提供经验。     

富春江船闸扩建改造工程施工导流及围堰方案论证

富春江船闸扩建改造工程是国内首个在现有运行的枢纽下游紧接原船闸扩建一座高等级、大尺度船闸的工程。由于枢纽库区容量小,无法结合船闸施工进行泄洪调节,且施工围堰距离枢纽泄洪闸较近,需要占用河道一定宽度,将对枢纽泄洪和防洪产生一定影响,泄洪产生的强大水流冲击也将对围堰和基坑的安全造成较大威胁,因此,需要对施工导流和围堰方案进行重点研究。通过对3种不同围堰布置和结构形式的综合比较,推荐采用土石过水围堰方案。该方案施工难度小,工程投资适中,能够满足防洪和工程施工的要求。     

剑潭枢纽船闸改扩建总体布置

在已建的船闸枢纽上进行船闸扩建受周边环境（已有船闸结构、配套设施、房屋）、边界条件等诸多因素的限制,设计工作难度加大。因此针对剑潭水利枢纽二线船闸工程,综合考虑枢纽水流条件、船闸通航条件、相邻建筑物安全及施工条件等因素,通过船闸错位布置、折线引航道、停泊段外放等工程措施,避让已有结构。在满足设计标准下,提出安全通航要求以及东江防洪要求的船闸布置方案,为设计提供重要技术支撑。剑潭枢纽船闸改扩建工程布置方案和相关技术措施可为周边环境复杂的改扩建船闸建设提供借鉴。     

青山枢纽改造工程整体布置方案

澧水青山枢纽改造工程主要是在左汊拆除原有建筑物后新建船闸和挡泄水建筑物.针对青山枢纽改造工程整体布置方案中涉及的枢纽泄洪能力、通航问题,研究了枢纽整体布置、泄洪能力和船闸口门区通航条件.采用整体物理模型试验,对比分析枢纽现状及设计方案的泄流能力、口门区水流通航条件,优化了原设计方案.得出结果:枢纽泄流能力与现状接近,将...     

中高水头枢纽船闸改扩建工程围堰设计技术

根据富春江船闸扩建改造工程,从设计角度对中高水头枢纽船闸改扩建工程围堰的导流标准、总体布置及结构设计进行重点研究。在兼顾防洪、发电、河道变化等需求前提下研究确定围堰枯水期防洪等级,结合船闸水工建筑物布置优化调整围堰总体布置方案,并根据坝下围堰不同区段提出不同结构形式的过水围堰,为类似的中高水头枢纽船闸改扩建工程围堰设计提出新设计理念和思路,为多样性的围堰工程增加新特点。     

桩基透空式导流屏结构对船闸下游口门区通航的影响

船闸下游引航道口门区水流条件受大坝底孔泄流和泄水闸调峰等影响,易破坏原河道所在区域导流效应,对下游口门区船舶通航不利。提出一种新型导流结构——桩基透空式导流屏,并以五强溪枢纽船闸为例,设计初始及优化两种方案进行水流特性试验和船模试验以测试其工程效果。试验表明该结构形式可较好地改善下游口门区水流条件,且相比于初始方案,优化方案对五强溪枢纽船闸下游口门区水流条件的改善效果更为显著,更利于船舶通航。     

飞来峡水利枢纽新建船闸平面布置方案

为适应北江千吨级航道的发展,针对飞来峡水利枢纽新建二、三线船闸的3种布置方案,从水运量、船闸布置空间、通航水流条件、对原有枢纽防洪功能影响、施工难易度、征地面积、工程投资等方面进行初步探讨。探讨结果表明, 各方案各有优缺点：左岸方案布置空间不足、施工期对电站、泄水闸、原一线船闸运行管理干扰较为严重;中线破土坝方案,工程量大、投资大右岸布置方案具有工程投资少、对防洪影响小、施工条件优良等优势,因此,推荐右岸布置方案作为建设方案。     

长沙枢纽枯水期下游超设计低水位运行的影响及对策

长沙枢纽枯水期下游尾水位出现远低于设计最低水位的情况。为了分析其影响和研究对策,采取数据统计分析等方法,从下游低水位以及对应的水头参数对枢纽大坝运行、船闸通航、电站运行的影响进行综合分析,并提出以下对策：大坝原最大工作水头9.3 m提升至11.2 m;通过枢纽短时调度和流域联合调度保障最低生态流量348 m3s;采取“分段、划区、有序、控时、限量”综合管控下游河道采砂;采取 “多孔数,少流量”泄水,定期水下摄像和大坝安全监测确保大坝安全;防止船舶搁浅,采取“先慢后快”方式开启船闸输水阀门,确保浮式系船柱“磕底”时系缆安全,修建3 000吨级三线船闸,确保船闸通航安全;机组在水头7.0 m以下运行,下游水位低于19.55 m时禁止开机,及时进行电站前池清淤,确保电站运行安全。     

松花江大顶子山航电枢纽船闸平面布置研究

根据模型试验成果,从泄流能力和船闸上、下游口门区及连接段通航水流条件等方面,对枢纽不同布置方案进行分析和比较,提出了满足枢纽泄流能力和船舶(队)安全航行的枢纽布置方案。     

大源渡二线船闸总体布置方案

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,从理论上分析设计条件,并通过物理模型验证,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。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。     

枢纽双线船闸船舶航行会遇方式研究

文章以株洲航电枢纽和长沙综合枢纽为例,分析了双线船闸共用引航道和非共用引航道的布置特点以及航行区段的划分问题。采用三维水流数值模拟和船舶操纵数学模型研究手段分析了株洲航电枢纽和长沙综合枢纽坝区河段的航行条件及船舶进出闸会遇方式。在此基础上提出了双线船闸船舶安全高效的航行会遇方式及航行管理措施。     

中水头巨型船闸闸墙长廊道侧支孔输水系统水动力学研究*

闸墙长廊道侧支孔输水系统,因其相对于集中输水系统更优的水流条件以及相对其他分散输水系统更简单的结构和更低的建设维护成本,而广泛应用于中水头大型船闸中。近年来,湘江航运干线设计和建设了４座中水头巨型船闸,该输水系统能否满足巨型船闸高输水能量下的船闸自身与过闸船舶安全要求需要加以研究论证。本文以大源渡二线船闸为例,通过1:30物理模型试验,对其闸室船舶停泊条件、输水水力特性及引航道水流条件进行研究。结果表明：在推荐的消能布置和阀门开启方式下,各项指标均能满足规范和设计要求。     

金鸡滩二线船闸工程原型观测方法

水利枢纽船闸改扩建是内河航道整治工程中的控制性工程,以右江金鸡滩水利枢纽二线船闸工程原型观测实践为例,对船闸改扩建原型观测的方法进行分析和总结,主要包括比降观测、表面流速流向测量、断面流量和流速流向观测、泥沙测验和底质取样等5个观测方法。通过现场实践生产,在枢纽上下游多维度同步观测和采样,并对观测成果进行统计、分析和研究,为枢纽船闸改扩建的规划、设计和施工等建设技术方案提供水文基础资料,为模型试验、航道整治工程提供准确的工程实施数据,值得类似项目借鉴和应用。     

省水船闸初探

介绍德国省水船闸布置形式,阐述省水船闸的优缺点。分析省水船闸设计原理,计算蓄水池面积以及级数和省水率之间的关系,探讨蓄水池布置形式等,可为航道、船闸设计提供借鉴。     

古顶水利枢纽二线船闸下引航道布置物理模型试验研究

多线船闸布置中引航道口门区及连接段通航水流条件是一个重要的研究课题。以古顶水利枢纽二线船闸通航水力学试验为例,研究古顶二线船闸在修建背景下,船闸下引航道口门区及连接段通航水流情况。试验结果表明,口门区及连接段回流及横流流速超标。因此,从布置导航墙、疏浚引航道连接段两方面着手,提出多种优化布置方案,并推荐布置70 m外挑导航墙(50 m直墙+20 m外挑)和疏浚连接段相结合的方式。研究成果为古顶水电站二线船闸的优化布置提供了参考。     

带中间渠道船闸运转方式的试验研究

带中间渠道的分散梯级船闸是高坝通航建筑物的布置型式之一,它具有调度灵活、通过能力大等特点。但其上下级船闸采用不同运转方式时,所产生的非恒定流水流条件十分复杂,严重时将影响船舶(队)停泊和航行条件,还会对船闸运转及人字闸门产生不利影响。通过1:40的水工概化模型试验,对断面为规则的矩形中间渠道进行了上下级船闸单独、同时与错时灌泄水3种运转方式渠道内的水力特性研究,否定了船闸同时运转方式;对渠长2 000 m和1 400 m在特定条件下的船闸错时运转方式,找出了最佳错开时间;对3种运转方式的水力要素进行综合对比后,最终推荐采用先泄后灌运转方式。     

在役船闸增设导航墙结构及施工方案

针对在役船闸因采用同步移泊方式提升运行效率而需要增加或延长导航墙的问题,介绍在役船闸增设2种导航墙结构与其施工方案。以葛洲坝2#船闸和三峡船闸为例,对在役船闸增设2种导航墙结构及其施工流程进行详细阐述。结果表明,对比于传统导航墙结构与施工方式,这2种导航墙结构与其施工方案能够满足运行需求,同时有效减少工期且不影响施工期船舶通航,为大多数在役船闸增设导航墙提供对自身运行影响更小的结构。     

航电枢纽工程选址与布置

航电枢纽以满足航运要求为首要目标,船闸布置是影响航电枢纽选址和布置的主要因素,通过工程实例分析,总结航电枢纽选址和布置的一般要求。相对顺直河段和弯曲河段都有条件布置枢纽,但依河段具体条件的不同,布置条件有优劣。枢纽布置分为集中和分散两大类型,集中布置重点解决水电站和泄水建筑物水流对通航建筑物的影响,分散布置重点是通航汊道与主河槽相连接的上下游口门区布置。