大型通航隧洞建设发展现状分析与拖曳通航演进趋势

通航隧洞作为打通山区航道关键卡口及实现通航建筑物间有效衔接的通航方式,成为了乌江等多条高等级航道枢纽提档扩能的首选方案。笔者调研了大型通航隧洞的行业需求与发展现状,分析了自航式通航隧洞面临的断面尺度要求高、施工开挖难度大、船舶通航安全不可控等技术瓶颈;针对自航式通航隧洞技术瓶颈,总结了顶部拖曳式、岸侧拖曳式等拖曳式通航隧洞方案,对比分析了各种方案在隧洞断面尺度、安全风险、通航效率、环境友好等方面的适用特点,针对拖曳式通航隧洞内船水复杂流固耦合作用分析,提出了亟待解决的4个层面的关键技术难题;展望了通航隧洞将船舶“自航方式”向“非自航拖曳方式”转变带来的4个“标准化”要求;最后,通过1:40的拖曳通航隧洞物理模型试验得出:在隧洞宽度30 m,不同水深条件下,船舶拖曳航行总阻力随弗劳德数增大而增大,相同拖曳速度下,船舶拖曳航行总阻力随水深的增加而减小。为通航隧洞在乌江航道扩能提供了些许思路。

抚河疏山水利枢纽船闸通航水流条件研究

为满足水运需求,解决船闸引航道口门区受河段地形和涉河建筑物影响而导致的通航条件困难等问题,保障船舶安全通行,以抚河疏山水利枢纽船闸工程为例,采用数值模拟方法,对枢纽船闸上游引航道口门区通航条件进行计算分析,针对不良流态问题提出优化方案措施,并对方案前后枢纽通航条件进行对比分析。研究表明,调整船闸平面布置等措施对改善设计阶段的枢纽船闸上引航道口门区通航条件是有效的。研究成果可为抚河疏山水利枢纽船闸工程通航及其他类似河段工程提供技术支持。

沅水桃源枢纽左岸船闸桥区船模通航条件试验研究

沅江大桥通航环境十分复杂,原大桥通航孔布置不合理,严重制约了桃源枢纽二线船闸扩建工程建设。针对桥区通航条件差的问题,对其左岸桥梁通航孔布置方案进行船模试验研究,采用定床河工模型和小尺度船模试验相结合,并从船模试验的舵角、漂角和航速等航行参数进行综合分析,结果表明:在相同通航总净宽的情况下,双孔双向要优于双孔单向;桥梁通航孔右移可降低一线船闸船舶下行过桥难度,但会增加二线船闸船舶上行过桥的难度。建议左岸新建桥梁通航孔净宽应不小于220 m,桥位相比于现状桥梁右移约75 m,采用双孔双向,两线船闸分槽航行的方式。

基于水流特性的桥区船舶通航风险分析

为评估桥区船舶通航风险,构建考虑船舶运动特性的三维流场模型,研究水流影响下船舶过桥行为的偏航特性和受力特性.确定桥梁和船舶的通航风险评估分级标准,建立了基于模糊逻辑的船舶顺流通航风险评估模型.结果表明,桥墩间距风险等级划分临界值为40和60 m,具体分级标准因水期的不同而异.船速在枯水期、中水期和洪水期的低风险范围分别为1.6~2.5、2.0~2.5和1.6~2.0 m/s.洪水期通航风险高于其他时期,主要表现为通航尺度受限时的撞桥事故.相比于传统评估模型,所提模型根据船舶直接受力与运动表现来确定桥梁、水流和船速等因素分级标准,简化了评价指标体系,降低了模型主观性.

河湖两相条件下昌江航道最高通航水位确定方法分析

受下游鄱阳湖河湖两相关系影响,昌江航道沿程水情复杂。合理确定昌江航道沿程最高通航水位,对昌江拟建丽阳枢纽建设、桥梁缆线等跨河建筑物拆改建的经济合理性具有重要意义。

狭长通航隧洞船舶火灾人员应急疏散仿真研究

通航隧洞是一类为船舶穿越高山峡谷提供通航条件的新型通航建筑物,发生火灾时有害气体易于堆积、人员逃生路径狭窄、应急疏散难度大。针对待建的贵州乌江思林通航隧洞构建典型船舶火灾和人员疏散逃生模型,分析火灾事故发展过程中的特征参数变化情况,基于有毒有害气体和温度的安全限值,对横通道间距、船舶编队等因素影响下的人员疏散安全风险进行评估。结果表明:横通道间距为200 m时,3艘货船、2艘货船和1艘客船的编队情况符合人员疏散安全评估;横通道间距为300 m和400 m时,所有编队情况均无法满足人员疏散安全评估,其主要危险因素为持续吸入有毒有害气体。因此,在保障安全前提下,隧洞不宜设置300 m及以上横通道间距,客船疏散难度大,应采取下船翻坝运输的方式过坝。

引江补汉工程丹江口下游近坝段枯水期通航水位恢复试验研究

引江补汉工程补水口位于丹江口大坝下游安乐河出口约5 km处,且补水量与调水量基本一致,工程对航道的影响主要体现在减水段,为恢复枯水期通航水位需要开展航道综合治理。利用河工模型试验论证了综合治理方案的效果,并对方案进行了优化及进一步论证。结果表明,减水-补水212 m 3/s方案尾门水位分别为86.47、85.90 m条件下,引航道口—黄家港段水位下降,黄家港以下水位保持不变,其中引航道口水位下降幅度最大,分别下降0.08、0.19 m;综合治理方案1实施后引航道口水位下降均为0.02 m,减水段的水位仍未恢复至调水前的水平,主因是从安乐河口补水的水流并未能进入到左侧主航道内;基于试验研究结果,建议对综合治理方案进行优化,在沧浪洲出水口下沿布置2道护底带;通过试验论证了护底带的4个高程,建议护底带高程为85.5 m,并对护底带高程进一步细化论证;优化后的方案可使引航道口至黄家港段的水位略超过调水前的水平,其中引航道口处最大水位抬高0.06 m。

航道通航条件影响评价中的常见问题及对策分析

本文旨在分析航道通航条件影响评价中的常见问题,并提出相应的对策。通过深入探讨,发现主要问题包括缺乏通航历史数据、通航条件变化难以准确评估、未考虑的外部影响因素、评估方法的局限性和评估结果的不确定性。为了解决这些问题,本文提出了一系列实用的解决方案,包括使用其他相关数据代替、采用量化方法评估、注意可能忽略的因素、选择不同的影响评价方法和利用情景分析等方法。这些对策将有助于提高航道通航条件影响评价的准确性和可靠性。

非通航孔桥梁防船撞系统恒阻力装置研究

为给非通航孔桥梁防船撞系统拦截过程提供稳定持续的阻力,提出了一种利用耗能索持续协同大变形和连续破断输出稳定阻力的恒阻力装置。恒阻力装置由主绳、耗能索、破断环及其它连接件组成,与自适应浮筒、拦截网、系泊浮体等装置共同组成非通航孔桥梁自适应恒阻力船舶拦阻系统,有效拦截偏航船舶,保护非通航孔桥梁和来撞船舶的安全。通过理论分析研究该装置的阻力输出特性,建立该装置的阻力输出力学模型与计算方法,并通过拉伸破坏试验验证计算方法的准确性,进一步对影响装置阻力输出的耗能索的初始间距、长度及伸长率进行分析。结果表明:恒阻力装置能够有效地输出稳定且持续的阻力;耗能索初始间距越小,恒阻力装置阻力输出越大,阻力输出越稳定;耗能索长度或伸长率越大,恒阻力装置阻力输出越大,阻力输出越稳定。该装置已应用于力洋港大桥非通航孔区桥梁防撞中,有效地保护了大桥的安全。

30 m宽隧洞内万吨级货船拖曳通航船周水位分布特性试验研究

通航隧洞作为穿越山体的隐蔽航道,对于隧洞通航水力条件而言,水位则是影响超限性航道通航的关键因素。为探究货船在通航隧洞内拖曳航行时船周水位变化规律及由水位变化引起的航行水力特性。建立了1:40包含隧洞及隧洞顶部船舶拖曳装置物理模型试验系统,开展了不同水深工况下5级拖曳速度物理试验,重点探讨了2倍船长范围内船前后水位变化情况、影响水位波动的因素以及船舶纵倾角度变化。研究结果表明:拖曳速度的增加导致船前水位升高和船后水位下降,但在适度拖曳速度范围内(0.5~1.5 m/s),水位变化较小,提高通航的安全性;增加隧道水深可减小船前水位升高和船后水位下降的幅度,尤其在水深6~8 m范围内,水位变化较小,改善通航条件;随着拖曳速度的增加,船舶的纵倾角度增大,而随着隧道水深的增加,纵倾角度减小,适度控制拖曳速度在水深6~8 m的范围内有助于减小船体的纵倾角度,提高通航的稳定性和安全性。研究结果可为通航隧道船舶拖曳通航关键技术提供重要的参考和借鉴。

北部湾港大型深水航道远期适应性及通航标准仿真分析

以北部湾港北海港域30万吨级深水航道工程为背景,采用智能体仿真建模方法,建立北海港域铁山进港航道船舶进出港、锚泊、航行和码头停泊作业全过程仿真模型。通过仿真定量分析港口通过能力和航道服务水平等指标,结合航道平面尺度分析,提出湾外主航道远期推荐尺度和通航标准。基于港口通过能力瓶颈分析和支航道通航标准优化仿真分析,提出主要支航道北暮航道部分航段通航标准优化建议。结果表明,湾外主航道2035年达到(10+5)万t船双向通航,2050年进一步达到(10+10)万t船双向通航的推荐通航标准;北暮航道1段通航标准由15万t船舶单向通航优化为兼顾2万t船舶双向通航,对提升港口通过能力具有较好效果。

平陆运河与沙坪河交汇河段通航水流条件试验研究

平陆运河沿线支流众多且支干落差大,支流突发洪水对运河通航水流条件影响较大。选取入汇角度大、支干汇流比大、河底落差大的沙坪河入汇河段为研究对象,采用1:50正态河工模型试验,对沙坪河入汇河段通航水流条件进行系统试验研究。模型试验结果表明,受支流突发较大洪水和支干河底落差较大影响,运河航道内横向流速大且流态紊乱,加之支流口上游铁路桥限制,消能措施布置长度有限,不能达到较好的消能效果。分析认为主要问题在于支流洪水汇入运河后运河横向流速较大,因此治理方案主要解决“调顺水流+消能”的问题。在交汇处布置导流堤、透空消能墩、底部斜向透空式隔流堤,在支流内采取消力池、消力槛等消能措施并进行系列方案对比试验,发现优化方案Ⅲ的通航水流满足通航要求且不会对支流内铁路桥造成影响。

完全预约模式下船闸通航调度方法分析

针对现有部分船闸通航效率不高,通航拥堵严重等问题,以完全预约模式下船闸通航调度方法为研究对象,考虑闸室有效面积利用率最大和平均预约延误时间最小,在BL算法的基础上,建立了基于人工蜂群算法的船闸通航调度模型。选取三峡双线五级船闸的过闸船舶数据,通过与原始人工编排、BL算法编排结果进行比较,发现人工蜂群算法性能稳定,能显著提高闸室面积利用率,且平均利用率大于80%。此外,在平均预约延误时间方面有明显的降低效果。

走进珠江水系航道通航建筑物系列

航道及通航建筑物,是重要航运基础设施,更是江河流域产业带形成和发展流域经济的重要支撑。回溯历史的长河,珠江水系的航道及通航建筑物,是一本厚重的编年史,更是经济发展的引擎、文化交流的桥梁。珠江水运的高质量发展,离不开上下游航道及通航建筑物的同频共振。为更好地展现珠江水系航道及通航建筑物的魅力与独特风情,本刊开设了走进珠江水系航道通航建筑物系列摄影专栏,我们希望用镜头让读者更加深入地走进珠江、了解珠江,感受珠江水运高质量发展的生机与活力。

河流上游低等级库区航道上桥梁通航净空尺度论证技巧探讨——以西林县罗湖连心桥为例

本文以西林县罗湖连心桥为例,通过对河流上游低等级库区内河航道特征和设计代表性船型充分研究分析,探讨了跨河桥梁通航净空尺度论证分析方法,结合相关规范和公式对桥梁的通航净空尺度进行了符合实际情况的分析论证。

三峡-葛洲坝汛期通航流量标准对比及应用分析

两坝间航道水域位置特殊,通航条件复杂,近年来先后制定了《三峡—葛洲坝两坝间航道汛期通航流量标准》试运行方案和《长江三峡—葛洲坝水利枢纽两坝间航道汛期通航流量标准》。为了全面掌握最新执行的《长江三峡—葛洲坝水利枢纽两坝间航道汛期通航流量标准》实施应用情况和科学评估实施效果,分别从标准对比分析、通航船舶上滩能力计算和通航效率分析三个方面进行了综合评估。通过随机抽取部分不同流量级依据原标准限航但依据现标准能够通航的船舶,开展了航行安全验证;通过构建仿真平台,计算了通航船舶在模拟汛期水情、不同标准下的通航艘次和货物通过量,实现了两坝间通航效率分析。结果表明:相比于旧标准,新标准优化了流量级划分和标准控制因素,通航艘次以及货物通过量总体上可实现进一步提升,且增加的艘次能够正常通航,仿真环境下两坝间实现了14.8%的通过艘次提升和11.6%的货物通过量提升,即新标准的实施有助于提升两坝间整体通过能力。

引江济淮工程世纪大道桥航道通航条件影响评价

分析引江济淮工程世纪大道桥对航道通航条件的影响,主要从拟建桥梁以及下游待建待闸锚地的综合作用下对通视效果的影响方面分析,优化设计方案,提出航道与通航安全保障措施。为类似内河航道桥梁影响通航视距的航道通航条件影响评价提供借鉴。

兰江铁路桥通航水流条件数值模拟

由于兰江铁路桥通航尺度不满足三级航道的通航安全要求,为了研究兰江铁路桥桥区通航水流条件,该文章收集了相关资料,分析了工程河段河道演变及水流条件,建立并验证了适合该区域的二维水流数学模型,通过模型对兰江铁路桥桥区的通航水流条件进行计算分析,得出兰江铁路桥桥区的航道通航水流条件,并提出相关的安全保障措施,以保障船舶航行安全,对今后类似现状航道及桥区通航安全有一定的借鉴作用。

走进百色水利枢纽通航设施

百色水利枢纽通航设施建设项目堪称内河工程建设的“百科全书”,项目建设涉及升船机、航道、船闸、码头、锚地等,几乎涵盖了内河航运建设工程的所有项目类型。记者在探访中发现,该项目具有多项“首建”和“第一”:世界上提升重量最大的全平衡钢丝绳卷扬式升船机、世界首座同时建有省水船闸和升船机的通航枢纽、国内首次建设的高水头带独立省水池的省水船闸......让我们一起走进百色水利枢纽通航设施了解一下吧。世界上提升重量最大的全平衡钢丝绳卷扬式升船机升船机作为一种内河通航设施,起源于20世纪的欧洲,盛行于21世纪的中国。德国于1934年建成了世界首座现代化大型升船机——尼德芬诺升船机.

浅谈通航河道水下抛石施工技术

为提升在通航河道进行水利防护工程的施工效率,采用5缆定位法进行定位船抛区定位、甲板驳船机械化抛投石料的方式,在不影响河道通航的情况下,快速实施水下抛石施工任务。通过建立水下地形模型、生产性试验、多波速测深仪进行抛石厚度测量,在通航河道进行水下抛石作业,节约了施工成本,提高了施工效率和质量。