洪江枢纽改建船闸上游航道通航条件试验研究

针对洪江枢纽改建船闸所面临的上游航道通航安全问题,采用正态定床物理模型试验和遥控自航船模试验相结合的方法进行研究。研究结果表明:由于库区曲折岸线的存在,下行航线呈S型弯道,导致船舶在通过第一个弯道段时,船首和船尾受力不均,产生甩尾打横现象。而后船舶需要迅速调整航向以进入下一个反向弯道段,不仅增加了船舶操控难度,同时也带来了较大的航行安全隐患。为解决此问题,通过试验优化提出了一种有效的改善方案:利用上游对岸侧的锚地以及库区水深流缓的特性,将原本连续的S型弯曲航线调整为单一弯曲航线,同时保持已建船闸上游隔流堤的长度不变。这一改善措施不仅成功解决了改建船闸的通航安全问题,还可为同类项目提供参考和借鉴。

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。

洪江枢纽船闸扩建工程改造方案研究

针对高水头船闸利用部分原水工结构进行改建的技术难题,以沅水洪江船闸为例,采取模型试验、枢纽大坝安全综合评估、船闸总体布置优化、老船闸加固改造和输水系统改造等技术创新措施,尽量避免对枢纽发电、大坝安全及防洪安全带来不利影响,从引航道布置、通航条件、导流建筑物和原船闸结构影响等方面对3个改造方案进行对比研究,确定船闸扩建改造推荐方案,可为类似项目提供参考和借鉴。

船闸顶扩廊道阀门段水力特性模拟研究

通过建立船闸整体输水系统三维数学模型,采用动网格技术及用户自定义函数(UDF)实现平面输水阀门匀速开启过程,分析顶扩廊道阀门段水流流态、流速及压力的动态变化规律。将数值计算的闸室水位、流量和廊道特征点压力与物理模型实测结果进行比较,二者吻合较好,说明了该数值模拟方法的可行性。数值模拟结果表明:阀门开启过程中,在阀门后形成大范围的逆时针漩涡,流速、紊动能及紊动耗散率随阀门开启先增大后减小,压力先减小后增大;当输水廊道阀门开启时间为4 min时,最小压力出现在阀门开度0.4时廊道的顶部;在该廊道体型及水力条件下,当阀门开启时间为5 min时,廊道后的时均压力最小。

突扩廊道体型减免高水头船闸输水阀门空化研究

高水头船闸存在的主要关键技术问题是船闸输水阀门的空化与空蚀问题.本文在综合研究国内外改善输水阀门空化的措施基础上,提出了突扩廊道体型以及减免输水阀门空化,通过物理模型试验和原型观测研究,充分论证了突扩廊道体型减免空化的效果.结合三峡工程连续五级船闸水力学试验研究,优化了突扩廊道体型,提出了结构简单、具有很强抗空化能力的底扩体型.闽江沙溪口船闸水力学原型观测成果表明,突扩廊道体型减弱了阀门空化强度,起到了保护阀门和廊道边壁免遭空蚀破坏的作用,保证了该船闸的正常运转.

三峡船闸底扩与顶扩体型水力特性综合研究

三峡船闸阀门段廊道体型一直是船闸单项技术设计的焦点。针对底扩与顶扩两种廊道体型，通过多项模型试验，从水力特性、空化及振动特性等方面论证了三峡船闸采用底扩廊道体型的优越性。

富春江船闸扩建改造工程闸室输水水力特性及优化

随着我国内河航运的不断发展,以保留老船闸使其兼作新船闸引航渠为方案的船闸扩建改造已成为突破内河通航"瓶颈"的创新性举措,并已成功运用于富春江船闸扩建改造工程。研究成果表明,输水阀门线性全开时,由于老船闸上闸首口门处过水断面较小,新闸室充水时老闸室内水位迅速下降,并在其门槛处产生7.15 m的集中跌落。在满足闸室输水时间的前提下,综合阀门启闭力、振动、空化及闸室惯性超高等特性,提出改造方式下船闸充水阀门分段间歇性开启加动水关闭的优化运行方式,使老闸室门槛处集中跌落降至0.5 m,有效地改善了引航渠内的水流条件。

湘江近尾洲枢纽扩建工程一线船闸船模通航试验研究

为了设计出更为合理的船闸布置方案,对湘江近尾洲枢纽扩建工程一线船闸的原设计方案和修改方案的通航安全性进行试验研究。在水工模型的基础上,采用小尺度船模技术观察分析船舶在不同流量下的舵角、航速等通航参数。结果表明,修改方案布置比原设计方案布置更加合理,通航水流条件有所优化。在流量Q≤5210 m^(3)/s时,一线船闸上、下游航道的航行参数均没有超过相应限值,总体可满足1000 t自航货船(静水航速18 km/h)的通航要求。综合试验结果分析,建议一线船闸的最高限制通航流量为5210 m^(3)/s。

三河船闸工程安全问题及拆建改造必要性分析

经过多年运行,三河船闸吃水深度不足等各类问题日渐突出,且三河船闸等级与现有航道条件和通航要求严重不匹配,与沿线的石港、南运西船闸成为影响金宝航线通航能力的主要瓶颈。为保证工程安全运行,充分利用金宝航线的水运能力,三河船闸等金宝航线船闸急需拆建改造。

旺罗水闸布置优化试验研究

通过物理模型试验优化了旺罗水闸拦河闸及船闸的体形和布置,妥善解决了拦河闸下游消能防冲问题,满足了船闸通航水流条件的要求。试验成果可为类似工程设计提供参考。

氧化镁膨胀剂对船闸施工期混凝土开裂风险的影响

针对船闸大体积、异型结构混凝土的施工期开裂问题,依托九圩港二线船闸工程,模拟评估氧化镁膨胀剂及外保温措施对结构混凝土温度场、应力场和开裂风险的影响,并通过对实体结构温度、变形的监测,评估实际工程应用效果。结果表明,在混凝土中掺加氧化镁膨胀剂是降低船闸结构混凝土施工期收缩开裂的有效措施之一,在冬季较低的浇筑温度下,掺加氧化镁膨胀剂并配合一定保温措施,可同时降低混凝土结构表面和中心的开裂风险。氧化镁膨胀剂的掺入基本不会影响船闸混凝土的温度历程,但能够降低闸室边墙结构混凝土温降阶段的收缩50×10^(-6)~70×10(-6),降低闸首廊道结构混凝土温降阶段收缩40×10^(-6)以上,显著提升船闸混凝土施工期抗裂性。

白石窑一线船闸改扩建下引航道口门区通航水流条件研究

文章依托白石窑船闸改扩建工程,针对洲滩束窄转弯河道的复杂河势条件,采用1:100整体水工模型进行试验,研究下引航道口门区通航水流条件。试验通过对口门区右侧洲滩开挖疏浚,并配合引航道隔流堤的工程措施,可显著改善下引航道口门区通航水流条件,并将最高通航流量提高至3860 m^(3)/s,所确定的工程方案能够满足III级航道的通航需求。

湘江株洲航电枢纽二线船闸建设对一线船闸通航条件影响研究

采用正态物理模型研究湘江株洲航电枢纽扩建二线船闸工程对一线船闸通航条件的影响。分析工程前一线船闸通航水流条件,二线船闸建设对原有边界条件的改变,工程后一线船闸上下游引航道口门区及连接段航道的横、纵向流速等水力参数变化规律,以及口门区现有导流建筑物对新建工程的适应性等。结果表明,二线船闸建设使得一线船闸通航水流条件稍有恶化,但水流条件的改变对船舶航行条件影响不大,工程前后船舶进出一线船闸的航行条件基本一致。

富春江船闸扩建改造后电站黑启动对下游航运安全影响分析

根据富春江船闸扩建改造工程总体布置方案及针对电站黑启动下的数值模拟试验成果,详细分析了富春江船闸扩建改造完成后,电站黑启动对坝下航道通航条件的影响,提出了合理保障措施,为解决类似航电枢纽航电矛盾问题提供参考。

株洲二线船闸设计最高通航水位的确定

设计最高通航水位是船闸工程建设的关键技术参数之一,它直接影响船闸通过能力、建设工期和投资。针对株洲二线船闸工程设计最高通航水位取值的问题,根据株洲枢纽处洪水暴涨暴落、峰值历时短的水文特点,进行枢纽设计挡水位和不同重现期洪水历时分析,对船闸口门区通航水流条件、航道通航条件及不同特征水位时二线船闸工程投资情况进行论述,采用模型试验验证和测算投资比较的方法,得出“株洲二线船闸设计最高通航水位宜采用10a一遇洪水标准”的结论。该研究方法对山区、丘陵区枢纽扩建船闸工程具有借鉴意义。

犍为船闸输水廊道体形比选试验研究

阀门空化问题是高水头船闸设计中最为关键的技术难题。结合国内外船闸研究及运行经验,在阀门埋深相同的前提下,阀门段廊道体形是影响阀门段空化特性的主要因素,亟需进行不同廊道体形的非恒定流特性研究。依托实际工程,开展模型试验进行“底扩顶扩廊道体形+反弧门”与“平底顶渐扩廊道体形+反弧门”的对比研究,通过阀门廊道段动水载荷特性及阀门启闭力特性等各项指标的综合对比得出,前者更适合于高水头船闸,但该廊道形式工程量较大,体形复杂,施工要求较高,后期检修维护较困难。综合各种因素,犍为船闸选用“平底顶渐扩廊道体形+反弧门”方案。

船闸改建施工对周围环境影响的监测分析

以长湖申线(浙江段)航道扩建工程湖州枢纽改建工程为背景,介绍了船闸改建基坑施工的工程概况和监测点的布置,并通过收集现场监测数据,从统计学角度分析了控制楼楼顶位移、上下游翼墙位移、控制楼裂缝宽度变化、老闸墩位移等随时间的变化规律。结果表明:(1)控制楼楼顶坐标变化不大,均在控制值之内,控制楼总体结构稳定。(2)由于受现场条件的影响,上、下游翼墙在开挖过程不便于设置支撑,上、下游翼墙的位移变化量相对较大,对控制楼影响较大的施工过程结束后,上、下游翼墙的变形基本稳定。(3)楼梯间东北角处的裂缝宽度在基坑排水、钢板桩打设及基坑开挖过程中增长较快,对控制楼影响较大的施工过程结束后,楼梯间东北角的裂缝基本稳定。(4)老闸墩在施工期间整体变形较小,基本稳定。

富春江船闸扩建改造工程总体布置方案

根据现有枢纽总体布置特点,按照船闸货运量通过能力要求,详细比较分析了富春江船闸扩建改造工程两种布置方案,为类似航电枢纽破解通航瓶颈问题提供借鉴参考。

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。

富春江船闸扩建改造工程输水阀门水力学试验研究

富春江船闸扩建改造工程采用第二类分散输水系统。输水系统布置受到限制,新建船闸充水阀门上下游输水廊道在较短距离内存在连续的水平和垂直转弯,且阀门后廊道平顺段长度较短,阀门进出水流流态较为复杂。通过减压模型对输水阀门进行了试验研究;通过常压模型对新老输水系统衔接段进行了试验研究。试验结果表明:("平面渐扩"+"大衔接池")的新老输水系统衔接方案及"顶扩体型"的阀门段布置型式,辅以"门楣通气"工程措施后,廊道内的水流条件较好,空化噪声得到有效抑制,空化问题得到有效解决。