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。

改扩建船闸总平面布置的流程分析与应用研究

针对船闸总平面布置研究多为针对工程实例进行的方案比选、分析或优化,缺少对设计流程系统性研究的现状,结合枢纽上改扩建船闸边界条件复杂、平面布置制约因素多导致总平面方案设计及优化难度大的问题。在梳理、总结已有研究成果和规范要求的基础上,分析了总平面设计的内容、提出了总平面设计的思路、提炼了适用于改扩建船闸工程的总平面设计的关键流程,即闸址分析与设计、轴线分析与设计、引航道布置与设计。最后选取临淮岗复线船闸工程结合提出的设计流程进行总平面布置设计,在引航道布置中提出并复核了折线型引航道布置方案的可行性。

西津水利枢纽二线船闸总体布置方案

西津水利枢纽位于C形弯曲河段,枢纽两岸为高耸山体,受已建设施安全及运行条件限制,二线船闸闸位选择和平面布置难度较大。在总结类似工程建设经验的基础上,根据西津水利枢纽工程特点,针对性提出闸位选址原则,从已建枢纽设施安全与功能影响、船闸工程通航水流条件、工程占地和拆迁面积、施工方案、运行管理便利性、开挖工程量与工程投资等方面,采用定性分析与定量计算相结合对二线船闸闸位方案进行多方案比选。结合物理模型试验研究,优化上下游隔流堤长度,改善上下游引航道口门区通航水流条件。经现场运行检验,推荐方案船闸通过能力能够满足设计要求,达到高效通航的目标。提出的闸位选址原则和研究方法可为类似高水头库区船闸总体布置提供借鉴。

百色水利枢纽通航设施工程建设方案

百色水利枢纽最大通航水头为113.80 m,上游库区水位变幅大,下游右江水位变化速率快,航运用水会对枢纽发电效益产生影响,建设通航设施面临高水头通航、节约水资源、降低对已建设施安全与运行影响等技术难题,建设方案应实现高效通航、运行可靠、维护便利、投资经济等多重目标协同效果最优。百色水利枢纽通航设施工程采用船闸与升船机组合方案、升船机与升船机组合方案、单级升船机方案和多级船闸方案进行技术经济比选,推荐船闸与升船机组合方案,其发挥了船闸适应大水位变幅和升船机提升高度大、过闸时间短的技术优势,并对升船机形式进行比选,推荐的船闸与全平衡卷扬式垂直升船机组合方案能够实现高效通航、运行可靠等建设目标。为实现高坝通航提出了新思路,对类似工程建设及规范修编具有积极的借鉴意义。

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。

基于现状船闸利用方案的风光枢纽改扩建双线船闸总平面布置

在已有一线船闸枢纽上改扩建双线船闸工程,存在受已有建构筑物限制多、难以有效利用一线船闸结构方案的问题。结合东江航道风光枢纽双线船闸工程,提出2种现状船闸利用思路和相应的平面布置方案:利用老船闸结构为新船闸引航道的方案1和利用老船闸作为施工期围堰的方案2,比选了2种方案在现状结构利用、施工难度、征地面积等方面的优缺点。针对方案2征地面积大的问题,提出大闸曲进直出布置于江侧、小闸直进曲出布置于岸侧的优化措施,充分利用现状船闸的水域和陆域空间,有效减小了征地面积。

高水头大尺度船闸省水布置与水力计算

针对高水头大尺度船闸运行水力指标高带来的设计难度大以及船闸本身耗水量大等问题，以水头40米级、闸室尺度280m×34m的船闸为例，开展了省水布置方式研究。计算理论省水率，分析阀门运行方式，建立省水船闸输水数学模型，模拟计算了输水水力指标。结果表明，提出的设置3级蓄水池省水布置方式的理论省水率为60％，各项输水最大水力指标比非省水方案降低18％～43％，可简化船闸水力系统设计。

多线船闸口门区及连接段通航水流条件试验研究

为研究船闸不同规模和尺度下口门区及连接段的通航水流条件,以长江上游某规划枢纽为依托,采用整体水工模型试验和船模试验相结合的方式,从流速、流态等方面对双线小船闸、双线大船闸和三线大船闸3种方案船闸引航道口门区及连接段的通航条件进行了研究。结果表明:枢纽运行方式、船闸规模等因素对通航水流条件影响显著:双线小船闸方案口门区及连接段通航水流条件较好,但船闸有效尺寸小,通过能力有限;三线大船闸方案通过能力可满足未来50年货运量的增长需求,虽口门区最靠近主流通航条件略差,但通过泄洪闸和电站机组的优化调度,口门区及连接段的水流条件基本能满足通航要求;双线大船闸方案的通过能力和水流条件均介于其他两方案之间。

小清河水牛韩省水船闸输水系统布置及水力计算

水牛韩船闸是小清河复航工程的上游梯级,由于沿线水资源比较匮乏,水牛韩船闸须具备省水功能。根据闸址地形条件并考虑未来船闸续建的需求,提出单级省水池的水牛韩省水船闸总体布置。按照《船闸输水系统设计规范》要求和工程特点,确定水牛韩船闸采用闸首短廊道集中输水系统,省水池与上、下闸首分别用一根输水廊道连接的输水系统,提出具体的输水系统布置,确定各输水阀门运行方式,并采用船闸输水过程数学模型计算了船闸非省水运行和省水运行时的输水水力特性。结果表明,提出的输水系统布置和确定的输水阀门运行方式合理可行,各输水水力特性值满足设计和规范要求。

富春江船闸扩建改造工程平面布置优化研究

通过正态水流物理模型与遥控自航船模相结合的方法,研究富春江船闸扩建改造工程平面布置方案,首先阐述了设计方案下游引航道口门区航道的通航水流条件及工程对电站发电和防洪安全的影响,详细分析了影响口门区水流条件的各个因素,然后针对设计方案在通航水流条件的不足,通过采取多种改善通航水流条件的有效措施,提出了满足船舶航行条件,同时又不影响电厂发电和防洪安全的平面布置方案。

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。

长洲枢纽三线四线船闸平面布置研究

为保证西江黄金水道的畅通,提高长洲枢纽的通过能力,拟在长洲枢纽一线、二线船闸基础上增建三线、四线船闸。受枢纽河段地形条件的影响,三线四线船闸仅有长洲岛右缘和外江右侧台地可供布置。为判别两处位置的优劣,采用定床整体水工物理模型试验和遥控自航船模试验相结合的研究手段,对两处位置船闸布置通航条件进行了研究,分析了工程河段水流特性,研究了船闸上下游引航道口门区和连接段航道通航水流条件和船舶航行条件,确定三线、四线船闸合理可行的工程布置方案。

兴隆船闸关键水力学问题研究

兴隆船闸采用短廊道输水系统,属集中输水系统布置中的中高水头船闸.船闸规模及一次充泄水水体大,输水时间短,水力指标要求高.对于输水系统出口设置在闸首的船闸,其充、泄水系统出口布置型式以及输水阀门的运行方式直接影响过闸船舶安全.通过1∶30兴隆船闸整体模型,对过闸船舶停泊条件等关键水力学问题进行了专题研究.通过研究提出了能够满足充泄水时间和停泊条件要求的输水阀门运行方式及输水系统布置型式,为兴隆船闸设计提供了科学依据,并可作为其他短廊道输水系统船闸设计参考.

桂平航运枢纽二线船闸平面布置研究

为配合桂平航运枢纽二线船闸工程设计,采用定床物理模型试验和遥控自航船模试验相结合的研究手段,对桂平二线船闸工程布置进行研究,分析和论证设计方案的合理性。通过工程河段水流特性、枢纽调度对上、下游水流条件影响的模型试验,分析了工程河段水流特性,研究了二线船闸上下游引航道口门区和连接段航道通航水流条件和船舶航行条件,修改完善了设计方案,并最终确定了桂平二线船闸合理可行的工程布置方案。

厚覆盖层高水头船闸闸室-省水池布置及地基处理方法

京杭运河穿黄工程场地覆盖层深厚,上跨方案的渡槽水位与两岸地面高差达30 m以上。针对渡槽两端的高水头船闸多级分散错层式省水池,提出了墙背高填式、墙背低填式两种闸池布置方案。利用ABAQUS软件分别建立平面有限元模型,研究了闸池沉降、闸室底板弯矩在施工期、使用期的全过程时空变化特征,探讨了高填土对闸室的作用机理。结果表明:1)在天然地基条件下,两种布置方案闸池沉降均较大,墙背高填土下曳力、边载产生底板负弯矩,基本上抵消了土压力产生的正弯矩,导致两种方案底板弯矩差异不大,且始终由负弯矩控制。2)地基处理方法是减小闸池沉降、改善闸室受力条件的关键技术问题之一。3)闸室、墙背填土的多桩型组合处理法和基坑外填土的排水固结预压法值得进一步深化研究。

基于航道-船闸系统模型的内河多线船闸调度优化仿真

为了缓解船舶过闸需求和船闸服务能力之间的矛盾,以内河多线船闸为研究对象,利用元胞自动机原理建立了包括顺直段和弯曲段的航道船舶交通流模型,在考虑闸室分配规则、BL排样算法和多闸室并行调度规则的基础上建立了多线船闸调度优化仿真模型,并利用内河航运系统船舶交通组织方法,将船闸与航道两个子模型看成系统模型中的节点和通道,建立了船闸-航道一体的多线船闸系统调度优化模型。以长洲水利枢纽四线船闸为研究对象,根据建立的船舶交通流模型和多线船闸系统调度优化仿真模型对航道船舶交通流时空分布特性、船闸调度优化指标等进行了仿真分析。试验结果表明:船舶上下行平均延误较实际分别降低了10.3%、8.8%,上下行闸室利用率分别提高了7.4%、7.1%。

小溪滩枢纽通航建筑物平面优化布置

依托小溪滩枢纽整体物理模型试验和遥控自航船模试验,针对该枢纽坝址所处喇叭形微弯河段,提出船闸坝上非正交布置形式,较好地解决了弯曲河道引航道与河道主流衔接困难的问题,为弯曲河段船闸布置困难及已建工程增建船闸提出了一种新的布置方法。

弯曲河道通航枢纽平面布置研究概述

天然河道往往表现为河谷狭窄、河道迂回曲折、河床纵横形态及岸线极不规则、顺直河段相对甚短等特征,因此,通航枢纽平面布置难度极大。在收集和整理以往工程实践经验的基础上,归纳和总结弯曲河道通航枢纽平面布置的一些规律,可为弯曲河道通航枢纽的规划和设计提供参考和借鉴。

淮河入海水道二期配套通航工程淮安东船闸布置方案

针对淮安东船闸受周边已建和拟建建筑物制约、平面布置条件较为复杂的问题,进行闸位方案、双线船闸错位布置和并列布置方案、上游引航道涉管理区是否全部征用方案的对比分析,确定南侧闸位,并选择双线船闸错位布置、上游引航道全部征用为最优方案。提出船闸平面布置应结合周边制约条件、通航条件、通航安全、防洪、船闸运营管理、征地拆迁和投资等进行比选,并指出下阶段需要研究的方向,对周边环境复杂的船闸布置有借鉴意义。

大藤峡船闸总体设计布置

大藤峡水利枢纽工程是打通西江亿吨黄金水道的关键项目,坝址河段航运要求高,货运量大,通航建筑物船闸的总体设计布置对整个枢纽的布置方案、货运量、运行管理、投资起着至关重要的作用。对于船闸的总体设计,首先根据工程区地形地质条件,结合枢纽布置要求选择船闸位置,在此基础上,对闸首、闸室、输水系统、上下游引航道、口门区及连接段、待闸锚地等进行设计,并根据模型试验成果优化输水系统结构尺寸及口门区整流措施。大藤峡船闸无论是规模、水头还是水位变幅条件和水力指标要求均达到了国内外已建船闸的最高水平,其总体布置可为大尺度、高水头船闸的设计提供一定的参考作用。