三峽升船機(jī)建設(shè)運(yùn)行及三峽水運(yùn)新通道建設(shè)研究

齊俊麟

摘 要：有關(guān)設(shè)計(jì)單位和科研院校組織開展了三峽樞紐水運(yùn)新通道建設(shè)和葛洲壩樞紐船閘擴(kuò)能的前期研究，本文對(duì)三峽升船機(jī)建設(shè)運(yùn)行及三峽水運(yùn)新通道建設(shè)研究進(jìn)行了分析，并提出了建議。

關(guān)鍵詞：三峽工程；航運(yùn)技術(shù)；三峽水運(yùn)新通道

中圖分類號(hào)：U642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—7973（2017）09-0006-02

三峽工程蓄水運(yùn)用以來，其防洪、發(fā)電、航運(yùn)等綜合效益巨大。2011年后，三峽船閘單向年通過量均超過設(shè)計(jì)通過量，至2016年船閘年通過量已達(dá)1.3億噸，船閘單向年通過量已達(dá)7千萬噸，過閘船舶平均待閘時(shí)間超過40小時(shí)，船閘通過能力和過閘需求間的矛盾日益突出。

2014年9月，國務(wù)院出臺(tái)《關(guān)于依托黃金水道推動(dòng)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展的指導(dǎo)意見》，要求打造暢通、高效、平安、綠色的黃金水道，明確提出要加快三峽樞紐水運(yùn)新通道和葛洲壩樞紐水運(yùn)配套工程前期研究工作。有關(guān)設(shè)計(jì)單位和科研院校組織開展了三峽樞紐水運(yùn)新通道建設(shè)和葛洲壩樞紐船閘擴(kuò)能的前期研究，在此基礎(chǔ)上，有必要對(duì)有關(guān)航運(yùn)技術(shù)問題深入調(diào)研，為下一步工作提供技術(shù)支撐和決策咨詢。

1 前期研究進(jìn)展

1.1 三峽過壩運(yùn)量需求

預(yù)計(jì)2020年總計(jì)是16314萬噸、2030年是22576萬噸、2050年是11863萬噸。

1.2 三峽水運(yùn)新通道可選方案

三峽水運(yùn)新通道三條線路方案技術(shù)上均可行，有待進(jìn)一步優(yōu)化論證，有關(guān)各方初步研究后對(duì)線路一方案比較認(rèn)可。

1.3 葛洲壩水運(yùn)新通道可選方案

通過研究，葛洲壩水運(yùn)新通道提出了左右岸線路方案，左右岸線路方案技術(shù)上均可行，有待進(jìn)一步優(yōu)化比選論證。

1.4 船閘平面尺度

擬定閘室平面尺度長(zhǎng)度控制在280m～400m之間，平面尺度寬度控制在34m～40m之間，具體規(guī)模須進(jìn)一步論證。按照現(xiàn)行三峽船閘吃水控制標(biāo)準(zhǔn)，門檻最小水深為設(shè)計(jì)船舶最大吃水的1.27倍測(cè)算，新建船閘門檻最小水深暫采用7.0m。

1.5 關(guān)于設(shè)計(jì)代表船型問題

依據(jù)2015年11月交通運(yùn)輸部辦公廳《關(guān)于報(bào)送三峽樞紐水運(yùn)新通道設(shè)計(jì)代表船型初步研究成果的函》的相關(guān)數(shù)據(jù)，新通道設(shè)計(jì)代表船型的最大船舶寬為25m，船舶吃水5.5m，對(duì)江海直達(dá)船和萬噸船隊(duì)等船型須進(jìn)一步研究。

在三峽水運(yùn)新通道路線選擇、船閘門檻水深、施工對(duì)通航的影響等方面相關(guān)各方存在不同的觀點(diǎn)。因此，有必要對(duì)有關(guān)航運(yùn)技術(shù)問題進(jìn)一步調(diào)研，為下一步工作提供技術(shù)支撐和決策咨詢。按照交通運(yùn)輸部專家委員會(huì)的總體工作安排，對(duì)涉及航運(yùn)技術(shù)問題進(jìn)行了專題調(diào)研 。

2 相關(guān)問題的研究與分析

2.1 關(guān)于三峽、葛洲壩水運(yùn)新通道建設(shè)迫切性問題

①國家正在實(shí)施加快長(zhǎng)江內(nèi)河水運(yùn)發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)三峽通過能力提出了更高的要求。②綜合交通體系建設(shè)對(duì)三峽船閘通過能力提出了更高的要求。③水運(yùn)的比較優(yōu)勢(shì)不可替代 。④三峽船閘停航檢修將使通過能力矛盾更加突出 。

綜上，長(zhǎng)江沿江經(jīng)濟(jì)仍在快速增長(zhǎng)，過閘需求保持持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，三峽船閘停航檢修將進(jìn)一步加劇通航能力不足的矛盾，必須加快三峽水運(yùn)新通道建設(shè)研究工作進(jìn)度。

2.2 關(guān)于三峽、葛洲壩水運(yùn)新通道線路問題

2.2.1 三峽水運(yùn)新通道三種線路方案綜合對(duì)比

綜上，三個(gè)方案在技術(shù)上均可行，可進(jìn)一步優(yōu)化論證。

2.2.2 葛洲壩水運(yùn)新通道三種線路方案綜合對(duì)比

左、右岸方案在技術(shù)上都是可行的，需要進(jìn)一步比較優(yōu)化。

2.3 關(guān)于葛洲壩新通道方案問題

2.3.1 左案方案對(duì)三江下引航道通航組織影響

①三江航道通航條件進(jìn)一步惡化。②航道不適應(yīng)通航組織的需要。③該方案實(shí)施將受制于中華鱘核心保護(hù)區(qū) 。

2.3.2 左右岸方案初步比選

左岸方案在三江航道上布置三座大型船閘，航道維護(hù)寬度至少需要滿足三線通航要求。此外，還需要在三江航道內(nèi)增設(shè)應(yīng)急停泊區(qū)，三江既有航道航寬明顯不足，兩岸護(hù)坡甚至三江大橋和新建成的至喜大橋均有可能拆除，拆遷及征地移民量大，難以得到宜昌市政府的支持。

相比左岸方案，右岸方案更利于施工期及建成后的通航管理，為過閘運(yùn)量留有富余，但也存在土石方開挖量大，需要進(jìn)一步研究新通道出口對(duì)中華鱘活動(dòng)的影響，拆除至喜大橋右岸引橋等設(shè)施等問題，工程投資相對(duì)較大。

2.4 關(guān)于兩壩間通航配套設(shè)施問題

三峽、葛洲壩水運(yùn)新通道通航配套設(shè)施應(yīng)充分考慮兩壩樞紐擴(kuò)能船閘運(yùn)行管理的需要，利用三峽河段現(xiàn)有配套設(shè)施，對(duì)壩區(qū)航道的航標(biāo)、信號(hào)標(biāo)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和補(bǔ)充，適當(dāng)擴(kuò)充壩上和壩下游錨地，并相應(yīng)增加航道維護(hù)基地、維護(hù)設(shè)施及安全監(jiān)管設(shè)施，兩壩間航段船舶航線交叉水域較多，不宜新增錨地設(shè)施。

2.5 關(guān)于新通道門檻水深問題

根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》和《船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，船閘門檻最小水深應(yīng)不小于設(shè)計(jì)代表船舶或船隊(duì)滿載時(shí)最大吃水的1.6倍。

門檻水深取大一些，可為未來船舶大型化發(fā)展留有一定富余，同時(shí)還可以減少船舶進(jìn)出閘阻力，降低輸水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度，從而提高船閘的通過能力。因此，建議新通道船閘的設(shè)計(jì)門檻水深統(tǒng)一取8.0m。

2.6 關(guān)于新通道船舶過閘運(yùn)行組織方式問題

在船舶大型化的趨勢(shì)下，2011年提前19年三峽船閘達(dá)到1億噸的設(shè)計(jì)通過能力，這其中的每線每天閘次數(shù)達(dá)不到設(shè)計(jì)水平年的22閘次數(shù)，分析原因主要是單船自航依次進(jìn)閘的30min，遠(yuǎn)大于船隊(duì)一次進(jìn)閘的10.8min。

船舶牽引進(jìn)出閘技術(shù)在通航建筑物已有應(yīng)用（如巴拿馬船閘），尤其是國內(nèi)大型船塢采用船舶牽引技術(shù)已非常成熟。如果將單船在船閘上下游引航道、導(dǎo)航墻段進(jìn)行編組成隊(duì)，采用牽引方式實(shí)現(xiàn)船隊(duì)快速進(jìn)出閘，將有可能將每線每天運(yùn)行閘次數(shù)由目前的15～16閘次提高至設(shè)計(jì)提出的22閘次，從而切實(shí)提高船閘的通過能力。endprint

2.6.1 實(shí)施整體牽引進(jìn)出閘的優(yōu)點(diǎn)

從通航安全角度分析，采取前后牽引進(jìn)出閘，可以規(guī)范船舶進(jìn)出船閘方式，保障通航建筑物運(yùn)行安全。從運(yùn)行效率角度分析，如實(shí)行整體牽引方式進(jìn)閘，可縮短船舶進(jìn)閘時(shí)間、提高船閘運(yùn)行效率。從綠色環(huán)保角度分析，以2015年通過三峽、葛洲壩船閘15～16閘次和船舶總功率4278.5萬kw為依據(jù)進(jìn)行測(cè)算，如果船舶在牽引過閘過程中關(guān)閉主機(jī)，測(cè)算兩壩船閘全年約可減少柴油14148多t燃燒的污染物排放量。

2.6.2 實(shí)現(xiàn)整體牽引進(jìn)出閘的設(shè)想

① 大型船塢牽引方式② 牽引系統(tǒng)工作原理③ 船舶過閘牽引系統(tǒng)布置

2.7 通航隧洞的可行性

鑒于目前地下工程建設(shè)技術(shù)已取得長(zhǎng)足進(jìn)步并日益成熟，結(jié)合新通道地質(zhì)條件好、通航線路直線段較長(zhǎng)且船閘為單向運(yùn)行的工程特點(diǎn)，可考慮對(duì)部分航段采用通航隧洞式方案。

在船閘上采用引航道與通航隧洞直接相連接的設(shè)置方式在國內(nèi)外尚無先例。通過對(duì)貴州構(gòu)皮灘升船機(jī)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，目前已建成335m長(zhǎng)通航隧洞，可以為下一步通航隧洞的深入設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

3 結(jié)論和建議

3.1 結(jié)論

①盡快建設(shè)三峽、葛洲壩水運(yùn)新通道。以適應(yīng)推進(jìn)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶和“一帶一路”國家發(fā)展戰(zhàn)略的需要，水運(yùn)的比較優(yōu)勢(shì)不可替代，過閘需求仍持續(xù)增長(zhǎng)，三峽船閘停航檢修工期延長(zhǎng)將使通過能力不足問題更加突出。②三峽水運(yùn)新通道線路三種方案基本可行，建議采取線路一方案。線路一所處地勢(shì)低，總體線路較順直，能夠滿足5級(jí)船閘的直線段布置要求；線路一采用明挖方案，施工難度較低。③葛洲壩水運(yùn)新通道的選線和布置，左、右岸方案在技術(shù)上都是可行的，需要進(jìn)一步比較優(yōu)化。從利于通航管理和過閘運(yùn)量留有富余等方面考慮，我們推薦右岸方案。④三峽水運(yùn)新通道建設(shè)統(tǒng)一考慮配套設(shè)施建設(shè)。應(yīng)考慮在原有通航配套工程基礎(chǔ)上對(duì)航運(yùn)配套設(shè)施適當(dāng)補(bǔ)充和調(diào)整。⑤門檻水深要為未來船舶大型化發(fā)展留有一定富裕，應(yīng)該按照設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)門檻水深，不能照搬三峽船閘現(xiàn)有的1.27倍參數(shù)，建議新通道船閘的設(shè)計(jì)門檻水深統(tǒng)一取8.0m。⑥在船閘上采用引航道與通航隧洞直接相連接的設(shè)置方式技術(shù)上是可行的。⑦可考慮新通道船舶進(jìn)出閘實(shí)行牽引方式，在導(dǎo)航墻布置牽引裝置引導(dǎo)船舶進(jìn)出船閘，在導(dǎo)航墻對(duì)船舶實(shí)施捆綁成組后，由機(jī)械牽引船舶進(jìn)閘、移泊和出閘。

3.2 建議

①新建三峽、葛洲壩水運(yùn)新通道應(yīng)充分考慮航運(yùn)發(fā)展的需求，交通部門應(yīng)參與水運(yùn)新通道的設(shè)計(jì)和建設(shè)。②三峽水運(yùn)新通道下游引航道與現(xiàn)有三峽船閘和升船機(jī)航道共用一個(gè)口門區(qū)，對(duì)口門區(qū)布置、通航輔助設(shè)施及運(yùn)行調(diào)度等方面進(jìn)一步開展研究。③葛洲壩水運(yùn)新通道左、右岸方案都作為比選方案，下階段開展深入研究。④需要從配套錨地功能定位、分類和布局、船舶錨泊方式、配套錨地建設(shè)選址等方面開展研究。⑤借鑒牽引方式在大型船塢應(yīng)用情況，進(jìn)一步研究船舶牽引進(jìn)出閘組織方式，對(duì)船舶成組及整體牽引過閘技術(shù)、船舶相應(yīng)系靠船體規(guī)范、牽引設(shè)備在船閘水工結(jié)構(gòu)具體布置等方面開展可行性研究。

（作者系長(zhǎng)江三峽通航管理局副局長(zhǎng)）endprint