運(yùn)西船閘擴(kuò)容建設(shè)工程規(guī)模研究

孫來定

摘要：根據(jù)運(yùn)西船閘流量統(tǒng)計資料，分析研究了船閘的通航能力，預(yù)測航道運(yùn)量，研究船閘擴(kuò)容建設(shè)規(guī)模，為船閘擴(kuò)容改建決策提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：船閘;通航能力;擴(kuò)容建設(shè)規(guī)模;研究

運(yùn)西船閘位于高郵湖航線上游與京杭運(yùn)河相接處，船閘主要服務(wù)于高郵湖與京杭大運(yùn)河之間往返的船只。近年來，隨著地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，運(yùn)輸物流日益繁忙，高郵湖湖區(qū)航道水上運(yùn)輸?shù)呢浳镄枨罅看蠓仍黾?。與此同時，內(nèi)河船舶標(biāo)準(zhǔn)化、大型化的發(fā)展趨勢日趨明顯。高郵運(yùn)西船閘規(guī)模已經(jīng)不適應(yīng)內(nèi)河航運(yùn)的發(fā)展需求，并對船舶的航行構(gòu)成重大安全隱患。因此，對運(yùn)西船閘擴(kuò)容改建工程進(jìn)行研究是十分必要的，既符合當(dāng)下國家的法律法規(guī)政策要求，又可對工程的建設(shè)做出科學(xué)合理的指導(dǎo)作用和建設(shè)依據(jù)。

1現(xiàn)有船閘和水運(yùn)量現(xiàn)狀

1.1現(xiàn)有船閘現(xiàn)狀

運(yùn)西船閘建成于1986年，目前過閘船舶中長40米、寬7.7米、吃水深3.2米以上的300t的鋼質(zhì)船只占75%以上。每閘次只能放行船舶1-2條，一輪十拖的船隊要解纜分三次過閘，繁忙時過閘時間正常約需35分鐘，船舶待閘時間正常約需1小時左右。造成引航道大量停船，形成擁堵。同時引航道及門檻高程較高，無法滿足較大船舶低水位過閘要求。高郵湖郵天航線是安徽天長地區(qū)水運(yùn)的唯一通道，運(yùn)西船閘85%以上的流量以天長作為起訖港，船閘通過能力滿足不了港口企業(yè)運(yùn)量及運(yùn)力發(fā)展需求。

1.2水運(yùn)量現(xiàn)狀

隨著近年來國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，航運(yùn)事業(yè)日益繁榮，2006-2010年期間船閘年通過量達(dá)1868萬噸，年平均373 萬噸，2011-2015期間船閘年通過量則達(dá)到了3406萬噸，年平均681萬噸。其中，2013年船閘通過量高達(dá)到949萬噸，為設(shè)計年通過量的2.7倍。

從表中可看出，運(yùn)西船閘2013以來船閘通過船只的平均噸級較2013年以前有所增大，表明運(yùn)西船閘近年來所通過的船只噸位增大，大噸位級別的船只較為普遍;而2014年至2019年以來，過閘貨物量有所增加，表明運(yùn)西船閘的船舶流量在逐年呈增大趨勢。

2運(yùn)西船閘貨運(yùn)量預(yù)測及設(shè)計船型

2.1運(yùn)西船閘貨運(yùn)量預(yù)測

根據(jù)金湖港區(qū)和天長港區(qū)的吞吐量預(yù)測以及分配至高郵湖航線上的貨運(yùn)量預(yù)測，2040年運(yùn)西船閘貨運(yùn)量預(yù)測見下表。

考慮到腹地社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，未來內(nèi)河航道等級和覆蓋率的提升，并根據(jù)2014年以來運(yùn)西船閘上下行貨流量的數(shù)據(jù)分析來看，未來運(yùn)西船閘上船舶裝載率將較為穩(wěn)定，預(yù)計遠(yuǎn)期2040年運(yùn)西船閘上行船舶裝載率約為60%，下行約為80%。

2.2設(shè)計船型確定

根據(jù)現(xiàn)狀，并結(jié)合《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》和《交通運(yùn)輸部關(guān)于公布京杭運(yùn)河、淮河水系過閘運(yùn)輸船舶標(biāo)準(zhǔn)船型主尺度系列及有關(guān)規(guī)定的公告》（2012年第73號），本船閘設(shè)計船型確定如表4。

根據(jù)初步預(yù)測，300t級船舶比例約20%，500t級及以上船舶比例約80%。

3船閘通過能力設(shè)計

3.1一次過閘平均噸位

根據(jù)設(shè)計船型及比例，一次過閘平均噸位按（300t+500t）+（500t×3）計算，為2300t。

3.2單向年過閘貨運(yùn)量P2計算

船閘單向年過閘貨運(yùn)量通過能力按下式計算：

根據(jù)計算，船閘設(shè)計規(guī)模滿足貨運(yùn)量預(yù)測要求。

4新建船閘規(guī)模

4.1新建船閘概況

該方案保留現(xiàn)有老閘，在老閘南側(cè)新建二線船閘，兩閘中心線夾角約27.2°。上游引航道及船閘主體結(jié)構(gòu)位于現(xiàn)狀南堤南側(cè)魚塘，下游引航道穿越現(xiàn)狀下游南側(cè)避風(fēng)港及老閘下游引航道。

改建船閘規(guī)模為230×23×4.0m，上閘首長32米，閘室長230米，下閘首長26米，上、下游導(dǎo)航調(diào)順段長度為65m，上下游停泊段均長220m。引航道寬度為40m。閘區(qū)內(nèi)交通橋從船閘上閘首跨越，與船閘中心線正交，橋梁中心線距離閘首下端4m。

該方案與規(guī)劃運(yùn)河三橋影響較大，運(yùn)河三橋從上游導(dǎo)航段跨越船閘，橋梁跨徑組合、接線及交通組織設(shè)計需優(yōu)化調(diào)整?？赏ㄟ^調(diào)整橋梁跨徑、接線等方式解決相互影響。

4.2閘室有效長度

船閘閘室有效長度不應(yīng)小于下式計算的長度。

Lx=Lc+Lf

式中Lc——設(shè)計船舶、船隊的長度（m）;

Lf——富裕長度（m）

按每列停泊4艘500噸貨船考慮，Lc =（4×45）+1×3=183m，Lf=4+0.05 Lc=13.15m，則Lx=196.15m;

按每列停泊4艘300噸貨船考慮，Lc =（4×36.7）+1×3=149.8m，Lf=4+0.05 Lc=11.49m，則Lx=161.3m;

按每列停泊3艘500噸貨船考慮，Lc =（3×45）+1×2=137m，Lf=4+0.05 Lc=10.85m，則Lx=147.9m;

按每列停泊2艘300噸+2艘500噸貨船考慮，Lc =（2×36.7+2×45）+1×3=166.4m，Lf=4+0.05 Lc=12.32m，則Lx=178.7m。

綜上分析并考慮鎮(zhèn)靜段長度，閘室總長可取180m或230m。

4.3閘室有效寬度

閘室有效寬度BX由下式計算：

按停泊兩列500t船舶，∑bc=8.8+8.8=17.6m，bf=1.2+0.22=1.42m，則Bx=19.02m。根據(jù)規(guī)范有效寬度系列分檔規(guī)定，閘室有效寬度取23m。

4.4門檻最小水深

H≥1.6T

根據(jù)設(shè)計船型，500t貨船設(shè)計最大吃水為2.5m，H≥1.6×2.5=4.0m。

4.5建設(shè)規(guī)模擬定

根據(jù)上述分析計算，改建運(yùn)西船閘建設(shè)規(guī)模擬為230×23×4.0m規(guī)模。

通揚(yáng)線航道作為省干線航道網(wǎng)“兩縱五橫”的主通道之一，與高郵湖距離僅500多米，運(yùn)西船閘擴(kuò)容升級后可將其納入省干線，以加強(qiáng)與周邊長三角其他省份之間的互聯(lián)互通，促進(jìn)跨區(qū)域的資源配置和共享。目前，運(yùn)西船閘上逐年遞增的流量和船舶大型化的問題延緩了長三角地區(qū)多個市縣的發(fā)展，迫切需要進(jìn)行擴(kuò)容改建，建議本項目加快推進(jìn)前期工作，盡早開展擴(kuò)容改建。

參考文獻(xiàn)：

[1]王勤振. 某擴(kuò)容改造船閘工程閘位平面布置[J]. 水運(yùn)工程， 2017（12）：179-184.

[2]謝守俊， 周春輝， 黃立文， et al. 船閘擴(kuò)容仿真評價系統(tǒng)[J]. 系統(tǒng)仿真學(xué)報， 2014， 26（8）：1863-1868.

（作者單位：揚(yáng)州市航道管理處）