五河新建船閘閘位方案比選研究

崔冬

五河新建船閘閘位方案比選研究

崔冬

一、工程概況

五河閘樞紐工程位于五河縣城關(guān)鎮(zhèn)新城區(qū)和老城區(qū)之間的新澮河上，距入淮河口1km處，由分洪閘、船閘及閘上交通橋等組成。分洪閘位于主河道內(nèi)，現(xiàn)有一線船閘位于分洪閘南側(cè)，與其中心距約117m，建設(shè)規(guī)模為82.7m×10.4m×1.75m（長×寬×門檻水深，下同），設(shè)計最大船舶噸級100t，設(shè)計年通過能力190×104t。

船閘于1972年興建，1974年5月建成。通過對2014年665艘過閘船舶進(jìn)行的統(tǒng)計，近年來過閘船舶噸位逐年增大，現(xiàn)狀大部分過閘船舶為300～500t級船舶（占過閘船舶總數(shù)57.14%）。隨著未來沱澮河安徽段Ⅳ級航道整治工程的實施，五河船閘通過能力不足的問題將愈加明顯，迫切需要對五河船閘進(jìn)行擴(kuò)容。五河新建船閘的實施，必將進(jìn)一步推進(jìn)沱澮河航道及淮河航道網(wǎng)的建設(shè)步伐。

二、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

新建船閘位于沱澮河航道上，航道等級為Ⅳ級，設(shè)計最大船舶噸級為500t，兼顧1000t級船型，因此新建船閘按Ⅳ級標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，船閘設(shè)計尺度為200m×23m×4m，設(shè)計年單向通過能力1357×104t。

三、新建船閘閘址

五河閘樞紐上游側(cè)兩岸為懷洪新河堤防，堤防等級2級，樞紐封閉堤及下游側(cè)堤防為淮北大堤渦東圈堤的一部分，堤防等級1級。兩岸均建有大量房屋，特別是北岸為主城區(qū)，街道臨岸，房屋密集無空曠場地。

現(xiàn)有一線船閘主體建筑物位于澮河側(cè)，上、下引航道與河道中心線成約20°夾角，兩閘之間上、下游分流隔堤平面上均呈不規(guī)則三角形。閘址處距澮河與懷洪新河分流口、澮河入淮河口分別約為2.3km、1.0km，下游段河勢順直，無交叉跨河建筑物，上游段約1.3km、260m分別建有五河新澮河、青年路兩座跨河公路橋。五河新澮河大橋最大跨徑63.58m，通航凈高4.5m，規(guī)劃對其進(jìn)行改造，滿足Ⅳ級航道通航凈高要求；青年路大橋，主通航孔橋跨2×70.0m，通航凈高7.0m，通航孔凈寬分別為61.9m、66.2m，南側(cè)主航孔與一線船閘軸線基本一致，北側(cè)主通航孔為本次新建船閘預(yù)留通航孔。

四、船閘位置選擇

1.選擇原則

（1）閘位選擇時，根據(jù)沱澮河航道總體規(guī)劃原則，在滿足Ⅳ級航道航運的前提下，盡量減少對行洪河道的影響，必須貫徹水資源綜合利用的原則。

（2）應(yīng)妥善處理好與樞紐中既有水工建筑物的關(guān)系，妥善協(xié)調(diào)好過河建筑物、臨岸碼頭、道路、河灘地休閑設(shè)施等構(gòu)筑物的布置。

（3）應(yīng)確保進(jìn)出船閘的船舶（隊）在引航道中航行和停泊的安全。

（4）閘位布置應(yīng)考慮施工條件、施工場地及臨時設(shè)施等因素的制約。

（5）閘位應(yīng)盡量選在地形、地質(zhì)條件較好的地段，盡量減少征地拆遷和土方工程量，以降低工程造價。

（6）閘位選擇應(yīng)有利于船閘的管理和運營。

2.制約因素

考慮社會經(jīng)濟(jì)影響，現(xiàn)有船閘不能斷航，新建船閘建設(shè)周期長，船閘布置須滿足現(xiàn)有船閘施工期安全運行的要求。

澮河側(cè)跨河青年路大橋?qū)ι嫌我降啦贾玫挠绊懀又F(xiàn)有船閘與主航道偏距較大，布置上需同時滿足兩閘雙向航行要求，上、下游引航道直線段長度較短。

閘址位于城區(qū)，居民、廠礦、水上公園休閑設(shè)施密集，若退堤或河灘疏挖建設(shè)，拆遷難度、工程量及投資大，社會風(fēng)險高。

五河分洪閘樞紐工程為淮北大堤渦東圈堤防洪工程重要組成部份，新建船閘、重建五河分洪閘布置應(yīng)協(xié)調(diào)一致，盡量維持現(xiàn)有的防洪工程布局不變。

3.擬定方案

結(jié)合該工程實際地形分析，若新建船閘布置于現(xiàn)有的分洪閘南側(cè)或北側(cè)，沿岸民房等建筑物密集，防洪大堤退建后存在大量拆遷，因此按上述方案布置閘位的可能性幾乎不存在。加之上游引航道內(nèi)距一線船閘約260m處青年路大橋已建成通車，該橋主通航孔尺寸、位置已確定，為確保新建船閘滿足單孔雙向通航要求（B=45.0m），施工期對現(xiàn)有橋墩結(jié)構(gòu)影響最小，新建船閘閘位只能布置在一線船閘北側(cè)、青年路大橋北側(cè)主通航孔中軸線位置附近的河道中，實施的可能性相對較大。

在上述條件下，該工程就閘位橫向布置方案圍繞船閘平面布置、閘上游側(cè)青年路大橋、引航道切灘占地等因素比選了兩個閘位方案。

（1）方案一

拆除老分洪閘，按重新擬定的規(guī)劃設(shè)計條件，新建3孔分洪閘布置河道北岸，新建船閘布置其南側(cè)、一線船閘北側(cè)，與現(xiàn)有老船閘上、下游航道合并構(gòu)成雙線型式，拆除重建的分洪閘、新建船閘、老船閘間均設(shè)分流島，新建船閘下閘首緊鄰現(xiàn)有的淮北大堤渦東圈堤布置。布置示意見圖1。

上、下游主導(dǎo)航墻和靠船段均布置在北（左）側(cè)，為直線型布置。上、下游輔導(dǎo)航墻均采用20.0°的擴(kuò)散角，與一線閘左側(cè)導(dǎo)航堤（墻）連接。上游主、輔導(dǎo)航墻兼顧青年路大橋橋墩的防護(hù)功能，均繞橋墩而建。跨閘交通橋從下游導(dǎo)航墻上空跨越。引航道采用不對稱布置，新建船閘與一線船閘共用上、下游引航道。

為滿足雙線船閘的布置、運行要求，在船閘上下游段需對原河道右岸進(jìn)行局部切灘，上、下游引航道切灘長度各為400.0m，拆除上游右岸河道綠化景觀面積31.5畝。受工程影響，需將現(xiàn)有辦公管理用房拆除，新建船閘辦公管理區(qū)擬設(shè)在新建船閘與一線船閘之間。

跨閘交通橋梁移位改建，橋址位于分洪閘下游約45m、新建船閘下閘首下游約15.0m處，橋梁寬度為20.0m，全長262m。

（2）方案二

分洪閘布置同方案一，北岸重建三孔分洪閘，與南側(cè)的新建船閘用封閉堤、分流隔堤（墻）連接。新建船閘縱向布置與方案一基本相同，橫向布置相對于方案一閘體向下游側(cè)整體移動70.0m，下閘首及防洪封閉堤整體下移，防洪封閉堤平面上呈U型與老淮北大堤渦東圈堤相接。布置示意見圖2。

上游主導(dǎo)航墻除布置長度增加外，其他同方案一。輔導(dǎo)航墻直線延伸段布置于現(xiàn)有的分洪閘、一線船閘、青年路大橋間分流島北側(cè)邊緣，末端呈U型繞大橋橋墩而建，兼顧橋墩防護(hù)和分隔新建船閘、一線船閘上游引航道功能之用。跨閘交通橋從閘室上空跨越。引航道采用不對稱布置，上游引航道平面布置采用單獨引航道形式，下游引航道平面上為雙線共用引航道形式。

圖1 方案一閘位布置示意圖

圖2 方案二閘位布置示意圖

表1 閘位布置方案優(yōu)缺點比較表

為滿足雙線船閘的布置、運行要求，需對原河道左岸進(jìn)行局部切灘。上、下游切灘長度分別為470.0m、330m。拆除上游右岸河道綠化景觀面積26.0畝。現(xiàn)有辦公管理用房可不拆除，增建新船閘辦公管理區(qū)設(shè)在新建船閘與分洪閘之間。

跨閘交通橋移位改建，在閘室側(cè)距下閘首5.0m處，橋梁設(shè)計型式同方案一。

4.方案比選

兩閘位在總體布置上均受到地形限制，具有一定的局限性。新建船閘均占用老分洪閘工程位置，需按現(xiàn)行的規(guī)劃設(shè)計條件重建五河分洪閘。引航道直線段均較短，需設(shè)立遠(yuǎn)航調(diào)度，以解決待航問題。

相對方案一，方案二投資稍大；上游引航道疏挖對上游右岸景觀區(qū)影響范圍稍小，但上游停、靠船設(shè)施緊鄰青年路大橋橋墩布置，通航安全性差；下閘首及防洪封閉堤下移，防洪工程總體布局改變，且兩端連接堤長度增加；移位改建公路橋橫跨下游閘室緊鄰下閘首，通航能力受限。

根據(jù)以上閘位方案的擬定，兩閘位方案的優(yōu)缺點及可比工程投資見表1。

經(jīng)綜合考慮，推薦方案一作為船閘閘位布置方案，即按下閘首緊鄰現(xiàn)有防洪堤，直接參與防洪的方案布置新船閘。

五、結(jié)語

五河新建船閘的首要問題就是選定合理的閘位方案。閘位方案選擇的優(yōu)劣不僅關(guān)系到船閘與周圍環(huán)境是否協(xié)調(diào)美觀，更是對船閘建成后能否確保船舶（隊）進(jìn)出通暢、安全以及船閘管理使用方便有著十分重要的影響。經(jīng)濟(jì)合理的閘位，可為樞紐和船閘總體布置提供良好的條件；若選擇不當(dāng)，或者沒有充分考慮航運要求，會給整個樞紐布置帶來很大的困難，甚至采取很大的工程措施還難以彌補(bǔ)。因此，經(jīng)濟(jì)合理的閘位方案比選研究對船閘建設(shè)具有重要意義

（作者單位：安徽省水利水電勘測設(shè)計院230088）