三峽升船機建設運行及三峽水運新通道建設研究

齊俊麟

摘 要：有關設計單位和科研院校組織開展了三峽樞紐水運新通道建設和葛洲壩樞紐船閘擴能的前期研究，本文對三峽升船機建設運行及三峽水運新通道建設研究進行了分析，并提出了建議。

關鍵詞：三峽工程；航運技術；三峽水運新通道

中圖分類號：U642 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2017）09-0006-02

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

2014年9月，國務院出臺《關于依托黃金水道推動長江經濟帶發展的指導意見》，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新通道和葛洲壩樞紐水運配套工程前期研究工作。有關設計單位和科研院校組織開展了三峽樞紐水運新通道建設和葛洲壩樞紐船閘擴能的前期研究，在此基礎上，有必要對有關航運技術問題深入調研，為下一步工作提供技術支撐和決策咨詢。

1 前期研究進展

1.1 三峽過壩運量需求

預計2020年總計是16314萬噸、2030年是22576萬噸、2050年是11863萬噸。

1.2 三峽水運新通道可選方案

三峽水運新通道三條線路方案技術上均可行，有待進一步優化論證，有關各方初步研究后對線路一方案比較認可。

1.3 葛洲壩水運新通道可選方案

通過研究，葛洲壩水運新通道提出了左右岸線路方案，左右岸線路方案技術上均可行，有待進一步優化比選論證。

1.4 船閘平面尺度

擬定閘室平面尺度長度控制在280m～400m之間，平面尺度寬度控制在34m～40m之間，具體規模須進一步論證。按照現行三峽船閘吃水控制標準，門檻最小水深為設計船舶最大吃水的1.27倍測算，新建船閘門檻最小水深暫采用7.0m。

1.5 關于設計代表船型問題

依據2015年11月交通運輸部辦公廳《關于報送三峽樞紐水運新通道設計代表船型初步研究成果的函》的相關數據，新通道設計代表船型的最大船舶寬為25m，船舶吃水5.5m，對江海直達船和萬噸船隊等船型須進一步研究。

在三峽水運新通道路線選擇、船閘門檻水深、施工對通航的影響等方面相關各方存在不同的觀點。因此，有必要對有關航運技術問題進一步調研，為下一步工作提供技術支撐和決策咨詢。按照交通運輸部專家委員會的總體工作安排，對涉及航運技術問題進行了專題調研 。

2 相關問題的研究與分析

2.1 關于三峽、葛洲壩水運新通道建設迫切性問題

①國家正在實施加快長江內河水運發展戰略對三峽通過能力提出了更高的要求。②綜合交通體系建設對三峽船閘通過能力提出了更高的要求。③水運的比較優勢不可替代 。④三峽船閘停航檢修將使通過能力矛盾更加突出 。

綜上，長江沿江經濟仍在快速增長，過閘需求保持持續增長態勢，三峽船閘停航檢修將進一步加劇通航能力不足的矛盾，必須加快三峽水運新通道建設研究工作進度。

2.2 關于三峽、葛洲壩水運新通道線路問題

2.2.1 三峽水運新通道三種線路方案綜合對比

綜上，三個方案在技術上均可行，可進一步優化論證。

2.2.2 葛洲壩水運新通道三種線路方案綜合對比

左、右岸方案在技術上都是可行的，需要進一步比較優化。

2.3 關于葛洲壩新通道方案問題

2.3.1 左案方案對三江下引航道通航組織影響

①三江航道通航條件進一步惡化。②航道不適應通航組織的需要。③該方案實施將受制于中華鱘核心保護區 。

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增設應急停泊區，三江既有航道航寬明顯不足，兩岸護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，為過閘運量留有富余，但也存在土石方開挖量大，需要進一步研究新通道出口對中華鱘活動的影響，拆除至喜大橋右岸引橋等設施等問題，工程投資相對較大。

2.4 關于兩壩間通航配套設施問題

三峽、葛洲壩水運新通道通航配套設施應充分考慮兩壩樞紐擴能船閘運行管理的需要，利用三峽河段現有配套設施，對壩區航道的航標、信號標進行適當的調整和補充，適當擴充壩上和壩下游錨地，并相應增加航道維護基地、維護設施及安全監管設施，兩壩間航段船舶航線交叉水域較多，不宜新增錨地設施。

2.5 關于新通道門檻水深問題

根據《內河通航標準》和《船閘總體設計規范》要求，船閘門檻最小水深應不小于設計代表船舶或船隊滿載時最大吃水的1.6倍。

門檻水深取大一些，可為未來船舶大型化發展留有一定富余，同時還可以減少船舶進出閘阻力，降低輸水系統的設計難度，從而提高船閘的通過能力。因此，建議新通道船閘的設計門檻水深統一取8.0m。

2.6 關于新通道船舶過閘運行組織方式問題

在船舶大型化的趨勢下，2011年提前19年三峽船閘達到1億噸的設計通過能力，這其中的每線每天閘次數達不到設計水平年的22閘次數，分析原因主要是單船自航依次進閘的30min，遠大于船隊一次進閘的10.8min。

船舶牽引進出閘技術在通航建筑物已有應用（如巴拿馬船閘），尤其是國內大型船塢采用船舶牽引技術已非常成熟。如果將單船在船閘上下游引航道、導航墻段進行編組成隊，采用牽引方式實現船隊快速進出閘，將有可能將每線每天運行閘次數由目前的15～16閘次提高至設計提出的22閘次，從而切實提高船閘的通過能力。endprint

2.6.1 實施整體牽引進出閘的優點

從通航安全角度分析，采取前后牽引進出閘，可以規范船舶進出船閘方式，保障通航建筑物運行安全。從運行效率角度分析，如實行整體牽引方式進閘，可縮短船舶進閘時間、提高船閘運行效率。從綠色環保角度分析，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為依據進行測算，如果船舶在牽引過閘過程中關閉主機，測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 實現整體牽引進出閘的設想

① 大型船塢牽引方式② 牽引系統工作原理③ 船舶過閘牽引系統布置

2.7 通航隧洞的可行性

鑒于目前地下工程建設技術已取得長足進步并日益成熟，結合新通道地質條件好、通航線路直線段較長且船閘為單向運行的工程特點，可考慮對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置方式在國內外尚無先例。通過對貴州構皮灘升船機現場調研，目前已建成335m長通航隧洞，可以為下一步通航隧洞的深入設計提供參考依據。

3 結論和建議

3.1 結論

①盡快建設三峽、葛洲壩水運新通道。以適應推進長江經濟帶和“一帶一路”國家發展戰略的需要，水運的比較優勢不可替代，過閘需求仍持續增長，三峽船閘停航檢修工期延長將使通過能力不足問題更加突出。②三峽水運新通道線路三種方案基本可行，建議采取線路一方案。線路一所處地勢低，總體線路較順直，能夠滿足5級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葛洲壩水運新通道的選線和布置，左、右岸方案在技術上都是可行的，需要進一步比較優化。從利于通航管理和過閘運量留有富余等方面考慮，我們推薦右岸方案。④三峽水運新通道建設統一考慮配套設施建設。應考慮在原有通航配套工程基礎上對航運配套設施適當補充和調整。⑤門檻水深要為未來船舶大型化發展留有一定富裕，應該按照設計規范和標準設計門檻水深，不能照搬三峽船閘現有的1.27倍參數，建議新通道船閘的設計門檻水深統一取8.0m。⑥在船閘上采用引航道與通航隧洞直接相連接的設置方式技術上是可行的。⑦可考慮新通道船舶進出閘實行牽引方式，在導航墻布置牽引裝置引導船舶進出船閘，在導航墻對船舶實施捆綁成組后，由機械牽引船舶進閘、移泊和出閘。

3.2 建議

①新建三峽、葛洲壩水運新通道應充分考慮航運發展的需求，交通部門應參與水運新通道的設計和建設。②三峽水運新通道下游引航道與現有三峽船閘和升船機航道共用一個口門區，對口門區布置、通航輔助設施及運行調度等方面進一步開展研究。③葛洲壩水運新通道左、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、配套錨地建設選址等方面開展研究。⑤借鑒牽引方式在大型船塢應用情況，進一步研究船舶牽引進出閘組織方式，對船舶成組及整體牽引過閘技術、船舶相應系靠船體規范、牽引設備在船閘水工結構具體布置等方面開展可行性研究。

（作者系長江三峽通航管理局副局長）endprint