三峽船閘迎向同步換向流程初探

阮榮斌，朱志剛

摘 要：本文在現(xiàn)有三峽船閘換向的基礎(chǔ)上，提出一種新的船閘迎向同步換向的方案，分析迎向同步換向的過(guò)閘流程，并提出過(guò)閘中可能存在的問(wèn)題，同時(shí)提出了一些建議;為換向期間提高船閘運(yùn)行效率提供了參考方案。

關(guān)鍵詞：三峽船閘;迎向;流程;換向

中圖分類號(hào)：U698 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006—7973（2019）12-0051-02

1 背景

近年來(lái)，長(zhǎng)江航運(yùn)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，客貨運(yùn)量持續(xù)增長(zhǎng)，在推動(dòng)沿江地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用日益凸顯，作為長(zhǎng)江干線主要節(jié)點(diǎn)的三峽船閘已成為長(zhǎng)江航運(yùn)發(fā)展的瓶頸，樞紐通過(guò)能力不足已成為三峽通航現(xiàn)階段的主要矛盾，對(duì)長(zhǎng)江黃金水道功能發(fā)揮、長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展產(chǎn)生影響。2017 年起壩區(qū)水域待閘船舶積壓450 艘以上，經(jīng)常出現(xiàn)上、下游船流分布不均衡的現(xiàn)象，三峽船閘需實(shí)行換向運(yùn)行，調(diào)節(jié)船流使其分布均衡。

目前，三峽船閘換向操作用時(shí)150分鐘左右，約為1.5閘次的時(shí)間，一定程度上影響船舶過(guò)閘效率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年1月至11月三峽船閘南、北線次數(shù)為42次。因南線計(jì)劃性大修，北線單線運(yùn)行，共換向運(yùn)行20次。壩上、下船流分布不均衡，三峽南線船閘共換向運(yùn)行20次;北線船閘共換向運(yùn)行4次。按換向用時(shí)150分鐘計(jì)算，共用時(shí)6600分鐘，110小時(shí)。現(xiàn)研究在利用換向操作時(shí)間來(lái)進(jìn)行雙向同步過(guò)閘，提高運(yùn)行效率。

2 目前三峽船閘換向運(yùn)行方式

三峽通航水域船舶過(guò)壩需求不均，船舶流量失衡，船閘運(yùn)行供需不平衡，通航管理部門一般采用船閘換向運(yùn)行的方式，以緩解船閘運(yùn)行壓力，調(diào)節(jié)船舶流向不均，使得三峽南北兩線船閘均衡運(yùn)轉(zhuǎn)，最大限度地發(fā)揮船閘的通過(guò)能力。

換向運(yùn)行時(shí)，需要在五級(jí)船閘中的上行（或下行）船隊(duì)全部離開船閘后，下行（或上行）船隊(duì)才能進(jìn)入閘室，船舶進(jìn)入閘室后的操作程序與正常操作程序相同。以南線下行換上行為例，當(dāng)換向前（下行）最后一個(gè)閘次的船舶進(jìn)閘后，不再進(jìn)下行船舶，首級(jí)人字門再次開終時(shí)刻記為換向開始時(shí)刻。下行最后一閘船出閘后，上行船舶開始進(jìn)閘時(shí)刻記為換向完畢時(shí)刻。換向期間船閘平均停航時(shí)間約為150分鐘。

3 船閘迎向同步換向方案

同步換向就是在三峽船閘換向操作時(shí)采用上、下游船舶縱向單排同步迎向過(guò)閘的換向方式（下文均簡(jiǎn)稱同步換向），即上行船舶和下行船舶同時(shí)過(guò)閘，從而達(dá)到提高通航效率的目的。

同步換向過(guò)閘期間，上、下行船舶均為單側(cè)停靠、移泊、進(jìn)、出閘。以南線下行換上行為例：下行最后三個(gè)閘次船為縱向單排分別在導(dǎo)航墻、靠船墩待閘，安排上行船舶在南線下游靠船墩待閘。此時(shí)一、三、五閘室有船，當(dāng)五閘室船舶出閘后，上行船舶進(jìn)閘，一閘室船舶移往二閘室、三閘室船舶移往四閘室，直至下行船舶全部出閘，同步換向結(jié)束。因此在整個(gè)同步換向方案中其中關(guān)鍵點(diǎn)之一就是船舶進(jìn)出閘室組織方式。

4 迎向同步換向過(guò)閘流程分析

4.1運(yùn)行工藝

三峽船閘為雙線五級(jí)船閘，一般實(shí)行南線下行、北線上行的過(guò)閘方式。同步換向時(shí)采用三峽船閘正常連續(xù)過(guò)閘工藝，不改變目前正常的運(yùn)行工藝，船隊(duì)過(guò)閘采用連續(xù)過(guò)閘方式運(yùn)行。為了便于研究，以南線五級(jí)運(yùn)行下行換上行為例，其它情況與之相似。

下行連續(xù)運(yùn)行工藝：當(dāng)先行船隊(duì)A自第二閘室進(jìn)入第三閘室時(shí)，后續(xù)船隊(duì)B可由上游進(jìn)入第一閘室;當(dāng)先行船隊(duì)A自第四閘室進(jìn)入第五閘室時(shí)，后續(xù)船隊(duì)B可由第二閘至進(jìn)入第三閘室，第三批船隊(duì)C可由上游駛進(jìn)第一閘室。與正常運(yùn)行不同的是在得到換向指令后，過(guò)閘的組織安排中，不能再次滿閘安排下行船舶，要考慮到同時(shí)的上行船舶，為其預(yù)留空間充足的空間，因此需要控制下行船舶數(shù)量。

4.2過(guò)閘流程分析

同步換向時(shí)船舶過(guò)閘時(shí)采用連續(xù)過(guò)閘方式，以南線五級(jí)下行換上行為例進(jìn)一步對(duì)整個(gè)過(guò)閘船舶運(yùn)行流程進(jìn)行分析，根據(jù)運(yùn)行情況可以將整個(gè)換向運(yùn)行控制過(guò)程分解為五個(gè)階段，并根據(jù)這個(gè)五個(gè)階段繪制相關(guān)的示意圖并進(jìn)行分析。

4.2.1過(guò)閘流程說(shuō)明

（1）過(guò)閘流程中黑色表示下行船舶，綠色表示下行船舶的航行路徑;藍(lán)色表示上行船舶，紅色表示下行船舶的航行路徑;紅色虛線為了閘室中心線，用于區(qū)分兩側(cè)船舶航線。

（2）示意圖中船舶以三峽標(biāo)準(zhǔn)船型為例，一個(gè)閘室內(nèi)最大容船量為4艘，南側(cè)和中南側(cè)兩側(cè)各停靠2艘。

（3）示意流程圖開始以滿閘下行到五閘室為起始時(shí)間，滿閘上行到五閘室為終止時(shí)間。

（4）該過(guò)閘流程分析采用5級(jí)不補(bǔ)水連續(xù)過(guò)閘方式，不考慮其他特殊情況。

4.2.2過(guò)閘階段分析

初始階段：當(dāng)運(yùn)行方得到換向指令后，過(guò)閘的組織將減少下行船舶數(shù)量，為上行船閘預(yù)留閘室空間，同時(shí)下行船舶從導(dǎo)航墻出發(fā)貼南側(cè)閘墻停靠，為上行船舶預(yù)留中南側(cè)空間，這一階段要求控制下行船舶數(shù)量和控制船舶停靠位置。運(yùn)行詳見(jiàn)下圖1。

圖1 ?初始階段

第二階段：當(dāng)最后一閘的滿閘下行船隊(duì)到五閘室，準(zhǔn)備出六閘首時(shí)，上行船舶在靠船墩出等待上行，待五閘室內(nèi)的船舶全部出閘完畢后，上行船舶開始進(jìn)閘。這一階段要求一方面進(jìn)閘數(shù)量與下行同步換向期的船舶數(shù)量滿足閘室安全容船空間;另一方面要求下行船舶出閘后向遠(yuǎn)離靠船墩方向行駛，且待五閘室內(nèi)船隊(duì)全部出閘完后，上行船舶方可進(jìn)閘。運(yùn)行詳見(jiàn)下圖2。

圖2 ?第二階段

第三階段：當(dāng)同步換向期的下行船舶與上行船舶在閘室內(nèi)迎向會(huì)船時(shí)，可一側(cè)船舶先行，待先行船舶停穩(wěn)系纜可靠后，另一側(cè)的船舶開始移泊;若兩側(cè)船舶同時(shí)相向而行，需要考慮船舶移泊速度以及水流影響等。這一階段要求船方控制行船速度，行船時(shí)要求相互加強(qiáng)溝通，同時(shí)也需要進(jìn)一步的實(shí)船實(shí)驗(yàn)。