簡析復線船閘軸線間距的確定方法

鄧 偉，阮 健

（中交第二航務工程勘察設計院有限公司，湖北武漢430060）

引言

目前國內通航樞紐建設多以單線船閘為主，雙線船閘較少。對于樞紐工程新建復線船閘，其布置受到已建建構筑物的影響，可供選擇的位置一般要劣于樞紐同期建設的船閘位置，平面布置難度比較大。同時，新建復線船閘不但要考慮船閘本身通航條件，還要考慮新建船閘對一線船閘通航水流條件的干擾問題。鑒于對復線船閘和一線船閘軸線間距的系統研究較少，本文結合淮河航道臨淮崗復線船閘工程和濛濛復線船閘工程平面布置的情況，對一線船閘和復線船閘軸線間距的選取原則和方法進行分析，為類似工程提供借鑒。

1 復線船閘軸線選取原則

大型樞紐工程一般會結合地形條件，預留復線船閘的位置。但隨著社會經濟的發展，復線船閘的建設規模往往大于一線船閘，且實際預留位置的地貌與河勢均會發生變化。合理的復線船閘軸線不僅關系著復線船閘的施工條件、結構方案、工程投資，同時也會影響到一線船閘的使用情況，并且對一線船閘可能發生的改造升級造成影響。由此一線船閘和復線船閘軸線間距的確定是一個復雜的過程。

一線船閘一般沿河勢布置并與上、下游航道順接，復線船閘中心線優先選與一線船閘中心線平行布置較為合適。

2 復線船閘與一線船閘軸線間距確定方法

復線船閘與一線船閘軸線間距的確定與已建水利設施、跨閘橋布置、復線船閘施工工藝等有關，同時還需要為今后一線船閘升級改造預留空間。通過以下案例分別論述3 種軸線間距確定的方法。

2.1 由跨閘橋布置確定間距

淮河航道臨淮崗復線船閘為Ⅱ級船閘，設計通航船舶噸位為2 000 t 級，船閘有效尺度為240 m× 23 m×5.2 m（長×寬×門檻水深）。根據臨淮崗洪水控制工程整體布局、地形地質條件、投資造價等情況，復線船閘閘位擬選在右岸，與一線船閘同岸布置，如圖1 所示。

圖1 臨淮崗復線船閘布置圖（120m 間距）

由于一線船閘跨閘橋建成時間較早，檢測和改建難度大、協調工作復雜、實施風險大，為盡量利用一線閘跨閘橋，將復線船閘跨閘橋線路起點選取在現有臨淮崗船閘跨閘橋南側，不調整一線閘跨閘橋主跨，僅拆除其南側2 跨現有橋板、改建為路基。在上述原則下，兩閘軸線距離由復線船閘橋梁最高點（設計最高通航水位、通航凈高、橋梁結構高程等確定）與一線閘橋梁高程、坡度銜接、豎曲線等距離確定，如圖2 所示。

圖2 復線船閘跨閘橋縱斷面圖

由圖2 可知，為減少兩閘軸線距離，最高點設置于k0+390 m 處（復線船閘中心線南側10 m）；為利用一線閘橋梁，銜接段終點位于k0+510 m 處（一線閘中心線南側10 m 處）。從最高點至銜接終點距離為120 m，分為100 m 和20 m 兩段：第一段 長 100 m，根據《公路路線設計規范JTGD20-2017》8.3.1 條，設計速度30 km/h 的最小坡長為100 m。因此從最高點開始降坡，坡度為-3.60 %。第二段長 20 m，根據《公路路線設計規范JTGD20-2017》8.6.1 條規定，線路接線長度應滿足豎曲線的最小半徑和最小長度20 m 的要求。

綜上所述，由于跨閘橋的凈空和坡度要求，需對一線船閘跨閘橋進行升級改造，若一線船閘跨閘橋升級改造難度較大且復線船閘有足夠布置空間的情況下，兩閘的軸線間距應按照跨閘橋布置要求確定。

2.2 減小對已有水利設施影響

淮河航道臨淮崗復線船閘工程位于臨淮崗洪水控制工程處，涉及眾多的水利工程設施[1]，如圖3 所示。

圖3 臨淮崗洪水控制工程現狀圖

現有一線船閘軸線距離城西湖蓄洪堤軸線為96 m，有空間布置復線船閘，并且城西湖蓄洪堤為淮河南岸堤防，城西湖船閘又歸屬于水利部門，退改蓄洪堤和拆除城西湖船閘均需與水利相關部門協商。因此考慮到盡量減小對已建的城西湖蓄洪堤和城西湖船閘的影響，應采取合理的結構型式和施工方案以避免破壞城西湖蓄洪堤。通過對上閘首、閘室和下閘首的斷面分析，上、下閘首采用垂直支護方案，閘室采用雙排樁方案可保證不退改蓄洪堤。最終結合基坑開挖斷面圖確定兩閘軸線距離取55 m，如圖4、5 所示。

圖4 復線船閘軸線開挖斷面示意圖

圖5 臨淮崗復線船閘布置圖（55 m 間距）

由于樞紐處往往存在各種水利設施，其涉及到防洪和權屬問題，需要與水利相關部門進行溝通。若拆改水利設施難度較大，復線船閘與一線船閘軸線間距則應考慮避免拆改現有水利設施并通過合理的結構型式和施工方案最終確定其取值。

2.3 綜合考慮一線船閘升級改造方案

濛濛復線船閘為Ⅲ級船閘，設計通航船舶噸位為1 000 t 級，船閘有效尺度為220 m×23 m×4.5 m（長×寬×門檻水深）。根據濛濛樞紐整體布置、地形地質條件、建筑物結構等情況，復線船閘閘址擬選在右岸，與一線船閘同岸布置[2]，如圖6 所示。

圖6 船閘現狀圖

根據一線船閘的布置情況及上、下游河道走勢，復線船閘中心線與一線船閘中心線平行布置較為合適，復線船閘與一線船閘的軸線間距需綜合考慮以下因素：

1）由于上游右岸有一座高程100 m 的山丘，山頂設有一座高壓鐵塔，為避免邊坡開挖影響高壓鐵塔和減少山體開挖量，并使上、下游引航道易于與主航道平順連接，應盡量減小復線船閘與一線船閘軸線間距。

2）為避免復線船閘基坑開挖影響到一線船閘的正常運行，復線船閘與一線船閘軸線間距需滿足基坑開挖需要且預留一定的安全距離。

3）隨著航運的發展，需要為一線船閘升級改造留下足夠的空間，復線船閘與一線船閘軸線間距不宜過小。

根據以上分析，需要為一線船閘升級改造留下足夠的空間，考慮到樞紐泄水閘和右岸山體的限制，一線船閘升級改造擬采用原位拆除后建設1 000 t級船閘方案。

改建后的一線船閘和復線船閘共用引航道，根據《船閘總體設計規范》計算雙線船閘共用的引航道寬度為89.6 m，結合引航道之間的隔流堤布置，取值為95 m。現有一線船閘上閘首尺度為32 m×32 m，改建后一線船閘參照復線船閘尺度為51 m×41.6 m。最后綜合確定復線船閘與一線船閘的軸線間距為 81.5 m，如圖7 所示。

圖7 復線船閘軸線示意圖

由于受樞紐泄水閘和右岸山體的限制，一線船閘升級改造和復線船閘布置空間有限，為了保證一線船閘以后可進行升級改造，需要給一線船閘升級改造留下足夠的間距，因此復線船閘與一線船閘的軸線間距需按照一線船閘升級改造方案綜合確定。

3 結語

1）復線船閘軸線應盡量減少本工程對區域內已有水利、交通等公共設施的影響，妥善處理與樞紐水利建構筑物和一線船閘等之間的關系；并具有良好通航條件，確保船舶（隊）過閘安全高效；同時應確保施工期一線船閘的安全正常運行，也為一線船閘以后升級改造留有空間。

2）確定一線船閘和復線船閘軸線間距的方法與區域內的已建設施、跨閘橋布置、復線船閘施工工藝等有關，同時還需要為今后一線船閘升級改造預留空間。若復線船閘布置空間足夠且跨閘橋布置限制性條件較多，兩閘的軸線間距應按照跨閘橋布置要求確定。若閘位處存在較多水利設施，并涉及到防洪和權屬問題，不便于進行拆改工作，則兩閘軸線間距應考慮盡量避免拆改現有水利設施，通過合理的結構型式和施工方案最終確定其取值。若一線船閘升級改造受到現有建構筑布局的限制，布置空間有限，為了保證一線船閘升級改造的需要，兩閘軸線間距應結合一線船閘升級改造方案綜合確定。