摘要：針對原位改建船閘受現(xiàn)狀場地限制、閘位布置難度較大的設計難點，文章根據(jù)大埔船閘的實際情況，從地質、施工、通航、建設征地、移民安置和工程投資等多方面進行技術經(jīng)濟比選，確定閘位推薦方案，對類似船閘工程的閘位選擇有借鑒意義。

關鍵詞：大埔船閘；閘位選擇；方案比選

中圖分類號：U641.2

0 引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，水運交通運量逐年增加，舊有船閘通過能力不足，難以適應運輸船舶大型化要求，船閘改建擴容迫在眉睫。受現(xiàn)狀場地的限制，選擇合適的閘位布置方案需從多方面考慮，從而對周邊的影響降低到最?。?］。本文從地質、施工、通航、建設征地、移民安置和工程投資等多方面進行技術經(jīng)濟比選，最終確定大埔船閘閘位推薦方案。

1 工程概況

融江屬于珠江流域，西江水系，柳江干流河段。其上游河段為都柳江，下游河段為傳統(tǒng)的柳江段。目前融江流域受航道等級低、通航條件較差的影響，融江水運量規(guī)模較小，難以適應運輸船舶大型化的要求，成為融江航道發(fā)揮整體效益的瓶頸所在。根據(jù)《關于印發(fā)廣西內河通航標準和橋梁通航凈高技術標準指導意見的通知》《全國內河航道與港口布局規(guī)劃》《廣西壯族自治區(qū)內河水運發(fā)展規(guī)劃》，將融江航道標準提升為Ⅲ級，完善融江運輸結構，加快綜合交通運輸體系發(fā)展，促進區(qū)域經(jīng)濟的快速發(fā)展。

大埔船閘位于融江最下游梯級，是一座以發(fā)電、航運為主，兼顧灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用效益的工程。大埔樞紐現(xiàn)有船閘處擴建Ⅳ級船閘一座，船閘閘室有效尺度為190 m×23 m×4.8 m（有效長度×有效寬度×門檻水深），最大設計船型為2×1 000噸級頂推船隊，船閘設計水平年（2050年）年單向通過能力為1 163×104 t［2］。

2 閘位布置

2.1 布置原則

參考類似工程船閘布置原則［3-5］，結合大埔船閘的特點確定布置原則：

（1）船閘布置要滿足良好的通航條件。航道連接段通視性好，銜接滿足規(guī)范要求［6］；船閘引航道口門區(qū)水流滿足通航水流條件；船舶停泊區(qū)水流條件利于船舶?？?，保證船舶安全、高效過閘。

（2）在滿足樞紐泄洪要求和船閘安全營運的前提下，需要盡量減少各主要建筑物在不同工況下的相互干擾，兼顧工程施工布置、施工期臨時通航以及運行管理等方面的因素。

（3）根據(jù)地形地質條件、已建大埔樞紐的布置以及原船閘位置情況，因地制宜進行改建船閘總體布置，盡可能布置緊湊，減少征地和拆遷。

（4）在盡量滿足上述要求的同時，充分考慮現(xiàn)有地形、地質條件，將船閘布置在地質條件較好、地勢較低的位置，減少工程的土石方開挖量，進而減少工程投資。

（5）船閘的建設要充分考慮施工需求，施工圍堰等臨時施工設施不能影響樞紐正常發(fā)電及泄水閘的正常運行。

2.2 布置方案

樞紐左岸側上游山體較高且已建原船閘緊靠左岸山體，因此擬建船閘軸線位置對工程影響較大。左、右岸均有建設二線船閘的條件，左岸距已建原船閘軸線較近，山體石方開挖量較小，但施工會影響原船閘的安全和正常通航，右岸布置距已建原船閘軸線較遠，對原船閘影響較小，且施工圍堰代價較小，但山體石方開挖量較大。通過對地形的深入研究，提出4個可能的技術方案進行比選論證，平面布置圖見圖1～4。方案一：左岸建設，將船閘整體往下游移；方案二：左岸建設，拆除原船閘，上游引航道折線布置；方案三：左岸建設，拆除污水處理廠和牛頭嶺隧道，保留原船閘；方案四：右岸建設，開挖右岸山體，與樞紐之間保留電站擴機用地。四個方案的平面總布置如下：

方案一（圖1）：本布置方案船閘整體下移，上閘首上邊緣距原壩軸線約222 m。船閘上游引航道采用“曲線進閘、直線出閘”的布置方式，上游靠船墩和上游主導航墻布置于上游引航道左側，主導航墻兼做調順段，上游引航道彎道連接至上游主航道，利用原上游隔水墻段，拓寬上游引航道。船閘下游引航道采用“曲線進閘、直線出閘”的布置方式，下游靠船墩和下游主導航墻布置于上游引航道左側，主導航墻兼做調順段。

方案二（圖2）：受上游左岸污水處理廠及地形因素的制約，船閘上游引航道采用“折線布置”的布置方式，上游靠船墩和上游主導航墻布置于上游引航道右側，主導航墻兼做調順段，上游引航道彎道連接至上游主航道。

下游引航道采用“曲線進閘，直線出閘”的布置方式，下游主導航墻和下游靠船墩布置于引航道的左側，主導航墻兼做調順段。

方案三（圖3）：船閘左岸布置，拆除污水處理廠、上游進廠道路和牛頭嶺隧道，保留原船閘。

船閘上游引航道采用“曲線進閘、直線出閘”的布置方式，上游靠船墩和上游主導航墻布置于上游引航道右側，主導航墻兼做調順段，上游引航道彎道連接至上游主航道。下游引航道采用“曲線進閘，直線出閘”的布置方式，下游主導航墻和下游靠船墩布置于引航道的左側，主導航墻兼做調順段。

方案四（圖4）：新建船閘布置于右岸，中心線距原船閘618.90 m，與原發(fā)電廠房之間預留場地用于擴建電站發(fā)電機組。上游引航道采用“曲線進閘，直線出閘”的布置方式，上游主導航墻布置于上游引航道右側，主導航墻兼做調順段。下游引航道采用“曲線進閘，直線出閘”的布置方式，下游主導航墻和下游靠船墩布置于引航道的左側，主導航墻兼做調順段。

3 方案比選

3.1 地質條件

方案一、方案二、方案三平面位置相差不大，地質條件基本相當。上游引航道基巖巖面高程差異不大，但巖性相差較大，各巖層物理力學指標差異性較為明顯，均勻性較差。船閘主體段和下游引航道有開挖部分大部分為覆蓋層，開挖量較小，以中風化巖層作為持力層，相對穩(wěn)定。方案四中上游引航道位于融江右岸階地，地形相對較陡，地面高程86～160 m，開挖較深，兩側形成高邊坡，需要通過工程措施解決。總體來說，方案一、方案二、方案三略優(yōu)于方案四。

3.2 施工條件與投資比較

從對外交通條件、導流條件、施工總體布置、施工期兩岸交通和主要工程量等多個施工條件進行方案比較，各方案的施工條件及投資詳細對比見下頁表1。由表可知，本項目施工條件中制約因素為導流條件，方案四最優(yōu)，方案一其次，方案二和方案三導流實施難度大；對外交通條件比較中，方案一、方案二、方案四優(yōu)于方案三；施工總布置條件和施工兩岸交通條件四個方案基本相當；導流工程量比較中，方案四不需要混凝土澆筑，土方開挖較大；方案一土石方開挖及混凝土澆筑均較?。黄溆喾桨付?、方案三混凝土量及土石方量均較多；故方案四、方案一較優(yōu)。施工條件綜合比較，方案四最好，方案一次之，方案二與方案三最差。各方案的投資估算中，方案一投資最少，方案二略多于方案一，方案三及方案四投資較大。

3.3 通航條件比較

根據(jù)船閘總體布置方案和模型試驗結果知，方案一水流狀態(tài)基本處于靜水，下游引航道離泄水閘較遠，并設有隔水墻，整體通航水流條件好；方案二上游引航道隔水墻伸往主河道，對行洪有一定影響，上游口門區(qū)橫流稍大，下游引航道離泄水閘較近，整體通航水流條件較差；方案三下游引航道離泄水閘較近，水流條件稍差；方案四下游引航道較長，主流在左岸，下游口門區(qū)與主航道銜接較遠，水流條件稍差。方案一、方案二均拆除原船閘，擴建工程施工期及檢修會斷航，方案三和方案四保留原船閘，做好相關安全措施后施工期可通航。方案一、方案二及方案三均布置于左岸，遠離大埔電站，對電站的運行影響小，方案四右岸布置，與電站距離近，對電站的運行影響較大。綜上所述，方案一最優(yōu)，方案三與方案四相當，方案二最差。

3.4 建設征地與移民安置比較

樞紐左岸壩軸線上游布置有地勢較高的污水處理廠、砂石料廠和桂泰足球場，壩軸線下游左側布置有地勢較高的駕校。右岸地勢較高，布置有電站及變壓區(qū)。根據(jù)船閘總體布置，各方案的建設征地及移民安置對比見下頁表2。由表可知，方案一及方案二工程占地小，僅需征拆駕校一所企業(yè)和下游引航道岸坡開挖占用一座水塔；方案三還涉及污水處理廠的征拆，經(jīng)實地調查，污水處理廠異地搬遷難度極大，且污水處理廠異地搬遷及建設周期長（約5年）；方案四受右岸電站及其擴機工程的影響，船閘需要在地勢較高的山坡開挖，其開挖量最大，且涉及樞紐下游水庫移民新村征拆，拆遷房屋面積45 300 m2，涉及人口750人，征拆量最大，二次拆遷的難度非常大。綜上，方案一與方案二相當，方案三與方案四征拆難度極大。

3.5 方案選擇

在以上四種閘位選擇方案比較中，方案一工程地質條件較優(yōu)，施工條件較好，四種方案中排第二，通航條件、建設征地與移民安置以及工程投資在四種方案中屬于最優(yōu)方案。綜合考慮，推薦方案一作為大埔船閘改建工程推薦閘位布置方案。

4 結語

合理的船閘閘位選擇有助于保持融江航道高效暢通，減少船舶待閘時間，加快貨物的周轉。船閘閘位選擇應從地質條件、施工條件、工程投資、通航條件和建設征地與移民安置等多方面進行技術經(jīng)濟比選，從而確定合適的閘位選擇方案。

參考文獻

［1］顧俊旺，付長生.阜寧船閘擴容改造工程閘位布置方案比選分析［J］.中國水運，2021（1）：99-100.

［2］華設設計集團股份有限公司.西南水運出海北線通道柳江流域融江大埔水電站工程船閘改建工程工程可行性研究修編報告［R］.2022.

［3］羅業(yè)輝，董 霞，柯林杰，等.成子河船閘閘位選擇和平面布置［J］.水運工程，2023（3）：1-143.

［4］張 珊，吳 澎.長洲水利樞紐3～4號船閘平面布置研究［J］.水利水運工程學報，2012（4）：1-5.

［5］江 濤，羅業(yè)輝，董 霞，等.淮河入海水道二期配套通航工程淮安東船閘布置方案［J］.水運工程，2021（11）：142-147.

［6］JTJ 305-2001，船閘總體設計規(guī)范［S］.

收稿日期：2024-03-15

作者簡介：魏 皛（1981—），高級工程師，主要從事水運工程規(guī)劃與設計工作。