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        桂林市小東江樞紐方案及過(guò)船建筑物型式探討

        2010-08-15 00:48:19南江江
        山西水利 2010年4期
        關(guān)鍵詞:閘壩升船機(jī)水壩

        南江江

        小東江是漓江在桂林市區(qū)內(nèi)的一條叉河,于疊彩山對(duì)岸的漓江左岸與漓江分叉,在穿山公園下游約800m處匯入漓江,全長(zhǎng)5.8km。為改善小東江的通航條件,在河道疏浚、拆除現(xiàn)有實(shí)體壅水壩的基礎(chǔ)上,擬在穿山公園下游的已廢棄電站閘壩處興建過(guò)船建筑物樞紐工程,達(dá)到小東江全線通航、改善水環(huán)境和開(kāi)發(fā)兩岸旅游資源的目的。過(guò)船建筑物樞紐由壅水壩和斜面升船機(jī)組成,不僅能滿足通航功能,同時(shí)也可形成以過(guò)船建筑物為核心的新的景觀群。小東江航線開(kāi)通后,可增加“兩江四湖”水上旅游線路,豐富游樂(lè)內(nèi)容,提高環(huán)城水系通航的保證率。

        1 工程概況

        小東江過(guò)船建筑物樞紐位于桂林市穿山公園下游約600m的廢棄電站閘壩處,河道寬50~60m,河道縱坡較緩。根據(jù)《防洪總體規(guī)劃》,當(dāng)漓江枯水期P=90%的枯水流量為32.4m3/s時(shí),小東江分水流量為2.4m3/s。樞紐工程由壅水壩、通航建筑物組成。

        2 樞紐位置確定

        為實(shí)現(xiàn)小東江全段通航,將通航建筑物樞紐布置在小東江出口處。該工程樞紐位置的選擇主要是對(duì)斜面升船機(jī)位置進(jìn)行方案比選。

        2.1 一體式方案

        一體式方案是將斜面升船機(jī)和壅水壩集中布置在主河道上,壅水壩布置在河道右岸,升船機(jī)布置在河道左岸。為避免影響船只通航,須將壩下游現(xiàn)有廢棄電站閘壩拆除,另外在工程區(qū)建設(shè)一座交通橋,以恢復(fù)兩岸交通。

        將斜面升船機(jī)布置在主河道方案最大的優(yōu)點(diǎn)是引航道尺度完全滿足船閘規(guī)范要求,船只進(jìn)出閘平順通暢。缺點(diǎn)是:一是斜面升船機(jī)上的設(shè)備較多,發(fā)生洪水時(shí)不宜作為行洪斷面。這樣,河道斷面會(huì)縮窄,形成小東江的水位壅高,使河道加寬或堤防加高;二是拆除原電站閘壩及新建交通橋,將延長(zhǎng)施工工期,增加工程投資。

        2.2 分體式方案

        分體式方案是壅水壩和斜面升船機(jī)分開(kāi)布置,在已有電站閘壩上游設(shè)置攔河壅水壩,在壅水壩上游的沙洲上(小東江與漓江之間的洲)新開(kāi)的一條連通小東江和漓江的航道上布置斜面升船機(jī)。

        該方案最大的優(yōu)點(diǎn)是:一是壅水壩不會(huì)縮窄河道,對(duì)小東江的河道行洪極為有利;二是新開(kāi)航道不在主河道內(nèi),河道行洪對(duì)斜面升船機(jī)坡道及設(shè)備的影響較??;三是現(xiàn)有電站閘壩不需要拆除,可以有效降低工程投資;四是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的斜面升船機(jī)不在現(xiàn)有河道上,利于施工導(dǎo)流,縮短工期。

        該方案的缺點(diǎn)是電站閘壩會(huì)對(duì)景觀產(chǎn)生不利影響,但可通過(guò)外部裝飾得以改善。

        通過(guò)以上綜合分析,該工程推薦采用分體式斜面升船機(jī)方案,即壅水壩布置在小東江主河道,斜面升船機(jī)布置在新開(kāi)航道上。

        3 過(guò)船建筑物型式比選

        3.1 過(guò)船建筑物類(lèi)型確定

        過(guò)船建筑物包括船閘和升船機(jī)兩大類(lèi),其中升船機(jī)又可分為垂直升船機(jī)和斜面升船機(jī)。船閘是利用水力作用控制閘室內(nèi)水位升降,使船舶通過(guò)航道上的集中落差;垂直升船機(jī)是利用機(jī)械傳動(dòng)裝置帶動(dòng)承船箱垂直升降,使船舶克服集中落差,實(shí)現(xiàn)通航目的;斜面升船機(jī)是利用機(jī)械傳動(dòng)裝置,帶動(dòng)承船箱沿一定的斜坡上下運(yùn)行,以實(shí)現(xiàn)通航的目的。

        目前,桂林市春天湖和木龍湖出口分別采用船閘和垂直升船機(jī),該工程以旅游通航為主要目的,根據(jù)建筑物景觀多樣性的要求,小東江出口采用斜面升船機(jī)(俗稱(chēng)水坡)。

        3.2 斜面升船機(jī)型式選擇

        斜面升船機(jī)分為干式斜面升船機(jī)和濕式斜面升船機(jī)兩種。

        3.2.1 干式斜面升船機(jī)

        目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有斜面升船機(jī)均為干式斜面升船機(jī),大多建于江浙一帶的天然河道上,且均為貨船通航。國(guó)內(nèi)唯一一座客運(yùn)斜面升船機(jī)位于北京護(hù)城河上,為干式斜面升船機(jī),此載客斜面升船機(jī)在試運(yùn)行后即停運(yùn),據(jù)管理處和設(shè)計(jì)單位介紹,由于運(yùn)行過(guò)程中游客有恐懼感而停運(yùn)。

        干式斜面升船機(jī)上下游均為斜坡,運(yùn)行時(shí),承船廂內(nèi)無(wú)水,游船直接停放在承船廂底板上。其優(yōu)點(diǎn)是承船廂重量輕,設(shè)備動(dòng)力小。但在運(yùn)行中存在一些問(wèn)題,主要表現(xiàn)在:船只過(guò)頂時(shí)需依靠慣性作用,對(duì)操作人員控制運(yùn)行的要求較高;由于跨越攔河建筑物需兩邊放坡,主體建筑(即斜坡段)不但高,且較長(zhǎng),不僅占地面積較大,而且在承船廂過(guò)頂時(shí)游客有恐懼感;采用干式斜面升船機(jī),觀感不太好;因船直接放在承船廂底板上,故對(duì)船型有要求,螺旋漿易劃破襯墊。

        3.2.2 濕式斜面升船機(jī)

        由于干式斜面升船機(jī)存在的問(wèn)題較多,但通過(guò)采取改進(jìn)措施,可將干式斜面升船機(jī)改為濕式斜面升船機(jī)。濕式斜面升船機(jī)吸收了垂直升船機(jī)和干式斜面升船機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和成熟技術(shù),采用下游單面坡,在坡頂設(shè)置控制閘門(mén)與承船廂對(duì)接。其優(yōu)點(diǎn)是:克服了干式斜面升船機(jī)平面占地長(zhǎng),立面高度大,游客產(chǎn)生恐懼心理的不足;吸收了垂直升船機(jī)高位對(duì)接的成熟技術(shù)和游船水中停泊、游客舒適度高及外觀優(yōu)美的優(yōu)點(diǎn);克服了垂直升船機(jī)設(shè)備復(fù)雜、所需動(dòng)力大的不足。

        缺點(diǎn)是承船廂較干式斜面升船機(jī)重,牽引設(shè)備動(dòng)力略大,上游水位變化對(duì)工程運(yùn)行影響較大,但可通過(guò)調(diào)節(jié)壅水壩的壩高來(lái)維持上游正常通航水位基本不變,保證工程正常運(yùn)行,或通過(guò)改善承船廂的結(jié)構(gòu)來(lái)適應(yīng)上游水位的變化。

        經(jīng)綜合比較,桂林市小東江出口升船機(jī)采用運(yùn)行較為平穩(wěn)、景觀效果較好的濕式斜面升船機(jī)。

        3.2.3 濕式斜面升船機(jī)運(yùn)行程序

        游船可沿水坡航道雙向運(yùn)行,以游船上行為例,其運(yùn)行程序?yàn)椋撼写瑤寥胂掠嗡校M足最小行船水深),船只直接駛?cè)氤写瑤⑾道|;卷?yè)P(yáng)設(shè)備拖動(dòng)承船廂連帶游船沿坡道上行至坡頂;上閘首閘門(mén)打開(kāi),上閘首與承船廂間充滿水,然后打開(kāi)承船廂閘門(mén);船只解纜駛出承船廂后,下行船只駛?cè)氤写瑤⑾道|;同時(shí)關(guān)閉上閘首閘門(mén)和承船廂上游閘門(mén);卷?yè)P(yáng)設(shè)備拖動(dòng)承船廂連帶游船下行沉入下游水中(滿足最小行船水深);下行船只解纜并駛出承船廂后,等待上行船只駛?cè)搿?/p>

        4 結(jié)語(yǔ)

        濕式斜面升船機(jī)具有運(yùn)行可靠,船只在承船廂內(nèi)較為平穩(wěn)、整體景觀效果較好的特點(diǎn),同時(shí)可滿足建筑物景觀多樣性的要求,因此該工程采用濕式斜面升船機(jī)。

        該工程作為桂林市旅游建筑物的一部分,建成后可實(shí)現(xiàn)小東江的全線通航,對(duì)充分開(kāi)發(fā)兩岸旅游資源具有積極意義,并對(duì)同類(lèi)工程的設(shè)計(jì)具有一定的借鑒意義。

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