平原地区船闸闸位布置特点与思考

华华

（华设设计集团股份有限公司，江苏 南京 210001）

我国地形分布总体呈西高东低的态势，平原地区主要分布在东南沿江、沿海等区域。特定的地理位置、气候特征造就了水系发达、河网密布的特点，也孕育了长江三角洲和珠江三角洲等内河高等级航道网。

船闸是指为使船舶通过航道上有集中水位差的区段而设置的水工建筑物[1]。平原地区交通便利、航运发达，为满足通航功能而修建了较多船闸。本文将通过一些工程实例，分析平原地区船闸闸位布置特点，总结一般要求和规律，为类似工程提供借鉴和参考。

1 平原地区船闸闸位布置特点与分类

相对于山区，平面地区地势平缓，航道水位变幅和船闸设计水头均较小；人口稠密、社会经济相对发达，建设船闸的外部制约因素较多；同时由于平原地区航道呈网的特点，还应考虑船闸总体布置上的统筹以及航道改线的可能。

闸位布置直接关系到船闸的运行效率和枢纽综合效益的发挥，根据平原地区的特点，总结了几种常见的布置方式：

（1）新建船闸。由于新建航道、航道改线等原因，需新建船闸沟通上、下游水位或水系。

（2）扩建船闸。在既有船闸基础上，扩建船闸的线数，并与既有船闸联合调度。

（3）改建船闸。对既有船闸进行原址或移址的改建改造。

（4）与枢纽同步建设船闸。在建设水利和航运枢纽时，同步建设船闸工程。

2 新建船闸

新建船闸是由于航道开挖沟通了不同水系，或为克服航道上的水头差而产生。船闸的轴线布置应符合航道总体走向，船闸选址应根据总体布置、外部条件、征地拆迁、工程投资等方面综合比选确定。

新沂河处于江苏省沂沭泗流域，是沂沭泗流域洪水东调南下导沂整沭工程中的南下入海河道，主要作用是泄洪、排涝和输水灌溉。河道呈东西走向，河道主槽分别为南、北2 条泓道，总宽约2.0km。

盐河老航道在新沂河南、北两岸分别建设有盐河南套闸、北套闸，套闸担负着防洪、灌溉、航运以及向连云港市送水用水任务。沂南、沂北船闸是由于盐河平交新沂河，为沟通两大不同水系设置的船闸。两座船闸的闸位布置受制于与盐河航道线位的总体走向。在航道整治工程中，航道与新沂河平交共选择3 条线位方案，分别为东线方案、中线方案及西线方案（图1）[2]。

图1 航道线路及沂南、沂北船闸方案比选示意图

中线方案虽然利用了盐河老线，线位走向较为顺畅，但由于施工期间影响了既有套闸的灌溉、送水和航运功能，运行期间还需对灌溉、送水等功能进行补偿，所以不作为推荐方案；东线、西线方案较为相似，但西线方案改变了现有水系，需增加沂南小河立交，且工程投资费用也相对较高。经过综合分析对比，推荐东线方案，并在该线位上新建沂南、沂北船闸两座对口船闸。

3 扩建船闸

既有船闸通过能力不足，或者船闸级别不满足船舶通行要求，在保留既有船闸的基础上，对船闸进行扩建。

扩建船闸的闸位一般可选择布置在枢纽的左岸或右岸，对于枢纽内部具备足够空间的，也可选择布置在枢纽中部。可根据枢纽的现状条件和规划情况，选取若干处具有代表性的闸位进行综合比选。

施桥船闸位于京杭运河徐扬段入江口门处，是京杭运河徐扬段自下而上的第一个通航枢纽，由于船舶通过量逐年递增，需扩建船闸，以减少过闸船舶的待闸时间，缓解施桥船闸的通航压力，确保京杭运河通行顺畅。

既有施桥一、二线船闸规模分别为20m×230m×5m、23m×230m×5m，运行状态良好，通过能力较强，予以保留，考虑扩建施桥三线船闸，以提升通过能力。

施桥一、二线船闸中心距为150m，两船闸上闸首上游侧边缘齐平。船闸东侧有水利防洪排涝用的翻水河，中心距约250m，翻水河上设有水利节制闸1 座。针对施桥船闸枢纽现状，船闸闸位方案拟定2 个，位于一线船闸西侧的西方案和二线船闸东侧的东方案[4]（图2）。

图2 施桥三线船闸闸位比选布置图

西方案闸位于一线船闸西侧，与一线船闸平行，中心线间距为100m，该闸位引航道布置顺畅，易于施工，征地较少，但是拆迁量较大，企业拆迁难度较高；②东方案闸位于二线船闸和翻水河之间，与二线船闸平行，中心线间距为110m，该闸位拆迁量较少，但是总体线型偏离京杭运河主航道，引航道直线段长度较短，口门区受节制闸排水影响，并与翻水河总体规划有冲突。

考虑到西方案总体线形顺畅、虽然拆迁量较大，但工程投资较为节省，受节制闸排水影响小，且与水利规划无矛盾，推荐闸位西方案。

4 改建船闸

部分船闸由于建设年代较久远，闸况较差，不能满足通航需求；或由于船闸规模较小，不符合现有或未来航运发展的要求，可选择拆除老船闸，建设新闸。

改建船闸一般选择原址改建，以尽量减少征地拆迁。但部分船闸由于现场条件较为复杂，或船闸等级提升后，引航道宽度和长度不能满足布置要求，也可因地制宜地选择移位改建。

通扬线运东船闸地处江苏省高邮市，位于通扬线起点，京杭运河的东岸。老运东船闸规模较小，不能满足航运发展的需求，加之船闸运行多年，导致船闸运转件、闸室墙体、主导航设施等构筑物磨损严重，存在安全隐患，拟对老船闸进行改建。

通扬线约7km 航道穿越高邮城区，周边房屋较密集，为了分析船闸改建方案，对航道的总体走向进行分析研究，提出了三条线路方案（图3）：①中线方案航道利用现有通扬线航道进行拓宽，航道整治里程9.5km；②南线方案航道利用南澄子河进行拓宽，航道整治里程13.9km；③北线方案航道利用东平河、澄潼河进行拓宽，航道整治里程17.6km。经分析对比，中线方案虽然拆迁面积较多，但由于利用老通扬线扩宽，征地面积较少，改建桥梁数量少，且航道里程短，工程投资相对节省，作为推荐的航道线路方案[5]。

图3 运东船闸所在航道线路比选示意图

根据推荐的航道线路，结合船闸周边建设条件，采用拆除老船闸，原位改建船闸的建设方案，船闸主体在跨闸公路桥轴线上向北移28.5m，新建船闸与老船闸中心线偏角3°，新建下闸首下游面与公路桥中心线距离20.0m。由于船闸距离京杭运河较近，无足够空间布置上游停泊锚地，拟采用趸船结构，将其布置在北侧京杭运河左岸（图4）。

图4 运东船闸闸位布置图

5 与枢纽同步建设船闸

船闸与枢纽同步建设应首先确定枢纽的选址。枢纽的选址应符合河流综合利用的要求，一个优良的坝址或闸址，可以为枢纽和船闸的总体布置提供良好的建设条件。

枢纽选址确定后，应综合建设条件和枢纽功能要求等，进行枢纽的总体布置，确定船闸与枢纽其他构筑物的布置方式，明确船闸轴线。

船闸的轴线宜首先考虑通航条件和要求，轴线宜与坝轴线正交；船闸不应布置在通航期泄水和过水建筑物之间；以通航功能为主的河道，船闸应布置在主航道侧。可根据航运远期发展规划，预留具备扩建船闸的位置。

德胜河魏村枢纽地处江苏省常州市，位于德胜河入江口处，老枢纽由船闸、节制闸和泵站组成。由于枢纽建设时间较早，规模偏低，长期负荷运转损伤严重，需对老枢纽进行拆除重建。

为满足船闸引航道长度要求，避开长江热能电厂、玻璃钢造船厂等大型企业，同时考虑施工期利用老枢纽通航、导流，将新建枢纽轴线向内河侧整体迁移约500m。

新建枢纽魏村轴线垂直于德胜河，船闸、节制闸及泵站自东向西一字排开。考虑到枢纽以通航功能为主，故将一、二线船闸布置在德胜河主航道处，节制闸和泵站布置在船闸西侧，节制闸居中，于船闸之间采用隔水墙分隔，两者间距25m，泵站紧邻西侧岸边。泵站、节制闸与西侧（二线）船闸中心线距离分别为125.8m、74.4m。（图5）

图5 魏村枢纽布置图

6 总结

（1）总结了平原地区船闸工程的特点和规律，将闸位布置方式分为4 类，即新建船闸、扩建船闸、改建船闸和与枢纽同步建设船闸，并列举实际案例，以供借鉴和参考。

（2）新建船闸，由于航道开挖沟通了不同水系，或为克服航道上的水头差而需新建船闸，以新沂河沂南、沂北船闸为例予以说明。

（3）扩建船闸，既有船闸通过能力不足，或者船闸级别不满足船舶通行要求，需在保留既有船闸的基础上，对船闸进行扩建，以京杭运河施桥三线船闸为例予以说明。

（4）改建船闸，部分船闸由于建设年代较久远，闸况较差，不能满足通航需求；或由于船闸规模较小，不符合现有或未来航运发展的要求，可拆除老船闸建设新闸，以通扬线运东船闸为例予以说明。

（5）与枢纽同步建设船闸，在建设水利和航运枢纽时，同步建设船闸工程，以德胜河魏村枢纽为例予以说明。