烏江銀盤樞紐工程施工導(dǎo)流明渠方案優(yōu)化與絞灘助拖通航方案研究.pdf

1、烏江是長江上游的主要支流之一，通航資源豐富。由于種種原因，目前河流通航船只較少，運(yùn)力沒有得到充分發(fā)揮。銀盤樞紐船閘如果只限于現(xiàn)有通行船舶規(guī)模和尺度修建，將嚴(yán)重制約船舶尺度和運(yùn)輸量的發(fā)展，并對(duì)未來烏江航運(yùn)的發(fā)展產(chǎn)生重大不利影響?；诖?，本文結(jié)合西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目“烏江航運(yùn)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究"，在現(xiàn)場調(diào)研、室內(nèi)模型試驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ)上，對(duì)烏江航運(yùn)明渠通航條件和絞灘技術(shù)進(jìn)行綜合對(duì)比分析。通過分析得到以下主要結(jié)論： (1)由于導(dǎo)流明渠

2、為臨時(shí)工程，通航期約22月。為了避免過多增加明渠工程造價(jià)和設(shè)計(jì)難度，造成不必要的投資浪費(fèi)，擬定導(dǎo)流明渠禁航流量為7000m3/s，此時(shí)相應(yīng)壩址水位為193.52m。此流量標(biāo)準(zhǔn)年通航期為345天。 (2)經(jīng)對(duì)烏江通航船舶的調(diào)查，擬定出明渠通航代表性為：46.8×8.8×2.2m尺度的機(jī)動(dòng)駁。該船舶數(shù)量較多，上下行通常裝載300～500噸，具有較好的代表性。經(jīng)采用《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》公式驗(yàn)算，導(dǎo)流明渠單線航道寬度為20m。 (3

3、)通過對(duì)烏江代表船舶和上灘阻力研究，提出以下明渠通航船舶自航上灘允許的流速和比降組合標(biāo)準(zhǔn)較為適宜：比降(％D)為O、1、2、3、4、5、6的流速(m/s)分別是4.4、4.2、3.8、3.4、2.8、2.2、1.1。 (4)本研究采用平面二維有限元水流數(shù)學(xué)模型來分析次導(dǎo)流明渠是可行的。通過采用洪、枯水位實(shí)測的水位和流速資料進(jìn)行的驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明，模型與原型數(shù)據(jù)結(jié)果基本吻合，說明該模型可用于明渠方案的優(yōu)化研究。 (5)原設(shè)

4、計(jì)(平底)明渠方案試驗(yàn)結(jié)果表明，明渠斷面尺度和流速分布均勻，導(dǎo)致枯水期(Q<400m3/s)，水深不足2.6m。至3000m3/s流量時(shí)，明渠非自航區(qū)已經(jīng)左右岸貫通，上半渠段整個(gè)水域均不能自航，因此通航期僅在400～3000m3/s流量范圍。5000m3/s流量以上，因航線范圍流速過大，船舶不能自航到絞灘起點(diǎn)。結(jié)果說明，該方案對(duì)通航不利。 (6)導(dǎo)流明渠優(yōu)化四個(gè)修改方案結(jié)果表明，修改Ⅲ方案和Ⅳ方案通航條件較優(yōu)，即3500m3/s

5、流量以下，航道尺度和水流條件均能滿足通航要求。洪水期3500～7000m3/s流量時(shí)，船舶能自航進(jìn)入絞灘(起點(diǎn))接纜位置，可較好的滿足通航要求。從通航角度看，修改Ⅳ方案較修改Ⅲ方案稍優(yōu)(修改Ⅲ方案除6000m3/s流量以上礙航區(qū)范圍稍大，其他通航條件與Ⅳ方案相差不大)；而從工程量比較來看，修改方案Ⅲ挖方量較方案Ⅳ少18079 m3，回填砼量也較方案Ⅳ少4507 m3。考慮到在Q=3500m3/s以下水流條件均可滿足船舶自航要求，Q=35

6、00～7000m3/s時(shí)，船舶均能絞灘過壩。因此，經(jīng)過對(duì)導(dǎo)流明兩方案的通航條件和工程量等綜合比較認(rèn)為，修改Ⅲ復(fù)式斷面方案優(yōu)于原設(shè)計(jì)平底方案。 (7)根據(jù)絞灘原觀和絞灘牽引力計(jì)算，建議本次明渠絞灘機(jī)拉力配備不小于15t。絞灘機(jī)安裝位置在導(dǎo)流明渠右岸堤頭，視烏江洪水位變化，絞灘范圍140～380m。推薦采用浮筒回纜系統(tǒng)。 (8)本文分析表明上行航線枯水期：烏江3m水位以下枯水期，船舶上行航線位于明渠中心偏右岸一側(cè)。3m水位以上，航線