松花江吉林市区至雾凇岛段旅游航道

江湾旅游船闸设计

（1. 长江重庆航运工程勘察设计院，重庆 401147；2. 四川省交通勘察设计研究院有限公司，四川成都，610014）

[摘要]  吉林市地处高纬度地区的松花江畔，雪质好、雪期长，拥有独特的雾凇景观和天然冰雪资源。松花江吉林市区至雾凇岛段旅游航道建设工程的实施，促进交通运输与旅游融合发展，改善本河段航道通航条件，助力吉林经济增长和转型升级。以本项目为例，介绍了船闸规模、设计水位的确定，总体布置的原则、方法，为类似项目提供借鉴。

[关键词] 旅游航道，船闸，船闸建筑规模，船闸建筑物设计

中图法分类号  U641.2；              文献标志码  B 

我国生态旅游航道发展迅速[1-2]。松花江吉林市区至雾凇岛段生态旅游航道建设项目已列入交通运输部《水运“十四五”发展规划》内河水运“十四五”重点建设项目项目表正选项目[3]，拟建Ⅳ级航道65公里，航道尺度为1.6m×30m×410m，配套建设养护码头、船舶基地、生态护岸等其附属设施。

为解决九站至哨口河段航道通航问题，需在哨口新建生态闸坝与生态船闸。根据《吉林省内河港口布局规划》，哨口上游九站港区规划为吉林港主要的货运港区。哨口船闸须满足IV级航道货运要求，按IV级船闸建设。哨口船闸布置在河道左岸，紧靠钢坝闸，主要由上游引航道、上闸首、闸室、下闸首、下游引航道等组成，总长841m。

1  通航建筑物规模研究

1.1 设计船型

①主要船型

驳船：以600t驳船为主；

推轮：以198kw推轮为主。

②船舶营运组织形式

以198kw推轮与600t级驳船组成的2排1列顶推船队为主。

结合《内河通航标准》（GB 50139-2014）黑龙江水系IV级航道代表船型及代表船队尺度，哨口船闸设计船型尺度见表1。

表1 哨口船闸设计船型尺度表

序号	代表船型	船舶尺度 （长×宽×吃水，m）	备注
1	600t级分节驳船	58.0×11.0×1.4
2	600t级普通驳船	67.0×10.0×1.4
3	2排1列顶推船队	138.0×11.0×1.4	代表船队

1.2 船闸有效尺度

（1）船闸有效长度

根据设计船型总长，2排500t货船过闸，单船长度lc＝67m，对于货船，富裕长度lf＝4＋0.05×（67+67+1）＝10.75m，则闸室有效长度Lx＝67＋67+1+10.75＝145.75m，闸室长度取140m，考虑上闸首支持墙段和下闸首门库连接段长度，闸室有效长度取150m。

（2）闸首口门和闸室有效宽度

船舶总宽∑bc＝1×11=11m，闸室富裕宽度bf取1.2m，闸室有效宽度Bk＝11+1.2=12.2m，取标准宽度，即闸室有效宽度为16m。

（3）门槛水深

对于货船满载吃水T＝1.4m，门槛水深需大于Hk≥1.4×1.6＝2.24m，取门槛水深Hk为2.5m。

综合以上，确定工程拟建船闸的有效尺度为：150×16×2.5m（有效长度×宽度×门槛水深）

2  通航水位

（1）最高通航水位

上游设计最高通航水位应考虑以下工况的高值：

①哨口生态闸坝正常蓄水位及橡胶坝-哨口段航道最低通航水位176.0m；

② 结合哨口生态闸坝运行调度方式，最小通航流量（Q=161m3/s）和航道通航安全控制流量（Q=1000m3/s）之间各个工况闸前最高水位。

哨口船闸上游设计最高通航水位采用177.0m。

下游设计最高通航水位应采用运行期最大下泄流量对应的下游最高水位。哨口生态闸坝入库流量达到通航安全控制流量1000m3/s时，闸坝敞泄，下游水位对应的水位为173.51m。因此下游设计最高通航水位为173.51m。

（2）设计最低通航水位

上游设计最低通航水位应考虑以下工况的低值：

① 上游库区航道最小水深要求。为满足上游库区航道 1.6m 水深要求，哨口段生态闸坝运行期应控制闸前水位不低于176.0m；

② 结合哨口生态闸坝运行调度方式，最小通航流量（Q=161m3/s）和航道通航安全控制流量（Q=1000m3/s）之间各工况闸前最低水位。运行期上游最低水位为176.0m。

哨口船闸上游设计最低通航水位采用176.0m。

哨口闸坝下游为天然河道时。根据规范要求，下游设计最低通航水位应结合闸坝运行调度，考虑运行期具有95%保证率的下泄流量对应的水位。闸坝最小下泄生态流量为161m3/s，下游最低通航水位采用对应水位169.92m。

3 通航建筑物设计

3.1  各部位高程

根据规范要求，船闸各部位顶部高程在防洪水位和最高通航水位的基础上加超高确定，底部高程在保证船闸具有最小通航水深后，另加富裕水深确定。哨口船闸工程各部位高程见表2。

表2  生态船闸各部位高程表

部位	高程（m）	备注
一、上引航道
上引墙顶	178.75	上游最高通航水位+干舷高度1.7m
上引航道底	173.90	上游最低通航水位-引航道最小水深2.1m
二、上闸首
上闸首顶	180.50	50年校核洪水水位+0.5m
上门槛顶	173.50	上游最低通航水位-门槛水深2.5m
三、闸室
闸墙顶	178.75	上游最高通航水位+干舷高度1.7m
闸室底	167.40	下游最低通航水位-门槛水深2.5m
四、下闸首
下闸首顶	177.75	上游最高通航水位+干舷高度1.7m
下门槛顶	167.40	下游最低通航水位-门槛水深2.5m
五、下引航道
下内、外引墙顶	175.25	下游最高通航水位+干舷高度1.7m
下引航道底	167.80	下游最低通航水位-引航道最小水深2.1m

3.2  输水系统设计

根据水级和输水时间判别进行判别。本船闸水级7.13m，初步估算输水时间约为6～8min，输水系统的判别值m为：

m=T/(H)0.5=2.25～3

结合类似工程，本船闸选用闸墙长廊道侧支孔输水系统型式。

输水系统进水口对称地布置在接近上闸首的20m长引墙内外墙内，布置为3个垂直进水口，尺寸均为1.6×2.2m(宽×高)。进水口处廊道顶高程为172.50m，底高程为170.30m，使进口的淹没水深大于0.4倍设计水头。水流跌落后进入闸首内外边墩和闸墙中的主廊道，主廊道断面尺寸为2×2.6m（宽×高），上、下闸首内、外边墩上各布置两个检修阀门井和一个工作阀门井。闸室中段80m范围内沿闸墙两侧各布置有32根直径0.5m砼出水短支管，短支管中心间距2.5m，闸室内对称布置两道高0.5m的消力坎。出水口布置在下闸首下游端15m长引墙侧，出水口处廊道顶高程为168.40m，底高程为166.2m，出水口布置两道高0.8m消力坎。

3.3  船闸总体布置

哨口船闸布置在河流左岸，紧靠钢坝闸，轴线与坝轴线正交。船闸主要由上游引航道、上闸首、闸室、下闸首及下引航道等组成，船闸总长841m。

上闸首与坝轴线平行，顶高程180.50m，沿船闸轴线长30m，由两侧边墩及底板组成，沿船闸轴线对称布置，内外边墩宽15m，两边墩内设有输水廊道、工作阀门井、检修阀门槽、闸阀门液压启闭机坑和机房等。

闸室段长140m，闸室宽16m，左右闸墙采用整体式结构，顶宽为3.0m，闸墙顶高程178.75m，闸室墙布置有电缆廊道、浮式系船柱、照明设施等。

下闸首长30m，口门宽16m，由内外边墩和底板组成，内外边墩对称于船闸轴线布置，宽度均为16.0m，边墩设有输水廊道、工作阀门井、检修阀门槽、闸阀门液压启闭机坑和机房等。

船闸上下引航道均采用“曲进直出”的布置方案，非对称布置，为与上、下游主航道平顺衔接。导墙导航段与调顺段总长136m，停泊段总长140m，内外导墙向外侧由16m扩宽至39m。

4 结论

以松花江吉林市区至雾凇岛段旅游航道建设项目为例，介绍了船闸规模、设计通航水位确定和船闸总体布置，可为类似相关目提供借鉴。

参 考 文 献

1高嵩.关于推进我国水上旅游交通建设发展的研究建议[J].中国水运,2020(09):12-14.

2黄学伟,李永庆.北运河旅游通航航道条件分析[J].海河水利,2021(06):59-61.

3交通运输部关于引发《水运“十四五”发展规划》的通知.

4刘祥国,宋春娟.第二松花江吉林市城区段生态景观规划构想[J].水利规划与设计,2012(05):3-5.

5内河通航标准：GB 50139-2014[S].

作者简介：何奔（1990.9-），男，山东临沂人，硕士研究生，工程师，主要从事水工结构设计与研究工作。