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【摘要】漢江上游陜西境內轄區地處秦巴山區，由于地形條件的限制，陸上交通條件較落后，而漢江干流河道坡降較小，有利于中小噸位船舶的通航；由于水運成本低，利用漢江天然河道發展航運已成為本地區對外經貿活動的重要途徑。

【關鍵詞】水電站通航建筑物設計

目錄

摘要…………………………………………………………………………1

1、工程概況……………………………………………………3

2、基本資料和設計參數………………………………………………3

2.1、航道規模、等級及船舶尺寸……………………………………3

2.2、工程等級及洪水標準………………………………………………3

3、通航建筑物總體布置………………………………………………4

3.1、通航建筑物布置……………………………………………………4

3.2、通航建筑物近期和遠期規模規劃……………………………………5

3.3、通航建筑物方案比較………………………………………………5

4、升船機水工建筑物設計……………………………………………5

參考文獻……………………………………………………………………6

1、工程概況

蜀河水電站工程位于陜西省旬陽縣境內的漢江上游干流上，壩址在旬陽縣蜀河鎮上游約1km處，距上游已建的安康水電站約120km，距下游已建的丹江口水電站約200km，是漢江上游梯級開發規劃中的第六個梯級電站。工程的主要任務是發電，并兼顧航運等。電站廠房內布置有6臺貫流機組，單機容量45MW。根據漢江流域梯級開發的規劃內容，通航建筑物設計是蜀河水電站工程布置的不可缺少的內容之一。

2、基本資料和設計參數

2.1、航道規模、等級及船舶尺寸

2004年統計資料，漢江擁有機動船舶1370艘，總載重噸7399t、載客量15731客位。客船平均22.7客位，客運平均運距16.4km，貨船平均19.0載重噸，貨船平均運距26.85km，全省運輸船舶的平均客位、平均載重噸和平均運距普遍偏低。水路運輸量完成客運量320萬人、客運周轉量5265萬人公里、貨運量104萬t、貨運周轉量2798萬t•km。客運平均運距16.4km，貨運平均運距25.66km。漢江運輸主要集中在安康庫區，運輸貨類主要有煤炭、建筑材料、農副產品、礦石等，

漢江干流陜西段全長709km，洋縣以下455公里為通航河段。其中洋縣至渭門61公里河段位峽谷段，河道穿行于著名的黃金峽，是漢江最險峻的航段，可通行10-15T機動船；渭門至石泉大壩長54公里，系石泉庫區航道，形成于1973年，當時設計有30T的斜坡式升船機，斜坡道已經施工，但上部結構因故停建，安康——漢中航運中斷；石泉至漢陰漢陽坪長45.43公里，為石泉電站下游自然航道，受石泉電站調峰影響；漢陽坪至安康電站大壩130公里，為庫區航道，航道水深、面寬，支流密布，形成高等級航道，是漢江陜西段主要通航水域；安康樞紐大壩至白河164公里，是山區峽谷型河道，經過多年整治，現已經達到VI級航道標準。

漢江干流共有港口40個，岸線總長30.6公里，作業碼頭80個，其中港口年吞吐量在10萬噸（或10萬人次）以上的16個。

在碼頭中斜坡占22.92%，直立式10.42%，混合型14.58%，其余為自然岸坡，占52.08%。紫陽港（城區）和安康新港有裝卸機械外，其他港口均為人力作業。

2004年納入統計口徑的港口貨物吞吐量為142.39萬噸，旅客吞吐量424.29萬人。吞吐量較大的港口有旬陽、安康、紫陽、嵐皋。

2.2、工程等級及洪水標準

根據《水電樞紐工程等級劃分及設計安全標準》DL5180-2003的有關規定，樞紐主要建筑物（左右副壩兼溢流表孔、泄洪閘、航運壩段兼泄洪閘及電站廠房上部設兼溢流表孔等）為2級；次要建筑物（縱向導墻、尾水渠、消力池等）為3級；臨時建筑物（導流工程、施工臨建工程等）按4級建筑物設計。

蜀河水電站工程為河床式電站，大壩為混凝土閘壩結構，正常蓄水位水庫總庫容為1.76億m3，裝機容量為270MW。根據《水電樞紐工程等級劃分及設計安全標準》（DL5180-2003）的規定，本樞紐工程屬二等大（2）型工程，樞紐主要建筑物為2級。2級建筑物設計洪水重現期為200年～100年，校核洪水重現期為2000年～1000年。

3、通航建筑物總體布置

通航建筑物總體布置必須貫徹綜合利用水資源的基本原則，妥善解決好電站、大壩等水工建筑物布置的關系。滿足船舶安全進、出閘和通過能力的要求，并使建成后通航建筑物的使用、管理和維修較為方便。

3.1、通航建筑物布置

根據蜀河壩址處地形、地質條件，結合樞紐總布置，通航建筑物最終采用布置于右岸泄洪閘與右副壩表孔之間，遠離了廠房尾水和左岸下游荊竹溝常水流的影響。通航建筑物采用垂直升船機型式，主要建筑物由上、下游引航道、上游浮式導航堤、上下游排架結構、航運壩段以及附屬設施（靠船墩、服務場所等）建筑物組成。為了減少整個樞紐的工程造價，采用航運壩段與泄洪閘相結合布置。

3.2、通航建筑物近期和遠期規模規劃

設計結合以下條文：

（1）2004年陜西省交通廳關于漢江蜀河水電站通航建筑物等級意見（陜交函［2004］499）：蜀河水電站工程通航建筑物等級近期按300噸級建設，并預留建設500噸級通航建筑物的條件。

（2）陜西省發展和改革委員會下發的陜發改能源函[2005]69號《關于蜀河水電站通航建筑物等級的函》的批文，對蜀河水電站樞紐通航建筑物規模近期按300t級通航建筑物考慮，遠期預留建設500t級通航建筑物的位置。

（3）《漢江蜀河水電站工程可行性研究報告審查意見》中，有關航運方面的意見：根據1998年交通部、水利部、經貿委批復的航道等級標準，蜀河水電站所在河段規劃為Ⅳ級航道；根據發改農經20042530號文《印發國家發展和改革委關于審批丹江口水利樞紐大壩加高工程可行性研究報告的請示的通知》，“丹江口通航駁船噸級暫定由150噸級增加到300噸級”。綜合以上情況，基本同意本電站通航建筑物按300噸級航道標準要求建設，并為500噸級通航建筑物布置留有余地。

3.3、通航建筑物方案比較

蜀河通航建筑物的設計，在上一階段(可行性研究設計)就目前通用的主要通航建筑物的三種形式（垂直升船機、船閘和斜面升船機）進行了方案和經濟比較，就三種通航建筑物的結構要求、布置特點以及通航能力而言，

4、升船機水工建筑物設計

壩趾最大垂直應力不得大于基礎允許承載力。壩踵垂直應力不出現拉應力，在短期組合下壩踵垂直拉應力不大于0.1MPa。排架結構作為垂直升船機的承重結構的一部分，上游排架結構總長69.5m，由10個排架柱組成。排架左、右兩側對稱布置，行走軌道中心距23.5m。每側皆有一雙跨結構和一單跨結構，排架柱中心距為15.625m。排架柱截面面積分為三種，由上至下依次增大，擬定柱斷面高程190.0m~205.0m為4.5m×5m，高程205.0m~221.3m為4m×4.5m，高程221.3m~225.5m為4m×4m，兩柱之間分別在高程205.0m和221.5m設斷面尺寸為3m×4m水平橫梁，使排架柱沿水流方向形成整體結構。排架柱頂高程根據提升機的軌道及鋼梁的結構高度確定為225.5m。根據通航凈空8m，承船廂吃水深度7.0m，上游最高通航水位217.3m，上游最低通航水位212.0m，確定上游端橫梁底高程應高于225.3m，底板高程低于205.0m。

升船機水工建筑物設計參照以下的設計規范：

（1）《防洪標準》GB50201-94

（2）《水電樞紐工程等級劃分及設計安全標準》DL5180-2003

（3）《內河通航標準》GB50139-2004

（4）《船閘總體設計規范》JTJ305-2001

（5）《船閘水工建筑物設計規范》JTJ307-2001

（6）《水工建筑物荷載設計規范》DL5077-1997

（7）《水工混凝土結構設計規范》DL/T5057-1996

（8）《混凝土重力壩設計規范》DL5108-1999

根據運行要求在軌道的上下游末端設有液壓式緩沖器，一旦移動式升船機水平運行機構失控時，藉以阻止提升機沖出軌道，為此在1#、3#和5#排架上下游支墩頂端分別設置長6m的牛腿，以滿足升船機的運行條件。設計原則：排架柱的結構設計主要參照橋梁墩臺設計設計規程，排架柱結構在各種荷載組合下必須滿足相應的強度、穩定和剛度的要求。

升船機水工建筑物設計要滿足以下3個條件：（1）強度條件.各驗算截面的應力不超過允許應力，基底應力不超過基巖的許可抗壓強度；（2）穩定條件。基本荷載組合條件下，結構截面上的偏心距e(e=∑M／∑N)不得大于0.25h(h為荷載作用方向的截面高度），特殊荷載組合下合力偏心e≤0.35h，基底面的合力偏心e≤1.2~1.5ρ（ρ為基底截面的合心半徑）；（3）剛度條件。排架柱的柱頂變形不超過提升機運行的容許值。

參考文獻

[1]《水力發電》-2003年2期-邢林生,

[2]《西華大學學報（自然科學版）》-2007年4期-張新偉

[3]《江西水利科技》-2008年4期-柯勁松,胡勇