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【摘要】漢江上游陜西境內(nèi)轄區(qū)地處秦巴山區(qū)，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(fā)展航運已成為本地區(qū)對外經(jīng)貿(mào)活動的重要途徑。

【關(guān)鍵詞】水電站通航建筑物設(shè)計

目錄

摘要…………………………………………………………………………1

1、工程概況……………………………………………………3

2、基本資料和設(shè)計參數(shù)………………………………………………3

2.1、航道規(guī)模、等級及船舶尺寸……………………………………3

2.2、工程等級及洪水標(biāo)準(zhǔn)………………………………………………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(guī)模規(guī)劃……………………………………5

3.3、通航建筑物方案比較………………………………………………5

4、升船機水工建筑物設(shè)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(nèi)的漢江上游干流上，壩址在旬陽縣蜀河鎮(zhèn)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(fā)規(guī)劃中的第六個梯級電站。工程的主要任務(wù)是發(fā)電，并兼顧航運等。電站廠房內(nèi)布置有6臺貫流機組，單機容量45MW。根據(jù)漢江流域梯級開發(fā)的規(guī)劃內(nèi)容，通航建筑物設(shè)計是蜀河水電站工程布置的不可缺少的內(nèi)容之一。

2、基本資料和設(shè)計參數(shù)

2.1、航道規(guī)模、等級及船舶尺寸

2004年統(tǒng)計資料，漢江擁有機動船舶1370艘，總載重噸7399t、載客量15731客位?？痛骄?2.7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(zhuǎn)量5265萬人公里、貨運量104萬t、貨運周轉(zhuǎn)量2798萬t•km?？瓦\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(qū)，運輸貨類主要有煤炭、建筑材料、農(nóng)副產(chǎn)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(qū)航道，形成于1973年，當(dāng)時設(shè)計有30T的斜坡式升船機，斜坡道已經(jīng)施工，但上部結(jié)構(gòu)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(diào)峰影響；漢陽坪至安康電站大壩130公里，為庫區(qū)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(qū)峽谷型河道，經(jīng)過多年整治，現(xiàn)已經(jīng)達到VI級航道標(biāo)準(zhǔn)。

漢江干流共有港口40個，岸線總長30.6公里，作業(yè)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(qū)）和安康新港有裝卸機械外，其他港口均為人力作業(yè)。

2004年納入統(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計安全標(biāo)準(zhǔn)》DL5180-2003的有關(guān)規(guī)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(shè)兼溢流表孔等）為2級；次要建筑物（縱向?qū)?、尾水渠、消力池等）?級；臨時建筑物（導(dǎo)流工程、施工臨建工程等）按4級建筑物設(shè)計。

蜀河水電站工程為河床式電站，大壩為混凝土閘壩結(jié)構(gòu)，正常蓄水位水庫總庫容為1.76億m3，裝機容量為270MW。根據(jù)《水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計安全標(biāo)準(zhǔn)》（DL5180-2003）的規(guī)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(shè)計洪水重現(xiàn)期為200年～100年，校核洪水重現(xiàn)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(guān)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(jù)蜀河壩址處地形、地質(zhì)條件，結(jié)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(dǎo)航堤、上下游排架結(jié)構(gòu)、航運壩段以及附屬設(shè)施（靠船墩、服務(wù)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(jié)合布置。

3.2、通航建筑物近期和遠期規(guī)模規(guī)劃

設(shè)計結(jié)合以下條文：

（1）2004年陜西省交通廳關(guān)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(shè)，并預(yù)留建設(shè)500噸級通航建筑物的條件。

（2）陜西省發(fā)展和改革委員會下發(fā)的陜發(fā)改能源函[2005]69號《關(guān)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(guī)模近期按300t級通航建筑物考慮，遠期預(yù)留建設(shè)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(guān)航運方面的意見：根據(jù)1998年交通部、水利部、經(jīng)貿(mào)委批復(fù)的航道等級標(biāo)準(zhǔn)，蜀河水電站所在河段規(guī)劃為Ⅳ級航道；根據(jù)發(fā)改農(nóng)經(jīng)20042530號文《印發(fā)國家發(fā)展和改革委關(guān)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(biāo)準(zhǔn)要求建設(shè)，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(shè)計，在上一階段(可行性研究設(shè)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(jīng)濟比較，就三種通航建筑物的結(jié)構(gòu)要求、布置特點以及通航能力而言，

4、升船機水工建筑物設(shè)計

壩趾最大垂直應(yīng)力不得大于基礎(chǔ)允許承載力。壩踵垂直應(yīng)力不出現(xiàn)拉應(yīng)力，在短期組合下壩踵垂直拉應(yīng)力不大于0.1MPa。排架結(jié)構(gòu)作為垂直升船機的承重結(jié)構(gòu)的一部分，上游排架結(jié)構(gòu)總長69.5m，由10個排架柱組成。排架左、右兩側(cè)對稱布置，行走軌道中心距23.5m。每側(cè)皆有一雙跨結(jié)構(gòu)和一單跨結(jié)構(gòu)，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(shè)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(jié)構(gòu)。排架柱頂高程根據(jù)提升機的軌道及鋼梁的結(jié)構(gòu)高度確定為225.5m。根據(jù)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(yīng)高于225.3m，底板高程低于205.0m。

升船機水工建筑物設(shè)計參照以下的設(shè)計規(guī)范：

（1）《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB50201-94

（2）《水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計安全標(biāo)準(zhǔn)》DL5180-2003

（3）《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》GB50139-2004

（4）《船閘總體設(shè)計規(guī)范》JTJ305-2001

（5）《船閘水工建筑物設(shè)計規(guī)范》JTJ307-2001

（6）《水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范》DL5077-1997

（7）《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》DL/T5057-1996

（8）《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》DL5108-1999

根據(jù)運行要求在軌道的上下游末端設(shè)有液壓式緩沖器，一旦移動式升船機水平運行機構(gòu)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(shè)置長6m的牛腿，以滿足升船機的運行條件。設(shè)計原則：排架柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要參照橋梁墩臺設(shè)計設(shè)計規(guī)程，排架柱結(jié)構(gòu)在各種荷載組合下必須滿足相應(yīng)的強度、穩(wěn)定和剛度的要求。

升船機水工建筑物設(shè)計要滿足以下3個條件：（1）強度條件.各驗算截面的應(yīng)力不超過允許應(yīng)力，基底應(yīng)力不超過基巖的許可抗壓強度；（2）穩(wěn)定條件?；竞奢d組合條件下，結(jié)構(gòu)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(fā)電》-2003年2期-邢林生,

[2]《西華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）》-2007年4期-張新偉

[3]《江西水利科技》-2008年4期-柯勁松,胡勇