五河复线船闸平面布置研究
孙立武 韩朋 刘学学
摘 要：五河复线船闸为安徽省沱浍河航道上重要的节点工程。由于受上游已建桥梁通航桥孔、施工期一线船闸正常运行、岸侧已有建筑物等因素影响，复线船闸平面布置成为工程投资及工程運营条件的关键。对五河复线船闸平面布置制约因素和可能的平面布置方案进行了研究，对推荐方案进行了总结，为复线船闸的平面布置提供了一种新思路。
关键词：复线船闸；分洪闸；平面布置
中图分类号：U641.2 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2018）9-0056-02
浍河是淮北地区重要的省际河道，发源于河南省的商丘境内，在五河县城西南汇入淮河，全长320km。
五河闸枢纽位于五河县城关镇新城区和老城区之间的新开河上，距入淮河口1000m处，枢纽的主要功能是抢排内水、引淮水灌溉和航运，由分洪闸、船闸及闸上交通桥等组成，建成于1974年5月。
现有一线船闸有效尺度（长×宽×门槛水深，下同）为82.7×10.4×1.75m，设计最大船舶吨级100t。随着过闸船舶吨位逐年增大，一线船闸已经难以满足水运的需求，成为限制运能的“瓶颈” [1]。
2016年10月五河复线船闸工程正式开工建设，建设复线船闸有效尺度为200×23×4米。
1 复线船闸平面布置制约因素
一线船闸与分洪闸并列布置在主河道内，船闸中心距分洪闸中心约117m。上游侧两岸为怀洪新河堤，为2级堤防；下游侧两岸为淮北大堤，为1级堤防。河道两岸特别是北岸建有大量房屋，街道房屋密集，靠近河岸，没有空地。上游距一线船闸260m处建有青年路跨河公路桥，桥跨组合为38+2×40m+（40m+70m+70m+40m）+40+2×38m，通航净高7.9m。
根据已建一线船闸的现状，拟建复线船闸平面布置的制约因素主要有：
（1）一线船闸的影响。复线船闸建设周期长，为了减少施工期复线船闸的建设对经济社会的影响，复线船闸布置需满足施工期一定的航运需求，没有其他航运渠道时，应保证一线船闸不断航；
（2）上游跨河公路桥的影响。复线船闸布置时，需要保证跨河公路桥依然能正常通车，降低施工对桥梁的影响；
（3）闸址位于市区，居民、设施密集，如果占用河滩或者陆域面积，拆迁的难度、工程投资、社会风险就会很高[2]；
（4）五河分洪闸是重要的水利枢纽，具有引水、分洪的作用，复线船闸的布置应尽可能保持现有的防洪工程布局。
2 平面布置原则
（1）确保船舶在引航道中的通航安全；
（2）闸位选择应有利于船闸的管理和运营；
（3）确保施工期间枢纽已有建构筑物的安全和正常运行；
（4）船闸建设应有利于环境保护和环境改善。
3 平面布置方案
围绕复线船闸平面布置的制约因素，确定了2个平面布置方案[3～5]。
（1）方案一
拆除所有的15孔分洪闸，在河道北岸新建3孔分洪闸，复线船闸布置其南侧，与分洪闸、一线船闸闸中心距分别为60m、100m，三者间设分流岛。具体布置见图1。
图1 复线船闸平面布置图（方案一）
引航道采用不对称式布置，与一线船闸共用上、下游引航道，引航道底宽均为45.0～80.0m。由于双线船闸通航标准增加，需要对上下游河道右岸进行局部切滩，并拆除上游右岸河道绿化景观。除需拆除船闸管理处外，不涉及民房，拆迁移民安置难度小。
在不降低道路等级和通行条件的情况下，采用“拆一还一”的原则，移位改建过闸交通桥梁，桥址位于分洪闸下游约45m、复线船闸下闸首下游约15.0m处，桥梁及接线设计全长820m，与复线船闸斜交1度，最小纵坡0.662%，最大纵坡3.75%，最小坡长60m（顺接原地面）。为方便运行、管理需要，在闸室侧距下闸首10.0m处，布置过闸人行钢结构交通桥，桥面高程26.70m，桥跨30.0m，桥宽3.0m。
（2）方案二
保留原有的15孔分洪闸，不再新建分洪闸。相应的，复线船闸不再占用已有航道，布置在一线船闸南侧，与一线船闸中心距为80m，两者之间以天然地形为分流岛。具体布置见图2。
图2 复线船闸平面布置图（方案二）
引航道采用不对称式布置，但与一线船闸不再共用上、下游引航道，而采用单独引航道的形式，引航道底宽均为45.0m。由于引航道不在原有的航道内，需要对岸边陆域进行开挖。占用陆域，使得部分房屋以及上下游的防洪大堤在引航道建设范围内，需要房屋拆迁以及防洪大堤的移位改建。青年路桥引航道上桥跨较短，无法满足通航需求，需要对青年路桥进行改建。
为了不降低道路等级和通行条件，跨闸公路桥同样需要移位改建，但相比于方案一，桥梁跨度增加，桥梁规模增大。为方便运行、管理需要，布置过闸人行钢结构交通桥，尺度同方案一。
4 方案比较
根据以上两个平面布置方案的拟定，两方案的优缺点见表1。
表1 复线船闸平面布置方案优缺点比较表
项目 方案一 方案二
优点 ①平面布置紧凑，航道布置相对顺畅；防洪工程总体布局不变；
②拆迁及征地面积小，实施相对容易；
③工程造价相对较低。 ①保留了15孔分洪闸，对现状分洪闸基本无影响；
②不占用原航道，施工期对船舶通航安全影响较小。
缺点 ①上游引航道疏挖对右岸景观区影响范围稍大；
②上游侧闸基存在淤泥质重粉质壤土层，地基处理工程量大。 ①复线船闸和引航道均需开挖陆域，开挖工程量大，对现状滨河公园影响较大；
②复线船闸范围拆迁工作量大，征地面积大，协调难度大；
③需对现状的青年路桥进行改建，建设成本增加；
④工程造价相对较高。
按现行的规划设计条件分洪闸引水、防洪的功能需要保留，方案一选择原位拆除重建分洪闸，合理地减小分洪闸规模，充分利用剩余水域建设复线船闸，对周围建筑物影响小，仅过闸交通桥需要移位改建；方案二选择完全保留老分洪闸，征用陆域面积建设复线船闸对周围建筑物影响大，除了过闸交通桥、青年路桥需要移位改建外，部分房屋需要拆迁，上下游的防洪大堤需要移位改建，开挖对上游滨河公园也会造成影响。因此综合考虑，推荐闸位布置方案一，即按拆除重建分洪闸、直接参与防洪布置的方案布置新船闸。
5 结语
（1）一线船闸存在货运量不足等问题，若复线船闸平面布置不合理导致一线船闸无法正常运转，施工期间势必造成长时间断航，影响区域经济发展，因此复线船闸的布置对现有一线船闸的影响需要优先分析研究。
（2）五河复线船闸工程中需拆除老分洪闸，影响水利枢纽的运作，但是平面布置中将复线船闸和新分洪闸并列布置，一次设计，同步实施，兼顾水运和水利，避免了工程建设中建筑物的相互影响。
（3）五河复线船闸工程位于五河县城，南、北两岸紧邻街道，房屋密集无空旷场地，通过综合比较，采用拆除现有分洪闸，在主河槽中布置复线船闸的方案，为复线船闸的选址提供了一种新的思路。
（4）五河闸枢纽上游建设有青年路桥，复线船闸方案布置应在保证船舶通航安全和桥梁结构安全的前提下，尽量利用现有的桥梁，避免造成工程浪费。
参考文献：
[1] 刘和平. 开发沱浍河航运促进中部地区崛起[J]. 水运工程， 2008（1）： 68-72.
[2] 张珊， 吴澎. 长洲水利枢纽3-4号船闸平面布置研究[J]. 水利水运工程学报， 2012（4）： 1-5.
[3] 韩巍巍， 汤建宏， 张黎明. 蔺家坝复线船闸闸位布置[J]. 水运工程， 2014（4）： 133-137.
[4] 張波， 李振亚. 固镇复线船闸上游航道口门区平面布置研究[J]. 治淮， 2011（2）： 28-30.
[5] 王辉， 陈文辽， 刘俊生. 淮安三线船闸闸位方案的比选[J]. 水运工程， 2003（5）： 51-53.
摘 要：五河复线船闸为安徽省沱浍河航道上重要的节点工程。由于受上游已建桥梁通航桥孔、施工期一线船闸正常运行、岸侧已有建筑物等因素影响，复线船闸平面布置成为工程投资及工程運营条件的关键。对五河复线船闸平面布置制约因素和可能的平面布置方案进行了研究，对推荐方案进行了总结，为复线船闸的平面布置提供了一种新思路。
关键词：复线船闸；分洪闸；平面布置
中图分类号：U641.2 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2018）9-0056-02
浍河是淮北地区重要的省际河道，发源于河南省的商丘境内，在五河县城西南汇入淮河，全长320km。
五河闸枢纽位于五河县城关镇新城区和老城区之间的新开河上，距入淮河口1000m处，枢纽的主要功能是抢排内水、引淮水灌溉和航运，由分洪闸、船闸及闸上交通桥等组成，建成于1974年5月。
现有一线船闸有效尺度（长×宽×门槛水深，下同）为82.7×10.4×1.75m，设计最大船舶吨级100t。随着过闸船舶吨位逐年增大，一线船闸已经难以满足水运的需求，成为限制运能的“瓶颈” [1]。
2016年10月五河复线船闸工程正式开工建设，建设复线船闸有效尺度为200×23×4米。
1 复线船闸平面布置制约因素
一线船闸与分洪闸并列布置在主河道内，船闸中心距分洪闸中心约117m。上游侧两岸为怀洪新河堤，为2级堤防；下游侧两岸为淮北大堤，为1级堤防。河道两岸特别是北岸建有大量房屋，街道房屋密集，靠近河岸，没有空地。上游距一线船闸260m处建有青年路跨河公路桥，桥跨组合为38+2×40m+（40m+70m+70m+40m）+40+2×38m，通航净高7.9m。
根据已建一线船闸的现状，拟建复线船闸平面布置的制约因素主要有：
（1）一线船闸的影响。复线船闸建设周期长，为了减少施工期复线船闸的建设对经济社会的影响，复线船闸布置需满足施工期一定的航运需求，没有其他航运渠道时，应保证一线船闸不断航；
（2）上游跨河公路桥的影响。复线船闸布置时，需要保证跨河公路桥依然能正常通车，降低施工对桥梁的影响；
（3）闸址位于市区，居民、设施密集，如果占用河滩或者陆域面积，拆迁的难度、工程投资、社会风险就会很高[2]；
（4）五河分洪闸是重要的水利枢纽，具有引水、分洪的作用，复线船闸的布置应尽可能保持现有的防洪工程布局。
2 平面布置原则
（1）确保船舶在引航道中的通航安全；
（2）闸位选择应有利于船闸的管理和运营；
（3）确保施工期间枢纽已有建构筑物的安全和正常运行；
（4）船闸建设应有利于环境保护和环境改善。
3 平面布置方案
围绕复线船闸平面布置的制约因素，确定了2个平面布置方案[3～5]。
（1）方案一
拆除所有的15孔分洪闸，在河道北岸新建3孔分洪闸，复线船闸布置其南侧，与分洪闸、一线船闸闸中心距分别为60m、100m，三者间设分流岛。具体布置见图1。
图1 复线船闸平面布置图（方案一）
引航道采用不对称式布置，与一线船闸共用上、下游引航道，引航道底宽均为45.0～80.0m。由于双线船闸通航标准增加，需要对上下游河道右岸进行局部切滩，并拆除上游右岸河道绿化景观。除需拆除船闸管理处外，不涉及民房，拆迁移民安置难度小。
在不降低道路等级和通行条件的情况下，采用“拆一还一”的原则，移位改建过闸交通桥梁，桥址位于分洪闸下游约45m、复线船闸下闸首下游约15.0m处，桥梁及接线设计全长820m，与复线船闸斜交1度，最小纵坡0.662%，最大纵坡3.75%，最小坡长60m（顺接原地面）。为方便运行、管理需要，在闸室侧距下闸首10.0m处，布置过闸人行钢结构交通桥，桥面高程26.70m，桥跨30.0m，桥宽3.0m。
（2）方案二
保留原有的15孔分洪闸，不再新建分洪闸。相应的，复线船闸不再占用已有航道，布置在一线船闸南侧，与一线船闸中心距为80m，两者之间以天然地形为分流岛。具体布置见图2。
图2 复线船闸平面布置图（方案二）
引航道采用不对称式布置，但与一线船闸不再共用上、下游引航道，而采用单独引航道的形式，引航道底宽均为45.0m。由于引航道不在原有的航道内，需要对岸边陆域进行开挖。占用陆域，使得部分房屋以及上下游的防洪大堤在引航道建设范围内，需要房屋拆迁以及防洪大堤的移位改建。青年路桥引航道上桥跨较短，无法满足通航需求，需要对青年路桥进行改建。
为了不降低道路等级和通行条件，跨闸公路桥同样需要移位改建，但相比于方案一，桥梁跨度增加，桥梁规模增大。为方便运行、管理需要，布置过闸人行钢结构交通桥，尺度同方案一。
4 方案比较
根据以上两个平面布置方案的拟定，两方案的优缺点见表1。
表1 复线船闸平面布置方案优缺点比较表
项目 方案一 方案二
优点 ①平面布置紧凑，航道布置相对顺畅；防洪工程总体布局不变；
②拆迁及征地面积小，实施相对容易；
③工程造价相对较低。 ①保留了15孔分洪闸，对现状分洪闸基本无影响；
②不占用原航道，施工期对船舶通航安全影响较小。
缺点 ①上游引航道疏挖对右岸景观区影响范围稍大；
②上游侧闸基存在淤泥质重粉质壤土层，地基处理工程量大。 ①复线船闸和引航道均需开挖陆域，开挖工程量大，对现状滨河公园影响较大；
②复线船闸范围拆迁工作量大，征地面积大，协调难度大；
③需对现状的青年路桥进行改建，建设成本增加；
④工程造价相对较高。
按现行的规划设计条件分洪闸引水、防洪的功能需要保留，方案一选择原位拆除重建分洪闸，合理地减小分洪闸规模，充分利用剩余水域建设复线船闸，对周围建筑物影响小，仅过闸交通桥需要移位改建；方案二选择完全保留老分洪闸，征用陆域面积建设复线船闸对周围建筑物影响大，除了过闸交通桥、青年路桥需要移位改建外，部分房屋需要拆迁，上下游的防洪大堤需要移位改建，开挖对上游滨河公园也会造成影响。因此综合考虑，推荐闸位布置方案一，即按拆除重建分洪闸、直接参与防洪布置的方案布置新船闸。
5 结语
（1）一线船闸存在货运量不足等问题，若复线船闸平面布置不合理导致一线船闸无法正常运转，施工期间势必造成长时间断航，影响区域经济发展，因此复线船闸的布置对现有一线船闸的影响需要优先分析研究。
（2）五河复线船闸工程中需拆除老分洪闸，影响水利枢纽的运作，但是平面布置中将复线船闸和新分洪闸并列布置，一次设计，同步实施，兼顾水运和水利，避免了工程建设中建筑物的相互影响。
（3）五河复线船闸工程位于五河县城，南、北两岸紧邻街道，房屋密集无空旷场地，通过综合比较，采用拆除现有分洪闸，在主河槽中布置复线船闸的方案，为复线船闸的选址提供了一种新的思路。
（4）五河闸枢纽上游建设有青年路桥，复线船闸方案布置应在保证船舶通航安全和桥梁结构安全的前提下，尽量利用现有的桥梁，避免造成工程浪费。
参考文献：
[1] 刘和平. 开发沱浍河航运促进中部地区崛起[J]. 水运工程， 2008（1）： 68-72.
[2] 张珊， 吴澎. 长洲水利枢纽3-4号船闸平面布置研究[J]. 水利水运工程学报， 2012（4）： 1-5.
[3] 韩巍巍， 汤建宏， 张黎明. 蔺家坝复线船闸闸位布置[J]. 水运工程， 2014（4）： 133-137.
[4] 張波， 李振亚. 固镇复线船闸上游航道口门区平面布置研究[J]. 治淮， 2011（2）： 28-30.
[5] 王辉， 陈文辽， 刘俊生. 淮安三线船闸闸位方案的比选[J]. 水运工程， 2003（5）： 51-53.
