思林水电站通航建筑物布置

摘 要：思林水电站过航建筑物为500t级垂直升船机，是目前贵州省境内第一个在建的大型过坝通航建筑物。本文介绍了思林水电站通航建筑物布置，包括建筑物型式选择、参数选取和结构布置。

关键词：垂直升船机 通航建筑物布置 思林水电站

1.前言

思林水电站位于贵州省东北部思南县思林乡境内的乌江上，是乌江干流中游河段的第八个梯级水电站。工程以发电为主，兼有航运、防洪和灌溉等效益。枢纽工程为Ⅰ等大（1）型，其主要建筑物由碾压混凝土重力坝、右岸地下引水发电系统，左岸垂直升船机等建筑物组成。乌江两千多年前就是长江下游的重要渡口，也是当时长江入海口往上游的第一渡口；垂直升船机的修建，解决了在河道上修建挡水建筑物的通航问题，并使得河道的货运能力得到了很大提高。

2.思林通航建筑物2.1通航建筑物型式

思林水电站通航建筑物设计水头较大，其最大通航设计水头达76.7m。枢纽以发电为主，其次为航运，兼有防洪、灌溉等综合效益要求，且河道顺直无有利地形（如垭口、弯道、台地等）可供利用，通航建筑物线路选择和布置设计受到多种因素（如泄洪、发电等）的制约。如考虑连续梯级船闸，虽能克服较大的水位落差，具有运转安全可靠，施工和管理经验丰富等优点，但船舶过闸时间长，通过能力小，土石方开挖量大，导致岩质高边坡规模过大和过分侵占河床泄洪宽度，耗水量大，影响发电效益。国内外经验表明，当水头在70m以上，宜建造升船机；水头在40～70m之间应进行升船机和船闸的比选；在40m以下，采用船闸通常比升船机优越。

思林水电站大坝坝基座落在夜郎组玉龙山段，坝轴线河谷断面基本呈对称“V”字型；枯期河水位为364.10m，水面宽80～90m，正常蓄水位440m时河谷宽265m，是典型的狭谷形河道。大坝校核洪水标准为5000年一遇；设计洪水标准为500年一遇。为此，在河床坝段设有7个表孔，作为汛期泄洪通道。大坝右岸地形完整，地表高程在480m～555m之间，上履岩体厚度为80～155m，围岩整体稳定性良好。在地表500m处有一缓坡，宜于布置地下厂房、地面开关站和出线工程，且地质条件适合开挖形成地下洞室，故引水发电系统布置于右岸。由于坝线所在河段的主河槽偏左岸，为方便与原主航道的连接，将通航建筑物布置在左岸为佳，加之因修建通航建筑物系统会形成一定范围的人工高边坡，而坝址区域的岩层为陡倾倾向上游偏左岸，通航建筑物系统布置在左岸也有利于人工高边坡的稳定。

单线升船机引航道平面布置，一般有对称型、反对称型和不对称型等3种形式。思林水电站上游引航道末端与泄洪表孔垂直距离16m，泄洪表孔堰顶高程为 418.50m，为保证下游生态流量和正常通航水位或防止水库水位过高，势必通过弧形闸门进行放水或泄洪。若上游引航道靠近河床布置，在泄洪表孔进行放水或泄洪过程中，会对引航道内河水横向及纵向流速产生影响，危及船舶航行安全；引航道左侧边坡比较平缓，建筑物向岸边布置不会产生高边坡开挖，且航道底部清理范围不大，所以上游引航道向岸边布置。下游引航道与消力池相距较近，厂房尾水流向与航道交角为62°，其影响范围几乎涵盖了整个下游引航道；为消除大坝泄洪及厂房尾水对航道流速的影响，下游引航道只能向岸边布置。思林水电站航道等级较高，通航单船吨位大；升船机单向年过坝客、货运量为200×104t，其单向年过坝船舶总载重吨位为341.25×104t。针对上述特点，垂直升船机不仅能适应高水头通航要求，而且建筑物较紧凑能适应峡谷河段的枢纽布置，故为本工程所采用。2 . 2通航建筑物布置

左岸单级垂直升船机方案主要由上游引航道、中间通航渠道、升船机本体段及下闸首、下游引航道等组成，全长849.86m，方案布置见图1和图2。

（1）上游引航道。

上游引航道位于水库内，全长236.40m，起止桩号为航0-236.40m至航 0+000m，其中航0-236.40m至航0-198m为转弯段，转弯半径220m，转角10°，引航道底宽38.00m，底高程428.00m。在上游引航道中，航0-055m至航0+000m为上游导航段，底宽由38.00m变为12.00m，进口右侧设浮式导航墙，由四跨混凝土墩式导航浮堤组成，墩面高程452.00m，进口左侧设混凝土挡墙式导航墙，呈圆弧型；航0-143m至航0-055m为上游调顺段；航0-198m至航0-143m为停泊段，左侧设四个靠船墩，导航设施顶高程为452.00m。

（2）中间通航渠道。

中间通航渠道全长64.40m，起止桩号为航0+000至航0+064.40m，渠道净宽12.00m，底高程428.00m。全渠位于左岸非溢流坝段，孔口宽12.00m，顶高程452.00m，该段设一拦洪检修闸，用于洪水期挡水和事故检修，闸门用坝顶门机启闭。

（3）升船机主体段。

升船机主体段由上闸首、塔楼本体和下闸首组成，全长108.00m。起止桩号为航0+064.40m至0+172.40m。上闸首长4.5m，宽40m，建基面高程348m，设一个带倒卧式小门的平板工作闸门，工作闸门可随上游水位的变化而升降以适应上游通航水位，倒卧式小门则作为过船时工作之用，闸门由设在闸顶的液压启闭机操纵。升船机塔楼长79m，宽40m，塔楼基础为厚7m的钢筋混凝土整板，船厢池底高程355m，中间净宽17.6m，在其两侧对称地布置钢筋混凝土箱形结构塔楼，用以支承承船厢、平衡重块等悬吊运动荷载及上部机房传来的荷载，为了运行操作方便和有利于结构受力，塔楼顶EL452m用联系梁连成整体。升船机主体设备包括主卷扬提升系统、主机房桥机、承船厢、承船厢附属设备、平衡重系统、承船厢顶紧机构、夹紧机构、承船厢安全锁定装置等。下闸首长24.5m，宽24m，建基面高程354.30m，底板高程360.30m，设置一扇带倒卧式小门的平板工作闸门，在其下游还设置一扇事故检修闸门。在塔楼靠下游右侧布置一排水泵房，内安装潜水泵，以便排除船厢池内积水。本体段顶部EL467.50m高程设置轻型网架，EL462.80m高程布置吊车，以便安装及检修机电设备。

（4）下游引航道。

下游引航道全长441.06m，起止桩号为航0+172.40m至航0+613.46m，其中航0+450.49m至航0+613.46m为出口段，航0+392.90m至航0+450.49m为转弯段，转弯半径220m，转角15°，引航道底宽38.00m，底高程360.30m。在引航道中，航0+172.40m至航0+336.90m为下游导航段，底宽从12.00m渐变为38.00m，右侧航0+172.40m至航0+488.96m设置长316.56m的混凝土倒“T”形导航墙，并在导航墙航0+367.00m至航0+488.96m每间隔5m设置1m宽孔洞，以改善引航道出口处的流态，便于船舶进出；航0+367.00m至航0+332.90m为下游调顺段；航0+336.90m至航0+392.90m为停泊段，在左侧靠岸坡设置4个靠船墩。导航设置顶高程为376m。

3.结语

思林水电站垂直升船机是贵州省境内第一个在建的500t级大型过坝水工建筑物，在设计和施工上存在一定的技术难度；这对我院来说，既是一个挑战，又是一个机遇。目前，思林水电站通航建筑物已进入主体工程施工期，针对垂直升船机建筑物的设计成果，正在进一步细化和优化通航建筑物的结构和布置设计，以便满足通航建筑物功能和用途的需要，更好地发挥效益。