齐俊麟 刘振嘉 冉晓俊 程升鹏 阮荣斌

摘 要：三峡及葛洲坝船闸目前采用单向同步进出闸运行方式，该方式在正常通航条件下、大风大雾通航条件下的通航调度和船闸运行对船闸上、下游导航靠船设施布置提出了新的要求。本文针对船舶单向进出闸条件下导航靠船设施布置提出了建议方案和措施，为最大限度地提高两者之间的匹配和适应程度，提高船闸运行闸次和通过能力，以及三峡新通道的建设提供参考。

关键词：单向;同步;进出闸;导航设施

中图分类号：U64           文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2019）08-0016-04

三峡及葛洲坝船闸航运需求持续增长，单向通过量在2011年突破亿吨，提前19年达到设计通过能力。根据近年来的统计数据，三峡船闸过闸船舶平均待闸时间超过40h，船闸有限通过能力与船舶过闸需求的之间的矛盾日益突出。为提高船闸通过能力，三峡通航管理单位根据过闸船舶、船闸运行和通航调度的特点，在确保通航安全的前提下，实施了一系列管理或技术措施，如船舶单向同步进出闸缩短过闸时间、提高船闸槛上水深利用水平、优化船舶调度排挡等，在取得显著效果的同时，相关通航要素的变化对导航靠船设施的布置提出了新的要求。

1船闸实际运行特点

1.1单向运行为主

正常情况下，三峡及葛洲坝船闸采用单向运行方式，即北线船闸上行，南线船闸下行，通常情况下在引航道内一般没有会船的要求，只有在遇到上、下游通航船舶数量不匹配，或一线船闸检修、另一线船闸运行等特殊情况下才采用换向运行。换向运行时仍然属于单向运行，船舶需要在引航道内会船。

1.2过闸船舶同步进出闸

三峡及葛洲坝船闸过闸船舶实际目前以单船组合过闸为主，其中95%过闸船舶为自航单船，与设计考虑的万吨级船队不同。为适应单船过闸需要，让单船过闸最大程度地接近或模拟“船队”过闸方式，通航管理单位不断优化船舶过闸流程，在确保安全的前提下，逐步采用了过闸船舶同步进出闸方式，即将尺度相近且排挡位置处于同一排的船舶作为一个单元，同时完成进出闸或移泊的一种方法。

过闸船舶同步进出闸调度需要利用适当长度导航墙作为待闸设施，形成储备闸次，借助船闸监控系统、测速测距系统等现代化装备和手段，对过闸船舶按调度计划实施预排档并确定船舶同步出闸解队时机和地点，保证前后单元间的安全距离及同时移泊船舶具有相近的航行速度，缩短船舶进闸和在闸室间移泊时间。其过闸流程如图1所示。

2船舶单向进出闸对导航靠船设施的布置需求

2.1正常天气情况下

正常天气情况下，以三峡船闸为例，已安检合格船舶（客船、特殊任务船除外）按照调度作业计划从上下游待闸锚地有序组织发航至上下游引航道，并在船闸上下游靠船墩、浮式导航堤靠泊待闸，按照运行闸次计划，进行进出闸、闸室内移泊等步骤，直至过闸完成。

根据三峡船闸上下引航道导航靠船设施布置情况，现有靠船墩、浮式导航堤只能满足一个闸次的船舶待闸和一个闸次船舶同步进出闸时停泊需要，如果连续按单向运行进出闸组织相应闸次船舶停泊，现有上下游导航墙与靠船墩的长度布置不能实现船舶单向运行组织方式的需要。

2.2大风大雾条件下

（1）船闸近坝区域大风大雾的特点。根据对庙河、仙人桥、太平溪设置的测风仪同步数据显示，庙河、仙人桥、太平溪大风发生时，风力在三峡船闸引航道呈逐步减弱趋势。根据现有船舶航行实践表明，受周围185米高程枢纽闸坝等上部遮蔽物影响，三峡船闸引航道水域实际风力小于同时段近坝水域风力，即近坝水域实测风力6级时，船闸引航道及闸室风力小于6级;三峡坝上大风绝大多数是西北风，其引航道轴线方向与常年大风（风向290°～310°）夹角较小，对船舶产生的倾侧力矩较小，仍然满足安全通航条件。此外，在近坝水域上下游发生大雾时，大多数情况下大雾发生区域不均匀，且以团雾为主，以至于某些水域能见度超过200米，能见度满足通航要求。因此，在近坝其它水域因大风、大雾气象条件禁航时，船闸闸室及引航道区域封闭式、控制性通航是可行的。

（2）船闸大风大雾时闸室滞航情况。当三峡船闸上游出现大风大雾情况（引航道和闸室满足通航条件）时，按照现行工作要求，南线下行停止发船，北线上行暂缓发船。船舶出闸后在靠船墩或导航墙靠泊。南线在导航墙待闸的船舶均可正常過闸，北线下游导航墙待闸船舶不得进入五闸室，仍在导航墙待闸;中间级闸室船舶往末级闸室移泊，尽量保证闸室内无船舶滞留。同理，当三峡船闸下游出现大风大雾情况时，下游引航道待闸船舶仍可正常过闸。

对于三峡船闸上、下游发生大风大雾情况时，从某种意义上说，储备闸次越多，大风大雾等不良天气对船闸通航的影响就越小。因此，在船闸上下游引航道增设导航靠船设施以增加储备闸次数量，是当前进一步提高船舶过闸能力的有效途径之一。

3 现有条件下增设导航靠船设施的布置方式

3.1 三峡船闸引航道导航靠船设施布置简介

三峡船闸上、下游均设有导航墙和靠船墩。上游导航墙为浮式导航墙，全长250m，另外南线在导航墙上游侧加有70m趸船，供船舶待闸停靠。上游南线靠船墩距闸前580m，两侧各布置9座靠船墩，间距25m，总长200m。下游导航墙为墩板式结构，南线长196m，北线后期在导航墙尾部增加5座靠船墩作为导航墙的一部分，全长300m，供船舶待闸停靠。下游靠船墩距闸前730 m，两侧各布置9座靠船墩，具体布置情况见图2。

由图可知，三峡双线船闸上、下游引航道均布置了导航段、调顺段、停泊段，双线船闸均满足双向通航要求。其中调顺段主要供船闸双向过闸时或进闸船队调顺船位的过渡段，曲线出闸时由船闸轴线位置转到航行中心线，或曲线进闸船舶由停靠线转到船闸轴线所需要的长度。三峡船闸调顺段、导航段的长度也根据后期运行需要有所调整，如南线上游导航墙尾部增加70m钢趸船延长导航墙、北线下游导航墙尾部侧通过增加5座靠船墩延长导航墙。

3.2导航靠船设施布置

3.2.1导航段与停泊段之间增加导航靠船设施

在南、北线上下游导航段与停泊段之间增加导航靠船设施，增加长度总体上导航墙能满足两个闸次待闸需要（即280m*2+50m=610m，50m为两个闸次船舶停泊之间的安全长度）。对于具体的结构形式，考虑引航道水流条件、船舶操纵等因素，宜采用底部可以透水的浮式导航堤或直立墩式结构。主要考虑有两种方式：

第一种，采用直接延长导航墙至靠船墩方式。延长后的调顺段长度有所减少，其中因靠船墩相对于导航墙延长线均向后移一定距离，南线上游延长后导航段需要考虑与靠船墩的衔接，设置必要的弧形过渡段（见图3）。该方式其优点在于：由于导航段均为直线段，可以直线进闸方式，有利于船舶同步进闸操作，提高过闸效率;其弊端在于船舶在曲线出闸时，北线上游导航段、南线下游导航段因为导航段的延长，船舶在导航段不便于船舶扬头转弯离开导航段，会影响船舶出闸速度。

第二种，采用敞开式布置方式。导航段增加部分采用斜向布置，同时可以兼做调顺段（见图4）。该方式的优点在于导航段兼做调顺段，可以满足船舶出闸时调顺船身，在较短时间内实现曲线出闸。其弊端在于：延长后的导航段与船闸中心线具有一定夹角（约4-5°），需要船舶采用曲线进闸方式，相对增加了船舶操作难度。

因此，基于船闸主要采用单向运行的方式，可以考虑以上两种方式相结合方法，即南线上游导航段、北线下游导航段延长部分采用均采用直线布置型式，与船闸中心线平行;南线下游导航段、北线上游导航段延长部分采用敞口型布置，便于船舶曲线出闸（见图5）。

3.2.2延长停泊段，适当缩短调顺段

在上下游导航墙处增加墩式靠船设施，延长后的长度以至少满足两个闸次停靠需要为宜（见图6）。另外，规范对于调顺段的长度的规定主要考虑双线船闸双向运行，以船队尺度来计算确定，通常取船队长度的1.5-2.0倍。因此，对于以单向运行、单船为主的引航道通航建筑物布置来说，调顺段在某种意义上说具有适当缩短的可能性。

延长停泊段，适当缩短调顺段方案的优点在于可以尽量保留调顺段，有利于船舶进行会让、调顺等操纵。弊端是在于与导航段待闸相比，离闸前的距离较长，船舶同步进出闸的时间相应增加。

3.2.3方案比选

导航段与停泊段之间增加导航靠船设施和延长停泊段、适当缩短调顺段两个方案都能满足增加两个储备闸次的需求，提高通航效率，但是导航段与停泊段之间增加导航靠船设施能实现船舶单向同步进出闸，能更好地适应通航调度和船闸运行要求，方案更优。

4 结论及建议

（1）增设导航靠船设施可显著提高船闸的通过能力。無论是正常天气还是大风大雾条件下，三峡与葛洲坝船闸在现有条件下，通过增设导航靠船设施形成储备闸次，采取同步进出闸等方式，优化船舶过闸流程，可以缩短进出闸移泊时间，增加船闸运行闸次，提高船闸通过能力。

（2）增设导航靠船设施减少新通道建设影响。三峡与葛洲坝船闸在新通道建设前增设导航靠船设施，可以有效增加储备闸次，提高船舶过闸效率，减少施工期对通航的影响，有利于施工期船舶的通航安全和调度组织，具有十分重要的意义。

（3）增加导航靠船设施满足两个闸次待闸需要。考虑三峡多线船闸和升船机之间的联合调度运行，引航道布置的导航靠船设施，在总体满足船舶直线进闸、曲线出闸的前提下，同时要能满足船舶单向同步进出闸对储备闸次数量的需要;对于近坝水域锚泊区的建设，在引航道设置专用的待闸集泊区和靠泊区，延长导航靠船设施长度，能停靠两个闸室的待闸船舶，保证各功能区之间紧密衔接和配套运行，充分发挥枢纽工程通航效益。