五强溪船闸
编辑基本信息
位于湖南省沅水五强溪水电站的左岸,为单线连续三级船闸。最大设计水头为60.9 m,二闸首最大工作水头为42.5 m,是20世纪世界上已建船闸中闸首水头最高的。一、三、四闸首水头分别为24.1 m、36.8 m和18.4 m。
该船闸主体结构部分包括上游进水口段、闸室段及下游泄水口段,全长529 m,连同上、下游引航道的总长度为1 660 m。航道与船闸等级均为4级,过闸最大船舶为顶推2×500 t驳船队。闸室有效尺寸为130 m×12 m×2.5 m(长×宽×门槛水深),设计过闸年货运量为250万t(其中200万t为下行)此外,还有45万m3的木材(全部下行)。船闸输水系统为闸墙长廊道、闸室中心进口立体分流、闸底廊道两区段等惯性输水(见图)。
五强溪船闸输水系统布置示意图
1—闸墙主廊道;2—闸室纵支廊道;3—出流支孔;4—立交分流口
多支孔进水口布置在进口段的边墩内,从上游引航道中取水。左侧泄水口采用倒口出流廊道将水流泄至下游引航道,右侧泄水口直接将水流泄入右侧河床。输水阀门为反向弧形阀门,其尺寸为2.5 m×2.5 m(宽×高),阀门后紧接一个向上的突扩型廊道,突扩体高7.5 m、长9.0 m、宽5.0 m,其目的是增大门后压力,降低流速,减免阀门空化。该体形与水口船闸相同,在世界上均属首次采用。左侧泄水口采用的倒口出流廊道亦是一种新的消能措施,可显著改善水流在出口处的流态,减小其紊动程度(参见短廊道输水系统)。闸室廊道尺寸为4 m×6 m(高×宽),在上、下半闸室内各设置12个顶部出水孔缝,其尺寸均为6 m×0.24 m(长×宽),孔距为4.0 m,孔缝上方设置消能盖板。廊道出水孔段总长度约为闸室长度的68%。由于该枢纽上、下游通航水位变幅分别为20 m和8.7 m,为了降低二、三闸室的闸墙高度,便于输水阀门运行操作,在该两闸室右闸墙设置若干溢流堰孔,当二、三闸室充水时,多余的水体由堰孔溢流至河道中。当输水阀门以4 min开启时,二闸室充水时间为10.5 min,其他闸室充、泄水时间均小于上述值。
为防止输水廊道发生空蚀破坏,提高廊道边壁材料的抗空蚀性能,除在二、三闸首阀门段的突扩体内采用钢板衬砌外,其余部位廊道均采用具有良好抗空蚀性能的硅粉混凝土衬护,其厚度均为0.5 m。
船闸于1995年建成并投入运行,1996~1997年曾对输水系统及输水阀门流激振动进行了原型观测,结果表明,阀门段内未观测到负压,阀门井内水位变化平稳,无空化噪声出现。闸室内船舶过闸停泊条件良好,阀门在运行过程中亦未发生危害性振动。由倒口泄水廊道泄出的水流能均匀而平稳地进入下游航道内。该船闸总体运行良好,达到了原设计要求。