[发明专利]十字型立体船闸暨水运互通立交

说明书

技术领域

本发明属于水运交通基础设施建设的技术领域，具体涉及一种在两条具有一定的水位差的河流交汇处设置具有水运互通功能的十字型或T型立体船闸。

背景技术

1.船闸技术和升船机技术

中国是建造船闸最早的国家。秦始皇33年（公元前214年）凿灵渠，设置陡门，又称斗门，即今称闸门，用以调整陡门前后的水位差，使船舶能在有水位差的航道上通行。这种陡门构成单门船闸，简称单闸，又称半船闸。南朝宋景平年间（公元423-424年），在扬子津（今江苏省扬州市扬子桥）河段上建造了2座陡门，顺序启闭这两道陡门，控制两陡门间河段的水位，船舶就能克服水位落差上驶或下行。宋朝雍熙年间（公元984-987年）在西河（今江苏省淮安-淮阴间的运河）建造两个陡门，间距50步（约合76米），陡门上设有输水设备，这就是中国历史上有名的西河闸，是现代船闸的雏形。

在欧洲，单闸在12世纪首次出现于荷兰。1481年意大利开始建造船闸。20世纪后，在美国、苏联和西欧各国，由于河流的开发和航运的发展，船闸的数量逐渐增多，技术上也不断改进。

船闸主要由闸室、闸首、引航道三个基本部分和输水系统、口门区、连接段、锚泊地、远方调度站、导航建筑物、靠船建筑物、闸阀门、启闭机械、电气控制设备和通讯、助导航、运行管理等附属设施及生产、生活辅助建筑物等组成。

船闸的种类很多，按其特征可分为不同的种类。按照船闸所处的地理位置和过闸船舶不同，可分为内河船闸与海船闸。根据船闸级数的不同，可分为单级船闸与多级船闸（如三峡五级船闸）。根据船闸线数，可分为单线船闸与多线船闸。根据船闸使用的特点，在已建的船闸中还有广室船闸、省水船闸（如桂林春天湖船闸）、井式船闸等各种类型。

根据《内河通航标准》（GB 50139-2014），船闸级别按通航的设计最大船舶吨位划分为7级，Ⅰ-Ⅶ级船闸对应的设计最大船舶吨位分别为3000吨及以上、2000吨、1000吨、500吨、300吨、100吨、50吨。

三峡船闸为双线五级连续船闸，规模举世无双，堪称世界上最大的船闸。它全长6.4公里，其中船闸主体部分1.6公里，引航道4.8公里。五级船闸的总设计水头为 113米，单级最大运行水头45.2m，单级闸室有效尺寸为280＊34＊5m（长＊宽＊槛上水深），是世界上级数最多、总水头最高的内河船闸。船闸共有24扇人字闸门，三分之二的人字门高36.75米（最大高度38.5米），宽20.2米，厚3米，重达850吨，面积接近两个篮球场，其外形与重量均为世界之最，号称“天下第一门”。

桂林春天湖船闸是目前国内尚无先例的单级、双线、省水船闸。

江苏省盐城市境内的阜宁船闸(详见附图5——阜宁船闸卫星地图截图平面图)，建设期为1972年11月到1974年10月，1975年6月投入使用。船闸工程按六级航道标准，三级水工建筑物要求设计，采用一闸三首的“Y”型平面布置形式，三面闸室墙均为圆弧形，弧形闸室墙的最小半径约为40米。一个上闸首连通苏北灌溉总渠上游，两个下闸首分别连通苏北灌溉总渠下游和小中河航道，沟通了总渠、里下河航线。三个闸首宽度均为10米，闸室总长135米，设计过闸能力为每闸1500～2000吨。

目前，世界上线数最多的船闸是莱茵河上荷兰境内的福耳克拉克四线船闸；级数最多的多级船闸是苏联卡马河上的六级船闸；水头最大的单级船闸是苏联额尔齐斯河上水头为42米的乌斯季卡缅诺戈尔斯克船闸；巴拿马运河船闸闸室长305米，宽33.5米，船只在船闸中可以提升或降低26米。

升船机和船闸是两种不同的船舶通航设施。升船机通航，俗称船舶“坐电梯”，即船舶进入升船机承船厢，升船机通过提升机构使承船厢和船舶整体提升，实现船舶或上或下的翻坝。

升船机作为一种升降船舶的机械设施，主要有干运式升船机、水压式升船机、浮筒式升船机、斜面升船机、平衡重式垂直升船机几种类型。升船机比船闸节省水或几乎不耗水，在少水的河流或人工运河上，这是一个重要的优点。在高水头的通航建筑物中，升船机的造价通常低于船闸。升船机最大的优点在于通航时间比船闸通航时间大大缩短。