[0001] 船闸，交通运输、水力学技术领域。

[0002] 三峡双线五级船闸设计年通过量为1亿吨，2011年达到了1.003亿吨，提前19年达到了设计通过能力，2014年将达到1.1亿吨，处于饱和状态，而且挖潜空间有限(交通部：《三峡船闸提前19年饱和挖潜空间有限》2014年05月23日，新京报)。2014年的1.1亿吨不是畅通数据，而是堵船后的结果。三峡船闸2003年通航，2004年就出现堵船：“待闸时间最长的一次，让900多艘滚装船等了整整5天5夜，致使水果、肉类等一些鲜货变质，个别船方由此赔偿损失一次性高达3万元以上。一些货车司机担心车上的货物被偷被抢，整天整夜守着车子和货物，不能随便走动。”(新华网：《三峡船闸是否会成为长江黄金水道“瓶颈”》2004-10-20)。迫于堵船待闸时间过长，部分货车寻公路绕行，部分货主寻铁路运输。
如果畅通，2014年通过量就不是1.1亿吨，而是更多。

[0003] 《船闸总体设计规范》3.3.3.(3)：“水头＞40m，采用两级或多级船闸”已经成为技术进步的障碍。“两级或多级船闸”有费水、费时、空载、通过量低等缺点，单级双线船闸有快捷、节水、无空载、通过量高等优点，鉴于长江三峡航运现状，必须提出水头＞40m的单级双线船闸建设的技术攻关课题。变则通，采取综合输水系统以及消能消波方式，采取下游闸门适当缩小受力面以及双闸门设计，能够解决水头＞40m而对设施以及船舶造成的压力、冲击问题，利用高水头实现快速安全升降船作业，促进有关“规范”条款更新，推动技术进步。发明内容

[0004] 在建三峡过船机年通过量约0.2亿吨，未运行先饱和，已成为长江黄金水道“瓶颈”。鉴于三峡过船机优越地理位置以及基础施工，根据《船闸总体设计规范》和《船闸输水系统设计规范》等提出三峡过船机改建为2I浮标消波网双闸门2亿吨船闸方案。

[0005] 1、2I的含义：2I浮标消波网双闸门2亿吨船闸为I级船闸，单级双线。基本数据为：水头113m。闸室(1)长280m，宽34m，水深6m；水下是消能底板(6)，消能底板长280m，宽34m，厚1m；消能底板下是消能室(9)，消能室长280m，宽34m，高1.8m。两闸室隔壁(5)长280m，厚12m。

[0006] 2、浮标消波网的含义：浮标消波网是以水头113m为背景的综合灌水、泄水、补水系统以及消能消波安全保障设施。

[0007] 灌水、泄水、补水：上下线闸室消能室互为消能室，采用两闸室隔壁短廊道分散灌水方式，设56个直径1.8m的钢管进出水廊道，两闸室隔壁短廊道之间为闸门(7)，进出水口设消能栅(8)。消能室已有水深8.8m。开启闸门，下行闸室泄水给上行闸室，下行船进行降 船作业，上行船进行升船作业。隔壁短廊道闸门出水口总面积大于消能底板面积的1％，消能底板出水口总面积大于消能底板面积的10％。56个闸门在112秒内依次控制开启，达到水面平均0.28m/s的平稳升降速度。

[0008] 上下行水头消失，关闭隔壁短廊道闸门。上行闸室开启补水系统，下行闸室开启泄水系统。补水口设在闸室前壁下游最低水位以上25m、35m、45m、55m、65m处，每排16个直径为1.8m输水廊道，上下行闸室水头消失，关闭隔壁短廊道闸门后，以每秒一孔的速度控制开启补水系统，进行平稳快速升船作业。补水系统利用水深消能，补水口开启时间要控制在水深大于10m。泄水口有两处，分别设在闸室侧壁下游最低水位以上0.2m处和消能室前壁。0.2m处泄水口设28孔，高、宽2.5m，上下行闸室水头消失，关闭隔壁短廊道闸门后以每秒一孔的速度全部开启，泄水廊道绕开引航道把水泄入长江。0.2m处泄水口的设置是为了防止泄水形成的惯性超低水位，使船舶安全平稳着底。上下行闸室水头消失关闭隔壁短廊道闸门后开启消能室泄水闸门泄水(10)，该泄水口主要用途是清理消能室泥沙，为引航道补水，适量泄水。

[0009] 设计闸室水面平均升降速度为0.28m/s，升降船时间是400秒，船舶过闸时间为36分40秒。

[0010] 该船闸为双线设计，升船作业50％的水来自降船作业。水流通过消能底板、消能室、消能栅、消能室隔壁短廊道闸门进行降船作业；再经过另一个消能栅、消能室、消能底板进入闸室进行升船作业；水头消失关闭消能室隔壁短廊道闸门，开启补、泄水闸门，为升船作业补水，为降船作业泄水。补泄水时最高水头＜56.5m。补水时利用出水口消能栅和水深消能，泄水时利用进水口消能栅消能。因水头高、流量大，补、泄水时闸室会产生涡流波动，传统的消能设施已经无效，因此，采用浮标消波网消能消波，实现安全升降船作业。

[0011] 浮标消波网由系船柱(2)、浮标(3)、消波底网(4)组成，浮标滑块分散镶嵌在船厢左右两壁，浮标滑块顶部高出水面2.5m，浮标滑块上设系船柱。消波底网长279、8m，宽33.8m。消波底网与浮标滑块相连。消波底网距离水面5.9m。消波底网采用网材、板材搭配制造。网材采用双层不锈钢钢丝编制。利用网材的柔性和板材的刚性，刚柔并济，达到消减水面涡流波动的目的。浮标如岸，消波底网如航道底部，浮标消波网给人一种抬头见岸，低头见底的安全感。

[0012] 3、双闸门的含义该方案的上游闸门工作环境与三峡五级船闸上游闸门工作环境相同，技术要求相同。
下游闸门面临113m水头，与三峡五级闸门工作环境不同，技术要求不同。如三峡五级船闸下游闸门以闸门为壁，闸口、闸门、下游壁一样大，下游静压力全部压在闸门上。该方案不以闸门为壁，闸口仅仅是下游壁的十分之一，其着眼点在适当缩小闸口受力面，适当加固闸门上。a：闸口为圆角，用倒桅的方式适当缩小闸口。据《内河通航标准》，通航3000吨级船舶的航道为I级航道，I级航道跨河桥梁通航净高不应小于18米。这个标准包含桅杆。如“专家认为，航行在我区主要通航河流上的2000-3000吨级船舶空载水线以上高度均在11-17米间，倒桅后 空载水线以上高度均在12米以内。因此，考虑船舶航行富裕高度1米，广西I级II级航道跨河桥梁通航净高可取13米。”(记者谌怡秋通讯员王秋霞：《西江航运干线跨河桥梁通航标准确定-I级II级航道跨桥通航净空高度不小于13米》广西日报2012-09-11)。
参考江西航运经验，依据I级船闸、I级航道和3000吨船舶基本数据，采取倒桅方式，该方案闸口取宽34m、高20m(水上14m，水下6m)、圆角。b：该方案采取内外双层闸门设计，以解决静水压力问题。利用下闸首富裕的空间，外设厚5m轨道式左右伸缩闸门一道，中缝设上中下紧缩装置，锁紧后成为一体。内设厚1.5m左右开关闸门一对，紧贴轨道闸门密封四周。
双层闸门应有承受水头113m静水压力的能力。

[0013] 4、2亿吨的含义：2I浮标消波网双闸门2亿吨船闸方案的年通过量由作业面、运行时间和运行方式给出：a、作业面，2I浮标消波网双闸门2亿吨船闸方案的闸室设计与三峡五级船闸闸室相同；
b、运行时间，2I浮标消波网双闸门2亿吨船闸方案升降船时间是400s，三峡五级船闸单级船闸升降时间＞400s；c、运行方式，三峡五级船闸上下行连续作业总有50％的空载，2I浮标消波网双闸门2亿吨船闸方案为一次性上下运行，无空载，因此，年通过量翻了一番。三峡双线五级船闸年通过量为1亿吨，该方案通过量为2亿吨。

[0014] 关于三峡五级船闸空载的解释：双线五级船闸自上而下为1闸室、2闸室、3闸室、4闸室、5闸室，1闸室之前是上游引航道，5闸室之后是下游引航道。所谓五级连续船闸并不连续，船舶不能一级接一级地连续过闸，而是间隔过闸，上行船舶总是通过上一闸室泄水，承船闸室灌水进入上一闸室，上一闸室泄水时是空载；下行船舶总是通过下一闸室灌水，承船闸室泄水进入下一闸室，下一闸室灌水时是空载，上下行连续作业总有50％的空载。2I浮标消波网双闸门2亿吨船闸的运行模式是一次性上下，无空载，其设计能力是2亿吨，科学管理调度，其潜力可达2.5亿吨。

[0015] 三峡过船机改建为2I浮标消波网双闸门2亿吨船闸的投资约为三峡双线五级船闸和过船机总投资的50％，年通过量翻了一番，比三峡五级船闸节水30％，打通了长江黄金水道的“瓶颈”，为船舶航行过闸安全、通畅、快捷，充分发挥长江黄金水道的作用，提高船闸的社会、经济和环境效益，促进航运事业发展提供了技术保障。

[0016] 百年大计，要有百年的科学规划。三峡五级船闸和过船机前瞻性不足，囿于已有技术和国外技术，自主创新不足，制约了长江黄金水道的发展。三峡过船机改建为2I浮标消波网双闸门2亿吨船闸方案是百年大计，打通了制约长江黄金水道发展的“瓶颈”。2亿吨船闸建成后，双线五级船闸可备用，可根据航运发展需要及时改建为2亿吨级船闸，保长江黄金水道百年畅通。四、附图说明：
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
图是2I浮标消波网双闸门2亿吨船闸局部结构示意图，其结构由(1)闸室、(2)系船柱、(3)浮标、(4)消波底网、(5)闸室隔壁、(6)消能底板、(7)短廊道闸门、(8)短廊道进出水 口及消能栅、(9)消能室、(10)消能室泄水孔组成，(1)、(5)为基础设施，(2)、(3)、(4)连接成一体为安全设施，(6)、(7)、(8)、(9)、(10)为安全输水系统及设施。
五、具体实施方式
三峡过船机改建为2I浮标消波网双闸门2亿吨船闸方案为基本方案，水头113m、闸室水面平均升降速度0.28m/s为基本数据。其它数据仅供参考。施工方案依据三峡过船机地形地貌、地面建筑、基础设施，借鉴三峡五级船闸、三峡大坝、三峡电站有关科研成果，依据该方案，根据《船闸总体设计规范》和《船闸输水系统设计规范》以及有关技术规范由实施者给出。