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垂直升船机总体设计1　概况 　　岩滩水电站1×250 t级垂直升船机布置在电站枢纽的左岸，由上游引航道、挡水坝段、中间渠道、升船机本体段和下游引航道等建筑物以及机电设备等组成，航道中心线总长度905.8 m。 　　通航规模系根据红水河的航运情况经研究论证，报国家计划委员会批复，确定为前期按1×250 t级升船机建设，为今后航运事业发展留有余地，上航道水下建筑物按通过500 t驳船建设，下航道内预留1×500 t级升船机建设位置。 　　升船机设计年货运量为180万t，其中上航40万t，下航140万t，最大通航船舶吨位为250 t铁驳。最大船舶型长37.0 m，型宽9.0 m，满载吃水1.27 m，满载排水量330 t。货运量计算条件假定： 　　(1)年航运天数325 d； 　　(2)每天通航时数22 h； 　　(3)来航量不均匀系数1.4； 　　(4)船只装载利用系数0.85； 　　(5)每天客轮过坝次数2次； 　　(6)双向运行。 　　通航条件为上游最高通航水位223.0 m，上游最低通航水位212.0 m，下游最高通航水位162.6 m，下游最低通航水位154.5 m。通航净空要求为最高通航水位以上8.3 m。 2　升船机机型选择 　　根据岩滩水电站水位落差大，河床窄，建筑物布置紧凑等客观条件，选用垂直提升式升船机作为通航过坝设备。 　　目前国内外有代表性的垂直升船机有两种型式，一种是带大螺杆螺母安全装置的齿轮齿梯爬升式(简称齿轮齿梯式)；另一种是钢丝绳卷扬提升式(简称卷扬式)。两种型式的比较主要有以下特点： 　　(1)齿轮齿梯式。作为安全装置的4个大螺母随齿轮作同步空转，与相应的4条大螺杆的螺纹保持均匀间隙，对设备的制造和安装的精度均有较高的要求，对塔柱的施工精度及其变形、位移的控制也有较高的要求。此较适合于中、低扬程的升船机。且不宜船厢入水运行。 　　(2)齿轮齿梯式在国内尚无成功经验借鉴，其中有多项国外专利，因引进费用高，技术难度大，研制费用高。 　　(3)卷扬式国内有类似的设备研制经验可借鉴，制造、安装、维护相对较简单。 　　(4)卷扬式对土建的施工精度及其变形、位移均无特殊要求。 　　岩滩升船机的最大扬程为68.5 m，经对上述比较要点的论证分析后，选用卷扬式。 　　岩滩水电站通航建筑物的特点是：下游通航水位变幅大，下游通航水位差8.1 m，非通航水位差39.2 m，水位变率大，实测最大达125 mm/min,汛期泥沙含量大，实测最大为12.9 kg/m3。对卷扬式垂直升船机的船厢是否入水运行，其主要比选要点有： 　　(1)不入水运行：土建结构复杂、开挖量大、塔柱高、工程量及施工难度大。主机传动载荷小、主机重量小、所需电机功率小、调速设备简单。金属结构工程量大、操作频繁。通航运转环节多。淤沙难以处理。水位变率大易造成搁船事故。汛后复航时间长。 　　(2)入水运行：土建结构简单、开挖量小、塔柱低、工程量及施工难度小。主机传动载荷大、主机重量大、所需电机功率大、调速设备较复杂。金属结构工程量小、操作少。运行环节少。停航时间少。淤沙易处理。不易造成搁船事故。 　　经充分比较分析，选用船厢入水运行方式总投资少，比较适合岩滩水电站通航建筑物的特点。因此，岩滩升船机为卷扬式提升、船厢入水、非全平衡垂直升船机。 3　升船机建筑物设计 　　升船机建筑物共分为上游引航道、挡水坝段、中间明渠、本体段、下游引航道等五个部分组成。 　　(1)上游引航道位于坝轴线上游的库区内，全长275 m。因口门区在库内，水面宽，故省去航道过渡段，只设调顺段、停泊段和导航段。停泊段设有混凝土重力式靠船墩，可停靠500 t级一个船队，靠船墩顶端设有灯塔1座。导航段位于停泊段与大坝之间，采用浮式混凝土浮堤结构，共分两段，段间铰接，每段长65 m，型宽10 m，型深2.8 m，两侧用锚链固定，一端伸入坝体凹槽形竖向轨道内铰接固定，可通过收放锚链使浮堤随水库水位变化。 　　(2)挡水坝段为两个坝段，每段长均为16 m，在两段中缝处留有净宽为12 m的过船孔，上部设有T型钢筋混凝土公路桥。过船孔的孔口尺寸能满足远期500 t级船舶通过。在过船孔上还设有挡水闸门1扇，门槽2套，当汛期停航或中间明渠检修时关闭闸门挡水。 　　(3)中间通航渠道上游与挡水坝段连接，下游与升船机本体上闸首连接。渠道全长39.5 m，净宽12 m，为钢筋混凝土U型结构。最低通航水位时仍有3 m水深，可满足远景500 t船舶通航要求。在渠道右侧的224 m高程平台上布置有大坝至主机房的公路交通桥，桥底尚布置有升船机配电房。 　　(4)升船机本体部分包括上闸首、升船机主体段、下闸首等三部分。 　　①上闸首是升船机本体的上游挡水建筑物，上接中间渠道，下接升船机主体。主要有工作闸门、排沙孔、过船防撞