浅析革新建筑构造及建构新思路的猜想

用新思路改造通航建筑物结构和增加运输线以提高通航能力

现在三峡船闸船舶过闸约需用四个小时，通过阶梯式五级船闸运作出口门，此种模式的通航建筑物，在设计、制造、运行、检修方面有成熟的经验，船闸管理单位管理起来也得心应手。管理者已从很多细微之处入手，使船闸管理在精细化管理方面取得很大成绩，在一定程度上能加快了船舶过闸速度。不足之处还是不能从根本上解决船舶过闸时间长和通过船舶数量少的问题，其远远不能满足航运事业的快速发展。目前影响船舶过闸速度原因有五：
（1）船舶上行或下行根据坝上水位变化需经过五级或四级船闸，才能完成翻坝到上游或下游；
（2）每个闸室人字、充泄水阀门的开或关门；
（3）闸室船舶移动到另个闸室需系缆或撤缆；
（4）船舶到另个闸室需驾驶移动；
（5）单闸的闸室平面尺寸不能满足航运发展需求，单闸过船数量太少。
三峡船闸通航能力吃紧原因有三：
（1）因国内经济高速增长，长江船舶货运量也随着快速增加；
（2）三峡大坝横截长江的长度有限，整体布局中未能安排多线船闸通道；
（3）开辟新航道需投入非常大的资金。

加快内河建设刻不容缓这是国家战略的需要
笔者认为，国家现在已将加快内河建设提升到国家战略高度，而且内河航运以其高效、经济、绿色等特色，长期以来为地区经济社会发展发挥着积极作用，其优势主要体现在：
（1）占地少。内河水运利用现有河道，基本不占或较少占用土地。从长江沿线七省二市交通用地的结构分析来看，公路、铁路和水路占地之比为157：19：1。
（2）运能大。水运每马力运量是火车的4倍、汽车的50倍。长江干线货物运输能力相当于16条京广线，如船舶吨位加大更体现其优势；内河水运在特大型设备和构件运输中具有独特的作用。
（3）成本低。内河水运在长距离、大运量的条件下具有规模经济优势。以集装箱从重庆运输到上海的运价来比较三种运输成本，长江公路、铁路和水运费用之比为6：2：1。
（4）节能环保。水运的单位能耗均低于铁路、公路。根据美国测定，公路、铁路和水运的单位能耗比为8.7：2.5：1。以我国长江航运为例，公路、铁路、水运的能源单耗比为13.9：1.8：1，从二氧化碳排放来看，公路、铁路和水运的比例为7.3：1：1.8。
（5）安全可靠。这种特点在危险品运输方面具有优势。随着我国内河航道、港口基础设施的逐步完善，内河水运的优势将得到进一步发挥，发展的潜力和空间都会很大。长江是世界第三大河，作为内河航线，对贯通东西、连接江湖，起着极大的作用。然而，其航运能力当前远未得到充分利用，70~80%的运输潜力在闲置和浪费着。

为了解决过坝时间过长和通航能力不足的问题，可以采取如下三个方案，解决以上问题的办法
1．在大坝水库另开辟扩宽船舶过坝的水域，吃水深满足数万吨级船舶，宽度能满足建二线或三线船闸，以解决三峡大坝横截面长度原因，而不能建设多线船闸的问题，借用大坝右侧面建船闸，建设地点上游入口可选在太平溪镇附近，下游出口选在乐天溪河。
2．在地理地质及资金允许条件下，建一条人工运河至葛洲坝下游，原则是既经济又同地方建设相匹配，在船舶通过新建运河船闸进行倒闸，相当多了一个船舶通行河道，可解轻船舶过两座大坝的通航压力，因每次倒闸冲泄水量较大，可利用该水资源安装发电进行机发电；选址可考虑三峡大坝附坝或夷陵区太平溪镇为下行入口，出口选在伍家岗区或猇亭区靠山边，不影响耕地和城市建设；此方案可解决沿途居民和单位用水问题，改善人居住环境，因地制宜带动沿途地方政府的水上运输及农田水利建设，也会因人工运河穿城而过提高其城市形象品味，其社会效益不可估量。
3．减少船舶过闸阶梯数量、加快船舶过闸速度、增加过闸数量。减少船舶过闸阶梯数量的关键是挡水门的设计。设想方案一：要减少船舶过闸阶梯数量关键是通道的挡水门，目前不可能建一个下游与坝上游水位齐平的门，只有用其他物体装置替代人字门的挡水功能；其办法是利用现有的人字门（注意该人字门的高度要满足船舶的高度）进行改造，能满足在水中运行正常，液压传动系统要做到有能防水性能，其它机械设备和电气设备设施也应有防水功能；或重新设计能满足在水中运行的技术条件，而且方便检修的人字门和其他的挡水设施，并可利用较长时间的冲水或泄水的水资源，增加发电配套设施。其二：制造上下直线提升方式的门及起重机构设备进行挡水，可用钢丝锁牵引，也可用齿轮上下爬行牵引；门必需满足挡水的密封性及操作的灵活性和维修的方便性。目前科技发展水平应能设计出满足的以上条件设施设备，其门体的高度应满足船舶过往并留有发展空间，超出高于该门部分水源可以利用建筑物完成挡水工作（可以是混泥土建筑物、也可以是金结构）。其三：船闸闸室尺寸面积设计上应有超前意思，满足未来运力发展。根据船闸闸室面积，设计提高过坝效率的船舶规格，合理利用水源、单位时间、船闸闸室平面空间，使其发挥最大的经济效益，设计上应大于葛洲坝二号闸闸室面积1~2倍。其四：输水廊道及阀门设计要求，输水廊道设计需满足在较短时间内向闸室充泄达到船舶运行水位，输水廊道在闸室左右边各安排一只两个，泄水阀门设计需满足落差113m水位压强要求运行。其五：通航建筑物的改造，重点是在下游末端闸室进行改造，两边挡水墙高度于上游第一闸室路面平齐。

结束语
现在长江航运事业蒸蒸日上非常繁忙，站在三峡大坝前，看到一望无际的等侯排队过闸的船队，既高兴又无奈；国家也正在积极规划长江航道的配套发展，发挥长江黄金水道积极作用，我们更应主动以此为契机，思考如何在现有的条件，创造新的黄金通道或改善通航条件，以适应我国突飞猛进的经济发展需要。当然从技术层面讲，要实现减少过闸级数还有许多基础的技术工作要做；如要解决船闸运行设备要满足水中运行的密封问题，闸室水超灌超泄时挡水门留有超灌超泄时自然打开的另一小门（根据单向止水阀原理设计），防止因超灌超泄时损坏门体及配套设备；在闸室上下移动的系船浮桶的柱轨道因比原来的长一倍多，也要进行重新设计，为了和改造后三峡船闸室面积相匹配葛洲坝船闸闸室也同样需加大平面尺寸，可考虑选在三号船闸进行改造，与三峡船闸接轨，还有大坝枢纽综合开发等等这孰多问题，还要大家做深入细致调查研究工作和模拟实验。开辟新航道的宏伟工程更是要做艰苦卓越的工作，让我们加倍努力实现这个梦想吧﹗