十字型立体船闸暨水运互通立交

摘要

本发明公开了十字型立体船闸暨水运互通立交，在具有一定的水位差的两条河流的十字交汇处，将两个单级船闸按照上下层十字交叉叠加的形式设置，两个单级船闸的上闸首、下闸首均设闸门，并通过引航道分别连接两条河流在十字交汇处的上、下游，使得位于下层的单级船闸的闸室顶与位于上层的单级船闸的闸室顶平齐，形成一个闸室相对比较深而另一个闸室相对比较浅的、复合式的、具有十字型闸室的新型立体船闸，通过输水廊道系统控制与调节十字型闸室里的水位上升或下降，使得船舶能够在十字型闸室中高水位时在交通信号灯的指示下通过自身的双螺旋桨调转航向，实现低水位或高水位河流中的船舶转向高水位或低水位河流中，使得各向船舶安全互通。

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》（GB50139-2014），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。

目前，全世界已不发展水压式升船机。浮筒式升船机，亦由于浮筒井的建造和维护 比较困难，也未继续建造。斜面升船机多使用纵向的，只是在水域和陆域的特殊情况下才建 造横向斜面升船机。与垂直升船机相比，斜面升船机易于管理和维护，没有高空建筑产生的 复杂技术问题和营运问题。主要缺点是在提升高度大的情况下，线路长，影响通过能力；变 速行驶，影响厢内停泊的稳定性。干运只是在升船机发展的初期和船舶吨位不大的情况下 使用，且多为小型斜面式。现代建造的数百吨以上船舶的升船机均为湿运。平衡重式垂直升 船机，可以大幅度地降低系统的升船功率，维修方便，所以应用广泛。现在世界上最大的平 衡重式垂直升船机是联邦德国易北河支运河的沙尔贝内克平衡重式垂直升船机。而现在世 界上最大的纵向斜面升船机是俄罗斯叶尼塞河的克拉斯诺亚尔斯克的纵向斜面升船机。而 英国苏格兰的福尔基克建有旋转升船机。

我国现有升船机60多座，主要分布于浙江、湖南、湖北等12个省。大多数为提升50 吨以下船舶的小型斜面升船机，多用高低轮或高低轨来保持承船厢的水平位置。只有湖北 清江隔河岩和福建水口两座升船机例外，它们都是作为三峡升船机的“试验机”建造的。

三峡升船机采用齿轮齿条爬升方案技术，安全可靠。三峡升船机整体设施由上游 引航道、上闸首、承船厢、下闸首和下游引航道组成。三峡升船机作为客轮和特种船只快速 过坝通道，全线总长约5000米，船厢室段塔柱建筑高度146米，最大提升高度113米，最大提 升重量超过1.55万吨，上游通航水位变幅30米，下游通航水位变幅11.8米。其主体承船厢长 132米、宽23.4米、高10米，提升3000吨级的船舶过坝。它具有提升重量大、升程高、上下游通 航水位变幅大、水位变率快以及通航条件受河流泥沙淤积、船闸充泄水和枢纽泄流影响的 特点，是世界上规模最大、技术难度最高的升船机。

三峡升船机于2009年4月开工，历经6年多建设，2015年12月21日实船实验成功，为 这座世界上最大的“升船电梯”投入试运行奠定了基础。三峡升船机投入运行后，船舶过坝 时间由原来的3个多小时缩短至40分钟左右，预计每年增加600万吨的过坝能力。

德国建有世界上最长的通航渡槽，即马格德堡运河水立交桥。该水立交桥缺乏上 下两条水道的航运互通功能。

纵观世界船闸及升船机的建设历史，在古今中外已建的各类船闸中至今尚无立体 交叉的互通式船闸，也没有具有水上运输互通功能的水运互通立交。

2.船型标准化

为推进京杭运河、淮河水系运输船舶船型标准化工作，2012年12月25日，交通运输部发 布了《关于公布京杭运河、淮河水系过闸运输船舶标准船型主尺度系列及有关规定》的公告 （交通运输部公告2012年第73号），自2013年4月1日起施行《京杭运河、淮河水系过闸运输船 舶标准船型主尺度系列》，要求有关从业者和相关管理单位按照《主尺度系列》建造船舶和 实施好管理工作。除此以外，我国其他水系运输船舶船型标准化工作同样有章可循，在此不 再赘述。

《京杭运河、淮河水系过闸运输船舶标准船型主尺度系列》中1.3.2规定：京杭运 河、沙颍河-淮河干线过闸船舶主尺度应满足本尺度系列总长LOA、总宽BOA的有关规定，其 中京杭运河、淮河干线过闸干散货船、液货船和过闸驳船及过闸集装箱船标准船型的最大 船型主尺度分别摘录列于表1、表2、表3。

表1京杭运河、淮河干线过闸干散货船、液货船、标准船型主尺度系列

船型名称 BOA m LOA m 参考设计吃水m 参考载货吨级t 适用航域 京淮货-10 13.8 63~68 3.0~3.3 2000 京杭运河

表2京杭运河、沙颍河-淮河干线过闸驳船标准船型主尺度系列

船型名称 BOA m LOA m 参考设计吃水m 参考载货吨级t 适用航域 京淮驳-8 15.8 64~75 2.6~3.3 2000-3000 京杭运河

表3京杭运河、沙颍河-淮河干线过闸集装箱船标准船型主尺度系列

船型名称 BOA m LOA m 参考设计吃水m 参考载货吨级t 适用航域 京淮集-6 13.8 65~68 2.5~3.0 100 京杭运河

由此可知，京杭运河、淮河水系过闸运输船舶标准船型船宽最大尺寸为15.8米，船长最 大尺寸为75米。

京杭运河、淮河水系过闸运输船舶标准船型的船只均为双螺旋浆。从理论上讲，双 螺旋浆的船只都能够原地回转。经过对江苏省船舶设计研究所有限公司和江苏省洪泽县航 运有限责任公司等船舶设计、使用单位的调查了解得知，目前水运市场上实际使用的货运 船只均为双螺旋桨推进器，有的货船还在船首加装了首侧推装置，使得货运船舶可以原地 回转；实际上货运船舶通常还采取将船头在河中抛锚或将船首系在闸室的系船柱上而后转 动船尾的方法来实现回转转向；因此，货运船舶在能够满足其船体转向的足够大的闸室内 （即长和宽均大于船舶长度的闸室内）进行小半径转弯是没有问题的。

3.淮河入海水道叠加二级航道

淮河入海水道与苏北灌溉总渠平行，紧靠其北侧，西起洪泽湖二河闸，东至滨海县扁担 港注入黄海，经过江苏省淮安市的清浦区、淮安区和盐城市的阜宁县、滨海县，全长162.3公 里，河道宽750米，深约4.5米，并分别在淮安区境内与京杭运河、在滨海县境内与通榆运河 立体交叉，形成淮安枢纽（水立交）和滨海枢纽（水立交）。

淮安枢纽（水立交）是亚洲同类工程规模最大的上槽下洞水上立交工程，位于江苏 省淮安市淮安区城南、京杭运河与苏北灌溉总渠交汇处北侧的淮河入海水道里程桩号27K+ 890处，作用是满足淮河入海水道泄洪和京杭运河通航，下部涵洞按近期设计泄洪流量2270 立方米每秒、强迫泄洪流量2890立方米每秒设计，共15孔，顺水流方向长108.604米，垂直水 流方向长122.4米，单孔断面尺寸6.8*8.0米，上部通航渡槽按Ⅱ-（3）通航标准设计，净宽 80.0米。一期工程设计防洪标准结合远期为300年一遇。该枢纽（水立交）由国家水利部批 准，概算投资3.5亿元，2000年10月开工兴建，2003年10月建成通水。

滨海枢纽（水立交）是一级水工建筑物，位于淮河入海水道111K+057处，也是采 用上槽下洞结构形式，它使入海水道与通榆运河立交，保证两水系独立，工程作用是满足淮 河入海水道泄洪、排涝和通榆运河通航。下部为东西向箱涵，用作淮河入海水道的泄洪行 水，使入海水道高水行洪以及偏泓涝水穿越通榆运河入海，下部涵洞按近期设计泄洪流量 2270立方米每秒、强迫泄洪流量2890立方米每秒设计，涵洞底板高程-9.0米（以废黄河零 点为准），共23孔，单孔断面尺寸6.0*6.5米。上部为南北向通航渡槽按Ⅲ通航标准设计，槽 宽58.0米。一期工程设计防洪标准结合远期为300年一遇。该枢纽（水立交）由国家水利部 批准，概算投资2.8亿元，于2000年10月开工建设，2002年7月通过水下工程验收，2003年6月 全面建成。

淮河入海水道京杭运河交叉口淮安枢纽（水立交）至连申线通榆运河交叉口滨海枢纽 （水立交）段83公里为规划国省干线航道——淮河出海航道的重要组成部分，是长三角高等 级航道网规划和全国内河航道与港口布局规划确定的高等级航道，也是纳入国务院批准的 《江苏沿海地区发展规划》中的重要港口集疏运航道，原规划等级为三级。

根据国务院批准的《淮河流域综合规划（2012-

2030）》、《淮河流域防洪规划》，洪泽湖入江入海设计泄洪能力需要提高到20000-23000 ?/s，洪泽湖防洪标准达到300年一遇，为此需实施淮河入海水道二期工程，将其行洪能力 提高到7000?/s。淮河入海水道河道总长162.3公里，现状河道京杭运河西（简称运西）为单 泓，长27.89公里，京杭运河东（简称运东）为双泓，长134.41公里。规划河道二期工程规模 为：运西段河底高程8.0米～0米，河底宽度500～784～280米，运东段深泓河底高程0米～- 4.0米，河底宽度280～230～350米；设计堤顶高程17.27～6.1米，设计洪水位15.95～3.6 米，淮安枢纽（水立交）设计防洪水位12.73米（涵下），滨海枢纽（水立交）设计防洪水位8.16 米（闸下）；将淮安枢纽（水立交）地涵由原15孔扩建至45孔，将滨海枢纽（水立交）地涵由原 23孔扩建至63孔。详见《淮河入海水道二期工程环境影响报告书（简本）》。

2015年11月6日，交通运输部批复同意将淮河入海水道二期工程京杭运河以东段 与通航相关的河道、桥梁和船闸工程按Ⅱ级航道标准实施。批复指出，利用淮河入海水道加 快建设淮河出海航道，对于完善长三角洲高等级航道网布局，促进流域经济发展具有重要 作用，也符合水资源综合利用原则。

4.水运互通立交的提出

在淮河入海水道上叠加Ⅱ级航道，其与京杭运河Ⅱ级航道、通榆运河Ⅲ级航道之间的 水运转换问题亟待早日解决。目前，淮安枢纽（水立交）、滨海枢纽（水立交）的功能仅仅能够 满足淮河入海水道泄洪和京杭运河通航及通榆运河通航，而不具备船舶在淮河入海水道、 京杭运河、通榆运河之间的水运互通功能，那么在对现有淮安枢纽（水立交）、滨海枢纽（水 立交）加以保留并充分利用的前提下，探索并解决这两处及其类似的水运互通立交的有关 问题值得我们进行创新发明和设计研究。

发明内容

本发明的目的在于：设计一种十字型立体船闸暨水运互通立交，有效地解决两条 具有一定水位落差的通航河流在其十字型或T型交汇处的水运互通，使具有一定水位落差 的两条交叉且通航河流中的运输船舶能够便捷过闸，安全互通，畅通无阻。

本发明的技术解决方案是：在具有一定的水位落差的两条河流的十字交汇处，将 两个单级船闸按照上下层十字交叉叠加的方式设置，两个单级船闸的上闸首、下闸首均设 有闸门，并通过引航道分别连接两条河流在十字交汇处的上、下游，使得位于下层的单级船 闸的闸室顶与位于上层的单级船闸的闸室顶平齐，从而形成一个闸室相对比较深而另一个 闸室相对比较浅的、复合式的、具有十字型闸室的新式立体船闸，通过输水廊道系统控制与 调节十字型闸室里的水位上升或下降，船舶在十字型闸室中高水位时（与高水位的河流水 位一致）通过自身的双螺旋桨调转方向，或者通过安装在船头的首侧推装置转向，或者采取 船头带缆固定而船尾转向，或综合采用前两种方法转向，实现低水位或高水位河流中的船 舶转向高水位或低水位河流中，使各向船舶能够安全互通，畅通无阻。

该十字型立体船闸即为水运互通立交，具体分为全直通式水运互通立交，和半直 通式水运互通立交；前者优先保证两条交叉河流的直线双向通航过闸船舶为主，转向过闸 船舶为辅；后者优先保证一条交叉河流的直线双向通航过闸船舶为主，转向过闸船舶为辅。

为了保证在低水位河流的船舶直行过闸时高水位河流的水流流通而不中断，在位 于上层的单级船闸的闸室的两侧，设置输水廊道系统下穿位于下层的单级船闸的闸室而形 成倒虹吸过水通道，以平衡高水位闸室上下游之水位；倒虹吸两端设置潜孔式平面钢质工 作闸门和液压式启闭机。

为了给在高水位时的十字型闸室内调转航向的船舶创造较大的转向空间，并避免 船舶碰撞直角型闸室墙，将十字相交形成的上层闸室中的直角型闸室墙做成具有一定曲率 半径的上层闸室圆弧型闸室墙。

为了提升低水位或降落高水位河流中的船舶，在十字型全直通式立体船闸的上层 闸室圆弧型闸室墙与下层闸室相交处及下层闸室的上下闸首处，分别设置四道高水位差的 人字闸门，其余设置为低水位差的人字闸门；而在十字型半直通式立体船闸的下层闸室的 上下闸首处，分别设置二道高水位差的人字闸门，其余设置为低水位差的人字闸门；所有闸 门均采用人字型钢质闸门，其闸门的设置方式与常规船闸相同。

将下层闸室墙与上层闸室底板的直角型交汇角做成圆弧型交汇面，以避免其直角 交汇处搁碰过闸船舶，利于过闸船舶安全通过。

在两层闸室之间设有输水廊道系统，其输水系统采用短廊道形式、长廊道形式或 两者相结合的形式根据水位落差的大小实际情况选用，以使得上下两层闸室中的船舶随着 闸室水位的升降变化来克服两条河流水位之差，实现两条河流中的水运船舶的安全转换与 互通。

在上层闸室内与下层闸室内均设有多组浮式系船柱，其设置方式与常规船闸相 同。

在上层闸室与下层闸室的中心线交叉点的上方悬挂设置交通信号灯，或选择在闸 室墙墙顶的适当位置分散设置，用于指挥过闸船舶的升降、直行与或左或右转向。

当船队需要转向通过船闸时，将船队解体成单艘船只，以利于单艘船只转弯转向 之安全，待全队船舶均转向后并在引航道再次集结组队继续航行。

除上述水运互通立交之船闸所涉及的创新结构外，该水运互通立交船闸的闸室、 闸首、引航道和输水系统、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 筑物的组成及设置均与常规船闸相同。

根据十字型立体船闸所处的两条交叉河流的航道等级、船舶过闸流量的不同需 求，该十字型立体船闸具有多种具体的组合表现形式：单线单级船闸与单线单级船闸十字 交叉型的立体船闸、双线双级船闸与双线双级船闸十字型交叉型的立体船闸、单线双级船 闸与双线双级船闸十字型交叉型的立体船闸、单线单级船闸与双线双级船闸十字型交叉型 的立体船闸。

根据两条交叉河流的河流交叉形式不同，如T型交叉，将十字型立体船闸简化为T 型立体船闸；同样，T型立体船闸也具有多种表现形式：单线单级船闸与单线单级船闸T字交 叉型的立体船闸、双线双级船闸与双线单级船闸T字型交叉型的立体船闸、单线双级船闸与 双线单级船闸十字型交叉型的立体船闸。

当两条相交河流的水位落差足够大时，立体型船闸的水运立交则采用“上部渡槽+ 下部涵洞”式结构，上部渡槽为连续式“闸室”渡槽，下部涵洞为既能船舶通行又能泄水排洪 的多个闸室并列的闸室式涵洞，形成“上槽下涵、涵闸合一”的、兼有水运通航和泄洪排水功 能的、复合两用的水运水利共同体。

本发明具有以下优点：

第一，首创水运互通立交。纵观我国船闸建设发展的历史，迄今为止我国已建的各类船 闸中尚无立体交叉的水运互通式船闸，本发明首创了在两条具有一定水位差的十字型或T 型交叉的河流的交汇处设置立体交叉式水运互通船闸，即首创了水路运输互通立交，使得 需要转到各个方向的船舶通过该水运互通立交能够实现便捷过闸，安全互通，畅通无阻。

第二，统筹兼顾水利水运。该水运互通立交不仅具备克服两条河流的水位差实现 水运船舶互通转换的功能，同时具备控制两条十字型或T型交汇河流的闸首水位、将高位河 水调向低位河流的功能，集控水调水与航运立交等多功能于一身。当处于防汛紧急时期，水 运互通立交停止航运，开启相应闸室的有关闸门进行泄洪排涝。

第三，技术方案合理可行。该水运互通立交的技术方案属于集成创新方案，系将两 座常规的单级单线船闸进行上下叠加组合在两条十字型或T型交叉的具有一定水位差的河 流交汇点处，当采用上层闸室的闸室墙和闸室底板在与下层闸室相连处中断时，而下层闸 室的闸室墙和闸室底板直线贯通，下层闸室底板处于同一水平面上，这样有利于低水位和 高水位河流中的船舶均能够直线双向快速过闸；当采用上层闸室的闸室墙和闸室底板直线 贯通时，上层闸室底板处于同一水平面上时，下层闸室的两头部分闸室底板低于上层闸室 底板，这样有利于高水位河流中的船舶直线双向快速过闸；因此，其结构是合理的；而且，我 国已建同等规模的多级单线（或复线）船闸的建设经验可资借鉴，如三峡船闸的大型闸门等 技术，因此，其技术也是可行的。

第四，具有旅游观光功能。该水运互通立交是一项集控水调水与航运互通立交等 多功能于一身的大型基础设施工程，属于世界首创的水运互通立交，具有较大的旅游观光 价值。

第五，社会经济效益显著。该水运互通立交是由传统的水利枢纽的水立交和水运 船闸组合集成的创新成果，它集控水调水与航运立交等多功能于一身，使得水立交和船闸 共享了大型工程用地，共用了大型工程的基础部分，集约了大型水工结构工程，其经济效益 是十分显著的；同时，该水运互通立交具有水利和水运及旅游观光的三重功能，其社会效益 也将是十分可观的。

附图说明

图1为十字型全直通式立体船闸暨全直通式水运互通立交平面示意图（图中尺寸 单位：CM）。

图2为十字型半直通式立体船闸暨半直通式水运互通立交平面示意图（图中尺寸 单位：CM）。

图3为京杭运河与淮河入海水道交叉处设置的水运互通立交示意图。

图4为通榆运河与淮河入海水道交叉处设置水运互通立交示意图。

图5为江苏省阜宁船闸卫星地图截图平面图。

具体实施方式

下面结合实施例进一步说明本发明的技术解决方案，实施例不能理解为是对技术 方案的限制。

实施例1：在具有一定的水位落差的两条河流的十字交汇处，将两个单级船闸按照 上下层十字交叉叠加的方式设置，两个单级船闸的上闸首、下闸首均设有闸门，并通过引航 道分别连接两条河流在十字交汇处的上、下游，使得位于下层的单级船闸的闸室顶与位于 上层的单级船闸的闸室顶平齐，形成一个闸室相对比较深而另一个闸室相对比较浅的、复 合式的、具有十字型闸室的新型立体船闸，通过输水廊道系统控制与调节十字型闸室里的 水位上升或下降，船舶能够在十字型闸室中高水位时（与高水位的河流水位一致）通过自身 的双螺旋桨调转方向，或者通过安装在船头的首侧推装置转向，或者采取船头带缆船尾转 向，或综合采用前两种方法转向，实现低水位或高水位河流中的船舶转向高水位或低水位 河流中，使各向船舶能够安全互通，畅通无阻。

该十字型立体船闸即为水运互通立交，具体分为全直通式水运互通立交如图1所 示，和半直通式水运互通立交如图2所示；前者优先保证两条交叉河流的直线双向通航过闸 船舶为主，转向过闸船舶为辅；后者优先保证一条交叉河流的直线双向通航过闸船舶为主， 转向过闸船舶为辅。

实施例2：以在京杭运河与淮河入海水道交叉处设置水运互通立交为例，如图3所 示。

京杭运河与淮河入海水道相交处的淮河入海水道里程桩号为27K+890。

淮河入海水道规划为Ⅱ级航道，其与京杭运河相交叉河段的河底高程为0.00米、 涵上/涵下防洪水位为13.33米/12.73米、最低通航水位为3.00米、最高通航水位为6.00米、 北岸河堤顶高程约为16.33米～15.23米、南岸河堤顶高程约为14.70米。

京杭运河现为Ⅱ级航道，其与淮河入海水道相交叉河段的河底高程为3.50米、一 般通航水位为8.50-9.50米、设计水位为10.80米、最高通航水位（即校核水位）为11.20米、 两岸河堤顶设计高程为14.70米。

京杭运河与淮河入海水道的最高通航水位相差+5.20米。

参照中华人民共和国国家标准《内河通航标准》（GB50139-2014）之表4.1.4船闸 有效尺度，以上述两河平面交叉点为参照点，结合淮河入海水道二期工程对原淮安枢纽（水 立交）的扩建规划，在其北侧选择合适的位置平行于淮河入海水道开挖其上下游通航引航 道，以该引航道与京杭运河的交叉点为中心，在京杭运河和淮河入海水道引航道这两条河 流的上、下游各设置一座Ⅱ级双线船闸，共计8个闸室，每个闸室的规模均为长280米*宽34 米*门槛水深5.0米，并在这四座船闸交汇处设置长128米*宽128米的交汇段闸室；位于淮河 入海水道引航道上的四个闸室及交汇段闸室的底板均在下层低水位闸室的同一水平面上， 而位于京杭运河上的四个闸室的底板均在上层高水位闸室的同一水平面上；所有闸室的闸 室顶平齐；将上层闸室墙与下层闸室墙相交形成的直角型闸室墙设置为具有一定半径（图3 中选用R₁=15米）的圆弧型闸室墙，将交汇段闸室墙与京杭运河闸室底板相交形成的直角折 面设置为具有一定半径的圆弧面；2^?和6^?、1^?和5^?闸门分别设置于京杭运河的上、下游闸 首处，9^?和13^?、10^?和14^?闸门分别设置于淮河入海水道引航道的上、下游闸首处，3^?和7^?、 4^?和8^?、11^?和15^?、12^?和16^?闸门分别设置于上层闸室中的圆弧型闸室墙与直线型闸 室墙的相交处；同步设置廊道输水系统，如图中虚线所示；由船闸调度过闸船舶进入相应闸 室，并按照图3所示交汇段闸室中的转向轨迹获得较大的转弯半径（选用R₂≥96米）以调转 航向；交通信号灯没在图3中示出；在交汇段闸室中，船舶实现转向的方法为通过自身的双 螺旋桨调转方向，或者通过安装在船头的首侧推装置转向，或者采取船头带缆船尾转向，或 综合采用前两种方法转向；这样，将上、下层两层船闸十字交叉叠加，便形成了一座十字型 交叉的大型立体船闸—即全直通式水运互通立交。

下面结合图3详细叙述该全直通式水运互通立交的使用方法，其步骤如下：

（1）京杭运河上下行船舶直线航行：当关闭1^?、2^?、5^?、6^?和11^?、12^?、15^?、16^?闸门 后，通过廊道输水系统向京杭运河闸室和交汇段闸室内充水至与其上下闸首闸门外的京杭 运河水位平齐，再依次打开1^?、2^?、3^?、4^?和5^?、6^?、7^?、8^?闸门，让京杭运河中的上下行船 舶直线航行过闸；

（2）京杭运河或淮河入海水道中的船舶同步转向淮河入海水道或京杭运河：当11^?、12^?和15^?、16^?闸门处于关闭状态时，将自京杭运河上行或下行并需要向左或向右转向行驶的船 舶调入京杭运河闸室，关闭1^?、2^?和5^?、6^?闸门；同时，将自淮河入海水道上行或下行并需 要向左或向右转向行驶的船舶调入淮河入海水道闸室，关闭9^?、10^?和13^?、14^?闸门，并通 过廊道输水系统向淮河入海水道闸室内充水至与交汇段闸室和京杭运河闸室内的水位平 齐，再打开11^?、12^?和15^?、16^?闸门，让所有闸室中的需要转向行驶的船舶在交通信号灯的 指挥下有序地转至相应闸室的适当位置；再关闭11^?、12^?和15^?、16^?闸门，通过廊道输水系 统泄水降低淮河入海水道闸室中的水位至与其上下游引航道的水位平齐，打开9^?、10^?和13 ^?、14^?闸门，使淮河入海水道闸室中的已经转向并下降的船舶驶入淮河入海水道的上游或 下游；同步打开1^?、2^?和5^?、6^?闸门，使京杭运河闸室中的已经上升并转向的船舶驶入京 杭运河的上游或下游；

（3）淮河入海水道上下行船舶直线航行：关闭3^?、4^?和7^?、8^?闸门，通过廊道输水系统 泄水降低淮河入海水道闸室和交汇段闸室中的水位至与淮河入海水道上下闸首外的水位 平齐，打开9^?、10^?、11^?、12^?和13^?、14^?、15^?、16^?闸门，让淮河入海水道上下行船舶直线航 行过闸；

（4）淮河入海水道中的船舶转向京杭运河：当9^?、10^?、11^?、12^?、13^?、14^?、15^?、16^?闸 门均处于开启状态，而1^?、2^?、3^?、4^?、5^?、6^?、7^?、8^?闸门均处于关闭状态时，将自淮河入海 水道上行或下行并需要向左或向右转向行驶的船舶调入淮河入海水道闸室，关闭9^?、10^?和13^?、14^?闸门，通过廊道输水系统向淮河入海水道闸室和交汇段闸室内充水至与京杭运 河闸室内水位平齐，打开3^?、4^?和7^?、8^?闸门，让淮河入海水道四个闸室中的需要转向行驶 的船舶在交通信号灯的指挥下有序地转向至京杭运河闸室中的适当位置，再打开1^?、2^?和 5^?、6^?闸门，使京杭运河闸室中的已经转向的船舶驶入京杭运河的上游或下游；

（5）京杭运河中的船舶转向淮河入海水道：当9^?、10^?、13^?、14^?闸门处于关闭状态而其 他闸门都开启时，将自京杭运河上行或下行并需要向左或向右转向行驶的船舶调入京杭运 河闸室，关闭1^?、2^?和5^?、6^?闸门；将京杭运河闸室中的需要转向行驶的船舶在交通信号 灯的指挥下有序地转至淮河入海水道闸室中的适当位置；再关闭11^?、12^?和15^?、16^?闸门， 通过廊道输水系统泄水降低淮河入海水道闸室中的水位至与淮河入海水道上下游引航道 的水位平齐，打开9^?、10^?和13^?、14^?闸门，使淮河入海水道闸室中已经转向并下降船舶 驶入淮河入海水道的上游或下游；

（6）视情选择并重复上述步骤：根据需要，选择并重复上述步骤1、或2、或3、或4、或5，以 满足船舶的各个方向的过闸需求；在上述步骤2、4、5中，需要或左转、或右转的船舶必须按 照图3中交汇段闸室内所示的航行轨迹弧线（虚线）转向行驶，以获得较大的转弯半径（图3 中最大转弯半径R₂≥96米），通过船闸调度船舶进入相应闸室能够实现；在交汇段闸室中， 船舶实现转向的方法为通过自身的双螺旋桨调转方向，或者通过安装在船头的首侧推装置 转向，或者采取船头带缆船尾转向，或综合采用前两种方法转向。

实施例3：以在通榆运河与淮河入海水道交叉处设置水运互通立交为例，如图4所 示。

通榆运河与淮河入海水道交叉处的入海水道里程桩号为111K+057。

淮河入海水道规划为Ⅱ级航道，其与通榆运河相交叉河段的河底高程为-3.5米 ～-4.5米～-3.0米(船闸下游引航道河底-4.5米～船闸上游引航道河底-4.0米～-3.0米）、 涵上/涵下防洪水位为8.76米/8.16米、最低通航水位为1.00米、最高通航水位为4.00米。船 闸上游引航道堤顶高程为11.20米，船闸下游引航道堤顶高程为7.00米。

通榆运河为Ⅲ级航道，其与淮河入海水道相交叉河段的河底高程为-4.00米、除涝 水位为2.58米、最低通航水位为-0.20米、最高通航水位为2.00米、正常水位1.00米、两岸河 堤顶高程为7.00米。

淮河入海水道与通榆运河的最高通航水位相差+2.00米。

根据有关规定，航行在Ⅲ级航道中的全部船舶均可以驶入二级航道，而航行在Ⅱ 级航道中的部分较大的船舶不可以驶入Ⅲ级航道；因此，在滨海枢纽（水立交）处设置水运 互通立交应该按照Ⅲ级航道中的最大船舶考虑设计其在水运互通立交中的转弯半径。

参照中华人民共和国国家标准《内河通航标准》（GB50139-2014）之表4.1.4船闸 有效尺度，以上述两河平面交叉点为参照点，结合淮河入海水道二期工程对原滨海枢纽（水 立交）的扩建规划，在其北侧选择合适的位置平行于淮河入海水道开挖其上下游通航引航 道，以该引航道与通榆运河的交叉点为中心，在通榆运河的上、下游各设置一座Ⅲ级单线船 闸，计二个闸室，每个闸室的规模均为长230米*宽23米*门槛水深5.0米；在淮河入海水道引 航道的上、下游各设置一座Ⅱ级双线船闸，计四个闸室，每个闸室的规模均为长280米*宽34 米*门槛水深5.0米，并在这四座船闸交汇处设置长128米*宽128米的交汇段闸室；位于淮河 入海水道引航道上的四个闸室及交汇段闸室的底板均在下层低水位闸室的同一水平面上， 而位于通榆运河上的二个闸室的底板均在上层高水位闸室的同一水平面上；所有闸室的闸 室顶平齐；将上层闸室墙与下层闸室墙相交形成的直角型闸室墙设置为具有一定半径（图4 中选用R₁=47米）的圆弧型闸室墙，将交汇段闸室墙与通榆运河闸室底板相交形成的直角折 面设置为具有一定半径的圆弧面；1^?和5^?、2^?和6^?闸门分别设置于淮河入海水道引航道的 上、下游闸首处，9^?和10^?闸门分别设置于通榆运河的上、下游闸首处，3^?和7^?、4^?和8^?、11 ^?和12^?闸门分别设置于圆弧型闸室墙与直线型闸室墙的相交处；同步设置输水廊道系统 如图中虚线所示；由船闸调度过闸船舶进入相应闸室，并按照图4所示交汇段闸室中的转向 轨迹获得较大的转弯半径（选用R₂≥64米）以调转航向；交通信号灯没在图4中示出；在交汇 段闸室中，船舶实现转向的方法为通过自身的双螺旋桨调转方向，或者通过安装在船头的 首侧推装置转向，或者采取船头带缆船尾转向，或综合采用前两种方法转向；这样，将上、下 层两层船闸十字交叉叠加，便形成了一座十字型交叉的大型立体船闸—即全直通式水运互 通立交。

下面结合图4详细叙述该全直通式水运互通立交的使用方法，其步骤如下：

（1）通榆运河上下行船舶直线航行：当3^?、4^?、7^?、8^?、9^?、10^?、11^?、12^?闸门处于关闭 状态时，通过廊道输水系统向通榆运河闸室和交汇段闸室内充水至与通榆运河的上下游闸 首外水位平齐，再依次打开9^?、10^?、11^?、12^?闸门，使通榆运河中的上下行船舶直线航行过 闸；

（2）通榆运河、淮河入海水道中的船舶同时转向淮河入海水道或通榆运河：当3^?、4^?、 7^?、8^?闸门处于关闭状态时，将自通榆运河上行或下行并需要向左或向右转向行驶的船舶 调入通榆运河闸室，关闭9^?、10^?闸门；同时，将自淮河入海水道上行或下行并需要向左或向 右转向行驶的船舶调入淮河入海水道闸室，关闭1^?、2^?、5^?、6^?闸门，并通过廊道输水系 统向淮河入海水道闸室内充水至与通榆运河闸室内和交汇段闸室内水位平齐，再打开3^?、 4^?、7^?、8^?、11^?、12^?闸门，淮河入海水道四个闸室中和通榆运河二个闸室中的需要或左 或右转向行驶的船舶在交通信号灯的指挥下有序地转至相应闸室的适当位置，打开9^?、10 ^?闸门，使通榆运河闸室中的已经上升并转向的船舶驶入通榆运河的上游或下游；同步关 闭3^?、4^?、7^?、8^?闸门，通过廊道输水系统泄水降低淮河入海水道闸室内的水位至与淮河 入海水道引航道上下游闸首外的水位平齐，打开1^?、2^?、5^?、6^?闸门，使淮河入海水道闸室 中的已经转向并下降的船舶驶入淮河入海水道的上游或下游；

（3）淮河入海水道上下行船舶直线航行：当11^?、12^?闸门处于关闭状态时，通过廊道 输水系统泄水降低交汇段闸室中和淮河入海水道闸室中的水位至与淮河入海水道引航道 上下游闸首外的水位平齐，打开1^?、2^?、3^?、4^?、5^?、6^?、7^?、8^?闸门，使淮河入海水道上下 行船舶直线航行过闸；

（4）淮河入海水道中的船舶转向通榆运河：当11^?、12^?闸门处于关闭状态，而1^?、2^?、3 ^?、4^?、5^?、6^?、7^?、8^?闸门处于开启状态时，将自淮河入海水道上行或下行并需要向左或 向右转向行驶的船舶调入淮河入海水道闸室，关闭1^?、2^?、5^?、6^?闸门，通过廊道输水系 统向淮河入海水道闸室和交汇段闸室内充水至与通榆运河闸室中的水位平齐，打开11^?、12^?闸门，将淮河入海水道闸室中的需要左右二个方向转向行驶的船舶在交通信号灯的指挥下 有序地转至通榆运河闸室中，再让通榆运河闸室中的已经上升并转向的船舶驶入通榆运河 的上游或下游；

（5）通榆运河中的船舶转向淮河入海水道：当1^?、2^?、5^?、6^?闸门处于关闭状态，而3^?、 4^?、7^?、8^?、9^?、10^?、11^?、12^?闸门处于开启状态时，将自通榆运河上行或下行并需要向 左或向右转向行驶的船舶调入通榆运河闸室，关闭9^?、10^?闸门，使通榆运河闸室中需要左 右二个方向转向行驶的船舶在交通信号灯的指挥下有序地转至淮河入海水道闸室的适当 位置，再关闭3^?、4^?、7^?、8^?闸门，通过廊道输水系统泄水降低淮河入海水道闸室中的水 位至与淮河入海水道引航道上下游闸首外的水位平齐，打开1^?、2^?、5^?、6^?闸门，让淮河 入海水道闸室中的已经转向并下降的船舶驶入淮河入海水道的上游或下游；

（6）视情选择并重复上述步骤：根据需要，选择并重复上述步骤1、或2、或3、或4、或5，以 满足船舶的各个方向的过闸需求；在上述步骤2、4、5中，需要或左转、或右转的船舶必须按 照图4中交汇段闸室内所示的航行轨迹弧线（虚线）转向行驶，以获得较大的转弯半径（图4 中最大转弯半径R2≥64米），通过船闸调度船舶进入相应闸室能够实现；在交汇段闸室中， 船舶实现转向的方法为通过自身的双螺旋桨调转方向，或者通过安装在船头的首侧推装置 转向，或者采取船头带缆船尾转向，或综合采用前两种方法转向。