jr西江某航電樞紐總體布置及船閘設(shè)計（左岸船閘方案閘室結(jié)構(gòu)設(shè)計）

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。jr西江某航電樞紐總體布置及船閘設(shè)計（左岸船閘方案閘室結(jié)構(gòu)設(shè)計）目錄目錄目錄摘 要IIAbstractII第1章 設(shè)計資料11.1工程概況11.2水文氣象11.3工程地質(zhì)71.4天然建筑材料71.5對外交通條件9第2章 船閘的總體設(shè)計102.1 船閘的組成和類型102.1.1 船閘的級數(shù)112.1.2 船閘線數(shù)122.1.3 船閘類型122.2 船閘的基本尺度132.2.1 設(shè)計船隊132.2.2 閘室基本尺度142.3 引航道布置162.3.1 引航道的平面布置162.3.2 引航道基本尺寸182.3

2、.3 引航道上的建筑物232.4船閘設(shè)計水位和各部分高程242.4.1船閘設(shè)計水位的確定242.4.2船閘各部分高程242.5 閘首尺度282.5.1 閘門門扇基本尺度的確定282.5.2 閘首長度292.5.3 閘首寬度292.5.4 閘首底板厚度292.5.5 門龕深度302.6 通過能力和耗水量計算302.6.1 通過能力計算302.6.2 耗水量計算33第三章 樞紐總體布置353.1 樞紐的組成和布置要求353.2壩址的比較與選擇363.2閘址的比較和選擇37第四章 船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計394.1 輸水系統(tǒng)的選擇394.1.1 集中輸水系統(tǒng)的特點394.1.2 分散輸水系統(tǒng)的特點404.1

3、.3 輸水系統(tǒng)的類型及選擇404.1.4分散輸水系統(tǒng)的分類404.2 輸水系統(tǒng)的布置414.3 輸水系統(tǒng)的水力計算434.3.1 計算的主要內(nèi)容434.3.2 輸水閥門處的廊道斷面面積確定444.3.3 水力計算454.4 輸水系統(tǒng)的水力校核604.4.1 船舶停泊條件校核604.4.2 輸水閥門的工作條件校核654.5輸水系統(tǒng)的評價67第五章 船閘結(jié)構(gòu)設(shè)計與結(jié)構(gòu)計算685.1結(jié)構(gòu)類型的選擇685.2閘室結(jié)構(gòu)荷載計算及相關(guān)校核705.2.1 計算情況705.2.2 相關(guān)數(shù)值的確定725.2.3荷載計算及相關(guān)校核735.3 閘室結(jié)構(gòu)配筋計算845.3.1 相關(guān)系數(shù)845.3.2 閘室墻配筋計算8

4、45.3.3 閘室底板配筋計算96第六章 附屬設(shè)施設(shè)計996.1 閘門防撞設(shè)備996.2系船設(shè)備1006.3 檢修設(shè)施1006.4 照明、通路等設(shè)備100參考文獻102致 謝103附錄一104附錄二107附錄三110附 圖112西江某航電樞紐總體布置及船閘設(shè)計 左岸閘室結(jié)構(gòu)設(shè)計摘 要船閘設(shè)計首先要考察本工程的概況，以及水文氣象、工程地質(zhì)、建筑材料源和對外交通條件。然后有條不紊的布置各個方面：進行船閘總體設(shè)計，其中包括船閘的組成和類型，船閘基本尺度的確定，引航道的布置原則及尺度，船閘設(shè)計水位和各部分高程的確定，閘首各個部位尺度的確定；通過船閘的通過能力和耗水量計算，并驗證是否滿足要求；再進行樞紐

5、總體規(guī)劃與布置，經(jīng)過多方案比較，選擇更好的閘址和壩址；再進行船閘的輸水系統(tǒng)設(shè)計，包括各個部位的布置，水力計算以及校核整個過程，再做一下簡單的系統(tǒng)評價；船閘結(jié)構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)計算是一個重要的環(huán)節(jié)，閘室、閘首的布置、計算和校核，以及對重要的截面再進行配筋計算和設(shè)計，也是比較艱難的一個步驟；最后進行的是一些附屬設(shè)施的設(shè)計，比如閘門防撞設(shè)施，系船設(shè)施，照明、通路和電氣設(shè)施等等。關(guān)鍵詞：船閘；設(shè)計；計算；校核；配筋。AbstractLock design first examine the profile of this project,as well as hydrology and meteorolog

6、y, engineering geology, construction materials and external sources of traffic conditions. Then an orderly arrangement of various aspects: the overall design of lock,including the composition and type of locks, the determination of the basic scale, the principles of the approach channel layout and s

7、cale, Lock design water level and elevation of various parts of the determination of all parts,through the locks and water consumption,through the ability to calculate and verify that meet the requirements,further hub general planning and layout, through multi-program comparison, select a better loc

8、k site and dam site; further lock in the water system design, Including various parts of the layout,hydraulic calculations, and checking the whole process, and do a simple system assessment; Lock design and structure of computing is an important part of the chamber, the first gate layout, calculatio

9、n and verification, as well as important reinforcement cross-section calculation and design, is a relatively difficult step; Finally, the design of some ancillary facilities, such as gate crash facilities, mooring facilities, lighting, access roads and electrical facilities.Key words：lock; design; c

10、alculation; check; reinforcement122第1章 設(shè)計資料1.1工程概況NJ航運樞紐是國務(wù)院批準的珠江流域西江水系郁江綜合利用規(guī)劃報告10個梯級中的第4級，是一個以航運為主，兼有發(fā)電、灌溉和其它效益的水資源綜合利用工程。NJ航運樞紐位于右江上游田陽縣，距百色市約40公里，是以航運為主，兼有發(fā)電、灌溉和其它效益的水資源綜合利用工程，是廣西繼桂平、貴港航運樞紐工程之后又一個以電促航、航電結(jié)合的內(nèi)河建設(shè)重點項目。工程建成后，將對上游的百色水利樞紐起到反調(diào)節(jié)作用，為百色市提供一個新能源，改善當(dāng)?shù)厣a(chǎn)、生活條件；同時將目前航道提高到可通航1000噸級船舶的級航道。對加快水資源

11、綜合開發(fā)利用、提高西江水系上游右江航運能力、加強流域腹地綜合運輸網(wǎng)絡(luò)的銜接和合理布局、增加新電源、提高該地區(qū)交通發(fā)展水平有著重要作用。樞紐工程包括1000噸級船閘和總裝機容量6.6萬千瓦水電站各一座，渠化航道56公里，整治航道總里程372公里。工程總概算為11.8億元，其中利用世界銀行貸款4500萬美元。工程建設(shè)工期4年零3個月，預(yù)計2007年1月船閘建成通航，2007年2月第一臺機組投產(chǎn)發(fā)電，2008年工程竣工。 NJ航運樞紐工程是一個以航運為主，兼有發(fā)電、電灌、養(yǎng)殖、旅游等綜合效益的項目，壩址以上集雨面積為23570km2，壩址多年平均流量330m3s，多年平均徑流量為189.3億m3，正

12、常水位115m，死水位114.4m，水庫總庫容為1.83億m3，電站裝機容量3×19MW=57MW，年利用小時數(shù)4397h，多年平均發(fā)電量2.506億kW.h。船閘按級船閘建設(shè)，通航標(biāo)準為通航一列1頂2×1000t頂推駁船隊，水庫蓄水后可渠化河道56km。1.2水文氣象右江流域位于云南東南部和廣西西南部地區(qū)，東經(jīng)106°34108°22，北緯22°4823°53。右江的上游稱馱娘江，發(fā)源于云南省廣南縣境內(nèi)的楊梅山，自西北流向東南，經(jīng)廣西的西林、田林兩縣，在平合與西洋江匯合后稱剝隘河，而后進入百色市與澄碧河匯合后稱右江，再流經(jīng)田陽、田東

13、、平果、隆安等縣，在邕寧縣宋村三江口與左江匯合后稱為郁江。郁江在桂平三江口與黔江匯合稱潯江，流經(jīng)梧州、肇慶、順德、江門、澳門、廣州等地出海。右江干流全長727km，流域面積41200km2。其中，分水嶺至百色澄碧河口段長409km，落差1565m，平均坡降4.01；百色澄碧河口至宋村三江口段河長318km，落差47m，平均坡降0.15。航運樞紐位于右江NJ村旁，壩址上距百色市41.4km，下距田陽縣22.5km，控制集雨面積23573km2，占右江流域面積的57.2。NJ庫區(qū)主要支流有澄碧河、福祿河兩條河匯入。在澄碧河上，距其與右江匯合口10.5km處，建有澄碧河水庫一座，控制集雨面積2000

14、km2，多年平均流量38.3m3/s，總庫容11.5億m3，調(diào)節(jié)庫容5.8億m3，為多年調(diào)節(jié)水庫，是一座以發(fā)電為主，結(jié)合防洪、供水的大型水庫，對流域徑流有一定的影響。在福祿河上，距其與右江匯合口6.3km處，建有福祿河五級水電站，控制集雨面積1190km2，總庫容0.259億m3，壩址多年平均流量21.90m3/s，為河床徑流式水電站。另外，支流上還建有小型水庫26座，控制總集雨面積435.2km2，控制集雨面積均較小，調(diào)節(jié)性能差，對流域的徑流影響很小。此外，右江干流上，在NJ壩址上游61.8km處，有在建的百色水利樞紐工程，其控制集雨面積為19600km2，總庫容56億m3，具有不完全多年調(diào)

15、節(jié)性能，是一個以防洪、航運、發(fā)電等綜合利用為主的大型水利工程，對徑流影響較大。右江流域地處亞熱帶地區(qū)，受季風(fēng)控制，高溫多雨，每年510月份為洪水期，洪峰主要出現(xiàn)在69月份，尤以8月份為最多。百色水文（三）站實測的48年最大洪水中，8月份出現(xiàn)的洪峰的機率占37.5，NJ航運樞紐壩址洪水特性見表1.13，NJ壩址下游水位流量關(guān)系曲線見表l.4。表1.1 NJ壩址全年洪水各頻率流量表頻率（）0.21251050洪峰流量（m3/s）14800111009520746059402670表1.2 NJ壩址各時段洪峰流量時 段頻率（）流量（m3/s）壩下1500m處水位（m）全年204470110.219月

16、20次年6月10日201900106.010月1次年5月10日201440105.0611月次年4月30日20690103.2412月次年3月31日20280102.0011月次年4月30日（上游電站滿發(fā)及區(qū)間總流量）800103.49注：此表數(shù)據(jù)為上游百色水庫建成后的數(shù)據(jù)。 表1.3 NJ壩址施工截流各頻率流量表 單位：m3s頻 率5102050Q（均值）分期時段流量10月上旬120374846632836110月中旬58247637029126810月下旬48540031525223411月上旬55238326520221211月中旬44836528122020111月下旬31426120

17、817015812月上旬25121016913913012月中旬18415913511611112月下旬1581391201051011月上旬15813711688921月中旬14212510885891月下旬1291141008183表1.4 NJ壩址下游水位流量關(guān)系曲線表水位（m）流量（m3s）水位（m）流量（m3s）101401115050102270112578010361011365301041000114736010514201158280106190011692501072450117103001083020118114201093640119126001104320右江流域?qū)賮?/p>

18、熱帶季風(fēng)氣候，氣候溫和，夏季盛行偏南風(fēng)，冬季盛行偏北風(fēng)。降雨系統(tǒng)有副熱帶高壓、熱帶低壓、臺風(fēng)、東風(fēng)波及西南低渦等，東西南暖氣為降雨提供充足的水汽來源。據(jù)百色氣象站資料統(tǒng)計，多年平均相對濕度80，多年平均氣溫為22.1，1月份氣溫最低，平均13.4，7月份氣溫最高，平均28.6，歷年極端最高氣溫42.5（1958年4月23日），歷年極端最低氣溫-2。多年平均降雨量為1096.6mm，季節(jié)內(nèi)分配不均，11月4月為相對干旱季，總降雨量僅占全年降雨量的16.9，5月10月多為雨季，其降雨量占全年的83.1，尤其在59月，大雨以上降雨天氣頻繁出現(xiàn)。多年平均蒸發(fā)量在1619.8mm，變化與溫度變化基本相應(yīng)

19、。百色氣象站位于NJ庫區(qū)，資料觀測時間較長，代表性較好，故以百色氣象站資料作為NJ庫區(qū)氣象特征的依據(jù)，根據(jù)1953年2000年資料統(tǒng)計，百色氣象站氣象特征見表1.5表1.10。 表1.5 百色站歷年氣溫特征值 單位： 月 份項 目123456789101112年多年平均氣溫13.415.219.323.726.627.928.627.926.322.918.714.722.1最高月平均氣溫18.420.324.829.33232.13433.831.928.524.220.427.5極端最高氣溫33.438.438.942.542.240.84039.638.436.93434.842.5極端

20、最低氣溫-21.447.614.317.820.519.314.48.44.20.1-2 表1.6 百色站歷年相對濕度特征值 單位： 月 份項 目123456789101112年多 年 平 均74737171747879817978787676最 小7913920153023101917157表1.7 百 色 站 蒸 發(fā) 量mm 月 份項 目123456789101112年多 年 平 均72.484.4134.2172.0192.7173.1188.7170.0152.1121.286.072.91619.8表1.8 百色站歷年降雨量特征值mm 月 份項目123456789101112年多年平

21、均17.517.631.666.9159.5184.3190.2192.0106.978.837.114.21096.6各月占全年百分數(shù)1.61.62.96.114.516.817.317.59.77.23.41.3100.0月最大102.265.7151.9197.3344.7427.7446.7430.7323.1276.6149.161.3430.7月最小0.50.50.93.314.921.033.98.526.51.1000表1.9 色站水溫特征值 月 份項 目123456789101112年平均水溫14.816.019.023.024.727.227.627.026.123.920

22、.516.822.3最高月水溫22.724.426.529.031.832.934.332.232.028.825.222.834.3最低月水溫10.510.013.218.220.023.021.021.622.215.213.211.410.0表1.10 百色站歷年各向最大風(fēng)速、平均風(fēng)速及頻率 風(fēng)向平均風(fēng)速（m/s）最大風(fēng)速（m/s）頻率（）N1.3172NNE1.9133NE2.1102ENE2.172E2.493ESE2.796SE2.598SSE2.497S2.1147SSW1.9104SW1.782WSW1.772W1.664WNW1.562NW1.6103NNW1.6102C/4

23、2注：C代表靜風(fēng)，最大風(fēng)速為觀測10分鐘的最大平均風(fēng)速，多年最大平均11.7m/s，極大風(fēng)速40m/s（1972年5月2日，龍卷風(fēng)）。1.3工程地質(zhì)NJ航運樞紐工程位于百色盆地田陽凹陷南緣，為盆地地形。壩址位于右江上游，百色市下游約41.1km處的NJ村旁，距田陽（那坡鎮(zhèn)）56km。壩區(qū)河段地形寬闊，呈寬谷型地貌，河水由南向北呈近北向流動，河道順直。河床寬約250320m，平（枯）水期河水水位約101.65m（2001年最高洪水位為116.28m）。江心有一心灘，名拉呱洲，洲長約1000m，寬50150m，枯水時高出河水面58m。拉呱洲心灘將壩址河道一分為二，平（枯）水期右側(cè)河水面寬5060m

24、，水深11.5m左右，河床高程約99100m，左側(cè)河道水面寬約120130m，水深1.53m，河床高程約98100m，為目前主要航道。右側(cè)河床及岸坡局部有基巖裸露，江心洲覆蓋層厚約58m。壩區(qū)左右岸地形大致對稱。共發(fā)育有4級階地以及河漫灘堆積地形，階地形態(tài)均屬基座式堆積階地。部分位置較高的階地由于受剝蝕作用形成了低矮山丘。壩址區(qū)范圍內(nèi)主要發(fā)育有5條沖溝，均發(fā)育在階地堆積層內(nèi)，其中左岸4條，無常年性水流，右岸1條，有小流量常年性水流，兩岸沖溝切割深度510m，寬約1020m。1.4天然建筑材料（1）天然砂礫料在壩址上、下游1015 km的范圍內(nèi)共勘探了水埠洲、拉呱洲、二塘及那坡等4個砂礫料場，其

25、中前2個料場為砂洲料場，砂礫卵石層主要分布在洲前及洲兩側(cè)河床、河灘，枯水期有三分之一露出水面。水埠洲及拉呱洲兩料場5mm的粒料含量分別為36.6和42.1，礫石料級配比較合理，其粒徑分布較好，符合SL2512000規(guī)程規(guī)定指標(biāo)要求。礫石料以石英巖、灰綠巖、硅質(zhì)砂巖等為主，質(zhì)地堅硬，磨圓度較好，是理想的天然建筑材料。砂料的平均粒徑為0.390.41mm，細度模數(shù)2.402.46，含泥量偏高，為5.710.5，主要為中砂，上述兩個料場適合開采砂礫料儲量為50.078.0萬m3，經(jīng)計算砂料量為22.9萬m3，不足部分砂料為4.41萬m3，采用人工砂。粗骨料完全滿足本工程的需要量。砂石料含泥量及骨料級

26、配等問題，可以通過沖洗及篩分加以解決。天然砂石料加工系統(tǒng)布置于左岸壩址上游約500m處。天然砂石料場貯量、運距見表111。表1.11天然砂石料場貯量、運距表料場名稱運距（km）無用層平均厚度（m）有用層平均厚度（m）產(chǎn)地面積（萬m2）有用層體積（萬m3）有用層厚度（m）含砂率(50.16mm)（）拉呱洲0.556310.00202.36.828.3水埠洲3.50.58.43.2733.06582.43.632.5二 塘3.5不符合規(guī)定指標(biāo)要求注：大體積混凝土采用天然砂，梁、板、柱等構(gòu)件采用人工砂。（2）土料在壩址附近300800m距離范圍內(nèi)調(diào)查了左、右兩岸4個取土土料場，該土料場在征地范圍內(nèi)，

27、它們分別分布在右江兩岸的II、III、IV級階地上。左岸土料場在壩址左側(cè)II、III級階地上，按所屬的不同的山丘分為II2、II3號，土料為河流沖沉積的粘土，粗粒含量占總重量的2246.8，細粒含量為53.278，料場分布高程為118140m，土層平均厚度1.995m，總儲量22.0913萬m3。右岸土料場位于壩址右側(cè)的IV級階地上，編號為II1號，土料為河流沖沉積的粘土，局部含有圓礫。粗粒含量占總重量的5.819.8，細粒含量為80.294.2，料場分布高程為146157m，土層平均厚度1.966m，總儲量17.69萬m3。具體儲量計算見表112。表1.12 天然土、石料儲量表料場類型位置名

28、稱巖性距壩址平距（m）分布高程（m）產(chǎn)地面積104m2平均厚度（m）總儲量（×104m3）有用層無用層有用層無用層土料右岸II1粘土80015616091.9660.20417.69641.8328左岸II28001181278.41.681.23714.135110.3966II36001291403.452.318.087.956227.8748石料那老灰?guī)r60002032807.118.890.868134.1386.1654（3）石料壩址附近那老一帶，二迭系灰?guī)r大量出露，為正在開采的石場，材料主要用于建筑、道路，有公路從旁邊通過直通壩區(qū)，交通便利，運距約5km。巖石滿足規(guī)程S

29、L2512000的指標(biāo)要求?？勺鰹榇髩谓ㄔO(shè)所需的塊石料及混凝土粗、細骨料使用，以彌補天然砂礫料級配的不足。1.5對外交通條件（1）公路323、324（二級公路）國道在百色至田陽之間會合，壩址左岸距離323（324）國道約5.4km；從壩址左岸至百色29km，至田陽22km，至田東52km，至南寧250km；20312省道（二級公路）田陽至德保公路距壩址右岸約3.8km，經(jīng)那坡至田陽18km、至南寧246km；另外，壩址右岸有那坡鎮(zhèn)至百峰鄉(xiāng)的縣級公路經(jīng)過，距壩址約2km；在建的百色至南寧高速公路從那坡附近通過。為方便本樞紐與外部交通，本工程已開工修建一條對外二級公路，總長8.65km，路基寬12

30、m，路面寬9m，設(shè)計荷載為汽超20，掛120。左岸連接南寧至百色二級公路，長約3.93km，右岸連接20312省道（三級公路）田陽至德保公路，長約4.32km。左右岸間建大橋連通，橋位位于壩下游250m，橋長約409m，橋面寬12m。（2）鐵路南昆鐵路沿右江河谷自西北走向東南。壩址左岸距百色火車站約26km，距田陽火車站約24km。百色火車站有最大起吊能力為36噸的軌道式吊機；田陽火車站無起吊設(shè)備。（3）水路右江航道現(xiàn)為級航道，可常年通航120t級駁船。沿右江上溯41.1km直通百色市，沿右江下行，距田陽28km，距南寧316km。南寧至廣州854km級航道已建成，可通航1000t級船舶（隊）

31、。第2章 船閘的總體設(shè)計2.1 船閘的組成和類型船閘是為船舶通過航道上集中水位落差而設(shè)置的一種通航建筑物。它主要由閘室、閘首和引航道等3個基本部分及相應(yīng)的設(shè)備組成（圖21）。圖2-1 船閘的主要組成（a）平面圖；（b）縱斷面圖 1-上游引航道；2下游引航道；3上閘首；4閘室；5下閘首；6上閘門7下閘門；8導(dǎo)航建筑物；9靠船建筑物；10輔導(dǎo)航建筑物閘室指船閘上、下閘首和兩側(cè)閘室墻環(huán)繞而形成的并提供過閘船舶停泊使用的空間。當(dāng)船閘灌水或泄水時，閘室中的水面逐漸下游水位上升到與上游水位齊平，或逐漸由上游水位下降到與下游水位齊平，停泊于閘室內(nèi)的過閘船舶隨閘室的水位升降而升降。由于灌泄水時閘室中水面升降較

32、快，為保證過閘船舶的平穩(wěn)停泊與安全升降，閘室墻設(shè)有系船設(shè)備和其他輔助設(shè)備。閘首是將閘室與上、下游引航道隔開的擋水建筑物。位于上游端的稱為上閘首；位于下游端的稱為下閘首。在多級船閘中，將上、下相鄰兩個閘室隔開的閘首稱為中閘首。在閘室內(nèi)設(shè)有工作閘門、輸水系統(tǒng)及閘、閥門的啟閉機械等設(shè)備。工作閘門是用來封閘首口門，以保證閘首的擋水。輸水系統(tǒng)包括輸水廊道和輸水閥門，是供閘室灌水和泄水用的。啟閉機械用來啟閉工作閘門和輸水閘門。此外，在閘首范圍內(nèi)還設(shè)有檢修閘門、交通橋、啟閉機放以及其他輔助設(shè)備。引航道是接連船閘閘首與主航道的一段航道，其作用是引導(dǎo)船舶迅速安全地進出閘室。與上閘首相接的稱為上游引航道；與下閘首

33、相接的稱為下游引航道。在引航道內(nèi)設(shè)有導(dǎo)航建筑物和靠船建筑物。導(dǎo)航建筑物的作用是引導(dǎo)船舶順利進出閘室，一般與閘首相接連?？看ㄖ锸枪┑却^閘的船舶?？坑玫?，布置在引航道的停泊段內(nèi)。在有些船閘中，船舶過閘時需要重新編、解船隊和更換推輪、拖船，如上游引航道伸入大型水庫時，則還在引航道的出口設(shè)置外停泊區(qū)或前港，以供過閘船編解船隊和安全避風(fēng)使用。2.1.1 船閘的級數(shù)船閘級數(shù)的多少直接影響船閘的通過能力。船閘級數(shù)的選擇，應(yīng)根據(jù)船閘的總水頭、通過能力、航運效益、技術(shù)水平、地形、地質(zhì)條件和管理運用等條件進行確定。船閘的級數(shù)可分為單級船閘和多級船閘兩種。船閘級數(shù)的選擇，應(yīng)優(yōu)先采用單級船閘。單級船閘較多級船閘

34、具有過閘時間短、通過能力大、故障較少、檢修停航時間較短、占線路較短、樞紐布置較易和管理方便等特點，因而是最廣泛采用的形式。但當(dāng)樞紐水位落差較大時，水頭仍然是限制建造單級船閘的決定因素，特別是閥門水利條件，閥門受力狀況和建筑技術(shù)，更是其中的關(guān)鍵。采用多級船閘則可降低每級船閘的水頭，使復(fù)雜的技術(shù)問題簡單化。在一定條件下，多級船閘對較高的臺地地形條件能較好地適應(yīng)，可減少開挖工程量。 當(dāng)受自然和技術(shù)條件限制，屬下列情況之一者，應(yīng)采用兩級或多級船閘：（1）船閘水頭較大，采用單級船閘水力學(xué)等條件下不能滿足要求的；（2）受閘址地形、地質(zhì)條件的限制，經(jīng)不同級數(shù)方案比選，技術(shù)經(jīng)濟合理的；（3）水源困難，受供水限

35、制，必須節(jié)省船閘耗水量的。影響船閘級數(shù)的因素很多，也很復(fù)雜，單級船閘與多級船閘的水頭也無明顯界限，一般按下列情況確定：（1）H 30 m 單級船閘（H為水頭）（2） 30 m H 40 m 單級或兩級船閘（3） H 40 m 兩級或多級船閘本船閘設(shè)計最大水頭H =14.7m（H是樞紐正常蓄水位與下游設(shè)計最低通航水位的差）因此，本次設(shè)計采用單級船閘。2.1.2 船閘線數(shù) 船閘線數(shù)是船閘規(guī)模的重要部分，應(yīng)根據(jù)船閘設(shè)計水平年內(nèi)的客、貨運量、過閘的船型、船隊組成、地形地質(zhì)條件、船閘所在河流的重要性等因素，結(jié)合船閘尺度及通過能力、船閘級數(shù)，綜合論證選擇。凡屬下列情況之一者，應(yīng)設(shè)置雙線或多線船閘： （1）

36、采用單線船閘不能滿足設(shè)計水平年內(nèi)過閘船舶數(shù)量、總噸位數(shù)、客貨運輸量過閘的通過能力要求的； (2)客貨運量大，船舶過閘繁忙的連續(xù)多級船閘，由于單線船閘迎向運轉(zhuǎn)要等待和延長過閘時間、降低通過能力和船舶運輸效率而不經(jīng)濟的； （3）運輸繁忙和重要航道在年通航期內(nèi)，不允許由于船閘檢修、疏浚、沖沙和事故等原因造成斷航的； （4）客運、旅游等船舶多，過閘頻繁，需解決快速過閘的； （5）區(qū)間小船、漁船和農(nóng)副業(yè)船舶多，過閘頻繁影響通過能力的。在本次設(shè)計中，采用單級船閘可以滿足通過能力的要求；過閘船對可以不解對過閘；另外根據(jù)地形及河流條件，若采用雙線船閘，河流將很難滿足要求，需大量開挖岸線，工程量較大。因此，本船

37、閘采用單線船閘。2.1.3 船閘類型船閘的種類很多，根據(jù)不同的特征，如閘室數(shù)目、位置、功能、輸水形式、結(jié)構(gòu)形式及閘門形式等等，可以分為不同的類型：1.按照船閘所處地理位置和航行船舶，可以分為內(nèi)河船閘與海船閘；2.按照船閘級數(shù)的不同，可以分為單級船閘與多級船閘；3.按照船閘線數(shù)的不同，可以分為單線船閘與多線船閘；4.根據(jù)船閘使用的特點，還可以分為廣室船閘、省水船閘與井式船閘等。那吉航電建于西江右江段（內(nèi)陸河流），供內(nèi)河船舶航行的船閘，因此，本船閘屬于內(nèi)河船閘。2.2 船閘的基本尺度船閘的基本尺度是指閘室的有效長度、閘室的有效寬度及門檻水深。船閘基本尺度應(yīng)根據(jù)船型、船隊以及船閘在設(shè)計水平年期限內(nèi)各

38、期（近期、遠期）過閘的客貨運量及過閘船量（過閘船舶的總載重噸位）確定的，并盡量使設(shè)計船隊能一次過閘。船閘尺度選擇應(yīng)符合國民經(jīng)濟發(fā)展和我國水運網(wǎng)發(fā)展對航道建設(shè)的要求，并遵循下列原則：1）滿足設(shè)計水平年內(nèi)近、遠期客運量通過的需要并留有發(fā)展余地；2）滿足設(shè)計水平年內(nèi)近、遠期設(shè)計船型船隊不解對一次通過；3）船閘等級與所在河流或河段的航道等級相一致；4）船閘尺度標(biāo)準化，利用各河流的干支相互溝通和水網(wǎng)化；5）船閘閘址的地質(zhì)地形條件，將來擴建船閘的難易程度；6）工程投資和營運費用最少。2.2.1 設(shè)計船隊船閘采用的設(shè)計船型、船隊，應(yīng)根據(jù)規(guī)劃的或擬定的船型、船隊，并兼顧現(xiàn)有運輸船舶和其他船舶，經(jīng)論證確定。當(dāng)缺

39、乏設(shè)計船型、船隊資料時，可根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準內(nèi)河通航標(biāo)準（GBJ139）中的有關(guān)規(guī)定，并經(jīng)過調(diào)查研究和方案比較選定。 圖2-2 設(shè)計圖示船隊 單位（m）表2.1 設(shè)計船隊尺度（ m） 船舶類型長×寬×吃水深1頂2×1000t160×10.8×22.2.2 閘室基本尺度2.2.2.1、閘室的有效長度是指船舶過閘時，閘室內(nèi)可供船舶安全?？康拈L度即：上閘首幃墻的下游邊緣到下閘首幃墻的上有邊緣。圖 2-3 船閘有效長度示意圖閘室的有效長度計算按規(guī)范3.1.5（JTJ305-2001） 閘室的有效長度=設(shè)計船隊長+富裕長度 即： (2-1)設(shè)計代表船的長度

40、（m） 本設(shè)計取=160 m；富裕長度（m）,視過閘船對類型不同，按下列數(shù)據(jù)采用： 頂推船隊 2+0.06(m) 拖帶船隊 2+0.03(m) 非機動船隊2 (m) 本設(shè)計采用頂推船隊，取12m；閘室有效長度(m) 由于 ，為與國內(nèi)內(nèi)河通航標(biāo)準相銜接，故本閘室長度取為180m。2.2.2.2、閘室的有效寬度閘室的有效寬度是指閘室兩側(cè)墻面的最小凈寬度（閘室內(nèi)兩側(cè)墻面最突出部分之間的最小距離）。對斜坡式閘室，其有效寬度為兩側(cè)垂直靠船設(shè)施之間的最小距離。當(dāng)閘室墻底設(shè)置護角在閘室有效寬度內(nèi)的高度，不得影響船舶、船隊的安全，在設(shè)計最低通航水位時，必須滿足船舶、船隊過閘與停泊對水深的要求。 閘室的有效寬度

41、計算按規(guī)范3.1.8-1與3.1.8-2（JTJ305-2001） ； (2-2)； (2-3) -閘室的有效寬度（m）；-同閘次過閘船隊并列停泊的最大總寬度（m），但只有一個船隊過閘時，則為設(shè)計最大船隊的寬度b；富裕寬度（m）；-過閘停泊在閘室的船舶列數(shù)；-富裕寬度的附加值，當(dāng)7m時，1m；當(dāng)>7m時，1.2m。在本船閘中采用單線船閘，只有一個船隊過閘，則為設(shè)計船隊的寬度10.8m，=1, =1.2m；因此，船閘的有效寬度 =10.8+1.2=12 m。2.2.2.3、門檻水深門檻最小水深是指設(shè)計最低通航水位至門檻頂部的最先水深，并滿足設(shè)計船舶、船隊滿載時的最大吃水加富裕深度的要求，計

42、算按規(guī)范3.1.9（JTJ305-2001）H1.6 T （2-4）T-設(shè)計船舶、船隊滿載時的最大吃水（m）；T=2 m；H-門檻最小水深（m）；H1.6 T=3.2 m； 因此，取門檻最小水深為3.5 m。2.2.2.4、閘室最小過水?dāng)嗝嫦禂?shù)在確定船閘基本尺度時，還應(yīng)考慮船閘最小過水?dāng)嗝嫦禂?shù)的要求。根據(jù)實驗和觀察，若n值過小，則船隊過閘時，可能產(chǎn)生碰底的現(xiàn)象。為保證船隊安全順利地進閘，一般要求： (2-5)式中：-最低通航水位時，閘室過水?dāng)嗝婷娣e（），=×H=12×3.5=42 ；-最大設(shè)計過閘船對滿載吃水時船舯斷面水下部分的斷面面積。 ,滿足要求。表2.2 閘室的基本尺

43、度項目閘室長度閘室有效寬度閘室門檻水深閘室段面系數(shù)尺度180m12m3.5m1.942.3 引航道布置引航道是船閘的重要組成部分，它聯(lián)接船閘與河流、水庫、湖泊中的原航道，涉及到船閘的正常運行，是船閘關(guān)鍵部分之一。其尺度和布置應(yīng)滿足通航期內(nèi)各類船隊（型）過閘的各種要求。其尺度不夠或布置不當(dāng)，不但影響船隊過閘同暢和安全，且大大限制船閘的通過能力。引航道的作用在于保證船舶安全，順利進出船閘，供等待過閘的船舶安全停泊，并使進出船舶的船舶能交錯避讓。引航道應(yīng)具有足夠的水深和適合的平面布置以及保證通航期內(nèi)過閘船舶暢通無阻、安全行駛。船舶在引航道內(nèi)航速較小，對水流和側(cè)向風(fēng)的影響比較敏感，故引航道應(yīng)具有較好的

44、掩護，以滿足過閘船舶在引航道內(nèi)安全停泊和航行條件。2.3.1 引航道的平面布置引航道的平面布置，直接影響船舶的過閘時間，從而影響船閘的通過能力，在引航道的布置要根據(jù)船閘的規(guī)模、尺度、客貨運量、過閘船隊的類型、尺度和過閘方式，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件等因素確定。主要布置型式（圖2-4）：1） 反對稱型（圖2-4a）：引航道軸線與船閘軸線重合，等待過閘船隊?？吭诤降酪粋?cè)的靠船建筑物旁，船舶沿曲線行駛，出閘可沿直線。船舶進閘行程短，出閘速度快，船閘的通過能力大。2） 對稱型（圖2-4b）：上下游引航道向不同的岸側(cè)拓寬。在這類引航道中，船舶可以沿直線進閘，曲線出閘。進閘速度可以較快。3） 不對稱型（圖2-

45、4c）：上下游引航道向同一側(cè)拓寬。一個方向的船舶進出閘沿直線行駛，另一個方向的船舶進出閘沿曲線行駛。這類引航道一般適用于岸上牽引過閘，或有明顯的單向貨流，或有大量木排過閘情況。受地形或樞紐的布置限制。 圖2-4 引航道平面布置形式圖a）對稱型；b）反對稱型；c）不對稱型本船閘設(shè)計采用不對稱式引航道。2.3.2 引航道基本尺寸2.3.2.1、引航道的長度 L引航道的長度主要取決于設(shè)計船型、船隊尺度及船隊的操控性能。按雙線過閘船舶運行的需要，引航道一般由導(dǎo)航段、調(diào)順段、停泊段、過渡段、制動段組成（如圖2-5）。前三段一般要求為直線段，后兩段可根據(jù)地形需要靈活布置，且可部分重合計算。圖 2-5 單線

46、船閘引航道平面示意圖-直線段總長度； -導(dǎo)航段長度； -調(diào)順段長度； -停泊段長段； -單線船閘引航道寬度；設(shè)計最大船隊、船舶寬度； -測等候過閘船舶、船隊的總寬度； -船隊、船舶之間的富裕寬度； -船隊、船舶與岸之間的富裕寬度。1）導(dǎo)航段長度 ：緊靠閘首，船舶出閘時，在船尾尚未駛出閘首前必須沿閘軸線行駛，不能轉(zhuǎn)向。只有當(dāng)船尾通過閘首邊界時，船首才能離開船閘軸線轉(zhuǎn)向。因此，導(dǎo)航段長度： (2-6) -設(shè)計船隊的長度，對頂推船尾全船隊的長度，對拖船隊或單船為其中最大的船舶長度。因此 導(dǎo)航段長度 取160m。 2）調(diào)順段 ：是進出閘船舶從引航道航線轉(zhuǎn)到船閘軸線或從船閘軸線轉(zhuǎn)到引航道航線，或曲線進閘

47、船舶由?？枯S線轉(zhuǎn)到船閘軸線所需要的長度。調(diào)順段的長度可采用： (2-7)因此，本船閘采用= 2= 320m。3）停泊段：是供等待過閘船舶?？坎⑴c出閘船舶避讓交錯的一段航道，其長度滿足： (2-8) 因此，停泊段取 160m。4） 過渡段：當(dāng)引航道直線段與航道的寬度不一致時，需用漸變的方法將其連接起來，漸變連接的這一段引航道稱為過渡段，其長度滿足： (2-9) 式中：引航道直線寬度與航道寬度之差。三級航道寬為30m,引航道寬為38m,故=38-30=8m,所以過渡段=80m。5）制動段：船舶以一定的速度通過口門區(qū)進入引航道，停車后會在慣性作用下滑行一段距離，這段從引航道口門到停泊段前沿的長度稱為

48、制動段。制動段的長度，應(yīng)滿足船舶、船隊制動的需要，并根據(jù)口門區(qū)流速大小、設(shè)計最大船舶、船隊的長度和性能確定。制動段宜在引航道直線段的延伸線上?？砂聪率焦浪悖?(2-10)式中： -頂推船制動距離系數(shù)由于過渡段與制動段重合，所以引航道直線段的總長度: (2-11) 因此，引航道直線段的總長度為640m。在進行引航道布置時，還應(yīng)注意以下幾點：（1）當(dāng)各種設(shè)計船隊的推輪均具有良好的操縱性能時，調(diào)順段通過論證可適當(dāng)縮短;（2）通航多種船隊的船閘，引航道直線段的總長度L應(yīng)分別計算，并取其大值;(3) 對山區(qū)級和平原IV級的船閘，當(dāng)受地形等條件限制，不能滿足直線段長度要求時，可在滿足安全進、出閘和通過能力

49、要求的條件下，通過技術(shù)經(jīng)濟論證進行布置。（4）當(dāng)曲線導(dǎo)航墻具備導(dǎo)航與調(diào)順功能時，可采用曲線進閘、直線出閘方式過閘，其引航道直線段長度應(yīng)大于等于導(dǎo)航段長度與停泊段長度之和。2.3.2.2 引航道的寬度根據(jù)船閘布置和運行方式，引航道寬度要滿足船隊停靠、調(diào)順、會讓和操作上的要求。單線船閘和雙船閘的引航道的寬度是指調(diào)順段和停泊段的寬度。導(dǎo)航段到調(diào)順段漸變的方式過渡（圖2-5）。由于本船閘采用單線船閘，所以單線船閘的引航道寬度如下：單線船閘引航道的寬度應(yīng)按雙向過閘確定，即出閘船舶與停在靠船碼頭等候進閘的船舶會讓時所需要的寬度，并考慮停泊段一側(cè)停船和兩側(cè)停船兩種情況。采用哪一種情況，則應(yīng)根據(jù)船閘重要性和等級、客貨運量、過船數(shù)量和過船密度等情況確定。本船閘采用不對稱型引航道，故采用一側(cè)停船，所以其寬度: (2-12)式中： -設(shè)計最低通航水位時，設(shè)計最大船舶、船隊滿載吃水船底處的引航道寬度(m );-設(shè)計最大船舶、船隊的寬度(m)，=10.8m。-一側(cè)等候過閘船舶、船隊的總寬度(m)，本次船隊為頂推船