【水库枢纽方案】水利枢纽船闸设计方案

XX水利枢纽通航船闸总体设计

目 录

第1章 设计基本资料 ...................................................................................................... 1

1.1 设计背景 ............................................................................................................. 1 1.2 设计标准、规范 ................................................................................................. 1 第2章 船闸总体设计 ...................................................................................................... 2

2.1船闸的基本尺度 .................................................................................................. 2 2.1.1闸室有效长度 ................................................................................................. 2 2.1.2闸室有效宽度 ................................................................................................. 2 2.1.3门槛水深 ......................................................................................................... 3 2.2闸首的结构的初步设计 ...................................................................................... 3 2.3船闸线数和级数 .................................................................................................. 4 2.4船闸各部分高程的确定 ...................................................................................... 5 2.4.1船闸闸门门顶高程 ......................................................................................... 5 2.4.2闸首墙顶高程 ................................................................................................. 5 2.4.3闸室墙顶高程 ................................................................................................. 5 2.4.4闸室底板高程 ................................................................................................. 5 2.4.5闸首门槛顶和引航道底高程 ......................................................................... 5 2.4.6靠船建筑物和导航建筑物顶高程 ................................................................. 6 2.5 引航道平面布置及尺度确定 ............................................................................. 7 2.5.1引航道平面布置 ............................................................................................. 7 2.5.2引航道长度 ..................................................................................................... 7 2.5.3引航道宽度 ..................................................................................................... 8 2.5.4引航道水深 ..................................................................................................... 9 2.6船闸的通过能力计算 ........................................................................................ 10 2.7船闸的耗水量计算 ............................................................................................ 12 2.8船闸附属设施布置 ............................................................................................ 13

2.8.1 系船设备 ...................................................................................................... 13

2.8.2 安全防护和检修设施 .................................................................................. 13 2.8.3消防和救护 ................................................................................................... 13

第3章 输水系统、闸首、闸阀门选择 ........................................................................ 14

3.1输水系统的设计的基本原则 ............................................................................ 14 3.2输水系统的设计要求、输水系统的选择 ........................................................ 14 3.3闸首、闸阀门的选择和设计 ............................................................................ 14 3.3.1船闸概述 ....................................................................................................... 14 3.3.2闸首的结构的选择 ....................................................................................... 14 3.3.3闸门、阀门的选择 ....................................................................................... 15 3.3.4人字闸门结构设计 ....................................................................................... 15 3.3.5闸室结构初步设计 ....................................................................................... 16

第1章 设计基本资料 第1章 设计基本资料

1.1 设计背景

东江某水利枢纽是一项以改善水环境、发电为主，兼顾航运，并具有改善城市供水和农田灌溉条件，发展旅游业等多项综合利用效益的水流枢纽工程。根据广东省东江航道技术等级的划分，该航道为Ⅳ级航道，最大通航船舶为500t，该河段主要通航船舶为100t、300t。 1.2 设计标准、规范

（1）课程设计任务书；

（2）设计所参考的诸多相关标准；

（3）相关本专业本科教材，《航道工程》等。 1.3 设计资料

表 1.1 设计资料一览表

序号 1 2 3 4 工程项目 设计水平年 船闸级数 通航规模 航道设计标准（m） 指标 2020 单极 Ⅳ级 55×3.0×330 113×10.8×1.6 备注 船宽×航深×弯曲半径 1顶2×500t 1顶2×300t 1拖5×100t 一次通行过闸 上游/下游 上游/下游 5 船队尺度（m） 93×9.2×1.3 188×7.0×1.0 6 7 8 9 船闸年通过能力（万t） 最大过船吨位 船闸设计标准 通航期（天） 360 500t 1000t 360 12.01/11.79 6.4/0.2 12.01 10 最高通航水位（P=10%）（m） 11 最低通航水位（P=98%）（m） 12 13 正常蓄水位（m） 地形地质 坝址下伏基岩主要为第四系冲积岩、花岗岩、岩层状相对较稳定。 1

第2章 船闸总体设计 第2章 船闸总体设计

2.1船闸的基本尺度

船闸基本尺度是指闸室有效长度、闸室有效宽度及门槛水深。船闸基本尺度应根据船型、船队以及船闸在设计水平年限内各期（近期、后期）过闸客货运量及过船量（过闸船舶总载重吨位）确定，并应尽量使设计船队能一次过闸。 2.1.1闸室有效长度

闸室有效长度，是指船舶过闸时，闸室内可供船舶安全停泊的长度。由《航道工程学》，其计算公式为：

Lx?lc?lf (2-1) 式中：Lx—闸室有效长度（m）；

lc—设计最大过闸船队、船舶的长度，船队设计长度（m）：当一闸次只有一个船队过闸时，为设计船队（舶）长（对于解队过闸的船队，则为过闸时最长一组船舶的长度)；当同闸次有两个或两个以上船队（舶）纵向排列过闸时，则为各设计船队（舶）长度之和加上船队（舶）间的停泊间隔长度；每闸次只有一个船队过闸，取最大船型长度188m。

lf—富裕长度（m）视过闸船队（舶）类型不同，按下列数据采用： 顶推船队lf?2?0.06lc(m) 拖带船队lf?2?0.03lc(m) 非机动船lf?2(m)

据设计资料，顶推船队的lf ≥2+0.06×113=8.78m,取整为9.0m。则闸室的有效长度取为200m。 2.1.2闸室有效宽度

是指闸室内两侧墙面最突出部分之间的最小距离。对斜坡式闸室，其有效宽度为两侧垂直靠船设施之间的最小距离。

闸室有效宽度Bx可按下式计算：

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第2章 船闸总体设计 Bx??bc?bf (2-2) 式中： Bx—闸室有效宽度(m)；

∑bc—同闸次过闸船队（舶）并列停泊的最大总宽度（m），当只有一个船队（舶）过闸时，则为设计最大船队（舶）的宽度b；

bf—富裕宽度（m），可按下列数据数据采用： bf?Δb?0.025(n?1)bc

bc取最大船型宽度10.8m，bf取为1.2m,则Bx=12m,根据《船闸设计总体规范》，取12m。 2.1.3门槛水深

是指在设计最低通航水位时门槛上的最小深度，与船队（舶）最大吃水和进闸速度等有关，对船队（舶）操纵性和工程造价都有较大影响。门槛水深H应满足：

H?1.6T (2-3) 式中：H—门槛水深（m）；

T—设计最大过闸船队（舶）的满载吃水。

H=1.6×1.6=2.56，取2.60m

在确定船闸的基本尺度时，还应考虑船闸的最小过水断面的断面系数n的要求。根据实验和观察，若n过小，则船队（舶）可能产生碰底现象。为保证船队（舶）安全顺利地进闸，一般要求：

n?Ω/Φ?1.5~2.0 (2-4) 式中：Ω—最低通航水位时，闸室过水断面面积（m2）,Ω=Bx×H；

Φ—最大设计过闸船队（舶）满载吃水时船中断面水下部分的断面面积（m2）。

Ω=12×2.60=31.2m2,Φ=1.6×10.8=17.28m2，n=1.81。 2.2闸首的结构的初步设计

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