港口航道工程學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書東江水利樞紐通航建筑物初步設(shè)計(jì)張勁松田興參武漢大學(xué)水利水電學(xué)院2012年1月港口航道工程學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、課程設(shè)計(jì)目的和總的要求本課程設(shè)計(jì)是港口海岸及治河工程專業(yè)學(xué)生在修完《港口航道工程學(xué)（二）》之后，必修的專業(yè)訓(xùn)練課程之一。該實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)能進(jìn)一步鞏固所學(xué)課程，培養(yǎng)學(xué)生在港口水工建筑物或通航建筑物方面的設(shè)計(jì)動手能力。本課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是使學(xué)生能夠綜合運(yùn)用所學(xué)的基本專業(yè)理論和知識，熟悉相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和資料查閱，掌握港口水工建筑物和通航建筑物設(shè)計(jì)的基本設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力。根據(jù)以上目的，要求每個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成老師所布置的設(shè)計(jì)任務(wù)，提供完整的個(gè)人課程設(shè)計(jì)成果或報(bào)告。成果要求概念明確，說明書簡明扼要、繪圖正確整潔，計(jì)算數(shù)字無誤。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求Ⅰ樞紐中的船閘布置1．確定船閘的等級；2．船閘布置方案比較論證；3．確定船閘的各平面尺寸及高程；4．確定船閘的通航水位。Ⅱ船閘的穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1．選定船閘閘首墻及閘室墻的結(jié)構(gòu)型式；2．確定荷載及其組合；3．閘首墻尺寸擬定及穩(wěn)定分析；4．閘室墻的尺寸擬定及穩(wěn)定分析。III設(shè)計(jì)圖繪制及成果說明書的整理編寫1．圖紙（要求用計(jì)算機(jī)繪圖）：（a）樞紐中船閘平面布置圖；（b）船閘縱向剖視圖；（c）船閘上、下閘首墻橫剖面圖；（d）船閘閘室墻橫剖面圖。2．成果編寫（要求計(jì)算機(jī)打印）：計(jì)算說明書一份。1三、設(shè)計(jì)內(nèi)容的時(shí)間分配全部設(shè)計(jì)時(shí)間1.5周，2周內(nèi)提交成果。四、設(shè)計(jì)資料Ⅰ概述廣東省惠州東江水利樞紐工程位于東江下游惠城區(qū)河段的泗湄洲處，上距惠州市惠城區(qū)約9.4km，下距博羅水文站3.3km。壩址以上控制集水面積25325km2，是以改善水環(huán)境為主，結(jié)合發(fā)電，兼顧航運(yùn)，并且有改善城市供水和農(nóng)田灌溉條件，發(fā)展旅游等多項(xiàng)綜合利用效益而興建的水利樞紐工程。Ⅱ基本資料樞紐壩軸線位于泗湄洲洲頭處，泗湄洲將河道分為左河汊和右河汊，主流位于右河汊。樞紐工程由攔河閘、電站、船閘等建筑物組成。右河汊的右側(cè)布置船閘，緊靠船閘布置12孔攔河閘，右河汊的左側(cè)布置電站；左河汊布置10孔攔河閘，左、右河汊之間（泗湄洲）連接為土壩，見圖2。樞紐右岸為巖石基礎(chǔ)的山坡，邊坡約為1∶3。主要資料如下：（一）氣象（1）氣溫：灌區(qū)屬于亞熱帶氣候，夏季7~8月常有高溫出現(xiàn)，最高氣溫為38.2℃；冬季12月~2月有霜凍，最低氣溫達(dá)－2.4℃；多年平均氣溫為21.8℃，全年降雨集中在4~8月間。年最大降雨量2722.8毫米。（2）風(fēng)速：洪水期多年平均最大風(fēng)速為8.0ms/，極端風(fēng)速達(dá)32.5米/秒。（二）水文（1）洪水：洪水集中在4～9月，樞紐上游有楓樹壩、新豐江、白盆珠三大水庫削峰。現(xiàn)根據(jù)樞紐附近水水文站近三十年的觀測資料整理出不同頻率之洪峰流量如表1。河道水位與流量關(guān)系曲線見附圖1。船閘枯水時(shí)停止通航（相應(yīng)通航保證率=95％）時(shí)，流量Q=600m3/s，相應(yīng)下游水位為1.0m。電站停發(fā)流量Q=2800m3/s，相應(yīng)上游水位為6.13m。10年一遇（P=10%）的洪水閘前水位為12.01m，相應(yīng)下游水位為11.79m。（2）水位及其他高程：電站建成后，攔河閘閘底板高程為3.2m，攔河閘閘頂高2程17.30m，上游正常蓄水水位為10.5m。原河道水位與流量關(guān)系曲線見附圖1。（3）泥沙：東江河道含沙量少，本次設(shè)計(jì)可不考慮泥沙問題。（三）地質(zhì)：壩址區(qū)兩岸階地表層主要為第四系沖積層，由地質(zhì)剖面圖知在樞紐軸線位置的河槽范圍以內(nèi)，河床上部主要為第四系粉細(xì)砂、中粗砂、含礫粗砂、砂卵石層自上而下分布至基巖面，層厚約為14～23m。基巖主要為燕山二期及燕山四期入侵巖，燕山二期入侵巖為二長花崗巖。靠近右岸為巖石基礎(chǔ)，花崗巖，風(fēng)化層2~3米。壩址地基土層力學(xué)參數(shù)表(見表1、表2)表1壩址區(qū)各巖土層主要力學(xué)指標(biāo)建議值表表2混凝土與基礎(chǔ)摩擦系數(shù)建議值表3沿河一帶由于河道常有水，故地下水位相對較穩(wěn)定，一般在3.0米左右。填筑土料：工程填筑土料控制干密度γds=1.55g/cm3滲透系數(shù)K=1.0×10cm/sC=15kPa-4?（四）航運(yùn)=25°根據(jù)交通部、水利部、國家經(jīng)貿(mào)委發(fā)[1998]659號和廣東省政府粵府函[1998]270航道等級的批復(fù)，航道為IV級航道。廣東航道局提供的通航船隊(duì)（只）尺度要求為：500t級船舶：（45～49.9）m×（10～13）m×（2.5～3）m（長×寬×吃水深度），船隊(duì)（一頂一）尺度為109m×10.8m×1.6m（長×寬×吃水深度）；300t級船舶：（35～45）m×（7.5～10）m×（1.5～2.5）m（長×寬×吃水深度）；100t級船舶：（25～30）m×（6～7.5）m×（1.0～1.2）m（長×寬×吃水深度）。船舶的最大干舷高度取2.5m。五、主要參考資料除所用教科書：《港口航道工程學(xué)》《水力學(xué)》《建筑力學(xué)》《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)》《土力學(xué)及巖石力學(xué)》外，以下書籍供設(shè)計(jì)時(shí)參考：附圖1樞紐處原河道水位流量曲線Q(m/s)1．《水力計(jì)算手冊》武漢水院水力學(xué)教研室編，水利出版社1980.122．《船閘設(shè)計(jì)》，王作高，水利電力出版社，19923《船閘總體設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ305-2001HYPERLINK"/retype/zoom/bc8d08eb5ef7ba0d4a733