港口航道工程學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)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(shū)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(zhuān)業(yè)學(xué)生在修完《港口航道工程學(xué)（二）》之后，必修的專(zhuān)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(dòng)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(zhuān)業(yè)理論和知識(shí)，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(wèn)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(shuō)明書(shū)簡(jiǎn)明扼要、繪圖正確整潔，計(jì)算數(shù)字無(wú)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(jí)；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(shuō)明書(shū)的整理編寫(xiě)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(xiě)（要求計(jì)算機(jī)打?。河?jì)算說(shuō)明書(shū)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(xiàn)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(jiàn)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(shù)壩、新豐江、白盆珠三大水庫(kù)削峰?，F(xiàn)根據(jù)樞紐附近水水文站近三十年的觀測(cè)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(xiàn)見(jiàn)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(xiàn)見(jiàn)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(wèn)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(xiàn)位置的河槽范圍以?xún)?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?；鶐r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(zhǎng)花崗巖?？拷野稙閹r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(jiàn)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(duì)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(guó)家經(jīng)貿(mào)委發(fā)[1998]659號(hào)和廣東省政府粵府函[1998]270航道等級(jí)的批復(fù)，航道為IV級(jí)航道。廣東航道局提供的通航船隊(duì)（只）尺度要求為：500t級(jí)船舶：（45～49.9）m×（10～13）m×（2.5～3）m（長(zhǎng)×寬×吃水深度），船隊(duì)（一頂一）尺度為109m×10.8m×1.6m（長(zhǎng)×寬×吃水深度）；300t級(jí)船舶：（35～45）m×（7.5～10）m×（1.5～2.5）m（長(zhǎng)×寬×吃水深度）；100t級(jí)船舶：（25～30）m×（6～7.5）m×（1.0～1.2）m（長(zhǎng)×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(shū)：《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(shū)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(xiàn)Q(m/s)1．《水力計(jì)算手冊(cè)》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