枢纽二线船闸总体布置及上游导航墙设计

第1页共90页1概述已建xxx航电枢纽坝址位于xxx县境内xxx干流空洲岛，上距xxx航电枢纽96km，下距xxx综合枢纽135km，在一线船闸的右边有京广铁路线经过，两者之间的距离最近约为220m。xxx航电枢纽于2002年7月开工，2004年12月船闸通航，2006年8月工程竣工。主要建筑物包括电站、泄水闸、船闸和坝顶公路桥。xxx枢纽位于xxx分汊河段，江心为空洲岛。左汊左侧布置电站，左汊右侧布置11孔泄水闸，右汊河床布置13孔泄水闸，一线船闸布置在右岸台地。已建一线船闸为Ⅲ级船闸，有效尺度为180m×23m×3.5m，可满足1顶4艘1000吨级船队过闸要求，采用直线进闸、曲线出闸的过闸方式。闸首为整体坞式结构，闸室墙为衡重式结构，导航墙为重力式结构。上闸首平面尺寸为30.0m×46.0m（长×宽），下闸首平面尺寸为30.0m×46.0m（长×宽），闸室段底宽为42m。枢纽通航建筑物为一座Ⅲ级船闸，年设计通过能力1260万t。近年来，船闸日开闸次数逐年增多，日最大过闸次数已达18次，通过能力接近饱和。图1.1一线船闸整体布置图本次设计二线船闸为Ⅱ级船闸。设计船型为1顶2艘2000吨级船队及两艘2000吨级货船。设计通过能力为2000万吨，日最大过闸次数为23次。二线船闸的轴线布置在一线船闸的右侧，其轴线与一线船闸的间距为100m。引航道为不对称式。过渡段400m，直线段长度为637m，其中导航段182m，调顺段273m，停泊段182m。引航道口门宽为115m，直线段宽度为75m，最小水深为3.9m。船闸的有效尺度为200m×34m×4.5m（长×宽×门槛水深），可满足1顶2艘2000吨级船队及两艘2000吨级货船同时过闸要求，一次过闸时间为57.84min，通过能力为2038万吨，单向年过闸船舶总载重吨位为3312万吨。闸首为整体坞式结构，上闸首平面尺寸为36.0m×54.0m（长×宽），下闸首平面尺寸为36.0m×54.0m（长×宽），上闸首底板厚为第2页共90页12.10m，下闸首底板厚为7.41m。上下闸首闸门为人字形闸门，门扇宽度均为20.565m，厚度均为2.6m，上闸首闸门高16m，下闸首闸门高20.03m。工作阀门采用锐缘平面阀门，阀门处廊道面积为35.83m2，廊道阀门处尺寸为4.00m×4.48m（宽×高）。输水系统采用短廊道集中输水，消能工采用复杂消能工。输水时间为603s。输水廊道平面转弯，进口修得很光滑，尺寸为5.00m×4.48m（宽×高），设两端都做成楔形的拦污栅，其厚度为1cm，间距为15cm。出口为锥形扩大，出口尺寸为6.00m×4.48m（宽×高）。进口转弯宽度为4.00m，中心曲率半径为3.62m，内侧半径为1.62m，出口转弯宽度为5.796m，内侧半径为2.5m，中心曲率半径为5.5m。船闸止水线总长为93.065m，耗水量为17.78m3/s。闸室为分离式，本设计闸室选用悬臂式结构。墙高22.23m；底板厚度为4.00m。导航墙为重力式结构。其中上游导航墙选择重力式钢筋混凝土导航墙，断面形式选用梯形断面型式。由于本工程陆上开挖中风化砾岩及含砾砂岩数量较多，本设计利用场区的砂砾石作为墙后回填料。墙顶高程47.53m，墙顶宽度1.0m，墙高13.53m，梯形断面墙底宽度8.0m，前趾长3.0m，后趾长6m，上游导航墙底板厚2m，墙后设坡度为1/200的排水管，排水管距墙背的距离为2.5m。沿排水管每隔40m设置一个检查井。第3页共90页2设计资料2.1地理位置已建xxx航电枢纽坝址位于xxx县境内xxx干流空洲岛，上距xxx航电枢纽96km，下距xxx综合枢纽135km。2.2航道及航运现状（1）河道概况xxx是长江的主要支流之一，地处长江之南，南岭之北。xxx发源于广西壮族自治区灵川县海洋山，自南向北流经广西壮族自治区的兴安、全州至斗牛岭后进入xxx境，流经xxx的xxx、xxx、xxx、xxx、xxx，流域面积94660平方公里，其中xxx境内长（斗牛岭至濠河口）660公里，流域面积85385平方公里。xxx干流的xxx苹岛以上为上游，长252公里，该河段两岸为中低山地貌，河谷一般呈V型，河宽110140米，平均比降0.61%。河床多岩石，滩多流急，流量及水位变幅较大，具有山区河流的特性。其间汇入的较大支流有灌河、紫溪河等。苹岛一xxx为中游，长278公里，两岸呈低山丘陵地貌，台地发育，河谷逐渐开阔，呈U型，河宽250~600米，平均比降0.13%。河床多为卵石、礁石，滩滩多水浅，具有丘陵地区河流的特性。其间汇入的较大支流有潇水、春陵水、芦洪江、祁水、白水、宜水等。xxx一濠河口为下游，长326公里里，沿河多冲积平原和低矮丘陵，河谷开阔，河道蜿蜓曲折，河宽500~1000米，平均比降0.05%。河床多砂砾，间有部分礁石，浅滩较多，流量大，水流平缓，具有平原河流的特性。其间汇入的较大支流有耒水、蒸水、洣水、渌水、涟水、浏阳河、涓水、捞刀河、沩水等。濠河口城陵矶为洞庭湖区xxx洪道，长113公里，平均比降0.04%，具有洪水成湖，枯水成河的特性。其间汇入的较大河流有资水、沅水、澧水、汨罗江、新墙河等。（2）航道现状xxx自古以来就是xxx的黄金水道，具有发展水运的良好条件，既是xxx航道体系的骨干航道，也是xxx的城市密集带和最重要的经济走廊。新中国成立后，交通部门对xxx航道实施了一系列航道治理工程。第4页共90页目前，xxx高等级航道松柏~城陵矶的航道现状通航条件是，松柏大桥一xxx58km为通航300等级船舶的V级标准，xxx丁家桥港区~xxx枢组162km为通航1000吨级船舶的Ⅲ级标准，xxx洲枢纽~xxx市24km为通航500吨级船舶的Ⅳ级航道，xxx市一城陵矶257km段为通航100等级船舶的II级标准。（3）梯级建设情况目前，xxx苹岛以下，已建枢纽7座，在建枢组1座，自上游向下游分别是潇湘枢组、浯溪枢组、湘祁（归阳）枢纽、近尾洲枢组、xxx航电枢组、xxx航电枢组和xxx综合枢纽。此外还有拟建的土谷塘航电枢纽。2.3工程地质（1）区域地质项目区域地质构造属华夏系构造带，构造带走向为40~50°，上游处为白垩纪褐红色砂岩或砾岩，下游为泥盆纪石英砂岩，该地层与下伏的板溪群板岩呈角度不整合接触;右侧约300~400m处有花岗岩长岩侵入体，上元古代至白坐纪勘探区遭受多次较大规模的地质构造作用，使区内板溪群地层中褶皱和断裂十分发育。根据钴探和平面地质调查分析，局部地段夹变质砂岩，岩层产状主要呈单斜状：倾向290°~310°、倾角55°~65°。（2）航道工程区地质xxx枢纽库尾（大源源枢纽船闸下游）航道需拓宽、拓深处，河床以砂砾石为主，局部有岩礁：河岸均较为稳定。（3）库区工程地质工程区位于xxx构造盆地、长岭抬升构造区的南部。主要构造线方向北东一一北北东。在坝址区左岸49km处，有F49断层通过，该断层自杨家湾延伸至三门镇，长约40km。水库自空州坝址至衡山县境xxx航电枢组，全长96km，河道蜿蜒曲折，枯水水面比降0.08249%。两岸阶地发育，自xxx以下两岸有溪流16条注入xxx，除库尾洣水外，一般皆短小，溪流长度小于10km。库区分布地层主要为前震旦系板溪群变质岩、中生界上古生界碎屑岩以及新生界河流冲积堆积物。库区构造主要为北东、北东东向褶皱、断层及构造盆地组成。水库蓄水后正常蓄水位低于历史最高洪水位和河道两岸防洪大堤堤顶高程，为一河道型水库，两岸阶地亦高于正常蓄水位，水库无向邻谷渗漏。本工程位于稳定的构造盆地内，地震基本烈度小于6度，水库主要约束于原河道范围，库岸稳定，无向邻谷滲漏的可能，无可资开采的矿床被淹没，固体径流来源少，水第5页共90页库淤积影响不大。蓄水后因长期处于高水位，沿河堤防防的防渗加固及部分可能浸没地段的适当处理。对于工程施工过程中边坡失稳、砂砾石滲水等问题将采取一定的工程防护措施进行解决。2.4气象水文资料降水2.4.1xxx水量充沛，流域内内多年平均降水量一般为1300~1500mm，径流与降水关系极为密切，年际变化大，年内分布不均，4~6月多暴雨，7~9月炎热干早。在地域分布上很不均匀，总的趋势是山区大于丘陵，丘陵大于平原。xxx市年均降水量平均在1348~1490mm，最大年降水量为2027mm（炎陵县1975年），最小年降水量为799m（茶陵县1963年），最大月降水量1962年6月攸县为590mm，最大日降水量1983年6月20日茶陵县271mm，最大小时降水量1977年6月29日xxx市区80mm。雨季多在4~6月。xxx市境内河流属xxx水系，xxx干流自xxx县王十万入境，自南向北，纵贯xxx县和xxx市区，至白祁庙出境，流程88km。境内xxx主要支流有洣水和渌水。洣水流经炎陵县、茶陵县、攸县，经衡东县洣河口注入xxx：渌渌水流经醴陵市和xxx县，于xxx县渌口汇入xxx。气温2.4.2xxx流域年平均气温16~18°C：7~9月气温最高，平均24~29°C：多年月平均气温大于20°C的为5~9月：最高是7月份，平均为29.7°C：而1月、2月及12月这3个月多年月平均气温小于10°C：最低是1月份的5.6°C。极端最高气温43.6°C，极端最低气温12°C。xxx流域年平均气温在16~18°C之间，xxx流域地处亚热带湿润气候区，暑热期长，具有大陆性气候特点。xxx沿岸各城市年平均气温在17°C~19°C之间，1月份气温最低，3月后增高较快，7月份气温最高，9月份后又明显下降，气温由南向北逐渐降低，温差不大。xxx位于湖南东部xxx之滨，xxx市以南50.5公里，雨量充沛，光热充足，冬寒期短，无霜期年达286天，属中亚热带湿润季风气候。年平均气温17.6°C，1月平均气温5.1°C，7月平均气温29.6°C。风况2.4.3第6页共90页xxx流域冬季盛行偏北风，夏季盛行偏南风，春秋两季流域内仍以偏北风居多年平均风速为1.9~2.8m/s，向南逐渐减弱。7~8月受太平洋高气压影响，盛吹南风，平均风速3.3~5.4m/s，最大风速为25.0m/s（xxx1972年5月8日），偶有台风侵入。流域大风日日数多在5~10天之间。大风以春夏多，秋东少，春季大风日数约占全年大风日数的35~40%。水位资料2.4.4青莲枢纽相关水文资料见下表2-1：表2–1xxx航电枢纽特征水位m上游最高通航水位44.53上游最低通航水位37.90上游校核水位48.40下游最高通航水位44.32下游最低通航水位29.80下游正常水位33.732.5设计船型本次设计船型为2000吨级货船及1顶2艘2000吨级船队。2.6航道等级根据规划，为Ⅱ级航道。2.7设计通过能力设计通过能力为2000万吨第7页共90页3二线船闸总体规划与布置3.1船闸的规模建设规模3.1.1根据规划，xxx航道等级为Ⅱ级。船闸级别3.1.2本设计船型为2000吨级货船及1顶2艘2000吨级船队。最大船舶吨级为2000t。根据表3–1确定xxx航电枢纽二线船闸的级别为Ⅱ级。表3–1船闸分级指标船闸级别ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ设计最大船舶吨级（t）30002000100050030010050注：通航3000吨级以上船闸列入Ⅰ级。船闸基本尺度3.1.3船闸基本尺度是指船闸正常通航过程中，闸室可供过闸船舶安全停泊和通过的尺度，主要包括闸室有效长度、有效宽度和门槛最小水深。船闸的基本尺度需满足以下基本要求：（1）船舶安全进出闸和停泊条件；（2）船闸设计水平年内各阶段的通过能力，应满足过闸船舶总吨位数量和客（货）运量要求；（3）满足设计船队能够一次过闸；（4）应适应大小船舶或船队合理组合过闸的需要。根据GB50139-2014《内河通航标准》，天然和渠化河流上Ⅱ级航道上2000t级的代表船型尺度（m）（总长×型高×设计吃水）为：驳船75.0×16.2×2.6；货船90.0×14.8×2.6。一顶二驳的船队尺度为（m）（总长×型高×设计吃水）：182.0×16.2×2.6。本设计为一顶2艘