航道工程课程设计任务书 航道工程课程设计任务书 一、设计题目 一、设计题目 根据卓越班《航道工程课程设计》教学大纲（0815200575）的要求，航道工程课程设计以某船闸工程及其引航道连接段航道（或枢纽下游航道）设计为背景，是将河流动力学及航道整治、渠化工程学、工程水文学、水力学和河流动力学等课程所学的理论知识系统地、有机地结合起来进行综合锻炼的过程因此，本次课程设计题目，同学们根据实习单位的具体情况，可以采取以下方式选择： （1）本人在实习单位从事船闸、航道整治相关工作或实习单位具有相关设计内容的题目，均可以采用实习单位题目作为课程设计题目 （2）不具备上述条件的同学，采用学校提供题目（见附件） 二、设计任务 二、设计任务 （一）枢纽工程及连接段航道总体规划布置设计 （二）船闸工程设计 （1）船闸总体设计 确定船闸的规模（基本尺度、线数、级数） ；设计水位和各部分高程；引航道尺度与布置；船闸通过能力及耗水量的计算等 （2）船闸在枢纽中的布置（只要求 1 个方案） （3）输水系统设计 船闸输水系统的选型、布置及水力计算 （4）船闸水工建筑物结构设计 闸首、闸室结构选型、尺寸拟定；闸室结构计算（要求至少计算 2 种工况） 。
（三）连接段航道设计 （1）航道标准确定及航道尺度计算 （2）连接段航道整治线及整治建筑物（或挖槽）的布置 （四）工程量计算 要求只计算挖槽工程量和船闸闸室结构工程量 （五）设计计算说明书和图纸整理 设计计算说明书文字应通顺、工整，表达清楚；设计图纸清晰、线条规范 三、设计要求与进度计划 三、设计要求与进度计划 序号 内容 基本要求 时间分配 (天数) 1 资料整理、分析 资料分析方法正确，结果合理 2 2 船闸工程及连接段航道总体规划设计 规划方法正确，方案合理 1 3 船闸输水系统的选择及水力计算 选型合理，计算正确 2 4 闸首、 闸室结构的选型及闸室的稳定和强度等的 计算 选型合理，计算正确 2 5 连接段航道标准确定及航道尺度计算 计算正确 1 6 连接段航道整治线及整治建筑物（或挖槽）的布 置 布置合理 1 7 工程量计算 计算正确 2 8 设计计算说明书和图纸整理 设计计算说明书文字应通顺、 工整，表达清楚；设计图纸清 晰、线条规范 4 合计： 15 天 （3 周）四、提交成果 四、提交成果 （1）设计计算说明书 1 份，严格按照“课程设计计算说明书（论文）撰写规范” 撰写； （2）枢纽工程及连接段航道总体规划布置图 1 张； （3）船闸工程总体布置图 1 张，包括平面图、立面图； （4）船闸闸室结构图 1 张。
五、参考文献 五、参考文献 [1]刘晓平，陶桂兰.渠化工程学[M]，人民交通出版社，2009 年 [2]渠化工程枢纽总体设计规范（JTS182-2009） [3]船闸总体设计规范（JTJ305-2001） [4]船闸输水系统设计规范（JTJ306-2001） [5]船闸水工建筑物设计规范（JTJ307-2001） [7]胡旭跃．航道整治[M]，人民交通出版社，1995 年 [8]航道整治工程技术规范（JTJ312-2003） ，人民交通出版社，2008 年 [9]疏浚工程技术规范（JTJ319-99） ，人民交通出版社，1999 年 [10]《内河通航标准》 ，人民交通出版社，2004 附件：学校提供设计题目及资料 附件：学校提供设计题目及资料 澧水艳洲枢纽船闸改造工程课程设计 澧水艳洲枢纽船闸改造工程课程设计 （部分资料为模拟资料） 1. 工程概况 1. 工程概况 1.1 艳洲枢纽现状 1.1 艳洲枢纽现状 澧水是湖南省四大水系之一，位于湖南省西北部，地跨湘鄂两省边界地区干流在桑植县以上分为北、中、南三源，以北源为主源沿江流经桑植、张家界、慈利、 石门、 澧县， 至津市小渡口注入西洞庭湖， 干流全长 388km。
流域面积 1.85万km2，其中湖南占 84%澧水属山区河流，滩多坡陡，总落差达 621m，平均比降 1.83‰，水能资源丰富，总蕴藏量达 205.13 万kW，其中湖南境内 152.46 万kW，占 75% 桑植以上为澧水上游，全长 94km，河流蜿蜒于高山峻岭之中，山势崎岖，两岸山峰海拔多在 1000m 以上，河谷深切，水流湍急，河床平均比降为 2.67‰上游目前建有贺龙、八斗溪 2 座枢纽 桑植至石门为澧水中游，全长 232km，沿河峡谷与丘陵盆地相间，深潭与浅滩交错出现，两岸山峰海拔多在 500m 左右，河床平均比降为 0.754‰中游目前建有鱼潭、花岩、木龙滩、红壁岩、宜冲桥、茶庵铺、慈利、茶林河、三江口等 9 座枢纽 石门至津市为澧水下游，全长 62km，河谷开阔，流经澧阳平原，海拔 35～50m，河床平均比降为 0.204‰下游目前建有青山、艳洲 2 座枢纽 澧水中上游为灰岩沉积地区， 易形成喀斯特地貌， 沿途峡谷幽深， 石壁耸立下游为第三纪红砂岩及第四纪冲击地区，易被剥蚀，形成低矮的丘陵、台地和冲积平原，地势开阔平坦 澧水石门至澧县河段，属于澧水下游河段，其航道现状主要为：本河段建有青山枢纽和艳洲枢纽， 使得部分河段实现渠化。
但由于枢纽的上下游水位不衔接，加上两个枢纽船闸过船设施简陋、标准低（其中，艳洲船闸仅为 300t 级通航标准） ，维护和管理跟不上，造成了事实上的断航目前澧水石门至青山航道为Ⅴ级航道，青山至津市航道现状为Ⅶ级航道（见图 1.1） 根据澧水航道现状，为实现千吨级航道建设规划，确保 1000t 级船舶从石门直接通航至城陵矶根据澧水石门至澧县航道建设工程的技术要求，必须对艳洲枢纽船闸工程进行改造 图 1.1 艳洲枢纽位置示意图 图 1.1 艳洲枢纽位置示意图 艳洲枢纽是澧水梯级开发的最末一级控制流域面积 15515km2，占澧水流域面积的 83.49%枢纽工程现状：枢纽工程由电站（右汊艳洲电站，以下简称右汊电站；左汊乔家河电站，以下简称左汊电站） 、船闸、泄水闸、滚水坝、公路桥等组成（见图 1.2～图 1.7） ，具有发电、交通、灌溉、航运等综合效益 艳洲枢纽正常挡水位 40.01m，回水里程为 21km现有船闸为 300t 级，船闸长 130m、宽 12m、门槛水深 2.5m，上游最高通航水位 40.01m，上游最低通航水位 35.01m，下游最高通航水位 38.88m，下游最低通航水位 30.71m。
右汊电站装机 10 台，装机容量 30.3MW，左汊电站装机 2 台，装机容量 20MW 图 1.2 艳洲枢纽布置现状示意图 图 1.2 艳洲枢纽布置现状示意图 图 1.3 艳洲枢纽泄水闸 图 1.3 艳洲枢纽泄水闸 图 1.4 艳洲枢纽滚水坝 图 1.4 艳洲枢纽滚水坝 图 1.5 艳洲枢纽现船闸 图 1.5 艳洲枢纽现船闸 图 1.6 艳洲枢纽右汊电站 图 1.6 艳洲枢纽右汊电站 1.2 艳洲枢纽船闸改造方案 1.2 艳洲枢纽船闸改造方案 新船闸上、下引航道采用逐渐过渡的方式分别与右汊上、下游衔接下游艳洲大桥处采用两孔通航，分别为上、下行航线（见图 1.8） 由于现状条件限制，艳洲枢纽船闸改造的总体布置方案是：在艳洲上开挖布置新船闸，保留原有船闸新船闸主体在原艳洲船闸上游约 330m 处，在艳洲上进行开挖布置，为Ⅲ级船闸 图 1.7 艳洲枢纽左汊电站 图 1.7 艳洲枢纽左汊电站 图 1.8 艳洲枢纽船闸改造方案示意图 图 1.8 艳洲枢纽船闸改造方案示意图 溢流坝泄水闸电站90902. 设计资料（部分资料为模拟资料） 2. 设计资料（部分资料为模拟资料） 2.1 地形图 2.1 地形图 见“澧水艳洲枢纽船闸总平面布置图” ，该图中有一个初步布置图，同学们只能作为参考，同学们应该将布置图删掉，根据自己设计情况重新布置。
2.2 运量预测 2.2 运量预测 通过运量发展预测可知，本项目（石门至茅草街）河段航道和枢纽通航建筑物若能升级至通航 1000t 级船舶后，预测 2020 年水路运量达到 2100 万 t，其中艳洲航电枢纽通过量 590 万 t；2030 年水路运量达到 4100 万 t，其中艳洲航电枢纽通过量 1200 万 t；2040 年水路运量达到 5035 万 t，其中艳洲航电枢纽通过量 1470 万 t 过坝运量预测结果表过坝运量预测结果表（单位：万 t）（单位：万 t） 2010 年 2020 年 2030 年 2040 年 梯级 运量 小计 上水 下水小计上水下水小计上水下水小计 上水 下水艳洲水电枢纽 34 29 5 59014045012004507501470 550 9202.3 水文资料 2.3 水文资料 艳洲枢纽水位、流量特征值表艳洲枢纽水位、流量特征值表 水位名称 频率 上游水位(m) 下游水位(m) 相应流量(m3/s)水库正常蓄水位 40.17 水库死水位 39.17 主要建筑物设计洪水位 2% 45.96 45.16 21700 主要建筑物校核洪水位 0.5% 47.05 46.22 26400 船闸最高通航水位 10% 44.44 43.79 16000 船闸最低通航水位 与原枢纽工程 一致 35.17 30.80 106 2.4 建设标准 2.4 建设标准 航道工程：拟按内河Ⅲ（3）级航道、通航 1000t 级船舶的尺度进行整治。
航道通航保证率为 95%； 船闸工程：新建艳洲船闸推荐的代表船型为： 1000t 货船：85m×10.8m×2.0m（长度×宽度×吃水，下同） ； 500t 级货船：67.5m×10.8m×1.6m； 300t 级货船：55m×8.6m×1.3m 92.5 地质资料 2.5 地质资料 2.5.1 地基 2.5.1 地基 （1）容重γ=27.0kN/m3； （2）允许承载力[R]=3000kPa； （3）变形模量E0=10×106kPa； （4）泊桑比μ=0.25； （5）抗剪强度：砼/岩面 f'=0.90，c'=700kPa，f=0.60 2.5.2 回填土 2.5.2 回填土 （1）容重γ：γ饱=20.2kN/m3，γ 天=18.5kN/m3； （2）允许承载力[R]：[R]水上=250kPa，[R]水下=180kPa； （3）压缩模量Es=8.5MPa； （4）抗剪强度：Φ水上=16°，Φ水下=14°，C水上=40kPa，C水下=30kPa。