港口航道工学课程设计任务书2012.docVIP

港口航道工程学 课程设计任务书 东江水利枢纽通航建筑物初步设计 张劲松 田兴参 武汉大学水利水电学院 2012年1月 港口航道工程学课程设计任务书 一、课程设计目的和总的要求 本课程设计是港口海岸及治河工程专业学生在修完《港口航道工程学（二）》之后，必修的专业训练课程之一。该实践教学环节能进一步巩固所学课程，培养学生在港口水工建筑物或通航建筑物方面的设计动手能力。本课程设计的任务是使学生能够综合运用所学的基本专业理论和知识，熟悉相关设计规范和资料查阅，掌握港口水工建筑物和通航建筑物设计的基本设计理论和设计方法，培养学生分析和解决实际问题的能力。 根据以上目的，要求每个学生独立完成老师所布置的设计任务，提供完整的个人课程设计成果或报告。成果要求概念明确，说明书简明扼要、绘图正确整洁，计算数字无误。 二、设计内容及要求 Ⅰ　枢纽中的船闸布置 确定船闸的等级； 船闸布置方案比较论证； 确定船闸的各平面尺寸及高程； 确定船闸的通航水位。 　　Ⅱ　船闸的稳定及结构设计 选定船闸闸首墙及闸室墙的结构型式； 确定荷载及其组合； 闸首墙尺寸拟定及稳定分析； 闸室墙的尺寸拟定及稳定分析。 　　III 设计图绘制及成果说明书的整理编写 1．图纸（要求用计算机绘图）： （a）枢纽中船闸平面布置图； （b）船闸纵向剖视图； （c）船闸上、下闸首墙横剖面图； （d）船闸闸室墙横剖面图。 　　2．成果编写（要求计算机打印）： 计算说明书一份。 三、设计内容的时间分配 　　全部设计时间1.5周，2周内提交成果。　　 四、设计资料 Ⅰ　概　述 广东省惠州东江水利枢纽工程位于东江下游惠城区河段的泗湄洲处，上距惠州市惠城区约9.4 km，下距博罗水文站3.3 km。坝址以上控制集水面积25325 km2，是以改善水环境为主，结合发电，兼顾航运，并且有改善城市供水和农田灌溉条件，发展旅游等多项综合利用效益而兴建的水利枢纽工程。 Ⅱ　基本资料 枢纽坝轴线位于泗湄洲洲头处，泗湄洲将河道分为左河汊和右河汊，主流位于右河汊。枢纽工程由拦河闸、电站、船闸等建筑物组成。右河汊的右侧布置船闸，紧靠船闸布置12孔拦河闸，右河汊的左侧布置电站；左河汊布置10孔拦河闸，左、右河汊之间（泗湄洲）连接为土坝，见图2。枢纽右岸为岩石基础的山坡，边坡约为1∶3。 主要资料如下： （一）气　象 （1）气　温： 灌区属于亚热带气候，夏季7~8月常有高温出现，最高气温为38.2℃；冬季12月~2月有霜冻，最低气温达－2.4℃；多年平均气温为21.8℃，全年降雨集中在4~8月间。年最大降雨量2722.8毫米。 （2）风速：洪水期多年平均最大风速为8.0 ms/，极端风速达32.5米/秒。 （二）水　文 （1）洪水：洪水集中在4～9月，枢纽上游有枫树坝、新丰江、白盆珠三大水库削峰。现根据枢纽附近水水文站近三十年的观测资料整理出不同频率之洪峰流量如表1。 各种频率与相应洪峰流量 频率 0.2％ 0.33％ 0.5％ 1％ 2％ 5％ 10% 20％ 流量 14400 13700 13000 11970 10910 9420 8250 7300 河道水位与流量关系曲线见附图1。 船闸枯水时停止通航（相应通航保证率=95％）时，流量Q=600m3/s，相应下游水位为1.0m。电站停发流量Q=2800m3/s，相应上游水位为6.13m。10年一遇（P=10%）的洪水闸前水位为12.01m，相应下游水位为11.79m。 （2）水位及其他高程：电站建成后，拦河闸闸底板高程为3.2m，拦河闸闸顶高程17.30m，上游正常蓄水水位为10.5m。 原河道水位与流量关系曲线见附图1。 （3）泥沙：东江河道含沙量少，本次设计可不考虑泥沙问题。 （三）地　质： 坝址区两岸阶地表层主要为第四系冲积层，由地质剖面图知在枢纽轴线位置的河槽范围以内，河床上部主要为第四系粉细砂、中粗砂、含砾粗砂、砂卵石层自上而下分布至基岩面，层厚约为14～23m。基岩主要为燕山二期及燕山四期入侵岩，燕山二期入侵岩为二长花岗岩。靠近右岸为岩石基础，花岗岩，风化层2~3米。 坝址地基土层力学参数表(见表1、表2) 表1 坝址区各岩土层主要力学指标建议值表 层序号 岩土层 名称 饱和快剪强度 固结试验（饱和） 变形 模量 泊松比 地基承载力标准 粘聚力 内摩擦角 压缩系数 压缩模量 C kPa （°） MPa-1 MPa MPa kPa 2-1 粘土、粉质粘土 13.2 16.1 0.39 4.9 120~160 淤泥质粘土 7 9.5 0.6 3.5 60~90 2-2 粉细沙、中细沙 0 28~30 10