（一）设计资料
1、航运资料
（1）航道等级：Ⅱ级。
（2）建筑物等级：闸室，闸首，闸门按Ⅱ级建筑物设计；导航建筑物，靠船建筑物按Ⅲ－Ⅳ级建筑物设计；临时建筑物Ⅳ级。
（3）设计船型：根据调查，该河段近、远期船型资料见表1-1。
表1-1 船型资料
（4）货运量
近期：1200万吨/年；远期：2200万吨/年。
（5）通航情况
n＝6，船只装载量利用系数α＝通航期N＝352天/年，客轮及工作船每天过闸次数
0.84，货运量不均匀系数β＝1.30，船闸昼夜工作时间t＝21小时，一般船速V=9.5km/小时，空载干弦高度（最大）取1.5m。
2、地质资料
根据地质钻探资料得知，地基无不良地质构造情况，地层分布近似水平，地基土表层至▽7.0m以上为重壤土，厚约1.5～3m，其下▽7.0～6.0m为轻砂壤土，厚约1.0m，▽6.0m 以下为亚粘土，土壤物理性质见表1-2。
表1-2 各种土壤的主要物理力学性质
3、水文气象资料
特征水位：
上游校核洪水位：▽14.0m
上游设计洪水位：▽13.2m
上游最高通航水位：▽13.2m
上游最低通航水位：▽10.5m
下游最高通航水位：▽8.0m
下游最低通航水位：▽5.2m
下游校核低水位：▽4.8m
检修水位：上游▽12m；下游▽6.5m
气象资料：降雨量及气温资料从略。风力：冬天盛行东北风，夏天盛行东南风，最大风力设计8级，校核12级。
（二）计算内容
第一章船闸总体规划及平面布置
1.1船闸型式选择
根据已有设计资料，对船闸的各种型式进行综合比较，依据《船闸设计总体规范》3.2.1和3.3.3，水头小于30米，确定船闸形式为单级船闸、单线船闸。
1.2船闸的平面尺寸及各部高程
1.2.1船闸的有效尺度设计
船闸的基本尺度包括闸室的有效长度、有效宽度及门槛水深。
根据《船闸设计总体规范》3.1.5～3.1.9的规定进行计算。
根据设计船型资料，考虑1顶+2×1000船队两排并列一次过闸、1顶+2×1000与1拖+12×100船队并列过闸、1拖+4×500并列过闸三种组合。计算结果如下：
根据以上三种组合，综合考虑本航线上已建船闸的尺度、内河航运暂定标准、货运密度的变化等方面的情况，取闸室的有效长度为210m，考虑镇静段长度20m，则闸室长度230m，闸室的有效宽度取23m。
由船舶吃水得槛上水深Hc≥1.6×2.46=3.94m，考虑留有一定的富裕取4.5m，闸室的有效尺度230×23×4.5m。
1.2.2船闸的最小断面系数
最小断面系数n应满足大于1.5～2.0。
1.2.3引航道的平面形状与尺寸
一、引航道平面布置
引航道应由导航段、调顺段、停泊段和制动段等组成，其平面布置应保证通航期内过闸船舶、船队畅通无阻，安全行驶。引航道的平面布置应根据船闸的级别、线数、设计船型船队、通过能力等，结合地形、地质水流、泥沙及上、下游航道等条件研究确定。
采用反对称型引航道布置，单向过闸速度较快。
二、引航道尺寸
（一）引航道长度
1.导航段
c l l ≥1，c l 为顶推船队全长，1顶+2×1000级船队长c l =151.5m ，取160 m
2.调顺段
≥2l （1.5～2.0）c l =227.25～303m ，取280m
3.停泊段
c l l ≥3（主要考虑拖带船队长），考虑到解队过，解队后船队长171.2m ，取180m 4.过渡段
B l ?≥104，B ?为引航道宽度与航道宽度之差，二级航道宽为70m ，引航道宽度
37.1m （取40m ），则B ?=30m ，4l =300m 5.制动段
5l 用c l l ?=α5估算，
α为船队进入口门航速，一般取2.5～4.5，则=5l 3×151.5=454.5m .取480 m
（二）引航道宽度
考虑一侧靠船，设计最大船宽b c =10.6m ，一侧等候过闸的船队总宽度1c b =10.6m ，富裕宽度c b b 5.12=?，则引航道宽度B 0≥ b c + b c1 + 2Δb =10.6 + 10.6 + 1.5×10.6 =37.1 m ，取40 m
（三）引航道最小水深
5.10
≥T
H ，即T H 5.10≥
=1.5×2.46=3.69m ，考虑留有一定的富裕，取4.5m
1.2.4船闸的各部高程
船闸的各部分高程不仅要保证船舶能安全、顺利的通过，而且要保证船闸运转操作的安全和方便。在这个前提下还要降低工程造价。船闸各部分高程可参考《船闸总体设计规范》中的有关内容计算确定。
1.上游引航道底高程=上游最低通航水位－引航道的最小水深=10.5－4.5=6.0m
2.上游导航建筑物顶高程=上游设计最高通航水位＋超高（空载干弦）
=13.2+1.5=14.7m 3.上闸首门顶高程=上游校核洪水位＋安全超高=14.0+0.5=14.5m 4.上闸首墙顶高程=门顶高程＋结构安装高度=15.5+1=16.5m
5.上闸首门槛高程=上游最低设计通航水位－门槛水深10.5－4.5=
6.0m 6.闸室墙顶高程=上游最高通航水位＋超高（空载干弦）=13.2+1.5=14.7m
设置0.9m 高的胸墙，则实体墙顶高程为13.8m
7.闸室底高程=下游设计最低通航水位－闸室设计水深=5.2－4.5=0.7m 8.下闸首门顶高程=上游最高通航水位＋超高=13.2＋0.5=13.7m 9.下闸首墙顶高程=门顶高程＋结构安装高度=13.7＋1=14.7m
10.下闸首门槛高程=下游设计最低通航水位－门槛水深=5.2－4.5=0.7m
11.下游引航道底高程=下游最低通航水位－引航道最小水深=5.2－4.5=0.7m 12.下游引航道顶高程=下游最高通航水位＋超高（空载干弦）=8.0＋1.5=9.5m
船闸各部分高程如下图所示
1.3船闸的通过能力
1.船舶（队）进出闸时间
船舶（队）进出闸时间，可根据其运行距离和进出闸速度确定。对单向过闸和双向过闸方式应分别计算。
单向进闸距离是船舶（队）自引航道中停靠位置（距闸首70m ）至闸室内停泊处之间的距离，单向出闸距离为船舶（队）自闸室内停泊处至船尾驶离闸首之间的距离；双向进闸距离是船舶（队）自引航道中停靠位置至闸室内停泊处之间的距离，双向出闸距离为船舶（队）自闸室内停泊处至双向过闸靠船码头的距离；
单向进闸距离1L =70+25+210=305m 单向出闸距离4L =20+25+210=255m 双向进闸距离1L '=280+160+25+210=675m 双向出闸距离4L '=210+20+25+160+280=695m 根据《船闸总体设计规范》查得
单向进闸s m v /5.01= 单向出闸s m v /7.01= 双向进闸s m v /7.01= 双向出闸s m v /0.11= 则min 2.10605.03051=?=
t ，min 1.6607.0255
4
=?=t min 1.16607.06751=?='t ，min 6.1160
0.16954
=?='t 2.闸门的启、闭时间2t
闸门的启、闭时间与闸门型式和闸首口门宽度有关，当闸首口门宽度20～30m 时，2t 约
为2～3min ，取2min 3.闸室灌、泻水时间3t
船闸灌泻水时间与水头、输水系统型式、闸室尺度有关，取3t =9.0min 4.船舶（队）进出闸门间隔时间5t
船舶（队）进出闸门间隔时间取5.0min
则：单向过闸时间 =++++=5
43211224t t t t t T 10.2+4×2+2×9+6.1+2×5=52.3min 双向过闸时间 =+'+++'=5
4321242242t t t t t T 2×16.1+4×2+2×9+2×11.6+4×5=101.4min
实际上，由于上行与下行船舶（队）均难以保证到闸的均匀性在设计中一般采用船舶（队）单向过闸与双向过闸所需时间的平均值来计算昼夜过闸次数，过闸时间
5.51)2
4.1013.52(2/1)2(2/12
1
=+=+=T T T min 船闸日平均过闸次数
5
.245.5160
2160=?=?=
T
n τ 取25次 船闸年通过能力
β
α
??-=G N n n P e )
(
式中：e n —日非运客、货船过闸次数，取6
N —年通航天数
（352天）G —次过闸的平均载重吨位（近期4000吨，远期6000吨）
α—船舶装载系数（0.84） β—运量不均匀系数（1.30）
近期：
吨4
4101200106.17283
.184.04000352)625()(?≥?=??-=??-=β
α
G N n n P e
远期：
吨4
4102200109.25923
.184.06000352)625()(?≥?=??-=??-=β
αG N n n P e
满足通过能力的要求
1.4船闸的耗水量及经济损失计算
船闸一天内平均耗水量可按下列计算：
式中：—一天内平均耗水量(m 3/s )
V —一次过闸用水量(m 3)，必要时应考虑上、下行船舶、船队排水量差额 q — 闸门、阀门的漏水损失(m 3/s )
e — 止水线每米上的渗漏损失[m 3/(s.m )]， 当水头小于10 m 时取0.0015一
0.0020[m 3/(s.m )]，当水头大于10 m 时取 0.002一0.003[m 3/(s.m )]
u — 闸门、阀门止水线总长度(m )
1.5船闸在枢纽中的布置
为减小占地面积，减少工程量，采用闸坝并列式布置，且船闸伸向坝轴线下游。
第二章 船闸输水系统型式选择及水力计算
2.1船闸输水系统型式选择
2.1.1集中输水与分散式输水系统选择
输水系统可分为集中输水系统和分散输水系统两大类。判别系数
5
.30.40
.50
.9>===
H T
m 式中：m —判别系数
H —设计水头(m ),取5 m T — 闸室灌水时间(min )
采用集中输水系统，结合已建船闸的输水型式采用环形短廊道输水。
2.1.2消能工选择
集中输水系统消能工的布置应使水流能够充分消能和均匀扩散，并不妨碍输水系统的泄流能力。根据后面水力计算中求出的流速和水头，查《船闸输水系统设计规范》表3.1.5，可采用简单消能工。选用消力槛消能。
2.2船闸水力计算
2.2.1计算输水廊道的断面面积
水阀门处廊道断面面积
]
)1(1[22V K g T H
c αμω--=
式中：c —计算水域面积 255×23=58652
m
H —设计水头 取5.0m
μ—阀门全开时输水系统的流量系数，可取0.6～0.8，取0.7
α—系数，锐缘平板阀门μ=0.7时，取0.56 V K —可取0.6～0.8，取0.8
T —闸室灌水时间，取9.0min
则
21]
8.0)56.01(1[8.295407.00
.558652=--??=
ω2m
2.2.2输水系统设计
一、输水系统廊道的具体布置及细部尺寸
采用集中输水系统，环形短廊道输水。根据《船闸输水系统设计规范》集中式输水系统的布置原则，可初步确定输水系统的尺寸。 1.输水廊道的进口
输水廊道的进口应布置在水下一定深度，一般低于设计最低通航水位以下0.5～1.0m 以上，以保证廊道进口顶部不产生负压，避免输水时吸入空气使进入闸室的水流掺气而加剧水流的紊乱。为减少水流进口的损失，在廊道进口修圆，修圆半径为（0.1～0.15）b （b 为输水廊道进口宽度，取4 m ），取0.5m 。 2.输水廊道的弯曲段
廊道弯曲段的主要设计任务是选择合适的曲率半径，特别是内侧曲面的曲率半径。根据规范，取进口转弯段内侧曲率半径0.75m （0.15H ，设计水头H 取5m ），外侧6m （>1.0 b m ，b m 为廊道转弯段平均宽度，取4 m ），转弯中心线4m （>（0.9～1.0）b m ）；出口转弯段内侧曲率半径1m （（0.2～0.25）H ），外侧8m （>1.0 b m ），转弯中心线5.5m （>（1.0～1.4）b m ）。
3.输水廊道的出口
为减小输水廊道出口的水流流速，扩大水流对冲面积增加消能效果，并减少出口损失，廊道出口断面取6m （（1.2～1.6）阀门处廊道断面，取1.5×4=6 m ）。为使出流均匀增加消能效果，在转弯的起点即开始扩大并增设导墙。导墙的位于廊道正中而略偏向外侧0.2m （0.05倍廊道宽度）。为使廊道出口处水流平稳，增加对冲消能的效果，并提高廊道内侧曲面的压力，廊道出口淹没水深通常上闸首大于1.0～2.0m ，下闸首应大于0.5～1.5m 。 4.输水廊道的直线段
在廊道的转弯段之间，应有一定的直线段长度，主要是为了使阀门后水流能够得到充分扩散，同时便于布置输水阀门和检修阀门。直线段的长度一般为（1.3～2.5）b ，取8m 。
输水系统布置图见右图。
二、输水系统的阻力系数和流量系数
根据《船闸输水系统设计规范》A.0.6，流量系数
c
vn t ξξξμ+'+=
1
式中：t μ—时刻t 时的输水系统流量系数
vn
ξ
—时刻t 时阀门开度n 时的阀门局部阻力系数，可按表A.0.4选用，平面阀门
全开为0
ξ'—阀门井或门槽的损失系数，平面阀门取0.1，这里用0.1×2（两个门槽）
c ξ—阀门全开后输水系统总阻力系数
输水系统总阻力系数c ξ包括进口、进口弯、出口弯、扩大、出口等的局部阻力系数和沿层摩阻损失的阻力系数，即
沿出口扩大
出弯进弯进口ξ
ξξξξξξ+++++=c 各局部阻力系数可按《船闸输水系统设计规范》附录A 表A.0.1中提供的计算方法计算
选取，其中：
进口ξ—对于边缘微带圆弧形的进口时为0.2～0.25，取0.25
进弯ξ—进口转弯可由公式?'=90θξξk k 计算，
其中θ为转角（?90），k ξ'为系数与廊道的形状及转弯的曲率半径有关，当53.05.324
2=
=?R b 时，可查得k ξ'=0.47，则进弯ξ=0.47 出弯ξ—可用上面的方法求得，为0.4
扩大ξ—可用公式2
)1(2
1ωωξ-=k 扩大计算，式中1ω、2ω为前后计算断面的面积分别为4×3.5和6×3.5，k 为系数，与圆锥顶角有关，由几何关系可知θ为?36.6，则查表得
k =0.14，则可以求出扩大ξ=0.016
出口ξ—对于多支孔出口，出口ξ为0.7～0.9，需将出口处的阻力系数换算为阀门处廊
道断面的阻力系数乘以2
）（出口
ωω，则当出口阻力系数为0.8时实际阻力系数为0.36
沿层ξ—忽略沿层阻力的影响，取沿层ξ=0
则 c ξ=0.25+0.47+0.4+0.016+0.36+0=1.496 当阀门全开时 2
.0496.11+=
t μ=0.77
三、输水阀门开启时间
)(2χ
ωω-=
C L r v P gH DW K t
式中：r K —系数，对锐缘平板阀门取0.725
ω—输水阀门处廊道断面面积 3.5×4×2=282m
D —波浪力系数，当船舶（队）长度接近闸室长度时，取1
W —船舶（队）排水量，计算阀门开启时间时用单船2×1000×1.3=26003m
L P —船舶允许系缆力，按《船闸输水系统设计规范》表2.2.1确定，取32KN
C ω—初始水位时闸室的横断面积4.5×23=103.52m
χ—船舶（队）浸水横断面积2.46×10.6×0.9×2=46.92m ，其中0.9为船舶断
面系数
则： min
8.45.288)
9.465.103(320
.58.922600128725.0==-???????=s t v
四、闸室输水时间
闸室输水时间应根据确定的流量系数和阀门开启时间核算
v t g
H
c T )1(22αμω-+=
式中：c —闸室水域面积 255×23=58652
m
μ—阀门全开时输水系统的流量系数，取0.8 ω—输水阀门处的断面面积282m
α—系数，按表3.3.2确定，取0.53 v t —阀门的开启时间，4.8min
则：min
7.6608.4)53.01(8
.92288.00
.558652=??-+?????=
T 五、停泊条件
当闸室灌水或泄水时，停泊在闸室内或引航道内的船舶将受到水流作用力的作用，而在系船缆绳上产生拉力。
在闸室灌、泄水过程中，影响水流作用力亦即过闸船舶缆绳拉力的大小及其变化的因素是相当复杂的。它不仅与输水系统的型式、阀门的开启方式有关，而且与船舶的大小、编队方式、系缆方法以及船舶在闸室和引航道内的位置有关。目前，缆绳拉力的确定还不能从理论分析上得到满意的解答，而只能对一些简单的情况作很粗略的近似计算。具体缆绳拉力的确定还需借助水工模型试验。
进行缆绳拉力的估算时，通常作以下的一些假设： 1.船舶位于闸室纵轴线上；
2.船舶的竖向位移对缆绳的水平拉力不产生影响；
3.船舶绑系得很牢固，在水流作用下不产生水平方向的移动，缆绳拉力等于闸室灌泄水时作用于过闸船舶上的全部水流作用力。
计算公式可参考《船闸输水系统设计规范》中3.3.7有关内容，计算过程如下： 船舶、船队在闸室内的停泊条件可按《船闸输水系统设计规范》中3.3.7的公式进行核算
L P P ≤1
闸室灌水时 )(21χωω-
?=
=c v r
B t gH DW K P P
式中：1P —船舶、船队所受的水流作用力（KN ）
B P —灌泄水初期的波浪力作用（KN ） r K —取0.725，锐缘平面阀门
ω—输水阀门处的廊道断面面积282m
D —波浪力系数，当船舶、船队的长度接近闸室长度时取1 W —船舶、船队的排水量2×1000×1.3=26003m
H —设计水头5.0m
v t —输水阀门的开启时间4.8min
c ω—初始水位的闸室横断面面积4.5×23=103.52m χ—船舶、船队浸水横断面面积2.46×10.6×0.9=23.472m
则： 6.2247.235.103608.45
8.922600128725.01=-???????==）
（B
P P KN
P L 查表2.2.1为32 KN
KN P P L
326.221=≤=满足停泊稳定的要求 闸室泄水时 V i P P P +=1
i P —泄水时闸室水面坡降所产生的作用力，可按下式（附录D.0.1）计算：
]4444[2
2
4214
h
g
q h
h h g q h h g P i
---???=χρ? c
t B H h χ
-
=
C C T
L B Ql q =
1 C
C c T L B l l Q q )(2+=
式中：?—校正系数取1.2
ρ—水的密度1 t/m
t H —时刻t 的闸室水深，
可由闸室水位与时间关系曲线求得11.379－4=7.379m C B －闸室的宽度23m
h —换算的船底以下水深23
47
.23379.7
-=h =5.166m Q —泄水流量，取最大流量110.059s m /3
T l —船尾离上闸首的距离230－160=70m
c l —船舶、船队的换算长度87.11047
.232600
===χW l c
m C L —闸室水域长度255m
1q —船尾处的单宽流量)]/([314.12552370059.1103
1
m s m q ?=??= 2q —船首处的单宽流量)]/([394.3255
23)87.11070(059.1103
2
m s m q ?=?+?= 则：
KN P i
2.5]166
.548
.9394.3166
.45166.5166.548.9314.1166.54166.5[47.238.90.12.124
24=?--??-????= V P —由闸室的纵向流速所产生的作用力
2
2
22
)()(3/1])11[χ
ωα
χ?δ-?
?????++-+???=gQ R C W fO m P c V （ 式中：δ—船舶、船队排水量的方形系数
?—剩余阻力系数，金属船取3
105.10
? c m —船前流速不均匀系数，闸室泄水取1.0
α—系数，862.023
379.747
.2323379.7=?-?=-=ωχωα
f —摩擦系数，金属船取3
1017.0
-? O —船舶浸水表面积110.87（2×2.46+0.9×10.6）=1603.12m
R —水力半径，m L R 679.19
.06.10246.247
.23=?+?==）（χ
C —谢才系数，10.49679
.18.0187=+
=
C
ω—闸室过水断面面积，7.379×23=169.7172m
22
23
2
3)47.23717.169(059.1108.9
)679.11.4926001.16031017.0(3/1]862.0)111[47.23105.109.0-???
????
?????+??+?-+????=-（V P =2.921KN K KN P P P V
i 32121.8921.22.51〈=+=+=满足停泊稳定的要求
2.2.3绘制输水系统水力特性曲线
船闸的水力特征曲线包括流量系数与时间的关系曲线、闸室水位与时间的关系曲线、流量与时间的关系曲线、能量与时间的关系曲线、比能与时间的关系曲线以及闸室与上下游引航道断面平均流速与时间的关系曲线。
计算公式可参见《船闸输水系统设计规范》附录C 中的有关规定，具体计算过程可以编程计算。
1.流量系数与时间的关系曲线
流量系数可由公式c
vn t ξξξμ+'+=
1
计算，其中vn
ξ
可由阀门的开启度变化确定。计
算结果见流量系数与时间关系曲线。
2.闸室水位与时间关系曲线
当忽略阀门开启过程惯性水头的影响时，阀门开启过程中任一时刻段末的水头可按下式计算：
21
)22(c
g h h mt
i i ωμ?-=+
则闸室水位可用上游水位－水头，计算结果如下图：
3.流量与时间关系曲线
流量与时间关系曲线可通过下列公式计算：
t
v
np
t
t
t
t
t
d
d
g
L
d
d
h
g
Q
?
=
+
=)
(
2
ω
μ
具体计算结果见下图：
4.能量与时间关系曲线
能量与时间关系曲线可由下式计算
t
t
t
h
Q
E81
.9
=
5.比能与时间的关系曲线
比能与时间的关系曲线可由下式计算：
t
t
pt E E ω=
计算结果见下图：
6.流速与时间关系曲线
灌泄水过程各时刻的闸室与引航道断面平均流速可按下式计算：
t
t
t Q v ω=
计算结果见下图：
第三章闸阀门及启闭机型式选择
3.1闸门型式选择及门扇尺寸确定
选用人字闸门。
1.门扇长度
式中：B k—闸首口门宽度（m）
c —由门扇支垫块与枕垫块支承面至门龛外缘的距离，m；一般取为c=0.05～0.07）B k
—闸门与船闸横轴线夹角，一般取20°～22.5°
取l n为15m
2.门扇厚度
t = （1/10～1/8）l n
取t为1.5m
3.门扇高度
h = H + hk + k±m
式中：H—上游设计最高水位与下游最低通航水位之间的水位差（m）
hk —门槛水深（m）
k—闸门面板顶在上游设计最高水位以上的超高（m）一般取为（0.2～0.5）m
m—闸门面板底与门槛顶的距离，m通常取（0.15--0.25）m，当闸门关闭，门底止水位于门槛侧面时取正值，在门槛顶面时取负值。
h = （13.2—5.2）+ 4.5 + 0.3 + 0.2 =13 m
3.2阀门型式选择及尺寸确定
选用平面阀门。
3.3闸阀门启闭机型式选择
人字闸门采用刚性拉杆式启闭机械，齿轮齿条式人字闸门启闭机。平面阀门采用液压活塞式启闭机械。
第四章附属设施
船闸附属设施及其布置可参考《船闸总体设计规范》中的有关内容。
1.系船设备
闸室、引航道等处的靠船建筑物靠船一侧，设置龛式系船柱。系船柱不突出墙面。
闸室墙、引航道等靠船建筑物的顶部设置固定系船柱。在闸室内的布置，首尾系船柱距闸室的有效长度两端距离为10m；在闸室墙墙面上设置固定系船柱其纵向间距为1.5m,横向间距为15m；另外在闸室墙上每隔40m设置浮式系船柱。
2.安全防护和检修设备
高良涧船闸位于洪泽湖大堤（国家一级防洪建筑物）上，为了确保安全，在上闸首设置防洪门，兼做检修门用；船闸闸室的闸室墙前沿设护轮坎。闸室两侧设置两道嵌入式爬梯，爬梯距闸首距离取10m。
3.信号和标志
船闸按昼夜通航要求设置信号和标志，每道工作闸门上、下游均设置水尺。
4.控制通信
高良涧二线船闸距原来的老船闸近5km,在设计时为了充分为了充分发挥两个船闸的综合效益，合理调度船舶运行，建议在两个船闸之间设置一个远方调度站，同船闸上的总调度室一起调度船舶运行。
5.房屋和道路
船闸的周围分别设置生产、辅助生产、生活等用房，并结合船闸建设规划作出统一的总体设计，其布置要求合理紧凑，管理方便。
船闸的各部位之间，应根据需要设置内部道路和对外公路，高良涧船闸破洪泽湖大堤而建，原有的二级公路必需重建。
6.环境保护
船闸设计应贯彻执行《中华人民共和国环境保护法》的有关规定，做到船闸工程设计与环保设计同步进行，保护环境。船闸的环保和绿化设计，应根据国家有关政策、法规、并参照现行的行业标准《港口工程环境保护设计规范》的有关规定。
船闸施工期由于吹填或基坑开挖，场地填筑等产生的粉尘，以及施工机械产生的噪音，对环境构成威胁时，应采取防治保护措施。
闸区范围内应进行近、远期绿化总体规划，其陆域绿化覆盖系数应不小于30%。
7.消防和救护
船闸设计应执行《中华人民共和国消防法》的有关规定，设置专用的消防设施。闸首等部位设置消防栓、灭火器、灭火材料等有关器材。船闸应设专用的消防通道、消防水泵等。船闸的房屋设计应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》的有关规定。
第五章闸室结构设计
5.1闸室结构型式选择
选择分离式结构计算（重力式）和整体式闸室结构进行比较。
5.2设计计算 一 计算情况
作用在闸室结构上的荷载，可能以不同的组合方式出现。在设计时，不可能也没有必要对所有的组合方式都进行计算，一般都选取那些起控制作用的组合方式进行计算。闸室结构的计算情况，主要有运用情况，检修情况、完建情况、施工情况、非常情况。
在船闸的运转过程中，闸室内的水面可能与上游水位或下游水位齐平，在设计时考虑两种可能发生的最不利组合。
1、闸室内为上游最高通航水位16.0m ，墙后地下水位，取排水管水位9.5 m （闸室中间截面），此时，除水压力、土压力外，还需考虑船舶的撞击力的作用。这种情况的计算特点是指向回填土方向的水平力最大。
2、闸室内为下游最低通航水位8.5 m ，墙后为地下水位，取排水管水位9.5 m 。此时，除水压力、土压力及自重等荷载外，还应考虑系缆力及闸面活荷载的作用。这种计算情况指向闸室方向的水平力较大。 二 分离式结构计算（重力式） （一）闸室结构尺寸的确定
闸室结构的尺寸的确定可根据前面章节中已求出的船闸闸室的各部分高程，结合《船闸水工建筑物设计规范》中闸室结构设计的相关内容确定。具体尺寸如下图所示：
（二）荷载计算
荷载计算时取单位宽度（1m ）,计算工况为运转期,设计水头墙前为最低通航水位(8.5m)，墙后为排水管水位(9.5m)。 1、 自重
1） 建筑物自重（钢筋砼1
γ
=253
M KN ，浆砌块石
2γ=233M KN ）
压顶及胸墙111S G γ==25×(0.3×0.9＋0.5×0.6)=14.25KN 闸室墙222S G γ==23×(0.3×0.9＋0.5×0.6)=14.25KN 闸室底板313S G γ==25×
(0.3×0.9＋0.5×0.6)=14.25KN
对前趾O 点的力臂
1L =2.5＋m
73.26.05.09.03.03
.06.05.015.09.03.0=?+???+?? 2L =2.5+
m
31.513
)106.0(2/13
/4.9134.92/13.0136.0=?+???+?? 3L =
m
70.65
.0)7.77.8(2/15.11365
.75.0)7.77.8(2/12/135.113=?++???++?? 2） 墙后土体自重
地下水位以上44S G γ==19.2×[1/2（0.5＋8）×5.37＋8×4.53]=1134 KN 地下水位以下55S G sat γ==19.4[1/2（0.5＋4.53）×5.5]=268.35 KN 对前趾O 点的力臂
53
.4837.5)85.0(2/12/53.4853.4)53.43/37.5(5.737.52/1215.75.037.5134
?+?+??++???+??-=L =9.13m
5L =13－
m 49.113
53
.4= 3） 水自重
闸室墙前趾上的水自重==66S G ωγ9.8×（8.5－4）×2.5=110.25KN
对前趾O 点的力臂6L =11.5/2=5.75 2、 静水压力
1） 墙前水压力
2
12/1h P ωωγ==1/2×9.8×26=176.4 KN
2） 墙后水压力
222/1h P ωωγ==1/2×9.8×27= 240.1KN
3、 土压力
土压力的大小不仅取决于回填土的表面形状而且取决于墙体本身的性质，对于重力式闸室墙采用主动土压力计算。
回填土的性质：
摩擦角?=17?、粘聚力4.29=c KPa 、 湿容重2.19=γ3M KN 、浮容重γ'=9.63M KN
?=-=75.365
.136.05.10arctg α
2
4575.36?
α-?≥?=采用朗肯理论计算土压力
)2
1745()245(2
2?-?=-?=tg tg K a
?=0.55 =
??==
55.02.194
.29220a
k c
z γ
4.13 m 土压力强度=
-=a a k c k h e 211γ19.2×8×0.55－2×29.455.0=40.872
M KN
='+-=a
a a k h k c k h e 21122γ
γ40.87＋9.6×7.055.0=90.712
M KN a P =1/2×40.87×（8－4.13）＋1/2＋（40.87＋90.71）×7.0=539.612
M KN
对前趾O 点的力臂
m z H L 62.33
13.415307
=-=-= 4、 扬压力
由于闸室为透水底板，因此需计算其渗透稳定
CH L m L L v
h ≥+=∑∑ 式中：
∑h
L
—地下轮廓线水平段长度
v L m ∑—地下轮廓线垂直段长度
C —渗径系数，查得亚粘土取5
H —渗透水头
∑h
L
=13 m H =9.5－4=5.5m
v L m ∑=1.5×0.8×2＋0.5×1.5×2=3.9 m
则：渗径 L=13＋3.9=16.9≤5×5.5=27.5 需进行防渗布置。拟在两齿墙下打防渗板桩
（1.5m 每根），则新的渗径长度为L=16.9＋1.5×2×4=28.9≥CH ，满足防渗要求。
在运转情况下，底板上的扬压力包括浮托力和渗透压力。
点4的渗透压力强度为：4P =9.8×1.0×
9
.282.7=2.442
M KN 点5的渗透压力强度为：5P =9.8×1.0×
9
.282.79.28-=7.362
M KN
则底板上的渗透压力 s P =1/2（2.44＋7.36）×13=63.7KN
对前趾O 点的力臂 =
?+???-?+??=13
)36.744.2(2/113
3/213)44.236.7(2/15.61344.2S
L 7.59m 底板上的浮托力 f P =9.8×（8.5－2.5）×13=764.4KN
对前趾O 点的力臂 f
L
=13.5/2=6.75m
5、 船舶荷载
船舶荷载主要为撞击力和系缆力，其值较小计算时忽略不记。 船舶撞击力可按下式计算：
32
9.0KW F C =
式中： K —系数，闸室取1
W —船队排水量
6、 闸面活荷载
闸面活荷载可取2～5，当闸面有汽车、牵引车通行或堆放材料时，应根据具体情况确定。
（三）稳定计算 一）抗滑稳定
抗滑稳定安全系数可按下式计算：
∑∑=
H
V
f K C
式中：f —结构与地基接触面的抗剪摩擦系数,查表取0.34