长沙理工大学2013年港航专业航道整治课程设计.dox(完整资料).doc

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目 录

一、滩险概况………………………………………………………… 1
二、险滩成因及整治方案…………………………………………… 2
三、设计标准的确定和推算………………………………………… 2
附图1：床沙粒径级配曲线图……………………………………… 8
四、整治建筑物的布置……………………………………………… 9
附图2：整治线宽度和整治水位计算图…………………………… 10
五、水力计算及结论…………………………………………………11
附图3:𝟑#丁坝断面冲於条件计算图…………………………………13
附图4：𝟑#丁坝断面图………………………………………………14
附图5:𝟑#丁坝断面图…………………………………………………15
附图6:𝟑#丁坝断面图…………………………………………………16
六、施工建议和要求…………………………………………………18
七、工程量计算………………………………………………………19
附图7：𝟑#丁坝断面设计及工程量计算图…………………………20
参考文献资料…………………………………………………………21
一、滩险概况

该浅滩位于湘江湘钢附近，河床属于沙质，河宽为600～700m，一般
枯水期水深较浅，妨碍航行。
该浅滩属正常浅滩，上边滩较高，下边滩较低，边滩与深槽相互对应分布，
上、下深槽相互对峙而不交错，它的两侧具有较高的边滩。上、下深槽在
平面上相互交错，下深槽的上端（倒套）窄而深，边滩较低，横向漫滩水
流强烈，浅滩脊宽浅，鞍凹斜窄，浅滩冲淤变化较大。
该浅滩右岸有一钢铁厂，需要取水，故要求整治时不封死右边滩，预留水
道，设计水位时分流量不小于15m³/s。中枯水期，水流向上深槽漫越上沙
咀流向下深槽，形成扇形水流，水流分散，水深不足，严重影响航行，需
要整治。
二、险滩成因及整治方案
该浅滩形成的原因是多方面的，但主要是水流分散，边滩较低，导致
水流归槽时间迟，由于上边滩较高，水流到达过渡段后，下边滩较低，河
面比上面宽，使水流流速减小，挟沙能力减弱，形成淤积。横向漫滩水流
比较强烈，浅滩脊宽浅，鞍凹不明显，浅滩冲於变化较大。
根据浅滩成因可知，滩险形成的主要原因是河面过宽，边滩低，故应针
对这些因素采取相应的措施，制定整治方案如下：束窄河面，加高下边滩，
使流速增大，形成对浅滩的冲刷。采取这些措施后，可使中枯水位时，水
流归槽早，冲刷时间增加。
具体实施方案如下：左边沿整治线布置一顺坝，起到引导水流、束狭河
床的作用。考虑到右岸有钢铁厂取水需要，故整治河段应设计成人工分汊
河段，而且在设计水位时右汊分流量应不小于15m³/s，因此须在右岸岸边
预留水道河面宽度；再在河中修筑丁坝，使水流集中，流速增大，达到冲
刷目的，同时也满足了钢铁厂的取水要求。主航道整治线宽度可按总的整
治线宽度减去预留水道河面宽度确定。
三、 设计标准的确定和推算
（一）航道基本尺度确定：
I航道水深：
航道标准水深包括船舶的标准吃水和富余水深，即H=T+ΔH
式中：H——航道水深（m） T——船舶吃水（m） ΔH——富
余水深（m）
取T=1.62m ，H=T+ΔH1+Δd按沙质河床浅滩考虑，触底安全富余量Δ
d=0.4m

船舶航行下沉量ΔH1=m√TH v² 船长船宽=709.8=7.1428m/s
查表采用内插法求得m=0.00158 v取20km/h ，即取5.56m/s
T
H
取0.877 ΔH1=0.00158×√0.877×5.56²=0.0457m

H=T+ΔH
1
+Δd=1.62+0.046+0.4=2.07m

则航道水深H=2.07m
II直线航道宽度：
采用双向航道，B=2bcos𝟑+2Lsin𝟑+C1+2C2 ①
式中：B——航道宽度；
b—— 船队宽度；
L——船队长度；
α——漂角；
C1——船队间的富余宽度；
C2——船队与航道边缘间的富余宽度。
取b=9.8m L=70m 由于湘江主要为Ⅲ级与Ⅳ级航道，按Ⅰ级至Ⅳ级航
道的漂角选用3°
按平原、丘陵地区航道估算式得：C1=0.7b′+4 C2=0.2b+1.2
式中：b′——会船的两船队宽度的平均值，取9.8m
则：C1=0.7×9.8+4=10.86m ②
C2=0.2×9.8+1.2=3.16m ③
将②③式代入①式得：
B=2×9.8×cos3°+2×70×sin3°+10.86+2×3.16=44（m）
（二） 浅滩设计水位确定及浅滩床沙分析：
I浅滩设计水位确定
浅滩上游设有基本水文站，并收集到有浅滩基本水尺与基本水文站的同
步水位观测资料，根据这些资料，采用水位相关法确定浅滩设计水位，过
程如下：
表1 某年枯水期浅滩基本水位与基本水文站水位相关计算表

项次 浅滩（𝟑𝟑） 基站（𝟑𝟑） （𝟑𝟑− )𝟑− （𝟑𝟑− )𝟑− (𝟑𝟑- )𝟑−²
（𝟑
𝟑

−
)
𝟑

−
²

(𝟑
𝟑
- )𝟑−（𝟑−

𝟑
−

1 31.35 32.28 0.55 0.36 0.30 0.13 0.20
2 31.61 32.67 0.81 0.75 0.66 0.56 0.61
3 32.28 33.12 1.88 1.2 3.53 1.44 2.26
4 32.61 33.22 1.81 1.3 3.28 1.69 2.35
5 32.27 33.05 1.47 1.13 2.16 1.28 1.66
6 31.84 32.81 1.04 0.89 1.08 0.79 0.93
7 31.75 32.58 0.95 0.66 0.90 0.44 0.63
8 31.29 32.38 0.49 0.46 0.24 0.21 0.23
9 31.15 32.21 0.35 0.29 0.12 0.08 0.10
10 30.92 32.11 0.12 0.19 0.01 0.04 0.02
11 30.85 32.00 0.05 0.08 0.00 0.01 0.00
12 30.82 31.95 0.02 0.03 0.00 0.00 0.00
13 30.78 31.88 -0.02 -0.04 0.00 0.00 0.00
14 30.70 31.84 -0.1 -0.08 0.01 0.01 0.01
15 30.64 31.81 -0.16 -0.11 0.03 0.01 0.02
16 30.55 31.80 -0.25 -0.12 0.06 0.01 0.03
17 30.53 31.76 -0.27 -0.16 0.07 0.03 0.04
18 30.44 31.70 -0.36 -0.22 0.13 0.05 0.08
19 30.37 31.58 -0.43 -0.34 0.18 0.12 0.15
20 30.32 31.56 -0.48 -0.36 0.23 0.13 0.17
21 30.30 31.54 -0.5 -0.38 0.25 0.14 0.19
22 30.27 31.50 -0.53 -0.42 0.28 0.18 0.22