衢江姚家航电枢纽01船闸总体设计及下闸首结构计算

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1、衢江姚家航电枢纽01船闸总体设计及下闸首结构计算绪论本船闸设计是拟在衢江姚家枢纽的一个船闸工程。衢江是浙江省最大河流——钱塘江南源兰江的主流，集水面积11477.2km2，河流全长257.9km。由于滩多、水浅，航道条件差，水运业日益萧条。目前通航船只为3t～12t。据交通部门预测，衢江年运量到2010年可达到200万吨，主要物资有石灰石、莹石、化肥、木材、水泥、煤炭和钢材等。鉴于目前的航道状况，无法满足远期货运量的要求。目前，塔底、小溪滩都已开工建设，安仁铺、红船豆、游埠梯级也已完成前期设计工作，加快姚家

2、梯级水利枢纽建设，尽早使衢江航道全面通航显得尤为迫切。姚家枢纽是衢江干流开发中的第六级也是最下游一级枢纽。工程是以航运和水力发电为主，结合改善水环境及灌溉条件等综合利用工程。该工程由泄洪闸、船闸、发电厂房等建筑物组成，电站装机4×4.1MW，多年平均发电量约6533万KW.h。船闸设计标准为500t级。衢江水量充沛，水力资源丰富。建设姚家水利枢纽工程，可以充分利用衢江水力资源，年发电量达6533万KW.h，电站装机16.4MW，能对电网起到一定的调峰作用。本工程的建设可以有效缓解金华市目前用电紧张的局面。水

3、力资源是可再生的清洁能源，本工程的建设符合国家的能源产业政策。其位于衢江下游段，河流呈东西流向，南岸为下店村，北岸为姚家村。工程横跨衢江，本段水流湍急，江面宽约500m，两岸为堤坝，姚家段堤脚有宽约40m的滩地，地面高程约29～29.50m。工程区地层分布白垩系上统基岩和第四系冲积堆积层。地下水为松散岩土类孔隙潜水，主要分布在第四系地层中。由大气降水补给，并排泄于河道。姚家枢纽工程实施后，可为恢复和提高衢江的航运能力奠定基础，并可加快上游砂石资源和矿产资源开发，促进兰溪市及衢江两岸广大地区经济更快地发展。衢

4、江的船闸建设基本上都是与水电枢纽建设相配套的，故而在枢纽选址及船闸在枢纽总体平面布置中的位置受到水电部门的一定制约，船闸的总体布置有点困难，而其困难点主要突出在上下引航道的布置及其与河流主航道的衔接上。因此本船闸工程的设计难度是很大的，需要结合模型试验及参照以往相类似工程的经验，选择适合的解决办法。第43页共105页衢江姚家航电枢纽01船闸总体设计及下闸首结构计算水利枢纽的布置，主要是确定水利枢纽中各主要建筑物之间的位置。枢纽工程总体布置设计，应在确保通航要求的基础上，根据工程建设任务要求，以充分发挥工程综

5、合利用效益，正确处理进期与远期、上游与下游以及干流与支流等关系。0.1枢纽的组成及功能衢江姚家航电枢纽的主体建筑物包括船闸、泄水建筑物、电站。船闸在枢纽中的布置应满足通航水流条件，保证船舶进出闸安全、迅速方便。船闸布置在河床稳定，冲淤变化不大的顺直河段。通航建筑物上，下游引航道及闸室应布置在同一条直线上，并要求引航道顺直，保证船舶快速过闸。0.2枢纽布置原则按《渠化枢纽总体布置设计规范》(JTJ220-98)，布置时应考虑下列因素：1、地形、地质、水文及泥沙条件；2、上、下游航道衔接条件；3、主要水工建筑物

6、的使用要求；4、淹没损失及环境影响；5、施工难易，施工期长短及施工期通航条件；6、分期投产及其衔接条件；7、使用管理条件；8、工程量及投资。0.3坝址方案确定根据《钱塘江流域综合规划》及《钱塘江中游“三江”梯级开发规划》，规划枢纽坝址位于姚家村上游马鞍山嘴河道最窄处。从规划坝址河段地形上分析，可供选择坝址比较的河段局限于马鞍山嘴以下约1000m范围，该河段相对顺直，河床宽度渐变，向下逐渐增宽，河宽约300m~500m。该河段在平面上呈“Z”字形，平顺段上、下均为转弯段，坝址位置只能在该段河道中选择。故有上下

7、坝址两种方案选择。上坝址（规划坝址，比较方案）：位于马鞍山嘴，左岸为马鞍山山体，右岸介于下应村与下店村之间，坝轴线垂直于水流方向。该坝址河床断面窄而深，上游处有一大拐弯，河宽仅250m，流速大，坝址处流态相对较下坝址复杂。上游洪水位壅高值相同的前提下，枢纽布置向右岸拓浚宽度较下坝址宽得多，右岸拓浚工程量大，左岸因布置电站，需要布置装配场及进出厂区的道路，因此，山体开挖工程量巨大，工程投资相对也大。从工程布置相对合理性方面考虑，电站需布置在左岸；船闸需布置在右岸，便于今第43页共105页衢江姚家航电枢纽01船

8、闸总体设计及下闸首结构计算后兴建二线船闸留有余地。船闸布置在右岸，上游引航道长度较短，且该坝址横向流速速也大，影响船只航行。为此在这一岸布置船闸对衢江航运船只较为不利。该坝址河道窄，施工导流布置，施工条件较下坝址差。下坝址（推荐方案）：位于马鞍山嘴下游约500m处，距上坝址约730m，轴线右岸距下店村约150m，坝轴线垂直于水流方向。该坝址处河宽约470m，处于“Z”字形河段中部较平顺段，河床断面基本呈“U”形。