衢江兰溪航电枢纽01船闸总体布置及上闸首结构设计
本地区为无盐碱化低矿化度地区，耕地作物一般以水稻为主，堤内沟渠排水性较好，能有效地减轻或排除浸没造成的影响。 2.3.3 枢纽区工程地质条件
上坝址左岸接于马鞍山，右岸位于下店村上游约230m；下坝址左岸位于姚家村南，右岸位于下店村下游约200m。
上、下坝河床段均为第四系全新统冲洪积层，厚1~6m；基岩为泥质粉砂岩，河床段基岩面高程两坝址基本相同，高程约20.0m~22.0m。推荐下坝址工程地质条件如下：
2.3.3.1泄洪闸工程地质
闸基上部为采砂弃料，河道内砂砾石厚度约1.0～2.0m，属强透水层。建议基础挖除覆盖层及全强风化岩石，将闸基置于弱风化基岩上。左岸存在渗漏问题，建议设置垂直防渗措施，并延伸至马鞍山脚，防渗体深入弱风化岩体。
建议施工围堰防渗体置于岩石上，并做好基坑截渗排水工作。砾卵石抗冲刷能力差，坝址下游应做好消能防冲措施。
建议开挖边坡：砂砾卵石层 1:1～1:1.5；粉质粘土1：1；全强风化岩石1:0.75，弱风化岩石1:0.3。
2.3.3.2船闸上闸首工程地质
船闸位于闸址左侧，上覆盖层为第四系全新统冲洪积砂砾卵石层，厚度7.0m～10m。基岩为白垩系泥质粉砂岩，抗风化能力较弱，全～强风化带厚1m～2.0m，弱风化带厚2.0m～5.0m，建议挖除覆盖层及全强风化岩，将闸室基础建在弱风化基岩上，基岩开挖深度3m～4m。
岩石的允许流速为3.5m/s。砼/弱风化岩石f=0.4，f＇=0.5，c＇=0.4 Mpa。变形模量E0＝3GPa。弱风化岩石承载力标准值fk=1000kPa。砼/微风化岩石f=0.5，f＇=0.6，c＇=0.4～0.5 Mpa。变形模量E0＝3～4GPa。微风化岩石承载力标准值fk=1000～1500kPa。
建议开挖边坡：砂砾卵石层1:1.25～1:1.5；全强风化岩1:0.75，弱风化岩1:0.3。 2.3.3.3电站工程地质
电站厂房位于闸址右侧河床，覆盖层为人工堆积砾卵石层，厚度2.0m，层底高程在20m～18m。
基岩为白垩系泥质粉砂岩，为软质岩石，抗风化能力较弱，全～强风化带厚0.5m～4m，弱风化带厚3m～5m，建议挖除覆盖层及全强风化岩，厂房基础建在弱风化或微风化基岩上。基岩开挖深度：1.5m～3m，必要时进行固结灌浆处理，深度5m。机组段开
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挖较深，下部高程10m左右，泥质较高，岩石较破碎，必要时进行加固处理。
河床砂砾卵石允许流速；1.5m/s。岩石的允许流速为3.5m/s。砼/弱风化岩石f=0.4，f＇=0.5，c＇=0.4 Mpa。变形模量E0＝3GPa。弱风化岩石承载力标准值fk=1000kPa。砼/微风化岩石f=0.5，f＇=0.6，c＇=0.4～0.5Mpa。变形模量E0＝3～4GPa。微风化岩石承载力标准值fk=1000～1500kPa。
建议开挖边坡：砂砾卵石层 1:1～1:1.5；粉质粘土1:1；全风化岩石1:0.75，强风化岩石1:0.5，弱风化岩石1:0.3～1:0.1。 2.3.4 天然建筑材料
工程区近年来江心洲被大量开采，现衢江、兰江约15km范围内已无大片砂砾料场。上游的金家插、和尚洲、汤瓶洲等均在开采，距坝址约3~9km。以上料场可供混凝土用粗骨料，5mm～40mm级储量不满足设计需量，砂料缺乏，需外购解决。填筑料源应充分利用施工时左右岸被开挖的废碴，并可考虑结合河道疏浚。洞源白坑的石灰岩，可作为块石料场，运距约25km，强度较高，储量和质量能满足工程设计要求。
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3.船闸的总体设计
3.1船闸在枢纽中的布置
枢纽的总体布置就是确定枢纽中各主要建筑物之间的相互位置。影响枢纽的总体布置的因素是错综复杂的，根据枢纽所在处的地形、地质、水文、航道等具体条件以及枢纽中各主要建筑物的型式与尺寸，使用和施工的要求，寻求最合理的布置方案。 3.1.1 影响枢纽总体布置的因素
在枢纽的总体布置过程中，其主要建筑物之一——船闸的布置是一个非常重要、关系到船闸能否安全畅通及保证良好运行条件的问题。国内有不少过船建筑物，就其结构本身而言是良好的。但船舶在某些时候通不过或者不能畅通，究其原因是总体布置不当。研究船闸的总体布置时，必须研究船闸在水利枢纽中的位置、船闸引航道布置与上下游航道的连接。船闸与水利枢纽建成后所形成的新河势状况、通航水流条件、泥沙淤积、船闸与同枢纽中各相邻主要建筑物位置、船闸与河岸的关系。
枢纽总体布置根据渠化工程梯级开发规划，结合不同坝址的自然条件和枢纽工程的作用，着重解决通航、泄洪、发电、灌溉及排沙之间的关系，主要考虑下列因素 （1）地形、地质、水文及泥沙条件 （2）上、下游航道衔接条件 （3）主要水工建筑物使用要求 （4）淹没损失及环境影响
（5）施工难易、施工长短及施工期通航条件 （6）工程量及投资 3.1.2坝址、坝轴线选择 3.1.2.1 坝轴线选择原则
（1）满足船闸通航要求，使上下游引航道与上下游航道连接平顺，船舶进出闸安全、快捷；
（2）满足泄水闸行洪要求，保证泄水闸有足够的泄流宽度，水流流向与坝轴线宜尽量垂直；
（3）满足电站发电要求，使电站进出水流平顺，尾水位较低，运行管理方便；
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（4） 在满足各建筑物使用功能前提下，尽量避开不良地质区段，降低基础处理工程量；
（5）具有较好的施工条件，工程造价经济合理。 3.1.2.2 坝线选择
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，河宽自上至下300m~500m。本阶段选择上下两坝址作分析比较。
上坝址：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。该坝址河床宽仅250m，坝址处流态相对复杂，枢纽布置向右岸拓浚工程量大。左岸布置电站，山体开挖工程量大，工程投资大。为便于今后兴建二线船闸，一线船闸需布置在右岸，因上游河道为弯道，引航道长度短。该坝址横向流速也大，影响船只航行。该坝址施工难度大。
下坝址：位于马鞍山嘴下游约600m处，坝址右岸距下店村约150m，坝轴线垂直于水流方向。该坝址河宽约480m，水流相对较平顺。枢纽布置向右岸拓浚工程量小。船闸则布置在左岸，不涉及房屋拆迁，防洪堤后有兴建二线船闸的余地，一线船闸上游引航道长度较长，坝址处横向流速较小，有利于船只航行。电站布置在右岸，拓宽工程量不大。该坝址河道相对较宽，施工条件较好。
两坝址对库内上游的排涝和浸没影响基本相同。下坝址因左岸防洪堤内地势较低，需增加坝址~马鞍山嘴段长600m的防洪堤基础防渗处理工程量。右岸地势较高，不存在浸没影响。从地质钻探成果看，上、下坝址基岩面高程约20.5m，变化不大，坝基处理及基岩开挖差距不大。
经综合分析比较，本阶段选用下坝址方案。
3.1.3枢纽总体布置
总体布置根据具体的情况可分为并列式和分离式两种方式。
当坝址处于河面开阔，河床内能同时布置挡水、泄水建筑物，通航建筑物及电站等水工建筑物时，枢纽总体布置可采用并列式。当坝址处河面较窄、弯曲，其凸岸适宜布置通航建筑物时或当坝址处河面虽开阔、顺直，但当通航建筑物及电站布置在岸上开挖的渠道内，枢纽综合效益较佳时，经论证可采用分离式。
本设计坝址布置在上下梁州之间，有足够的河宽，可以同时布置挡水、泄水、通航建筑物及电站，采用并列式布置，并且电站和通航建筑物异岸布置。
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图3.1 轴线布置图
3.1.4 枢纽总布置方案比较
根据选定的坝轴线，在进行枢纽总平面布置时，在满足枢纽泄洪要求和船舶安全通航前提下，兼顾工程施工和运行管理方便等因素，并因地制宜地充分利用坝址处地形、地质和航道的特点综合考虑，初步设计阶段对可研阶段枢纽布置进行了优化，共进行了如下两个方案的枢纽总布置。
方案一：船闸布置在左岸，电站布置在右岸。总体布置自左至右依次为船闸、泄洪闸、电站。
方案二：船闸布置在右岸，电站布置在左岸。总体布置自左至右依次为电站、泄洪闸、船闸。
表3-1 方案比选
方案 方案一 船闸布置在左岸 方案二 船闸布置在右岸 布置方式 船闸位于缓流区，上游引航道口船闸位于主航道，航线顺直 位置条件 门区流速、流态较 好，满足规范要求 不涉及房屋拆迁，防洪堤后有兴山体开挖工程量大，工程投资大 施工条件 建二线船闸的余地，河道相对较宽，施工条件较好。 第10页 共143页