衢江兰溪航电枢纽01船闸总体布置及上闸首结构设计
续表3-1
方案 方案一 方案二 坝址处横向流速较小，有利于船横向流速也大，影响船只航行 口门区水流条件 只航行 枢纽布置向左岸拓浚工程量小 工程量 流态相对复杂，枢纽布置向右岸拓浚工程量大，施工难度大
经比较，本阶段选择方案一。
兰溪枢纽工程由泄洪闸、船闸、发电厂房等组成。根据闸址及上、下游河床地形、规划航道位置等因素，在河道的左侧布置一线船闸1孔，净宽18m。再自左至右依次布置25孔×12m的泄洪闸、发电厂房。为满足河道行洪要求，枢纽需向右岸适当拓宽约20m，左岸预留二线船闸的位置，控制中心线间距150m。
右岸电站侧需拆除原上、下游防洪堤，新建堤防向右岸后移。电站上游需拆建防洪堤约250m，电站下游需拆建防洪堤约350m，拆建防洪堤按原设计防洪标准修建。左岸上下游需新建导航靠船墙各长650m、300m，做好与上、下游原有防洪堤的平顺连接。除此之外，左岸上游堤防需设置防渗墙。
3.2船闸的规模
3.2.1船闸的分级
船闸应按设计最大船舶吨级分为7级，其分级指标见表3-2
表3-2 船闸分级指标表
船闸级别 设计最大 3000 船舶吨级 注:设计最大船舶吨级系指通过船闸的最大船舶载重吨(DWI)；当为船队通过时，指组成船队的最大驳船载重吨。
I Ⅱ 2000 Ⅲ 1000 IV 500 V 300 VI 100 VII 50 衢江兰溪船闸最大船舶吨级为500吨，为IV级船闸。 3.2.2 船闸线数
船闸的线数应根据船闸在设计水平年内的客货运量，船闸设计（实际）通过能力，
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过闸的船型、船队组成、地形条件和船闸所在河流的重要性等因素确定。
根据机动舶为主的设计船型及通过能力，且航道宽度较小，本设计采用单线船闸即可满足客货运量需求。 3.2.3 船闸级数
船闸级数的选择应根据船闸总水头，通过能力可靠性和航运效益，技术水平，地形、地质条件，施工条件和管理运用等条件进行技术经济比较。一般情况应优先选择单级船闸。
船闸级数，可按下列情况确定： (1)水头〈30m，采用单级船闸；
(2)水头30~40m，采用单级或两级船闸； (3)水头〉40m，采用两级或多级船闸。
本次设计中的设计水头为5m，即枢纽正常挡水位与下游最低通航水位的差值。由于H=5m〈30m，且该枢纽船闸所在处，地势平坦，地质条件较好，适合修建单级船闸，同时单级船闸在施工条件、运用管理及技术水平等方面较多级船闸易于满足。所以该枢纽采用单级船闸。
3.2.4. 设计船型
本船闸的设计船队为500吨级1拖3船，船队尺寸为191×10.8×2.2m（长×宽×满载吃水），最大干舷高：2.0 m。
3.3 船闸基本尺度
船闸尺度包括闸室有效长度、闸室有效宽度和门槛最小水深及船闸最水断面的断面系数。根据设计船型、船队，满足船闸在设计水平年限内各期（近期、远期）客货运量及过闸船舶总载重吨数确定。
3.3.1闸室有效长度
Lx?Lc?Lf （3-1）
式中：Lx——闸室有效长度（m）；
，当一闸次有两个或多个船队船舶纵Lc——设计最大过闸船队、船舶的长度（m）
向排列过闸时，则为各设计船队船舶长度之和加上各船队船舶之间的停
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泊间隔;
Lf——富裕长度（m）,对于拖带船队 lf?2?0.03lc(m).
191=7.73 Lf=2+0.03×
Lx?Lc?Lf=191+7.73=198.73 m， 取200 m 3.3.2 闸室的有效宽度
Bx??bc?bf
bf=Δb+0.025(n-1)bc （3-2）
式中 ：Bx——船闸闸首口门和闸室有效宽度(m)；
?bc——一闸次过闸船舶并列停泊于闸室的最大总宽度(m)。当只有一个船队
或一艘船舶单列过闸时，则为设计最大队或船舶的宽度bc；
?bc=bc=10.8 m
bf——富裕宽度(m)；
?b——富裕宽度附加值(m)，当bc≤7mm时，?b≥1m；当bc ＞7m时， ?b?
1.2m，取 ?b=1.4 m；
n——过闸停泊在闸室的船舶的列数， n=1； 所以，bf=?b=1.4 m。
采用现行国家标准《内河通航标准》（GBJ139）Bx??bc?bf=10.8+1.4=12.2 m，
中规定的8m、12m、16m、23m、34m，取Bx=16 m。.
3.3.3 门槛水深 门槛水深应满足：
H?1.6T (3-3) 式中：H——门槛水深（m）；
T——设计最大过闸船舶满载吃水（m）
H?1.6T=1.6×2.2=3.52 m。 3.3.4 最小过水断面的断面系数
在确定船闸基本尺度时，还应考虑船闸最小过水断面的断面系数n的要求。根据实验观察，若n值过小，则船队(舶)过闸时，可能产生碰底现象；若n的值过大，则会使建筑物高程提高，增大施工量。为保证船队（舶）安全顺利地进闸，一般要求：
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?????1.5～2.0 (3-4)
Φ=?BT (3-5)
式中：?——最低通航水位时，闸室过水断面面积（m2），
3.52=56.32 Ω=Bx×H=16×
?——为船舶横断面系数，机动船取0.95
Φ——船舶、船队浸水横断面面积（m2），
Φ=?BT =0.95×10.8×2.2=22.572
η=2.24/22.572=2.5 ， 满足要求。
表3-3 船闸基本尺度表
计算项目 闸室有效长度 闸室有效宽度 门槛水深 过水断面系数 计算式 结果 200 m 16 m 3.52 m 2.5 Lx?Lc?Lf Bx??bc?bf H?1.6T ????
图3.2 闸室示意图
3.4 船闸设计水位和各部分高程
3.4.1 船闸特征水位
上游设计最高水位：29.2 m； 上游设计最高通航水位：23.00 m； 下游设计最高通航水位：18.50 m；
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上游设计最低通航水位：22.5 m；
下游设计最低通航水位：18.00 m（P=95%下游引航道口水位）； 正常蓄水位：23.0 m；
波浪浪高：2hw=0.0166×W1.25×D0.33=0.082 m 式中：W——计算风速（m/s），取3.0（m/s）；
D——吹程（公里）取（3～5）倍的河宽，河宽500米，取4倍的河宽。
3.4.2船闸各部分高程
见表3-4。
表3-4 船闸各部分高程
计算内容 上闸门顶高程 下闸门顶高程 上闸首墙顶高程 下闸首墙顶高程 闸室墙顶高程 上闸首门槛顶高程 下闸首门槛顶高程 上游引航道底高程 下游引航道底高程 闸室底高程 上游导航及靠船建筑物顶高程 下游导航及靠船建筑物顶高程 计算式 上游设计最高水位+超高+浪高 上游设计最高通航水位+超高 上闸门顶高程+超高 下闸门顶高程+超高≥闸室墙顶高程 上游设计最高通航水位+空载干舷高度 上游设计最低通航水位-门槛水深 下游设计最低通航水位-门槛水深 上游设计最低通航水位-引航道最小水深 下游设计最低通航水位-引航道最小水深 ≤下闸首门槛高程 上游设计最高通航水位+空载干舷高度 计算结果（m） 29.882 23.6 30.482 25.6 25.6 18.98 14.48 18.98 14.48 14.48 25.6 下游设计最高通航水位+空载干舷高度 21.1 注：安全超高0.6 m，空载干舷高度2.0m，设备安装结构高度0.5m。
3.5 引航道 3.5.1引航道的布置
单线船闸引航道平面布置，一般有对称型、反对称型、不对称型三种型式。引航道的平面布置直接影响船舶进出闸的时间，从而影响船闸的通过能力。不对称型
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