五、船闸附属设施
在船闸闸室墙闸墙两侧及靠船墩上设系船柱,船闸闸室墙内的系船柱间距为7.5米。
在船闸闸室墙两侧系船柱的垂线上布臵两排系船钩和助航环,系船钩和助航环间隔布臵。
在船闸两侧闸室墙上分别布臵钢板防护木。防护范围从高程2.8米至高程6.5米。
节制闸及船闸上下闸首高程2.8至7.5米处设防撞钢板。
第四节 水力计算
一、节制闸过流能力
根据《湖西可研报告》计算分析,湖西片交往河道受灌溉供水要求控制,其设计干旱典型年为1971年,灌溉保证率为94%,2000年水平年用水高峰期湖西沿江总引水量日平均接近4000万方,运河片进入洮鬲腹部的水量约为2500万方,相应需经某溧漕河与越渎河引水约为125立方米/秒,7月中旬缺水量最大,旬沿江总引水量达到4.66亿立方,其中洮鬲片从运河高片引水2.98亿方,经某溧漕河与越渎河引水流量约为140立方米/秒,此时洮鬲腹部水位为2.8米。
湖西引排工程项目中,某溧漕河、越渎河引水量占高片交往河道总量的40%~50%左右。某溧漕河按V级航道改造后,其过
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水断面和过流能力比湖西规划河道过水断面增加50%左右,较现状河道断面增加约一倍,相当于湖西规划某溧漕河与越渎河两条河道的引水能力,相应可减少越渎河的拓浚工程量。
按洮鬲腹部水位2.8米,过闸落差10厘米,计算某闸枢纽过流能力为138.6立方米。考虑到越渎河的引水能力,能满足最大引水流量140立方米/秒的灌溉引水要求。
二、消能防冲设计
设计工况为丹阳水位6.5米,相应金坛水位4.6米过闸流量250立方米/秒,其中船闸按50秒立米控制(控制单宽流量为3秒立米左右),实际节制闸过闸流量按200秒立米设计。
计算公式:
hc3-T0hc+αq2/(2gΦ2)=0 经计算,节制闸 hc=1.248 hc”=4.47 船闸 hc=0.289 hc”=2.487
计算结果不需建消力池,按规范要求,选用0.5米深构造消力池.
消力池长度:
节制闸 Lj=6.9*( hc”-hc)=22.23 Lsj=Ls+βLj=18.7米
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经计算消力池长度为18.7米,取20米。 船闸 Lj=6.9*( hc”-hc)=15.17 Lsj=Ls+βLj=13.4米 消力池长度取15米。 三、 防渗设计
节制闸及船闸上下闸首持力层均为②2层土,该土层为灰色粉质砂壤土、轻粉质壤土,颗粒组成为:0.25~0.1mm占1%,0.1~0.05mm占28%,0.05~0.005 mm占64%,小于0.005 mm的占7%。
节制闸及位组合采用校核水位组合,即上游6.5米,下游4.6米,船闸上下闸首按检修期考虑,外侧水位按上游3.0米(检修期水位,闸室内按0.0米(闸室底板顶高程)计算。
根据水闸设计规范,渗径系数取9。节制闸地下轮廓线长度不应小于17.1米,船闸上下闸首防渗长度不小于27米。实际防渗长度均满足要求。
四、 输水系统设计 1. 闸室灌(泄)水计算
据《湖西可研报告》中分析,某闸枢纽工程在规划工情下,遇不同频率降雨时,节制闸全年只需控制3~20天,绝大部分时间节制闸开通闸。船闸全年平水通航时间很长,并且运行期的水头也不大,因此,本工程采用闸门门底集中输水。闸门以一定的
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速度(上闸首1.34米/分,下闸首2.64米/分)提升0.5米,灌(泄)水结束后,将闸门全部开启。闸门灌(泄)水计算成果列表如下:
闸门灌泄水计算成果表
水位组合 计算(米) 情 况 上游 下游 设 计 6.31 4.60 (M) 0.5 灌水 270 泄水 260 灌水 23.79 泄水 灌水 泄水 24.71 5.11 5.15 开度(S) 闸门灌泄水时间最大灌泄流量(M3/S) 最大比能(KN/M3) 2.验算停泊条件
选择验算船型为300吨级单只船,其尺寸为35*9.2*1.3米,据此在闸室内和在引航道内所受到的水流作用,计算成果见下表:
船泊受力计算成果表
闸 室 灌 水 计算(KN) 情 况 波浪力 流速力 合计 波浪力 流速力 合计 波浪力 流速力 合计 0.01 4.07 设计 0.98 0.33 1.31 3.22 0.49 3.71 4.06 (KN) 水(KN) 闸 室 泄 水 上下游引航道泄 根据《船闸设计规范》,允许系缆的纵向水平力为: PL=W0.43/1.23=9.45KN
验算结果均满足要求。 3.通航水力消能
上下闸首均设有构造消力池,符合《船闸设计规范》内的第二类消能工。上游水位为6.31米,下游水位为4.6米,计算上下
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闸首的最大平均流速,与规范允许值比较,结果表明,在所有计算情况下,通航时均可满足要求。计算结果如下表:
通航水力消能验算表
上闸首最大平均流速(M/S) 计算情况 计算值 校 核 0.31 允许值 ≤0.45 计算值 0.25 允许值 ≤0.80 下闸首最大平均流速(M/S) 4.输水系统运转安全技术指标
《船闸设计规范》要求:设有固定式系船柱的船闸,闸室灌(泄)水时的水面升(降)速度不应大于5~6厘米每秒,上游引航道中最大纵向流速不应大于0.5~0.8米每秒,下游引航道中应不大于0.8~1.0米每秒。计算结果如下表:
计 算 情 况 灌 水 泄 水 计算值 0.23 0.33 上下游引航道最大纵向流速(M/S) 允许值 0.5~0.8 0.5~0.8 计算值 0.82 0.96 允许值 5~6 5~6 闸室水面最大升降速度(CM/S) 5.船队过闸时间
闸门启门速度为:上闸首1.34米/分,下闸首2.64米/分;上闸首行程14.0米,下闸首行程13.5米,单向船进出闸速度分别以0.5、0.7米/秒。计算结果如下:
船闸一次过闸时间
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