航道整治課程設計報告河海港航

1、蕪中線塹口村航道整治工程設計報告班級：班級港航6班姓名：*學號：090301*指導老師：*2012一、設計目的1、鞏固和提高航道工程學與航道整治學的相關知識，初步掌握航道整治設 計的基本內容、步驟和方法。2、熟練掌握航道整治中autoCAD的運用以及數(shù)據(jù)處理的步驟方法。二、設計任務研究內容：蕪中線高漂段塹口段(70K76K)航道整治工程。具體的研究工作有：(1)航道等級及設計船型的確定；(2)航道尺度確定；(3)航道線位方案比選；(4)航道平面布置；(5)撰寫課程設計報告。三、設計資料1、自然地質條件(1)河流概況蕪中線高漂段由江蘇與安徽交界的高淳縣丹農(nóng)磚瓦廠起，流經(jīng)東芮線(高淳丹農(nóng)磚瓦廠至東

2、壩磚瓦廠)、漂壩線(東壩磚瓦廠至漂陽河口南段)一段，由 漂梅線向東北至漂陽南渡鎮(zhèn)，沿漂梅線至漂陽輪聯(lián)船廠(丹金漂漕河口)，與蕪中線漂宜段起點相接。蕪中線高漂段高淳下壩上游屬安徽水陽江、青弋江水網(wǎng)平原燈區(qū)，地面 高程在D5.5(吳淞基面，以下同)以上；下壩以下段為丘陵地區(qū)(茅山、天目山 余脈)，南側為皖南、宜漂山區(qū)。蕪中線以高淳縣下壩船閘及茅東節(jié)制閘為 界，上游為長江支水系青弋江、水陽江水系，下游為太湖水系。蕪中線高漂段流經(jīng)東芮線的官溪河、胥河，歷史上胥河又名胥溪河，是 我國歷史上最早開鑿的的人工運河 ，它西接固城湖、水陽江、直通長江，下連 漂陽、宜興、抵太湖。相傳該河是公元前506年春秋戰(zhàn)國時

3、期吳國大將伍子胥為運送軍糧開鑿而得名。它溝通了長江、水陽江、青弋江與太湖流域的水上航運，大大縮短了繞道長江的航程，灌溉了蘇南農(nóng)田。明太祖朱元璋為使 蘇、浙糧運避開長江風險，于洪武二十五年 （公元1392年）重開胥河，并在東 壩建石閘封閉，節(jié)制水流，解除了蘇、浙一帶水患。自此，“三湖”（南漪湖、石臼湖、固城湖）之水不復東流，胥河至太湖的航運從此中斷。蘇州民謠 說：“東壩倒，北寺塔上飄稻草?！币饧礀|壩一倒，上游洪水傾瀉而下，會 淹沒蘇州城的北寺塔。汛期高淳固城湖水位要比下游太湖水位高出七、八 米，為安全計，明嘉靖三十五年 （公元1556年），又在東壩下游約五公里處構 筑了下壩。由于下壩船閘以西蕪中

4、線屬青弋江、水陽江水系，茅東節(jié)制閘和下壩船 閘共同組成該級樞紐節(jié)制該水系的水向太湖宣泄，迫使汛期來自皖南山區(qū)經(jīng) 水陽江、青弋江進入蕪中線的洪水經(jīng)石臼湖重新匯入長江。安徽水陽江、青 弋江水網(wǎng)平原燈區(qū)，地面高程在5.5（吳淞基面，以下同）左右，每至汛期，蕪中線高漂段下壩船閘上游河水水位達8.0以上，1999年超過 13.07 ,河道兩側防洪大堤高程在 14.5左右，該段航道為地上河，汛期防洪壓力極 大。下壩以下至漂陽河口鎮(zhèn)南為漂壩線，蕪中線在漂陽河口鎮(zhèn)南由漂壩線拐 入漂梅線，經(jīng)南渡、蔣店、五潭渡后橫穿丹金漂漕河與漂陽改線段起點相 連。該段航道位于漂宜山區(qū)北麓，由西部茅山山區(qū)、南部漂宜山區(qū)洪水沖蝕

5、而成，來自上述山區(qū)的洪水和洪湖部分調蓄水流匯入蕪中線高漂段經(jīng)宜興段 流入太湖。該段水系屬太湖水系。下壩以下航道狹窄且多彎曲，通航條件較 差，地形復雜，地勢西北高、東南低，周邊高、腹部低，逐漸向太湖傾斜。蕪中線高漂段下壩以上有水陽江支流獅樹河、永勝河由南向北匯入固城 湖，秦淮河通過石臼湖與高漂段相通，石周河將蕪中線高漂段上的固城湖與 石臼湖溝通，沿線還與漆橋河、漕塘河、沛橋河相連；下壩以下河湖港漢密 布，河網(wǎng)縱橫，沿線主要有五級以上航道中河、丹金漂漕河和常漂線等，高 漂段尾端通過漂陽改線段與蕪中線宜興段連接。除以上主要河道外，下壩以 下沿線尚有梗溪河、社渚新河、大溪城河、周城河、上沛河、南渡北河

6、、草 溪燈河、泓口河匯入。蕪中線下壩以上航道流經(jīng)水陽江、青弋江水系的燈區(qū)平原，水位變幅較 大,每到汛期水位平均在8.0以上，枯水期蕪中線上游段只有地下水和地區(qū)逕流補給，水位多在6.0以下，該段為長江及石臼湖、固城湖的重點防汛區(qū)。據(jù)調查，上世紀八十年代以來每當洪水水位超過8.5水位時，高淳下 壩船閘以上航道就實行封航（因楊家灣船閘對高水位不作控制），汛期時間平 均一個月左右，汛期航運基本中斷；下壩以下航道流經(jīng)地區(qū)系屬長江三角洲 沖積平原，水流平緩，水位變幅小，該段航道水位受太湖流域湖西引排的控 制，因此水位變化對航運的影響不大。蕪中線高漂段絕大多數(shù)河段年久失 修，處于自然狀態(tài)。航道穿越高淳縣丹湖

7、、淳溪鎮(zhèn)、固城鎮(zhèn)、東壩鎮(zhèn)、江蘇 和安徽交界的定埠鎮(zhèn)、漂陽市河口、南渡鎮(zhèn)、蔣店等集鎮(zhèn)?？绾咏ㄖ?、管線較多，且標準低，凈空小。除個別地段外，一般河段僅能通航60100噸級船隊，到枯水季節(jié)，通航條件更差，遠不能滿足水運發(fā)展的需求。蕪中線高漂段水源主要來自降水后的地面徑流和長江、區(qū)域內河流及太 湖的水量調節(jié)。（2）湖泊蕪中線高漂段流經(jīng)區(qū)域湖泊有石臼湖、固城湖和洪湖，其中東芮線北側 與石臼湖相通（湖面面積201平方公里，容積3.4億立方米），中部穿越固城 湖（湖面面積為30.97平方公里，匯流面積 454平方公里）；蕪中線高漂段漂 梅線以北通過丹金漂漕河與洪湖相通，洪湖將蘇南運河和蕪中線航道分隔開 來

8、，汛期洪湖的部分調蓄水流匯入蕪中線。（3） 氣象根據(jù)江蘇省氣象臺及南京市、常州市氣象臺多年的氣象資料，蕪中線高 漂段氣象簡述如下：蕪中線高漂段所流經(jīng)的區(qū)域屬濕潤的亞熱帶季風氣候，春夏秋冬四季分 明，冬季干冷、夏季濕熱。氣候溫和濕潤，日照充足，雨量充沛，土地肥 沃，水域資源豐富，地理條件較為優(yōu)越，宜于農(nóng)作物生長。一般從六月中旬 進入梅雨季節(jié)，歷時2030天，屬副亞熱帶與溫帶的季風過渡區(qū)，下霜期 130天左右，下霧日25天左右，冬季河流水面基本不結冰。（4）氣溫區(qū)域內年平均氣溫15.2 C15.9 C ,最低氣溫12.5 C （在1月），最高氣溫達38c以上，每年一月份平均氣溫2.5 C,七月平均

9、氣溫 28.1 C(5)濕度區(qū)域內年平均相對濕度為 76%80% ,其最高和最低相對濕度分別為 90%、12%。(6)降水蕪中線高漂段航道分屬水陽江、青弋江水系和太湖水系，雨量充沛，降 雨在年內呈規(guī)律性變化，區(qū)域年均降雨量為7801160毫米，主要集中在夏秋兩季。最大月降雨量為 345.2毫米，最大日降雨量為 280.9毫米(I960年6 月19日，高淳)，降水量年內分布很不均勻，59月份降水量占全年的 60%80%,年降雨日為110145天。(7)風況區(qū)域內常年盛行風向為東南風，風向最大頻率為 15%,盛吹期為38 月；冬季主導風向為西北風，其風向最大頻率為 14%; 79月受臺風影響， 最

10、大風力9級以上，但每次持續(xù)時間為 12天。(8)霧、霜、雪蕪中線高漂段航道沿線地區(qū)每年均有霧、霜、雪天氣，但基本不影響航 行。年平均下霧日為25天，歷年最多霧日為67天，最少為7天。年平均下霜日為132天左右，其中高淳125天，漂陽139天。年平均降雪日約7天。(9)地形、地貌蕪中線高漂段下壩以上航道經(jīng)過區(qū)域為崗地間河谷平原及河湖平原，地 勢稍有起伏，地面標高 515米，向東微傾。成因主要為沖積、沖洪積、沖 湖積。航道兩側為北北東走向之茅山山脈南端末端，有花山、青山等崗地， 標高在 40.0 120.0 ,屬丘陵崗地地貌。蕪中線高漂段下壩以下航道經(jīng)過區(qū)域為湖沼平原，地面高程4.3、8.3 ,地

11、勢平坦稍有起伏，成因主要為湖沼積、沖洪積、沖湖積。航道南側漂 宜丘陵山地漂陽境內高程為300.0 400.0 ,最高峰石門尖高程為505.0 ,屬剝蝕低山丘陵地貌。（10） 地質構造、工程地質、地震情況據(jù)江蘇地質志及漂陽地震與茅東斷裂帶等區(qū)域資料，航道在高淳境 內固城湖以東有北東向航道中段固城湖以東有北東向茅西斷裂，茅西斷裂為 逆掩壓扭性斷裂，構成航道區(qū)附近構造格局，屬新華夏斷裂構造。據(jù)漂陽 地震與茅東斷裂帶分析，發(fā)生 5.5級、6.0級地震的茅東斷陷盆中淺部是 茅東斷裂帶控制含幔源包體噴發(fā)及后期變形形成的垂直脆一切性剪切帶，屬 于活動斷裂帶。茅東斷裂南段與本航道相交。在漂陽境內航道以南社渚附

12、近 有一條推測東西向斷裂，屬東西向構造高淳一宜興一嘉定構造帶西段，受新 華夏構造干擾，構造形跡減弱；還有經(jīng)漂城附近至天目湖水庫一條北北東向壓 性、壓扭性斷裂，以及三條北西向次級斷裂，屬中生代以來新華夏系構造， 這些斷裂構成漂陽地區(qū)菱形網(wǎng)狀構造格局，航道以北漂陽市上沛鎮(zhèn)曾在1974年、1979年兩次發(fā)生5.5級、6.0級地震，震源深度12公里。航道所在地區(qū)屬揚子地層區(qū)，高淳境內航道兩側丘陵崗地出露的前第四 紀地層有志留系泥質頁巖、粉砂巖 （泥巖），茅山群厚層細粒砂巖、巖屑石英 砂巖、五通組砂巖、石英砂巖、石炭系灰?guī)r、二疊系砂巖、三疊系灰?guī)r及砂 巖，侏羅系火山巖及火山碎屑巖。航道北側的禪嶺山尚有燕

13、山期閃長玲巖侵 入體出露。航道經(jīng)過谷地平原為第四系所覆蓋，沉積厚度 1030米。漂陽境內航道以南丘陵山地出露的前第四紀地層有茅山群灰白、紫紅色 厚層細粒砂巖、巖屑石英砂巖；五通組灰白色砂巖及石英砂巖；二疊系棲霞 組灰?guī)r；侏羅系龍王山組火山角礫巖、晶屑凝灰?guī)r，大王山組角礫安山巖、細 粒凝灰?guī)r、安山巖；白堊系浦口組紫紅色粉砂巖。還有燕山期火山巖、次火山 巖、花崗閃長斑巖、花崗斑巖、次安山巖、流紋巖等。航道兩側及其以北為 第四系所覆蓋，沉積厚度 1840米。根據(jù)中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖GB18306-2001（江蘇部分），航道經(jīng)過區(qū)域設計地震動峰值加速度：高淳為0.05g ,漂陽為0.10g。2、

14、航道情況蕪中線位于長江三角洲河網(wǎng)地區(qū)，橫跨安徽、江蘇、上海兩省一市，是 規(guī)劃的長三角地區(qū)高等級航道網(wǎng)“二縱六橫”和江蘇省干線航道網(wǎng)“二縱四 橫”的第四橫，水運地位十分突出，規(guī)劃航道等級為三級。3、水位資料蕪中線高深段塹口村段設計特征水位詳見下表。表1蕪中線高深段設計通航水位表蕪申線高深段某航段設計最高通航水（m）（10 %頻率）設計最低通航水（m）（95 %保證率）河口至南渡6.002.704、河勢圖及水深地形圖詳見蕪中線塹口村航道整治工程布置方案圖四、設計依據(jù)1、內河通航標準（GB50139-2004 ）;2、航道整治工程技術規(guī)范J312-98）.3、港口及航道護岸工程設計與施工規(guī)范JTJ3

15、00-2001）.4、河港工程總體設計規(guī)范（GB50192-93）；5、內河航運建設工程概算預算編制規(guī)定（交基發(fā)1998112號）及其配套定額。五、設計內容1、航道等級及設計船型航道等級：限制性航道m(xù)級雙線航道1頂+2 X 1000t設計船型：頂推船隊，1頂+2 X 1000t設計船隊頂輪：270馬力設計船隊駁船（長X寬X吃水）：67.5m x 10.8m x 2.0m,設計船隊（長X寬X吃水）：160.0m x 10.8m x 2.0m。2、航道尺度及高程（1）航道標準水深H=t+ H式中：H 航道標準水深；t設計船型標準吃水； H 富裕水深0根據(jù)上式可得，H=2.0+0.4=2.4m ,由

16、H=2.4m3.2m (航道整治工程技 術規(guī)范(JTJ312-98)。故，取航道標準水深 H=3.2m。(2)航道寬度直線段航道底寬：45m (內河通航標準(GB50139-2004 )。直線段航道標寬：B=(b d+Ld sin a)+(b u+Lu sin a)+D1+D2+C式中：bd、bu下行、上行設計船隊寬度，bd=bu=10.8m;Ld、Lu下行、上行設計船隊長度，Ld=Lu=160.0m;a 航行漂角，田級航道取 3；D1+D2+各項安全寬度之和；船隊可取0.500.60倍下行和上行航跡帶寬度，取 D1+D2+C=0.6OX (b d+Ld sin a)。計算得，B= (10.8

17、+160.0 xsin 30) + (10.8+160.0 x sin 30) +0.60 x(10.8+160.0 xsin 30) =49.9m,取 B=60m(3)航道最小轉彎半徑Rmin=3.0 X L=3.0 X 160.0=480.0m(4)航道各部分高程航道底高程=設計最低通航水位-航道標準水深=2.7-3.2=-0.5m防洪大堤頂高程=設計洪水位+安全超高=6.0+0.5=6.5m3、航道斷面設計及航道斷面系數(shù)根據(jù)上述計算以及蕪中線塹口村段河勢圖及水深地形圖，航道斷面底寬45m,表寬70m,邊坡坡度1:3.9 ,航道底高程-0.5m 。詳見圖1:圖1:航道斷面簡圖備注：單位：米

18、計算航道斷面系數(shù)：AA式中：A最低通航水位時航道過水斷面面積，A=0.5 X (45+60) X_ _23.2=168m ;A邛=2.0 XA 標準船舶標準吃水時船的浸水橫斷面面積,10.8=21.6 m 2。有上面計算可得，航道斷面系數(shù)16821.6=7.8故，航道斷面設計在經(jīng)濟上是合理的4、航道駁岸及防洪大壩設計航道駁岸設置1.5m的石灰石墊層，C25底板，灌砌塊石主體，鋼筋混凝 土護面，坡度為6:1 ,并設置漿砌塊石壓頂。設置排水管與反濾層，排水管 直徑取60mm,出口在設計最低通航水位以上0.5m,坡度取1:10。防洪大堤堤頂高6.50m,寬5.50m, 30cm石灰石墊層，20cm泥

19、結碎石路面，大堤背水 面坡度1:2.0 。詳見圖2。iS7650底戒S+排水工圖25、塹口村處(70K 71K)航道線位方案比選由于在漂陽塹口村航道從上游穿過塹口橋150米后，向右100轉彎，過200米后又向左450急轉，河道在該此處嚴重扭曲(詳見地形圖)， 因此必須對航道的走向進行比選。由上面計算可知，航道最小彎曲半徑為480m,塹口村段的彎曲段彎曲半徑明顯不滿足要求，需要對老航道進行整治，由于此段彎曲半徑過小，宜拋 棄老航道曲段另辟新的航道，現(xiàn)提出兩種新航道的選擇方案，如下：方案一：在該處老航道上開辟一條新的直線航道，銜接上下游河段；方案二：在老航道上選定進、出口位置，按480m彎曲半徑的要求在該段老航道上開辟一條新的彎曲航道。方案一方案二見下圖_圖3新航道方案方案一方案二均是在已有老航道的基礎之上選擇的，它們都滿足彎曲半 徑的要求，下面對二者進行經(jīng)濟總量與工程量進行比較。查看分析地形圖發(fā)現(xiàn)，方案一與方案二兩者的拆遷房屋面積大致相同, 故比較中拆遷房屋面積這一項不予考慮。項目單價數(shù)量價格（萬元）力某一力某一力某一力某一土方H程16.0元/方466604290680746.6465.1疏浚