【正文】 要求。 表 閘室的基本尺度 項(xiàng)目 閘室長(zhǎng)度 閘室有效寬度 閘室門(mén)檻水深 閘室段面系數(shù) 尺度 180m 12m 引航道布置 引航道是船閘的重要組成部分，它聯(lián)接船閘與河流、水庫(kù)、湖泊中的原航道，涉及到船閘的正常運(yùn)行，是船閘關(guān)鍵部分之一。其尺度和布置應(yīng)滿足通航期內(nèi)各類船隊(duì)（型）過(guò)閘的各種要求。其尺度不夠或布置不當(dāng)，不但影響船隊(duì)過(guò)閘同暢和安全，且大大限制船閘的通過(guò)能力。 引航道的作用在于保證船舶安全，順利進(jìn)出船閘，供等待過(guò)閘的船舶安全停泊，并使進(jìn)出船舶的船舶能交錯(cuò)避讓。引航道應(yīng)具有 足夠的水深和適合的平面布置以及保證通航期內(nèi)過(guò)閘船舶暢通無(wú)阻、安全行駛。船舶在引航道內(nèi)航速較小，對(duì)水流和側(cè)向風(fēng)的影響比較敏感，故引航道應(yīng)具有較好的掩護(hù)，以滿足過(guò)閘船舶在引航道內(nèi)安全停泊和航行條件。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 引航道的平面布置 引航道的平面布置，直接影響船舶的過(guò)閘時(shí)間，從而影響船閘的通過(guò)能力，在 引航道的布置要根據(jù)船閘的規(guī)模、尺度、客貨運(yùn)量、過(guò)閘船隊(duì)的類型、尺度和過(guò)閘方式，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件等因素確定。主要布置型式 （圖 24） ： 1） 反對(duì)稱型（圖 24a）：引航道軸線與船閘軸線重合，等待過(guò)閘船隊(duì)?？吭诤降?一側(cè)的靠 船建筑物旁，船舶沿曲線行駛，出閘可沿直線。船舶進(jìn)閘行程短，出閘速度快，船閘的通過(guò)能力大。 2） 對(duì)稱型（圖 24b）： 上下游引航道向不同的岸側(cè)拓寬。在這類引航道中，船舶可以沿直線進(jìn)閘，曲線出閘。進(jìn)閘速度可以較快。 3） 不對(duì)稱型 （圖 24c）：上下游引航道向同一側(cè)拓寬。 一個(gè)方向的船舶進(jìn)出閘沿直線行駛，另一個(gè)方向的船舶進(jìn)出閘沿曲線行駛。這類引航道一般適用于岸上牽引過(guò)閘，或有明顯的單向貨流，或有大量木排過(guò)閘情況。受地形或樞紐的布置限制。 圖 24 引航道平面布置形式圖 a）對(duì)稱型； b）反對(duì)稱型； c）不對(duì)稱型 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 本船閘設(shè)計(jì)采用不對(duì)稱式引航道。 引航道基本尺寸 、引航道的長(zhǎng)度 L 引航道的長(zhǎng)度主要取決于設(shè)計(jì)船型、船隊(duì)尺度及船隊(duì)的操控性能。按雙線過(guò)閘船舶運(yùn)行的需要，引航道一般由導(dǎo)航段、調(diào)順段、停泊段、過(guò)渡段、制動(dòng)段組成 （如圖 25） 。 前三段一般要求為直線段，后兩段可根據(jù)地形需要靈活布置，且可部分重合計(jì)算。 圖 25 單線船閘引航道平面示意圖 L 直線段總長(zhǎng)度； 1l 導(dǎo)航段長(zhǎng)度； 2l 調(diào)順段長(zhǎng)度； 3l 停泊段長(zhǎng)段； 0B 單線船閘引航道寬度； cb —設(shè)計(jì)最大船隊(duì)、船舶寬度； 1cb 測(cè)等候過(guò)閘船舶、船隊(duì)的總寬度； 1b? 船隊(duì)、船舶之間的富裕寬度； 2b? 船隊(duì)、船舶與岸之間的富裕寬度。 1） 導(dǎo)航段長(zhǎng)度 1l ： 緊靠閘首，船舶出閘時(shí)，在船尾尚未駛出閘首前必須沿閘軸線行駛，不能轉(zhuǎn)向。只有當(dāng)船尾通過(guò)閘首邊界時(shí)，船首才能離開(kāi)船閘軸線轉(zhuǎn)向。因此，導(dǎo)航段長(zhǎng)度 應(yīng)滿足 ： 1 cll? (26) cl 設(shè)計(jì)船隊(duì)的長(zhǎng)度，對(duì)頂推船尾全船隊(duì)的長(zhǎng)度，對(duì)拖船隊(duì)或單船為其中最大的船舶長(zhǎng)度。 因此 導(dǎo)航段長(zhǎng)度 1l 取 160m。 2） 調(diào)順段 2l ：是進(jìn)出閘船舶從引航道航線轉(zhuǎn)到船閘軸線或從船閘軸線轉(zhuǎn)到引航道航華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 線，或曲線進(jìn)閘船舶由?？枯S線轉(zhuǎn)到船閘軸線所需要的長(zhǎng)度。調(diào)順段的長(zhǎng)度可采用： 2 ( )cll? (27) 因此，本船閘采用 2l = 2cl = 320m。 3）停泊段 3l ：是供等待過(guò)閘船舶停靠并與出閘船舶避讓交錯(cuò)的一段航道，其長(zhǎng)度滿足： 3 cll? (28) 因此，停泊段取 160m。 4） 過(guò)渡段 4l ：當(dāng)引航道直線段與航道的寬度不一致時(shí)，需用漸變的方法將其連接起來(lái)，漸變連接的這一段引航道稱為過(guò)渡段，其長(zhǎng)度滿足： 4 10lB?? (29) 式中： B? ─引航道直線寬度與航道寬度之差。 三級(jí)航道寬為 30m,引航道寬為38m,故 B? =3830=8m,所以過(guò)渡段 4l =80m。 5）制動(dòng)段 39。4l ：船舶以一定的速度通過(guò)口門(mén)區(qū)進(jìn)入引航道，停車后會(huì)在慣性作用下滑行一段距離，這段從引航道口門(mén)到停泊段前沿的長(zhǎng)度稱為制動(dòng)段 39。4l 。 制動(dòng)段的長(zhǎng)度，應(yīng)滿足船舶、船隊(duì)制動(dòng)的需要，并根據(jù)口門(mén)區(qū)流速大小、設(shè)計(jì)最大船舶、船隊(duì)的長(zhǎng)度和性能確定。制動(dòng)段宜在引航道直線段的延伸線上。 可按下式估算： 39。4 cll?? (210) 式中： ? 頂推船制動(dòng)距離系數(shù) 由于過(guò)渡段與制動(dòng)段重合，所以 引航道直線段的總長(zhǎng)度 L : 1 2 3L l l l? ? ? (211) 因此，引航道直線段的總長(zhǎng)度 L 為 640m。 在進(jìn)行引航道布置時(shí)， 還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （ 1） 當(dāng)各種設(shè)計(jì)船隊(duì)的推輪均具有良好的操縱性能時(shí)，調(diào)順段通過(guò)論證可適當(dāng)縮短 。 （ 2） 通航多種船隊(duì)的船閘，引航道直線段的總長(zhǎng)度 L應(yīng)分別計(jì)算，并取其大值 。 (3) 對(duì)山區(qū) Ⅲ ～ Ⅶ 級(jí)和平原 IV～ Ⅶ 級(jí)的船閘，當(dāng)受地形等條件限制，不能滿足直線段長(zhǎng)度要求時(shí)，可在滿足安全進(jìn)、出閘和通過(guò)能力要求的條件下，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證進(jìn)行布置。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 （ 4） 當(dāng)曲線導(dǎo)航墻具備導(dǎo)航與調(diào)順功能時(shí)，可采用曲線進(jìn)閘、直線出閘方式過(guò)閘，其引航道直線段長(zhǎng)度應(yīng)大于等于導(dǎo)航段長(zhǎng)度與停泊段長(zhǎng)度之和。 引航道的寬度 0B 根據(jù)船閘布置和運(yùn)行方式，引航道寬度要滿足船隊(duì)?？?、調(diào)順、會(huì)讓和操作上的要求。單線船閘和雙船閘的引航道的寬度是指調(diào)順段和停泊段的寬度。導(dǎo)航段到調(diào)順段漸變的方式過(guò)渡（圖 25）。 由于本船閘采用單線船閘， 所以單線船閘的引航道寬度 ?? 如下： 單線船閘引航道的寬度應(yīng)按雙向過(guò)閘確定 ，即出閘船舶與停在靠船碼頭等候進(jìn)閘的船舶會(huì)讓時(shí)所需要的寬度，并考慮停泊段一側(cè)停船和兩側(cè)停船兩種情況。采用哪一種情況，則應(yīng)根據(jù)船閘重要性和等級(jí)、客貨運(yùn)量、過(guò)船數(shù)量和過(guò)船密度等情況確定。 本船閘采用 不對(duì)稱型引航道 ，故采用一側(cè)停船，所以其 寬度 : (212) 式中 ： 0B 設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí)，設(shè)計(jì)最大船舶、船隊(duì)滿載吃水船底處的引航道寬度 (m )。 cb 設(shè)計(jì)最大船舶、船隊(duì)的寬度 (m)， cb =。 1cb 一側(cè)等候過(guò)閘船舶、船隊(duì)的總寬度 (m)， 本次船隊(duì)為頂推船隊(duì)故有： 1cb =cb =。 1b? 船舶、船隊(duì)之間的富裕寬度，取 1b? = cb ， 1b? =。 2b? 船舶、船隊(duì)與岸之間的富裕寬度，取 2b? = cb ， 2b? ==。 因此，引航道的寬度 0B 是： 0 1 1 2ccB b b b b? ? ? ? ? ?= 取 0B 為 40 m。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 、引航道的最小水深 0H 引航道是限制性航道，其水深應(yīng)大于天然航道最小水深。 引航道水深是設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí)引航道底寬內(nèi)的最小水深，等于設(shè)計(jì)船隊(duì)滿載吃水深加富裕水深。 富裕水深主要包括：航行船隊(duì)保持良好操縱性所需的最小富裕深度；船隊(duì)航行下沉深度；船閘灌泄水、電站運(yùn)用和風(fēng)浪產(chǎn)生的水面波動(dòng)的降低值；淤泥富裕深度等。綜合這些因素，引航道最小水深應(yīng)滿足： 0 T ? (213) 0H 在設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí)，引航道底寬內(nèi)最小水深 (m) ； T 設(shè)計(jì)最大船舶、船隊(duì)滿載吃水 (m)。 I～ IV 級(jí)船閘采用 0 ? ,； V～ Ⅶ 級(jí)船閘采用 0 ? 。 當(dāng)引航道的淤泥可能較多時(shí)， 0H 還應(yīng)根據(jù)具體情況適當(dāng)加大。 本船閘為 Ⅲ 級(jí)船閘，設(shè)計(jì)最大 船舶滿載吃水深為 2m， 因此，引航道的水深 0H 為 3m。 、引航道底寬 ???? = 2m( T) (214) m 為邊坡比，取 2，因此引航道底寬 = 2m =4022(32)=36m。 、引航道水面寬度 ???? = +2m (215) 因此，引航道水面寬度 為 48m。 、引航道斷面系數(shù) n 為了降低船舶的航行阻力，引航道的斷面系數(shù) n 應(yīng)滿足： n= ≥4～ 7 （ 216） 式中： 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 ω─設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí)，引航道的浸水端面面積（ ??2）； φ─設(shè)計(jì)最大船舶滿載吃水時(shí)的船舶中腰橫截的浸水面積（ ??2） 。 因此，引航道斷面系數(shù) n=（ ） 2? =≥4 滿足安全要求。 、彎曲半徑和彎道加寬 引航道直線段外為彎曲航道時(shí)，其彎曲半徑不得小于最小限制。根據(jù)船舶性能，航道的最小彎曲半徑可按如下所述采用： 頂推船對(duì)和機(jī)動(dòng)船隊(duì) Ⅰ ~Ⅲ 級(jí)船閘 R≥4 ?? Ⅳ ~Ⅶ 級(jí)船閘 R≥3 ?? 拖帶船隊(duì) R=5 ?? 如果彎道中心角大于 ，則 R 值還得加大一個(gè) ??的長(zhǎng)度。 本船閘為 Ⅲ 級(jí)船閘，頂推船對(duì)，故彎曲半徑 R=4 ??=640m。 由于船舶在彎曲航道上航行，船隊(duì)漂角增大，航跡帶寬度比直航道寬，影響因素也很復(fù)雜，因此，彎曲航道腰加寬，其加寬值可用下式計(jì)算： ΔB = 2 （ 217） 如果彎道中心角大于 ， ΔB值得適當(dāng)加大。 因此， ΔB= 2 （ ）? = 引航道的口門(mén)寬度 引航道口門(mén)寬度不宜小于 倍引航道寬度，當(dāng)受水流、風(fēng)、浪的影響較小時(shí)，可適當(dāng)減小。 則引航道的口門(mén)寬度 ≥?? =38=57m。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 表 引航道計(jì)算成果匯總 引航道尺度 計(jì)算公式 結(jié) 果 備注 引航道的長(zhǎng)度 導(dǎo)航段 ≥ ?? 160 m 調(diào)順段 2 （ ~ ） ?? 320 m 停泊段 ≥ ?? 160 m 過(guò)渡段 ≥10ΔB 80m 制度段 =α ?? 80m 過(guò)渡段與制動(dòng)段重合 引航道的寬度 引航道的寬度 ≥ ??+ ?? +△ +△ 2 40 m 引航道底寬 = 2m( T) 36m 航道 水面寬 度 = +2m 48m 斷面系數(shù) n 滿足安全要求 彎曲半徑 R R≥4 ?? 640 m 彎道加寬 ΔB ΔB = 2 m 引航道最小水深 ≥ ~ 3 m 引航道的口門(mén)寬度 ≥?? 57m 引航道的平面布置圖如圖 26 所示。 圖 26 引航道平面布置圖 （ m） 引航道上的建筑物 引航道上的建筑物有導(dǎo)航建筑物、靠船建筑物。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 為引導(dǎo)船舶從水域?qū)挾容^大的引航道安全暢通地進(jìn)入寬度較小、較窄的船閘，在閘首兩側(cè)，引航道的導(dǎo)航段內(nèi)應(yīng)布置導(dǎo)航建筑物。導(dǎo)航和靠船建筑物是船閘引航道的重要建筑物之一，對(duì)保證船舶安全暢通地過(guò)閘起重要作用。 導(dǎo)航建筑物與閘首邊墩相連接。 為供進(jìn)閘船舶在進(jìn)閘前停泊系靠，在引航道內(nèi)應(yīng)布設(shè)靠船建筑物?？看ㄖ锏拈L(zhǎng)度一般采用設(shè)計(jì)最大船隊(duì)長(zhǎng)的 1倍。對(duì)于頂推船對(duì)可采用 2/3設(shè)計(jì)最大船隊(duì)長(zhǎng)?？看ㄖ锬┒艘擞们€與岸邊相接，曲率半徑不小于 ??。 圖 27 導(dǎo)航建筑物的平面圖 船閘設(shè)計(jì)水位和各部分高程 船閘設(shè)計(jì)水位的確定 船閘設(shè)計(jì)水位的確定很重要，包括上游設(shè)計(jì)最高、最低通航水位和下游設(shè)計(jì)最高、最低通航水位。船閘設(shè)計(jì)通航水位既是船閘設(shè)計(jì)主要依據(jù)之一，又是船閘的運(yùn)用水位，船閘設(shè)計(jì)通航水位與航道和船閘級(jí)別關(guān)系最為密切?？紤]到本樞紐所在航道條件、水文特征、兩岸地形和建筑物情況以及水利水電、工業(yè)取水等部門(mén)的要求，綜合分析確定。 （ 1）上游設(shè)計(jì)最高水位： （ 2）上游設(shè)計(jì)最高通航水位： （ 3）上游設(shè)計(jì)最低通航水位： （ 4）下游設(shè)計(jì)最高通航水位：