【正文】 門扇寬度10m，夾角。見圖： 作用于上閘首上游斷面土壓力分布圖(單位：kpa)作用于邊墩的土壓力列表計(jì)算如下表57 上游端面邊墩土壓力強(qiáng)度編號(hào)高程（m）法向應(yīng)力計(jì)算式法向應(yīng)力（kPa）土壓力強(qiáng)度（kPa）1444=2234+（）=（水上）=（水下）318+（2318）=作用于中間底板的土壓力強(qiáng)度表58 作用于上閘首上游斷面縱向土壓力計(jì)算結(jié)果表（半閘首）編號(hào)高程（m）土壓力強(qiáng)度（kPa）土壓力計(jì)算式（kN/m）作用寬度（m）合力（kN）距下游端面OO軸123（+）（）322318（+）（2318）318150（1815）合計(jì)————————————注：OO軸為上閘首下游端面與地面交界線B．作用于下游端面的土壓力計(jì)算方法與過程和以上類似。同樣分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段計(jì)算，水的重度。作用荷載有結(jié)構(gòu)自重、水重、土壓力、水壓力、揚(yáng)壓力、閘門推力等。此時(shí)閘墻已澆筑到頂，墻后填土已達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高，并有閘面活荷載，地下水位尚未抬升，取于底板底面齊平。作用荷載有水壓力、土壓力、自重、揚(yáng)壓力等。閘墻分縫設(shè)計(jì)：伸縮縫與溫度縫都在變形縫處，每13設(shè)一變形縫，縫寬2。衡重式衡重式斷面下部為倒梯形，可減小土壓力。鋼筋混凝土重力式按斷面可分為梯形斷面和衡重式斷面。巖基上的閘室結(jié)構(gòu)型式有重力式、襯砌式和混合式三種。直立式閘室避免了斜坡式閘室在使用上的缺點(diǎn)，現(xiàn)代船閘一般均采用這種型式。 閘室的斷面型式閘室按斷面形狀，基本上可分為梯形和矩形兩種，前者稱為斜坡式，后者稱為直立式。閘首底板一般采用平底板，底板厚度可取為等于（～）的邊墩自由高度，但不應(yīng)小于其凈寬的（～），即上閘首底板厚度為3 m。在較堅(jiān)實(shí)的土基上，如經(jīng)論證邊墩的沉降不致影響閘門等設(shè)備的正常工作，可采用分離式結(jié)構(gòu)。閘首由邊墩墻和底板構(gòu)成。當(dāng)?shù)拙壒ぷ骺栈瘮?shù)大于相應(yīng)的臨界空化數(shù)時(shí)，閥門段廊道頂部可容許產(chǎn)生不超過3m的負(fù)壓。表49 閘室停泊條件校核表　水流作用時(shí)間灌水時(shí)泄水時(shí)T（s）　　　　0000020406080100120140160180200220 續(xù)表49 水流作用時(shí)間灌水時(shí)泄水時(shí)T（s）240260280300320340360380400輸水閥門一般有密封式和開敞式。而閘室內(nèi)水深較小，值小，波浪力達(dá)到最大值；而局部水流作用力對大型船舶與波浪力，流速力相比較小，一般可以忽略不記。計(jì)算結(jié)果見表48水力特征曲線計(jì)算結(jié)果表。 比能與時(shí)間關(guān)系曲線可通過下式計(jì)算求得： （414）式中：——時(shí)刻的比能（）；——時(shí)刻的能量（）；——時(shí)刻的閘室過水橫斷面（）?！獣r(shí)刻的水位差（），可由閘室水位與時(shí)間關(guān)系曲線求得； 閘室水深與時(shí)間關(guān)系曲線開始灌水時(shí)閘室內(nèi)為下游最低通航水位，隨著閥門的開啟，閘室水深逐漸增大，最后為上游正常蓄水位。計(jì)算結(jié)果見表48水力特征曲線計(jì)算結(jié)果表。當(dāng)忽略閥門開啟過程慣性水頭的影響時(shí)，閥門開啟過程中任一時(shí)段末的水頭可按下式計(jì)算： （410）式中：—計(jì)算時(shí)段末的水頭（）； —計(jì)算時(shí)段開始的水頭（）；＝5 —計(jì)算時(shí)段（s），=20 s； —輸水閥門處廊道斷面面積（）， ， —計(jì)算閘室水域面積（），對單級船閘，取閘室水域面積。以上各阻力系數(shù)均應(yīng)換算為閥門處廊道斷面的阻力系數(shù)。故 出口：對于單孔出水 ； 沿程摩擦阻力系數(shù)： （48）式中：L——廊道長度（m）； R——廊道水力半徑（m）； C——謝才系數(shù)。轉(zhuǎn)彎，= .。 柵條形狀系。取tv=200 s。 輸水閥門處廊道斷面面積輸水閥門處廊道斷面面積可根據(jù)給定的輸水時(shí)間和閥門全開時(shí)輸水系統(tǒng)流量系數(shù)按下式計(jì)算： （42）式中：——輸水閥門處廊道斷面面積（）；——計(jì)算閘室水域面積（），對單級船閘取閘室水域面積；對多級船閘中間級，取閘室水域面積的一半；C= =3800 m2——設(shè)計(jì)水頭（）；H=5 m——閥門全開時(shí)輸水系統(tǒng)的流量系數(shù)，～；；——閘室灌水時(shí)間（s）；本設(shè)計(jì)初擬600s；——系數(shù)；與流量系數(shù)和閥門門型有關(guān)，查表42知，當(dāng)=，對面閥門=； ——～；；——重力加速度（）。出口的淹沒水深，根據(jù)《船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，對IV級船閘。輸水廊道的布置直接影響輸水系統(tǒng)的水流條件，因此在廊道的布置時(shí)要考慮好，現(xiàn)根據(jù)已知條件，初步擬定廊道布置型式如圖所示： （a）上閘首平面示意圖 （b）上閘首立面示意圖圖41 上閘首示意圖. 進(jìn)口廊道進(jìn)口段轉(zhuǎn)彎中心的平均曲率半徑Rm不小于（～）bm，bm為廊道轉(zhuǎn)彎段的平均寬度，bm= m，故Rm== m，H為設(shè)計(jì)水位差，故r=5= m。組合式輸水系有上述某二種輸水型式組成。分散輸水系統(tǒng)的水流條件可以有顯著的提高，但構(gòu)造較為復(fù)雜，造價(jià)要增多。考慮以下幾個(gè)因素：①作用在船閘上的水頭大??；②閘室灌泄水時(shí)間的長短；③閘室平面尺度及門檻水深；④閘首和閘室結(jié)構(gòu)形式及工程造價(jià)等。 輸水系統(tǒng)的選擇（1）船閘輸水類型有兩種：一種是集中輸水系統(tǒng)，另一種是分散輸水系統(tǒng)；集中輸水系統(tǒng)：由于在閘室中，不需設(shè)置輸水廊道，閘室結(jié)構(gòu)比較簡單，工程造價(jià)低，但灌泄水時(shí)間相當(dāng)較長，特別是隨著作用水頭的增加，集中輸水系統(tǒng)就難以滿足過閘船舶停泊條件的要求。對于平板底板按(～) 上閘首：(～)=～， 取3 m， 下閘首：(～)=～，取3 m。閘首寬度等于閘首口門的寬度和兩側(cè)邊墩之和，閘首邊墩厚度主要取決于門龕深度、廊道寬度和彎曲半徑急閥門寬度等因素。 m L3=(～) 式中：——邊墩墻在閘首底板以上的高度。上閘首門扇高度 =上閘門頂高程上閘首門檻高程+m =+= m下閘首門扇高度 =下閘門頂高程下閘首門檻高程+m =+= m門前段長度根據(jù)檢修閘門的尺度、輸水系統(tǒng)的布置方式初步擬定：對于人字閘A．上閘首： (～)+C1式中：——～，取=1m。 門扇厚度 取=1～， m。=16m。過閘用水是指船舶過閘時(shí)，閘室灌泄水所耗用的水量。采用單向過閘與雙向過閘所需時(shí)間的平均值來表示過閘時(shí)間：。表37 船舶進(jìn)出閘參考表 過閘方式 船舶類型進(jìn)閘(m/s)出閘（m/s）單向雙向單向雙向船隊(duì)排筏（拖輪牽引）機(jī)動(dòng)單船非機(jī)動(dòng)船采用船隊(duì)的速度作為進(jìn)出閘速度，則有：單向進(jìn)閘 : 雙向進(jìn)閘 : 單向出閘 : 雙向出閘 : 故 單向進(jìn)閘時(shí)間 ：；單向出閘時(shí)間 ： ；雙向進(jìn)閘時(shí)間 ： ；雙向出閘時(shí)間 ： ；C．閘門啟閉時(shí)間t2 船閘口門寬度大于或等于16米時(shí)，人字閘門和三角閘門的啟閉時(shí)間一般取為2～3分鐘；口門寬度小于16米時(shí)，啟閉時(shí)間一般取為1～2分鐘。 L1’= Lx（1+α1’） （316）：進(jìn)閘距離L2是指船舶自引航道?？课恢弥灵l室內(nèi)停泊處的距離。表36 引航道尺度計(jì)算結(jié)果匯總表引航道尺度計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果注釋引航道長度導(dǎo)航段≥45m調(diào)順段≥(～) 90m停泊段≥191m直線段總長45+90+191=326m過渡段≥1040m為航道與引航道寬度之差制動(dòng)段與過渡段重合使用。 最小彎曲半徑對于拖帶船隊(duì)，R≥5Lc=545=225 m。m＝1：2～1：3 ，取m＝H0——在設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí)，引航道底寬內(nèi)最小水深。（引航道寬度見下面計(jì)算） ≥1040 =400 mE．制動(dòng)段長度 制動(dòng)段與過渡段重合使用。 ≥45 m。表35 引航道型式對比表 名稱特 點(diǎn)反對稱型不對稱型對稱型圖式布置型式上下游引航道向不同側(cè)拓寬上下游引航道向同一側(cè)拓寬引航道軸線和船閘軸線相重合過閘方式直進(jìn)曲出直進(jìn)直出或曲進(jìn)曲出曲進(jìn)曲出，過閘時(shí)間長，影響通過能力適用情況單向過閘較為有利明顯的單向貨流引航道寬度較小時(shí) 引航道尺度 引航道長度 引航道的長度主要取決于設(shè)計(jì)船型，船舶（隊(duì)）尺度及船舶（隊(duì)）的操縱性能，按雙向過閘的要求，進(jìn)出閘船舶需在引航道內(nèi)交錯(cuò)避讓，等待過閘的船舶必須?？吭陔x閘首一定距離處。引航道的平面布置直接影響船舶進(jìn)出閘的時(shí)間，從而影響船閘的通過能力。表33 船閘基本尺度表計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算式結(jié)果閘室有效長度200 m閘室有效寬度16 m門檻水深 m過水?dāng)嗝嫦禂?shù) 閘室示意圖 船閘設(shè)計(jì)水位和各部分高程 船閘特征水位上游設(shè)計(jì)最高水位： m；上游設(shè)計(jì)最高通航水位： m；下游設(shè)計(jì)最高通航水位： m；上游設(shè)計(jì)最低通航水位： m；下游設(shè)計(jì)最低通航水位： m（P=95%下游引航道口水位）；正常蓄水位： m；波浪浪高：2hw== m式中：——計(jì)算風(fēng)速（m/s），（m/s）；——吹程（公里）取（3～5）倍的河寬，河寬500米，取4倍的河寬。. 門檻水深門檻水深應(yīng)滿足： (33)式中：H——門檻水深（m）；T——設(shè)計(jì)最大過閘船舶滿載吃水（m）== m。 （31）式中：——閘室有效長度（m）；——設(shè)計(jì)最大過閘船隊(duì)、船舶的長度（m），當(dāng)一閘次有兩個(gè)或多個(gè)船隊(duì)船舶縱向排列過閘時(shí)，則為各設(shè)計(jì)船隊(duì)船舶長度之和加上各船隊(duì)船舶之間的停泊間隔。所以該樞紐采用單級船閘。一般情況應(yīng)優(yōu)先選擇單級船閘。衢江蘭溪船閘最大船舶噸級為500噸，為IV級船閘。電站上游需拆建防洪堤約250m，電站下游需拆建防洪堤約350m，拆建防洪堤按原設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)修建。根據(jù)閘址及上、下游河床地形、規(guī)劃航道位置等因素，在河道的左側(cè)布置一線船閘1孔，凈寬18m?？傮w布置自左至右依次為電站、泄洪閘、船閘。 軸線布置圖 樞紐總布置方案比較根據(jù)選定的壩軸線，在進(jìn)行樞紐總平面布置時(shí)，在滿足樞紐泄洪要求和船舶安全通航前提下，兼顧工程施工和運(yùn)行管理方便等因素，并因地制宜地充分利用壩址處地形、地質(zhì)和航道的特點(diǎn)綜合考慮，初步設(shè)計(jì)階段對可研階段樞紐布置進(jìn)行了優(yōu)化，共進(jìn)行了如下兩個(gè)方案的樞紐總布置?？傮w布置根據(jù)具體的情況可分為并列式和分離式兩種方式。下壩址因左岸防洪堤內(nèi)地勢較低，需增加壩址~馬鞍山嘴段長600m的防洪堤基礎(chǔ)防滲處理工程量。船閘則布置在左岸，不涉及房屋拆遷，防洪堤后有興建二線船閘的余地，一線船閘上游引航道長度較長，壩址處橫向流速較小，有利于船只航行。該壩址施工難度大。該壩址河床寬僅250m，壩址處流態(tài)相對復(fù)雜，樞紐布置向右岸拓浚工程量大。樞紐總體布置根據(jù)渠化工程梯級開發(fā)規(guī)劃，結(jié)合不同壩址的自然條件和樞紐工程的作用，著重解決通航、泄洪、發(fā)電、灌溉及排沙之間的關(guān)系，主要考慮下列因素 （1）地形、地質(zhì)、水文及泥沙條件 （2）上、下游航道銜接條件 （3）主要水工建筑物使用要求 （4）淹沒損失及環(huán)境影響 （5）施工難易、施工長短及施工期通航條件 （6）工程量及投資、壩軸線選擇 壩軸線選擇原則（1）滿足船閘通航要求，使上下游引航道與上下游航道連接平順，船舶進(jìn)出閘安全、快捷；（2）滿足泄水閘行洪要求，保證泄水閘有足夠的泄流寬度，水流流向與壩軸線宜盡量垂直；（3）滿足電站發(fā)電要求，使電站進(jìn)出水流平順，尾水位較低，運(yùn)行管理方便；（4） 在滿足各建筑物使用功能前提下，盡量避開不良地質(zhì)區(qū)段，降低基礎(chǔ)處理工程量；（5）具有較好的施工條件，工程造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理。國內(nèi)有不少過船建筑物，就其結(jié)構(gòu)本身而言是良好的。洞源白坑的石灰?guī)r，可作為塊石料場，運(yùn)距約25km，強(qiáng)度較高，儲(chǔ)量和質(zhì)量能滿足工程設(shè)計(jì)要求。 天然建筑材料工程區(qū)近年來江心洲被大量開采