《航道整治》课程设计指导书(10页).doc

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1、-航道整治课程设计指导书-第 8 页航道整治课程设计指导书重庆交通大学河海学院港航系2008.10航道整治课程设计指导书课程名称：航道整治课程设计时间安排：四年级第一学期 2周系(部)、教研室：河海学院港海系执笔人：赵志舟一、设计目的巩固和提高同学们已学知识，初步掌握航道整治设计的基本内容、步骤和方法。二、设计任务本课题系采用顺直治段上的过渡段沙质浅滩。浅滩的基本特点为：能满足航深要求的上、下深槽宽而浅，且水深相差不大，曲率甚小，但经多年观察，深槽仍然变化不大，基本稳定；上、下边滩低坦，过渡段河面宽阔，水流分散。拟统一采取整治（筑坝）和疏浚相结合的工程措施进行整治。其具体整治措施为：沿溪线布置

2、挖槽，吸引水流，增加航深；两岸用对口丁坝束窄过渡段河面宽度，抬高边滩，稳固中、枯水河槽及其主流方向，加大流速，提高水流输沙能力，确保挖槽稳定。这个方案是根据课程设计的需要拟定的，不一定是最好的方案。三、设计内容和步骤(一) 设计水位、最低通航水位计算1、基站设计水位用保证率频率法推算。按皮III型曲线“求矩适线法”配线。采用工程水文学59、 510和46表计算。资料表中缺1963年样本水位，系由本人根据该年日平均水位资料，计算各年水位保证率曲线推求补入。此项计算亦应提交成果。2、用水位相关分析法求出回归方程，推求浅滩基本水尺设计水位。用工程水文学49表计算。3、其它水尺设计水位，根据与基本水尺

3、相关水位资料用“瞬时水位法”推求。4、水位桩及各计算断面设计水位用“比降图解法”确定。（二）计算浅滩床沙特征粒径，按资料和所附表式计算，点绘粒配曲线（用半对数坐标点绘，该坐标可自制），确定d50 , d65 等特征粒径。按所附表式计算平均粒径dcp作为本设计的计算粒径。（三）根据地形图资料，假定局部阻力损失为零，计算整治河段特征断面至IIII断面以及IIII断面至IIIIII断面绘图水位时的原河床糙率供计算水面曲线用。计算断面一律取图中所标注的II、IIII和IIIIII断面。计算水面线时采用两糙率的平均值。（四）用水利学法、输沙平衡法计算整治线宽度，计算断面一律取IIII断面，且按图中所标注

4、的点子点图。整治水位在0.901.20米范围内取。图比:横（河宽）1:2000、纵1:20。（五）勾出原河床溪线和满足航深要求的等深线（取整数），根据计算的整治线宽度（注意：根据计算值取整数。例如计算值为446米，可取440米或450米）和参考溪线走向布置整治线。（六）按从上至下的顺序布置两岸丁坝。第一座丁坝宜在水深稍浅或适航的断面上，坝间距按前坝投影长度的12倍确定，各坝按从上至下、左单右双（面向下游分左右）的习惯编号。（七）计算各坝头断面的设计水位和整治水位，且将计算成果值汇总在同一表中。（八）将溪线修直作挖槽轴线并绘出挖槽平面布置图，在浅滩上段、中段和下段垂直溪线点绘挖槽断面（以整治线为

5、边线）用航道工程学式48计算挖槽水深。取与设计航深相近或稍深的计算值作挖槽设计依据。（九）计算整治水位时的水流平面图，校核在整治水位时设计航道范围内河床是否冲刷。计算步骤如下：1、按航道工程学37式估算整治河段水位壅高，以确定各计算横断面的水面线。2、确定计算横断面：每一丁坝断面为当然的计算断面，上深槽因某种原因可不取计算断面，下深槽计算断面的位置按最下游一座丁坝投影长度的2.5倍确定。3、按“累积流量法”绘制水流平面图。 累积流量图图比：横（河宽）1:4000，纵（水深）1:50，以横断面图的起伏点划分“流带”七等分累积虚流量。调整后的各“流束”（也称流带）虚流量不等值应不大于3，附有计算表

6、式。4、按1:4000图比绘制平面缩图。图中应表示出“流束”线，各横断面流速比较，判断整治水位时航道是否冲刷，以及整治线宽度是否合适，且列表（表式自己定）并附入平面缩图上。5、计算各个横断面航道范围内各个流带床沙流的起动流速并与均该流束的平均流整比较，判断整治水位时航道是否冲刷，以及整治线宽度是否合适，且列表（表式自已定）并附入平面缩图上。整治水位时应保证航道冲刷，因此航道范围内各流带的断面平均流速V必须大于起动流速，通常VV01.11.3。比值太小，表示冲刷较弱，宜缩窄整治线；比值太大，冲刷较强列，宜加宽整治线，本次课程设计若不满足这一要求，只需写出结语，不必返工。（十）设计水位时挖槽稳定性

7、校核，设计方法可参考航道工程学81页。（十一）计算设计水位时的水面曲线、检验是否满足设计航深要求。1、计算方法，先按航道工程学37式计算各组丁坝的壅水高度，然后从上至下推算水面线。2、计算断面：下游起算断面可取作水流平面图的相同断面，上深槽取一个终止断面，各丁坝断面是当然的计算断面。3、回流区面积估算方法：下游回流按扩散角711扣除，上游回流区按(46)扣除。4、局部阻力系数：因本图无合适的河段估算整治前局部阻力系数，故采用下式估算： 扩散河段，A为过水面积，收敛河段局部阻力略去不计。5、本设计应计算断面不多，宜用试算法计算。上述航深检验方法没有考虑河床冲刷情况，对石质河床是适合的，对沙质河床

8、和卵生河床是不够准确的，但偏于安全。（十二）坝的纵横断面的设计和工程量计算按抛石坝设计。作出1号丁坝纵横断面设计图。横断面应表示出坝的顶宽，上下游边坡比等。纵断面应表示出坝的纵坡比、坝头坡比、河底线、坝根与河岸的连接情况、高程尺寸尺以及设计水位、整治水位的具体数字等，工程量按规定表示，且紧贴纵断面设计图的底部用断面法计算。（十三）挖槽纵横断面设计和工程量计算1、沿挖槽轴线点绘纵断面，根据整治前的设计水面线和挖槽水深放出挖槽河底线；2、将进出口布置成喇叭形；3、按纵断面的起优点点绘、设计挖槽断面，在挖槽断面设计图上，应标示出断面号（按从上至下的顺序，用“百米桩”法编号）设计水位、设计河底高程、挖

9、槽底宽以及挖槽边坡比等；4、列表用断面法计算挖槽工程量。（十四）编写设计说明书说明书通常包括如下内容：1、滩险概况（例如地理位置、浅滩和河段的主要特征、碍航原因、碍航程度以及历次整治情况等等）；2、滩险成因和整治方案；3、设计标准的确定及推算；（1）设计航道尺度（2）通航保证率及设计频率（3）基站、浅滩设计水位计算（4）床沙粒径的计算确定（5）河床糙率计算4整治工程设计（1）整治水位和整治线宽度的计算确定（2）整治线的布置（3）整治建筑物的布置（4）挖槽轴线的选定（5）挖槽水深的计算确定5水力计算（1）航道的冲刷校核（2）挖槽稳定性校核（3）水面曲线计算6其它（例如施工建议及要求、整治效果估计

10、等等）7工程量及工程概算（本设计不作概算）同学们可根据自己的思路拟定说明书的目录，编写说明书。在说明书的目录中，应注明设计图纸以及附图、附表等的名称和份数，设计说明书宜简炼，文字应通顺、工整，有关图表（图用坐标纸画或CAD绘制）应编号附入相应的内容里（大图可附在后面）四、设计资料及有关规定(一) 航道设计标准1 通航保证率95%，重现期5年。2 保证航深1.50米，设计航宽60米，航道最小半径300米。(二) 1962年1:20000浅滩地形图(三) 水位、泥沙资料1 1963年年上游基站日平均水位。2 上游基站最枯水位和保证率95%水位。 单位：米年 份最枯水位P=95%水位年 份最枯水位P

11、=95%水位195530.3930.40196530.1730.26195630.1930.26196629.8229.84195730.2530.26196730.3630.38195830.1630.17196830.5830.67195930.2030.38196930.6330.66196030.5530.60197030.5531.05196130.6830.74197130.1130.14196230.7530.78197230.0830.23196330.15自 算197330.7330.90196430.3030.46197430.3330.353 上游水文站低水时水位流量相关

12、方程： Q=504Z15060 (m3/s) 式中： Z基站水位(米)。4 1962年浅滩基本水尺与上游基本水文站同步观测水位 单位：米日期1.11.21.31.41.5基站32.2832.6733.1233.2233.05浅滩31.3531.6132.2832.6132.27日期1.61.71.81.91.10基站32.8132.5832.3332.2132.11浅滩31.8431.7531.2931.1530.92日期1.111.121.131.141.15基站32.0031.9531.8831.8431.81浅滩30.8530.8230.7830.7030.64日期1.161.171.1

13、81.191.20基站31.8031.7630.7031.5831.56浅滩30.5530.5330.4430.3730.32日期1.211.221.231.241.25基站31.5431.5031.4431.4031.34浅滩30.3030.2730.2030.1830.10日期2.102.112.243.6基站30.8230.8030.7631.63浅滩29.4229.3929.3530.425 浅滩其他水尺与基本水尺同步观测水位 单位：米日 期1#水尺2#水尺3#水尺4#水尺3.2129.4529.5229.3429.273.2429.3029.3729.2029.143.2729.21

14、29.2829.0929.066 水深改正系数y=0.90。7 浅滩槽沙筛分资料筛空直径(毫米)753210.50.250.10.05筛内泥沙重量(克)045.0422.5211.2639.4133.78101.34197.05112.65(四) 设有关规定1 航道冲淤校核及工程量等，需图表配合进行计算，即在计算断面底下，按规定表式列表计算。2 面向下游点绘计算断面，图的左端为河道左岸，右端为河道右岸。3 坝的纵断面设计，坝根一端放在图纸的左端，坝的横断面设计，上游一端放在图纸的左端。4 平面设计图包括设计航道中心线、整治线、坝轴线和挖槽航道边缘线。5 整治线用粗虚线表示，粗1.5毫米左右，线

15、段长6毫米左右；平面设计图上的坝轴线以及坝断面设计图上的坝面线，用粗实线表示，粗1.5毫米左右；设计航道中心线，用加箭头的细点划线表示，粗0.5毫米左右，线段长60毫米左右；计算断面的河底线，用细的点划线表示，线条中的“点”，表示地形点子的位置，河底线不能画成曲线，水面线用0.6毫米粗实线表示。6 设计图表应编号，且和设计说明书中交待的图表号一致。7 其余有关规定，将在设计中交待。五、设计成果要求(一) 每位同学必须提交全部设计内容成果，且装订成册。设计说明书封面名称用“某浅滩航道整治课程设计说明书”，同时写明班级、姓名及日期。(二) 设计图纸须清晰，线条明显，排列美观整齐，图名、纵横图比及单

16、位姓名等标注应完整。六、物资准备1 5035坐标纸6张；2 装订纸1本；3 图板、丁字尺及绘图工具、计算器等。七、主要图式、表式1 设计航道中心线、整治线2 水位保证率曲线计算表3 水流平面图计算表4 级配曲线计算表5 加权平均粒径计算表6 挖槽工程量计算表床沙粒径级配曲线计算表筛孔直径(毫米)753210.50.250.10.05筛内泥沙重量(克)小于某粒径的沙重(克)小于某粒径的沙重占总重的重量百分比(%)加权平均粒径计算表筛孔直径(毫米)753210.50.250.10.05平均粒径di(毫米)642.51.50.750.380.180.08各组沙重(克)各组泥沙重量百分比pi(%)pi

17、dI年水位保证率曲线计算表1963年(枯水年)1970年(洪水年)备注出现次数累计次数保证率(%)出现次数累计次数保证率(%)42.19-0041.99-.80.79-.6030.99-.90.89-.80.79-.6030.09-.00 注：水位从42.19米到31.00米按20厘米分级；从30.99米到30.00米按10厘米分级八、参考日程本次课程设计时间共两周，参考日程如下：1 布置课程设计任务，介绍有关情况 0.5天2 设计水位、泥沙粒径和河床糙率等计算 1天3 整治参数计算、整治线布置及整治建筑物布置 1天4 挖槽布置和挖槽横断面计算 1天5 水流平面图计算 1天6 水面线计算和挖槽

18、稳定性校核 2天7 建筑物纵横断面设计及工程量计算 2天8 挖槽断面设计及工程量计算 1天9 编写、整理、装订说明书 1.5天九、考核内容和方式根据学生课程设计期间的学习态度、纪律和设计任务完成质量等方面，综合评定毕业实习成绩。分数比例： 学习态度、纪律 10分 独立思考能力、动手能力 10分 整治方案主要参数计算、整治线、整治建筑物布置的合理性 25分 整治建筑物设计、挖槽设计的正确性 20分 整治效果预测 15分 设计说明书、图表质量 20分十、参考书目（1）水运工程施工图文件编制规定（JTS110-7-2013）；（2）内河通航标准（GB50139-2014）；（3）航道整治工程技术规范

19、（JTJ 312-2003）；（4）疏浚与吹填工程设计规范（JTS 181-5-2012）；（5）内河航运工程水文规范（JTS145-1-2011）； (6) 航道工程初步设计文件编制规定,人民交通出版社，2008 (7)航道手册,人民交通出版社，2004 (8)川江航道整治 长江航道局，北京：人民交通出版社，1998 1963年长江上游某基站日平均水位表日 月份 一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月131.0430.6331.8634.4132.5031.2432.8830.4830.2630.4630.3232.1520462703.652632.4564463841313

20、1.993026256041413344428383088404624232.585231.60044226372693505622920575431.784024361832.38602622031.9654835638223516967026410788065383619341633.0280075046633.2737213319311632.69930.978730.9856161410272030193010939293513330.98022620312803118994945234.108730.923324323331.83128631.0631.145536798238323

21、640691382446653227474583540706214827732.184435.0270896138438567158086363236.1771976438467481167875541935.197831.00643750988317766633.050834.63881460385031.17701874656900469516603652355619748061950031.28416137524842207432.161731.0033.52483962325232.273021724432.805732.95433459315133.53202271675534.00

22、48262752325064112371749135.98090814483450240424708233.9036.6031.800230.9843334832.8330.9725707934.3135.00571987403646789226696033.8635.2638348339424352872766342634.2826367636484045842863081033.626532.08663348386081296058120638603348366878306034.5532.76017954345036447631629230.9850323481平均30.8231.5532.4932.6832.9231.3731.2230.4530.3331.3831.61最高31.0532.8434.9936.6736.3732.9132.9230.6530.5033.7433.11最低30.5930.6130.9230.9430.9830.6930.5030.2530.1730.1530.76年统计最高水位36.67 4月24日 最低水位30.15 11月8日 平均水位31.43各种保证率的水位 最高30.60 15天34.28 30天33.33 90天32.4 180天31.02 270天30.52 最低30.16