东江观音阁浅滩航道整治工程设计

论文总字数：22431字

摘 要

学生签名：林沐东 导师签名：

日期：2018.6.2

【摘 要】

为了更好地适应广东东北部经济持续发展的需要,支持流域经济建设,广东省决定对东江中游进行航道整治,以提高航道通过能力。本文先通过用保证率频率法确定设计水位，分析浅滩演变过程，用水力学方法计算整治线宽度并按整治线布置原则进行整治建筑物布局，并计算了疏浚工程的挖方量。本次设计的任务是作出整治线平面规划图与丁坝结构图，疏浚挖槽断面设计图。

【关键词】：航道整治，浅滩，整治线宽度，平面布置，丁坝，疏浚挖槽。

ABSTRACT

In order to meet the needs of sustainable economic development in northeastern Guangdong,we support the economic development of the basin.The Guangdong Province decided to rectify the middle reaches of the Dongjiang River in order to improve the capacity of the navigation channel. This paper first determines the design water level by using the guaranteed rate frequency method, analyzes the evolution process of the shoals, calculates the width of the rectification line by the hydraulics method, and rectifies the layout of the building according to the principles of the layout of the rectification line, and calculates the spur dike and dredging project quantities. The task of this design is to make plans for rectification line plan and spur dike, and design drawings for dredging and trenching sections.

【KEY WORDS】: Waterway Regulation，Shoal，Regulatory line width，Plane layout，Groyne， Dredging

目 录

第一章 概要 6

1.1设计遵循的主要规范标准 6

1.2设计任务 6

1.3 浅滩概况 6

1.4航道建设标准及可行性研究 6

第二章 河床与浅滩演变分析 8

2.1河床演变 8

2.2浅滩演变 8

2.3整治河段演变分析与整治建议 9

第三章 设计水位的确定 11

3.1 设计水位 11

3.2设计最低通航水位的计算 12

3.3 设计最高通航水位 15

第四章 整治水位与整治线宽度 16

第五章 整治线布置与平面布置 21

5.1整治线平面布置的一般原则 21

5.2浅滩整治线布置 21

5.3整治建筑物的布置 21

5.4 丁坝 22

第六章 疏浚挖槽纵横断面设计和工程量计算 27

6.1 概述 27

6.2挖槽的设计原则 27

6.3挖槽断面设计 27

6.4挖槽的平面设计 28

6.5航道挖槽尺度 28

6.6 挖方量计算 29

6.7拋泥区的选择 30

第七章 疏浚与挖泥船的选择 31

7.1常用挖泥船分类与优缺点简介 31

7.2挖泥船的选取 32

7.3 前沿技术展望 32

致谢 33

参考文献 34

第一章 概要

1.1设计遵循的主要规范标准

《内河航行标准》(GB 50139—2014)

《疏浚与吹填工程技术规范 SL 17-2014》（JTS145-1-2011）

《航道整治工程施工规范》（JTS224-2016）

《航道工程设计规范》（JTS181-2016）

1.2设计任务

为了适应广东省东北部经济持续发展的需要,支持流域经济建筑的建设,广东省决定对东江中游进行航道整治,以改善东江流域的经济发展。整治河段从惠州至河源126公里,两岸大部分为台地平原,堤岸已建成,河流宽度为300~500米宽,河床多为沙,平均比降为0.2%,整治前航道的维护规模为0.8×20×120米,通航50~80吨的船舶,通航保障率为95%,设置了一类航标,有3座跨江大桥。主要的浅滩,有观音阁浅滩，岚派浅滩等。

建设规模:根据双向航道建设,建设目的是可航行300吨级船舶。建设标准:该方案以国家河V航道标准为基础,航道保障率为95%,航道规模为:水深1.5米,航道宽度40m,弯曲半径260m,船型尺寸为45×8.6×1.2~1.4m。根据该河段1：2000地形图进行工程设计

1.3 浅滩概况

东江，也被称湟水、循江等，珠江水系合流之一。这条河发源于江西省寻乌县的蓟坡山,源头河是三通河。陇川县河河大坝主叫乌江水。浅滩是冲积河流中非常常见的河床形式,也是通航河流的碍航单元。例如,中国的长江、韩江、湘江、西江、黑龙江、以及美国的密西西比河等美国的河流中,浅滩是航行的最大阻碍问题。利用束水冲砂的原理,修建了蓄水建筑物的,如丁坝，蓄水坝,使河床冲刷加剧,达到通航水深的要求。是一种有效、经济的工程措施。所以，对于东江观音阁浅滩的航道整治工程设计是对于通航条件和吞吐量等方面有着重要意义。

观音阁浅滩位于河流急弯的上游，由于该弯道受矶头控制，水流泄水不畅，造成对水流的顶托，使上流河段水流流速减小，泥沙淤积，形成浅滩，影响通航。观音阁浅滩由于受边界条件控制，河岸稳定，属于微弯河段的正常浅滩。

1.4航道建设标准及可行性研究

在航道设计之前，要考虑航道建设的可行性。制约可行性的主要因素是当地的自然条件、政策规范和航道设计选取的模型。由于水和泥沙的相互作用,河床将演变,水的深度将相应地改变。因此,应根据最新的实测资料,对河床冲淤的基本参数、断面形状、宽深比、水深等参数进行分析。在此基础上,由于各航道的航行特性不同,可根据已知数据初步确定施工规模,并可根据已知数据初步确定建设规模：河段按双向航道建设，建设目标为通航300t船舶的内河Ⅴ级航道。

参照《内河航运标准》(GB 50139—2014)3.1,根据国家内河V级航道标准建设,取航道保障率为95%,航道规模为1.5米深,航槽宽度为40m,弯道半径为260m,船型尺寸为45×8.6×1.2~1.4m。观音阁浅滩沿岸有着城镇村庄，水泥厂，煤气站等，所以一个畅通的航道是当地政府与居民所希望看到的，且观音阁浅滩河岸稳定，属于微弯河段的正常浅滩，多在枯水期才会出现水位不足，稍加航道整治将可以满足Ⅴ级航道的通航要求。

第二章 河床与浅滩演变分析

2.1河床演变

河床演变是指河川在自然条件下，或在人工建筑的影响下,侵蚀沉积发生变化。这种变化是水流泥沙与河床相互作用的反应。河床演变特征主要表现在:河床形态和河床组成必然具有一定的水流结构和适合河床的水流条件。某些河床形态和河床组成必然适合于输沙率,河床演变的具体原因是不同的,但根本原因是可能确定的。这是由于泥沙输移的不平衡造成的。制约和影响河流演变的主要因素有:河段来水量及其变化过程、河段泥沙量、泥沙组成及其变化过程、河谷比降与河床形态及地质情况。

2.2浅滩演变

平原河流的河床一般由细沙等松散物质组成。在水流作用下，很容易发生变形，河床边界经过与与水流作用的长期调整，在不同河段，由于水沙条件及河床边界条件的差异，常存在不同类型的浅滩，同时由于浅滩的存在及不断变化，又影响到河床水流和泥沙运动，促使河床的变化，所以整治浅滩就是通过分析浅滩的形成缘由，采取相针对的工程措施，改善河床的边界条件，调节水流流速，流向流态等对不良浅滩进行治理，以达到相应航道等级的航道尺度要求。

由于水流的携沙量与流速的高次方成正比，因此,在流速减小的情况下,挟沙力将急剧减少,并产生泥沙淤积。滩涂的形成是由于河段泥沙输移不平衡产生的部分沉积,造成泥沙输移不平衡的因素主要有以下几点:一是流速下降;二是局部区域来砂量的增加;三、洪水与枯水的流向不一致;(四)环流减弱或消失等,因此浅滩往往出现在水流速度下降的地方。

2.3整治河段演变分析与整治建议

图2-1 观音阁浅滩多年断面叠合图

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