东江芦洲浅滩航道整治工程设计

论文总字数：24429字

摘 要

随着经济的发展，珠江水系三大河流之一的东江航道河源至惠州段已经满足不了经济发展对水运的需求，水深也达不到船舶通航的要求，航道出现了多处碍航浅滩，成为了东江水运的“瓶颈”，航道经常出现拥堵现象，严重影响了船舶的安全通行，制约了腹地水运事业发展。为了满足经济持续发展的需要，支持流域内经济建设，有关部门决定对东江中游河源至惠州段进行航道整治，拟将航道等级提高到内河Ⅴ级。针对该航段主要存在横岭、芦洲、下下青、沙梨园等主要碍航浅滩，本文从处于东江石渡口至冷水坑河段的芦洲浅滩着手设计了整治方案，即采用筑坝与疏浚挖槽设计相结合的整治方案。

本方案在确定航道等级的基础上，首先进行了整治断面设计，包括整治河段工程水文泥沙分析及河床演变特征及浅滩成因分析，比较并选择最低通航水位的确定方法、整治水位的计算方法、整治线宽度的计算方法，并依次得出相应的设计水位、整治水位及整治线宽度，在此基础上进行整治线的布置。其次进行整治建筑物结构设计，包括整治建筑物的类型、特点、作用及选择，本方案采用丁坝作为主要整治建筑物，在此基础上进行丁坝平面规划布置，坝体结构图设计。最后进行疏浚挖槽设计和工程量估算，包括挖槽平面设计、挖槽断面设计、挖泥船的选择、工程量计算等。

关键词：芦洲浅滩；整治线；丁坝；挖槽.

Luzhou shoal waterway regulation engineering design of Dongjiang River

Name: Sun Jun Student ID: 21411130

Supervisor: Prof.Zhang Xianming

Abstract

With the development of economy, the Pearl River river is one of the Dongjiang River waterway Heyuan to Huizhou section has to meet the needs of economic development of water transport, water depth is not up to the ship navigation requirements and channel appeared many obstructs shoals, become the "bottleneck" of Dongjiang waterway, waterway often appear the phenomenon of congestion, serious impact on the safe passage of ships, which restricts the hinterland the development of shipping industry. In order to meet the needs of the economic sustainable development, support economic construction in the basin, relevant departments decided to channel regulation on the section of the middle reaches of Dongjiang River Heyuan to Huizhou, intends to raise the waterway to the inland V grade. For the segment are Heng Ling, Lu Zhou, Qing, sand pear, mainly shoals, this paper in Lu Zhou shoal of Dongjiang River stone ferry to cold water pit River begin the rectification scheme is designed, which uses combined design of dam construction and dredging channel regulation scheme.

The calculation method of the scheme on the basis for the determination of the waterway, carried out the first regulation section design, including river remediation project of hydrologic and sediment analysis and riverbed evolution characteristics and cause of shallow formation, compares and chooses lowest navigable water level determination method, regulation stage, regulation calculation method of line width, and in turn draw the corresponding design level, regulation stage and width of regulation line, on the basis of regulation line layout. Secondly remediation design of building structures, including the renovation of the building types, characteristics, effects and choice, this scheme the spur as a major renovation of buildings, on the basis of spur dike plane layout, dam structure design. Finally, dredging channel design and engineering estimation, including selection of chamfer plane design, chamfer section design, dredgers, engineering quantity calculation.

Keywords: LuZhou shoal patch；regulation Line；spur dike；chamfer

目录

摘要…………………………………………………………………..……………………………..I

Abstract …………………………………………………………………………………………...II

前言

第一章 整治河段自然条件概况 2

1.1、河流概况 2

1.1. 1河流基本地理情况……………………………………………………………....2

1.1.2整治河段目前航道状况…………………………………………………………2

1.2、工程水文泥沙分析 3

1.2.1含沙量年际变化和月际变化比较 3

1.2.2输沙量年内分配情况

1.2.3水库建成后对输沙量的影响

第二章 河床演变特征及浅滩演变分析

2.1浅滩基本概念

2.1.1浅滩定义

2.1.2浅滩分类

2.1.3浅滩的形成

2.1.4浅滩演变特性

2.2整治河段河床演变分析

2.2.1芦洲浅滩成因分析

2.2.2整治河段河床冲淤对比 7

第三章 整治参数的确定 8

3.1设计水位 8

3.1.1基本站设计最低通航水位的确定方法 8

3.1.2浅滩上设计水位的确定方法 8

3.1.3芦洲浅滩设计水位的确定 8

3.2整治水位 8

3.2.1整治水位的概念 8

3.2.2整治水位的计算方法 9

3.2.3计算方法比较

3.2.4芦洲浅滩整治水位的确定 9

3.3整治线宽度

3.3.1整治线宽度计算方法研究

3.3.2芦洲浅滩整治线宽度计算方法的选择与计算

第四章 整治河段工程设计

4.1整治线平面规划原则

4.2芦洲浅滩整治方案设计

4.2.1芦洲浅滩整治线布置

4.2.2整治建筑物类型与作用

4.2.3芦洲浅滩整治建筑物的选择与布置 18

4.2.4坝体结构设计

第五章 疏浚挖槽工程设计

5.1挖槽设计原则

5.2挖槽的平面设计 24

5.3挖槽断面设计

5.4挖泥船的选择 27

5.4.1挖泥船的分类及工作机理

5.4.2挖泥船特性比较

5.4.3芦洲浅滩疏浚工程挖泥船选择

第六章 整治工程量计算 30

6.1挖槽工程量计算 30

6.2丁坝工程量计算

结束语 32

参考文献 33

致谢词 34

前言

东江在历史上有 “黄金水道”之称，一直是珠江三角洲与粤东北重要工业城市及矿产资源区河源市、惠州市的水上要道，也是广东省重要的战备通道之一。近年来，珠三角经济发展迅猛，同时也带动了东江中上游两岸经济的发展，腹地经济的发展对航运提出了更高要求，特别是船舶大型化后东江现有航道已无法正常航运，并且东江中游河源至惠州段存在大量浅滩，导致该河段航运出现了多次堵船现象，严重影响了正常水运，已经不能满足东江中游水运发展的需要，为适应粤东北地区经济持续发展的需要，支持流域内经济建设，有关部门决定对东江中游进行航道整治，以提高通航能力，整治对象主要针对碍航浅滩。

整治工程总体目标为该河段按双向航道建设，建设目标为通航300吨船舶的内河Ⅴ级航道，通航保证率为95％，航道尺度为1.5×40×260米，代表船型尺度为45.0×8.6×1.2～1.4米。整治河段主要存在横岭、芦洲、下下青、沙梨园等主要碍航浅滩，本文从处于东江石渡口至冷水坑河段的芦洲浅滩着手设计整治方案。

航道等级的提高将大大改善通航条件，缓解东江中游塞船现象，同时也将起到保护河堤的作用，充分发挥水运事业对东江沿岸经济发展的需求，进而促进流域经济更快发展。

第一章 整治河段自然条件概况

• 1. 河流概况

1.1.1 河流基本地理情况

芦洲浅滩处于东江石渡口至冷水坑河段之间，东江是珠江水系三大河流之一，发源于江西省寻邬县桠髻钵，上游称寻邬水，在龙亭附近注入广东省后，于龙川县五合圩与贝岭水汇合后始称东江，至东莞市石龙镇进入珠江三角洲网河区。流域范围跨江西省南部的寻邬、安远、定南三县和广东省的和平、连平、龙川、东源、河源、紫金、惠阳、惠州、博罗、东莞、增城等县市部分地区，位于东径113°30′～115°45′，北纬22°45′～25°30′之间，干流全长520公里，集水面积27040平方公里。整个流域的地势为西南低、东北高，分水岭最高海拔约1101.9立方米。流域内建有新丰江水库、枫树坝水库，两座水库集水面积合计为11050平方公里，约占整个东江流域面积的40.9%。

1.1.2 整治河段目前航道状况

东江中游河源至惠州126公里，具有山区河流宽而浅的特征，两岸多为台地平原，筑有堤防，一般河宽300～500米，河床多为沙质，平均比降为0.2‰，目前航道维护尺度为0.8×20×120米（水深×宽度×弯曲半径），通航50～80吨船舶，通航保证率95%，对照《内河通航标准》^[3]（GB50139-2004），属于Ⅶ级航道，设置一类航标，为一类维护，建有跨河桥梁3座。河源至惠州河段，浅滩连绵不断，根据2003年航道地形图和维护管理单位介绍，并经研究人员反复现场踏勘和调查，航道水深不足1.5米的浅滩共有39个，浅滩航道最小水深0.5米，一般1.0米左右，存在横岭、芦洲、下下青、沙梨园等主要碍航浅滩。该河段的浅滩绝大部分在20世纪60年代中后期进行过筑坝工程的航道整治，整治水位超高0.8～1.0米，整治线宽度250～300米。整治之初，浅滩航道水深从0.5米增加到0.8米，达到了当时的设计要求。随着时间推移，由于石坝的下沉并出现缺口，航道部门又疏于管理，致使整治效果不能稳定下来，重新出现最小水深0.5米的浅滩。目前旧坝的坝头标高一般在设计水位上下，有的低于设计水位、有的高于设计水位几十公分，且相当数量的丁坝出现缺口，有些缺口还比较大。

近年，由于上游枫树坝、新丰江水库联合调洪削峰、保障东深供水的运行方式，增加了枯水流量，延长了中水时间，使通航条件有所改善。

1.2、工程水文泥沙分析

1.2.1含沙量年际变化和月际变化比较

杜涓在《东江干流河道来沙量变化分析及泥沙沉积量计算》^[12]一文中对东江干流来沙量进行了分析：东江干流年平均含沙量最大值为0.17kg/m3，最小值为0.025 kg/m3。由此可见年平均含沙量最大值是最小值的6.8倍，含沙量年际变化比较大。其中每年中月平均含沙量最大值在6月份，最小值在11月份，月平均含沙量最大值是最小值的4～5倍。每年的4～9月为洪水期，期间月平均含沙量一般在0.051～0.075 kg/m3之间，而枯水期（10～次年3月）期月平均含沙量在0.016～0.030 kg/m3之间（见表1.1），由此可见月平均含沙量变化也比较大。

1.2.2输沙量年内分配情况

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