蕪申線定埠-史家渡段航道整治工程設(shè)計報告講解

1、航道整治課程設(shè)計蕪申線定埠-史家渡段航道整治工程設(shè)計報告告姓 名：班 級：學(xué) 號：指導(dǎo)老師：蕪申線定埠鎮(zhèn)-史家渡段航道整治工程設(shè)計報告一、研究背景江蘇省是全國水運最發(fā)達(dá)的省份之一，內(nèi)河航道里程約占全國的五分之 一，水運在我省綜合運輸網(wǎng)中具有舉足輕重的地位，2004年水運貨運量和貨物周轉(zhuǎn)量分別占全省綜合運輸網(wǎng)總量的24.8%和63.5%。為充分發(fā)揮我省水運優(yōu)勢，從1995年起江蘇省交通廳陸續(xù)組織開展了蘇南骨干航道網(wǎng)和全省 干線航道網(wǎng)的規(guī)劃布局研究工作。2001年，結(jié)合國家水運主通道的規(guī)劃研究，對我省干線航道網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行了深化研究。2005年6月，我省在交通部關(guān)于長三角地區(qū)高等級航道網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，

2、完成了江蘇省干線航道網(wǎng)規(guī)劃，并于同年9月由江蘇省政府和交通部正式批準(zhǔn)執(zhí)行，為我省航道建設(shè)提供了 科學(xué)依據(jù)。蕪申線位于長江三角洲河網(wǎng)地區(qū)，橫跨安徽、江蘇、上海兩省一市，是規(guī)劃的長三角地區(qū)高等級航道網(wǎng)“二縱六橫”和江蘇省干線航道網(wǎng)“二縱四 橫”的第四橫，水運地位十分突出，規(guī)劃航道等級為三級。該航道流經(jīng)我國 經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的長三角地區(qū)，該地區(qū)加工工業(yè)、輕紡工業(yè)、高技術(shù)開發(fā)工業(yè)密 集，外向型經(jīng)濟(jì)十分成熟，區(qū)域工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、基礎(chǔ)建設(shè)飛速發(fā)展，城市面貌 日新月異，但由于能源、原材料匱乏，主要依賴從外地調(diào)進(jìn)，水運是大宗貨 物主要的運輸方式。皖南腹地及長江中、上游地區(qū)的物資可通過蕪申線航道 直達(dá)蘇南、上海和浙江等經(jīng)

3、濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。隨著蕪申線航道整治工程的建設(shè)， 蕪湖至上海的水運航程比繞道長江約縮短85公里，并且可以避開長江航行的風(fēng)險，有利于船舶航行安全，同時對蘇南運河起到一定的分流作用，對安 徽東南部地區(qū)和江蘇西南部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也起到積極的促進(jìn)作用。根據(jù)江蘇省干線航道網(wǎng)規(guī)劃，2010年前，集中力量重點建設(shè)集裝箱 運輸通道和運輸需求旺盛的干線航道，基本形成以京杭運河和蘇南干線航道 網(wǎng)為主體的航道體系。到2020年基本形成“兩縱四橫”約 3455公里的高等級干線航道網(wǎng)。蕪申線上游安徽段和江蘇段全線整治貫通后，來自安徽和長江中、上游地區(qū)轉(zhuǎn)移和誘增的運量將很可觀，全線貨運量將有較大幅度的增 長。蕪申線航道是“十一

4、五”期間江蘇省重點建設(shè)的航道之一，到2020年達(dá)到三級航道標(biāo)準(zhǔn)。蕪申線江蘇段航道里程約254.7公里，鑒于航道里程較長，為便于實施，蕪申線江蘇段按地理位置劃分為高溧段（高淳至溧陽段）、溧宜段（溧陽至至宜興段）和太湖湖區(qū)段三段。蕪申線高溧段是規(guī)劃的蕪申線 江蘇段航道三段中的首段，上接蕪申線安徽段，起于江蘇省與安徽省交界的 高淳縣丹農(nóng)磚瓦廠，訖于蕪申線航道提前實施的常州市溧陽改線段起點，全長91.937公里。定埠-史家渡段（53K+71658K+026）航道即位于該段航道的 中游位置（詳見地形圖）。定埠-史家渡段（53K+71658K+026）航道是一個典 型的W型彎曲河段，現(xiàn)狀 W型彎曲段圓弧半

5、徑都小于300米，且圓弧間無直線航道，彎彎相連，影響航行船舶視線、視距，造成船舶航行速度減慢，易 使船舶觸灘擱淺、發(fā)生碰撞，引起航行事故。因此該段航道的定線需要謹(jǐn)慎 規(guī)劃，以期達(dá)到技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理。二、所需資料（一）水位資料蕪申線高溧段設(shè)計特征水位詳見下表。蕪申線高溧段設(shè)計通航水位表起 訖 點設(shè)計最高通航水位（m）（10 %頻率）設(shè)計最低通航水位（m）（95 %保證率）丹農(nóng)磚瓦廠至原楊家灣船閘（上）12.104.60原楊家灣船閘（下）至官溪河口12.10 12.136.50官溪河口至下壩船閘（上）12.13 12.156.50下壩船閘（下）至朱家橋6.302.65朱家橋至河口6.30 6

6、.102.70河口至南渡6.10 6.002.70南渡至至丹金溧漕河口6.00 5.702.70（二）自然地質(zhì)條件1. 自然條件1.1河流概況蕪申線高溧段由江蘇與安徽交界的高淳縣丹農(nóng)磚瓦廠起，流經(jīng)東芮線（高淳丹農(nóng)磚瓦廠至東壩磚瓦廠 ）、溧壩線（東壩磚瓦廠至溧陽河口南段 ）一段, 由溧梅線向東北至溧陽南渡鎮(zhèn)，沿溧梅線至溧陽輪聯(lián)船廠（丹金溧漕河口），與蕪申線溧宜段起點相接。蕪申線高溧段高淳下壩上游屬安徽水陽江、青弋江水網(wǎng)平原圩區(qū)，地面高程在 5.5（吳淞基面，以下同）以上；下壩以下段為丘陵地區(qū)（茅山、天目山余脈），南側(cè)為皖南、宜溧山區(qū)。蕪申線以高淳縣下壩船閘及茅東節(jié)制閘 為界，上游為長江支水系青弋

7、江、水陽江水系，下游為太湖水系。蕪申線高溧段流經(jīng)東芮線的官溪河、胥河，歷史上胥河又名胥溪河，是 我國歷史上最早開鑿的的人工運河，它西接固城湖、水陽江、直通長江，下連溧陽、宜興、抵太湖。相傳該河是公元前506年春秋戰(zhàn)國時期吳國大將伍子胥為運送軍糧開鑿而得名。它溝通了長江、水陽江、青弋江與太湖流域的 水上航運，大大縮短了繞道長江的航程，灌溉了蘇南農(nóng)田。明太祖朱元璋為 使蘇、浙糧運避開長江風(fēng)險，于洪武二十五年（公元1392年）重開胥河，并在東壩建石閘封閉，節(jié)制水流，解除了蘇、浙一帶水患。自此，“三湖”（南漪湖、石臼湖、固城湖）之水不復(fù)東流，胥河至太湖的航運從此中斷。蘇州 民謠說：“東壩倒，北寺塔上飄

8、稻草?！币饧礀|壩一倒，上游洪水傾瀉而下， 會淹沒蘇州城的北寺塔。汛期高淳固城湖水位要比下游太湖水位高出七、八 米，為安全計，明嘉靖三十五年（公元1556年），又在東壩下游約五公里處構(gòu)筑了下壩。由于下壩船閘以西蕪申線屬青弋江、水陽江水系，茅東節(jié)制閘和下壩船 閘共同組成該級樞紐節(jié)制該水系的水向太湖宣泄，迫使汛期來自皖南山區(qū)經(jīng) 水陽江、青弋江進(jìn)入蕪申線的洪水經(jīng)石臼湖重新匯入長江。安徽水陽江、青 弋江水網(wǎng)平原圩區(qū)，地面高程在5.5（吳淞基面，以下同）左右，每至汛期，蕪申線高溧段下壩船閘上游河水水位達(dá)8.0以上，1999年超過 13.07，河道兩側(cè)防洪大堤高程在14.5左右，該段航道為地上河，汛期防洪壓

9、力極大。下壩以下至溧陽河口鎮(zhèn)南為溧壩線，蕪申線在溧陽河口鎮(zhèn)南由溧壩線拐 入溧梅線，經(jīng)南渡、蔣店、五潭渡后橫穿丹金溧漕河與溧陽改線段起點相連。 該段航道位于溧宜山區(qū)北麓，由西部茅山山區(qū)、南部溧宜山區(qū)洪水沖蝕而成，來自上述山區(qū)的洪水和洮湖部分調(diào)蓄水流匯入蕪申線高溧段經(jīng)宜興段流入 太湖。該段水系屬太湖水系。下壩以下航道狹窄且多彎曲，通航條件較差， 地形復(fù)雜，地勢西北高、東南低，周邊高、腹部低，逐漸向太湖傾斜。蕪申線高溧段下壩以上有水陽江支流獅樹河、永勝河由南向北匯入固城 湖，秦淮河通過石臼湖與高溧段相通，石固河將蕪申線高溧段上的固城湖與 石臼湖溝通，沿線還與漆橋河、漕塘河、沛橋河相連；下壩以下河湖港

10、汊密 布，河網(wǎng)縱橫，沿線主要有五級以上航道中河、丹金溧漕河和常溧線等，高 溧段尾端通過溧陽改線段與蕪申線宜興段連接。除以上主要河道外，下壩以 下沿線尚有椏溪河、社渚新河、大溪城河、周城河、上沛河、南渡北河、草 溪圩河、泓口河匯入。蕪申線下壩以上航道流經(jīng)水陽江、青弋江水系的圩區(qū)平原，水位變幅較 大，每到汛期水位平均在8.0以上，枯水期蕪申線上游段只有地下水和地區(qū)逕流補給，水位多在6.0以下，該段為長江及石臼湖、固城湖的重點防汛區(qū)。據(jù)調(diào)查，上世紀(jì)八十年代以來每當(dāng)洪水水位超過8.5水位時，高淳下壩船閘以上航道就實行封航 （因楊家灣船閘對高水位不作控制），汛期時間平均一個月左右，汛期航運基本中斷；下壩

11、以下航道流經(jīng)地區(qū)系屬長江三角洲 沖積平原，水流平緩，水位變幅小，該段航道水位受太湖流域湖西引排的控 制，因此水位變化對航運的影響不大。蕪申線高溧段絕大多數(shù)河段年久失修，處于自然狀態(tài)。航道穿越高淳縣丹湖、淳溪鎮(zhèn)、固城鎮(zhèn)、東壩鎮(zhèn)、江蘇和安 徽交界的定埠鎮(zhèn)、溧陽市河口、南渡鎮(zhèn)、蔣店等集鎮(zhèn)?？绾咏ㄖ铩⒐芫€較 多，且標(biāo)準(zhǔn)低，凈空小。除個別地段外，一般河段僅能通航60100噸級船隊，到枯水季節(jié)，通航條件更差，遠(yuǎn)不能滿足水運發(fā)展的需求。蕪申線高溧段水源主要來自降水后的地面徑流和長江、區(qū)域內(nèi)河流及太 湖的水量調(diào)節(jié)1.2湖泊蕪申線高溧段流經(jīng)區(qū)域湖泊有石臼湖、固城湖和洮湖，其中東芮線北側(cè)與石臼湖相通（湖面面積2

12、01平方公里，容積3.4億立方米），中部穿越固城 湖（湖面面積為30.97平方公里，匯流面積 454平方公里）；蕪申線高溧段溧 梅線以北通過丹金溧漕河與洮湖相通，洮湖將蘇南運河和蕪申線航道分隔開 來，汛期洮湖的部分調(diào)蓄水流匯入蕪申線。1.3氣象根據(jù)江蘇省氣象臺及南京市、常州市氣象臺多年的氣象資料，蕪申線高 溧段氣象簡述如下：蕪申線高溧段所流經(jīng)的區(qū)域?qū)贊駶櫟膩啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，春夏秋冬四季分 明，冬季干冷、夏季濕熱。氣候溫和濕潤，日照充足，雨量充沛，土地肥沃， 水域資源豐富，地理條件較為優(yōu)越，宜于農(nóng)作物生長。一般從六月中旬進(jìn)入 梅雨季節(jié)，歷時2030天，屬副亞熱帶與溫帶的季風(fēng)過渡區(qū)，下霜期130天左

13、右，下霧日25天左右，冬季河流水面基本不結(jié)冰。1.4氣溫區(qū)域內(nèi)年平均氣溫 15.2 C15.9 C,最低氣溫12.5 C （在1月），最高 氣溫達(dá)38 T以上，每年一月份平均氣溫2.5 C,七月平均氣溫 28.1 To1.5濕度區(qū)域內(nèi)年平均相對濕度為76%80%，其最高和最低相對濕度分別為90%、12 %o1.6降水蕪申線高溧段航道分屬水陽江、青弋江水系和太湖水系，雨量充沛，降雨在年內(nèi)呈規(guī)律性變化，區(qū)域年均降雨量為 7801160毫米，主要集中在夏秋兩季。最大月降雨量為345.2毫米，最大日降雨量為 280.9毫米（1960年6月19日，高淳），降水量年內(nèi)分布很不均勻，59月份降水量占全年的6

14、0%80%，年降雨日為 110145天。1.7風(fēng)況區(qū)域內(nèi)常年盛行風(fēng)向為東南風(fēng)，風(fēng)向最大頻率為15 %，盛吹期為38月；冬季主導(dǎo)風(fēng)向為西北風(fēng)，其風(fēng)向最大頻率為14%; 79月受臺風(fēng)影響，最大風(fēng)力9級以上，但每次持續(xù)時間為 12天。1.8霧、霜、雪蕪申線高溧段航道沿線地區(qū)每年均有霧、霜、雪天氣，但基本不影響航 行。年平均下霧日為25天，歷年最多霧日為 67天，最少為7天。年平均下霜日為132天左右，其中高淳125天，溧陽139天。年平均降雪日約 7天。2. 地質(zhì)條件2.1地形、地貌蕪申線高溧段下壩以上航道經(jīng)過區(qū)域為崗地間河谷平原及河湖平原，地 勢稍有起伏，地面標(biāo)高 515米，向東微傾。成因主要為沖

15、積、沖洪積、沖 湖積。航道兩側(cè)為北北東走向之茅山山脈南端末端，有花山、青山等崗地， 標(biāo)高在 40.0 120.0，屬丘陵崗地地貌。固城鎮(zhèn)附近地段，兩岸高程一般在5.0 6.0，局部堤坡旁是魚塘，塘底高程約 2.0，大堤高程在 14.5左右。蕪申線高溧段下壩以下航道經(jīng)過區(qū)域為湖沼平原，地面高程4.38.3，地勢平坦稍有起伏，成因主要為湖沼積、沖洪積、沖湖積。航道南側(cè) 溧宜丘陵山地溧陽境內(nèi)高程為300.0 400.0，最高峰石門尖高程為505.0，屬剝蝕低山丘陵地貌。2.2地質(zhì)構(gòu)造、工程地質(zhì)2.2.1地質(zhì)構(gòu)造據(jù)江蘇地質(zhì)志及溧陽地震與茅東斷裂帶等區(qū)域資料，航道在高淳境內(nèi)固城湖以東有北東向航道中段固城

16、湖以東有北東向茅西斷裂，茅西斷裂為 逆掩壓扭性斷裂，構(gòu)成航道區(qū)附近構(gòu)造格局，屬新華夏斷裂構(gòu)造。據(jù)溧陽 地震與茅東斷裂帶分析，發(fā)生5.5級、6.0級地震的茅東斷陷盆中淺部是茅東斷裂帶控制含幔源包體噴發(fā)及后期變形形成的垂直脆一韌性剪切帶，屬 于活動斷裂帶。茅東斷裂南段與本航道相交。在溧陽境內(nèi)航道以南社渚附近 有一條推測東西向斷裂，屬東西向構(gòu)造高淳一宜興一嘉定構(gòu)造帶西段，受新 華夏構(gòu)造干擾，構(gòu)造形跡減弱；還有經(jīng)溧城附近至天目湖水庫一條北北東向壓性、壓扭性斷裂，以及三條北西向次級斷裂，屬中生代以來新華夏系構(gòu)造，這些斷裂構(gòu)成溧陽地區(qū)菱形網(wǎng)狀構(gòu)造格局，航道以北溧陽市上沛鎮(zhèn)曾在1974年、1979年兩次發(fā)生

17、5.5級、6.0級地震，震源深度 12公里。2.2.2工程地質(zhì)航道所在地區(qū)屬揚子地層區(qū)，高淳境內(nèi)航道兩側(cè)丘陵崗地出露的前第四 紀(jì)地層有志留系泥質(zhì)頁巖、粉砂巖（泥巖），茅山群厚層細(xì)粒砂巖、巖屑石英砂巖、五通組砂巖、石英砂巖、石炭系灰?guī)r、二疊系砂巖、三疊系灰?guī)r及砂 巖，侏羅系火山巖及火山碎屑巖。航道北側(cè)的禪嶺山尚有燕山期閃長玢巖侵 入體出露。航道經(jīng)過谷地平原為第四系所覆蓋，沉積厚度1030米。溧陽境內(nèi)航道以南丘陵山地出露的前第四紀(jì)地層有茅山群灰白、紫紅色 厚層細(xì)粒砂巖、巖屑石英砂巖；五通組灰白色砂巖及石英砂巖；二疊系棲霞 組灰?guī)r；侏羅系龍王山組火山角礫巖、晶屑凝灰?guī)r，大王山組角礫安山巖、 細(xì)粒凝灰

18、巖、安山巖；白堊系浦口組紫紅色粉砂巖。還有燕山期火山巖、次 火山巖、花崗閃長斑巖、花崗斑巖、次安山巖、流紋巖等。航道兩側(cè)及其以 北為第四系所覆蓋，沉積厚度1840米。2.3地震烈度根據(jù)中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖GB18306-2001（江蘇部分），航道經(jīng)過區(qū)域設(shè)計地震動峰值加速度：高淳為0.05g，溧陽為0.10g。三、研究內(nèi)容本項目的研究范圍包括：蕪申線高溧段定埠-史家渡段（53K+71658K+026）航道整治工程。具體的研究工作有：（1）航道等級及設(shè)計船型的確定；（2）航道尺度確定；（3）航道線位方案比選；（4）航道平面布置；（5）撰寫課程設(shè)計報告。四、工作依據(jù)（1）內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)（GB5

19、0139-2004）；（2） 港口及航道護(hù)岸工程設(shè)計與施工規(guī)范（JTJ300-2001）；（3） 河港工程總體設(shè)計規(guī)范（GB50192-93）；（4） 內(nèi)河航運建設(shè)工程概算預(yù)算編制規(guī)定（交基發(fā)1998112號）及其 配套定額；（5）京杭運河運輸船舶標(biāo)準(zhǔn)船型主尺度系列（6）京杭運河部分橋梁造價報道五、研究內(nèi)容（一）航道等級及設(shè)計船型的確定航道等級為川級；船隊為拖帶船隊。設(shè)計船型：1 拖+3X 1000t 駁駁船 54.0 X 10.8 X 2.4 ;拖船 27.7 X 6.6 X 2.0 ；船隊尺度 189.7X 10.8X 2.4。表6京杭運河典型拖帶船隊主要參數(shù)駁船型號（載貨噸級）駁船平面尺

20、度LoaXBamXn駁船艘數(shù)配套拖船總功率kW相應(yīng)船隊總長m備注10005355 X0.8313618641844352203006272W357注1.表中所列之配套拖船總功率為推薦值。2.現(xiàn)有拖船優(yōu)秀船型見附錄二，供參考。3.船隊總長應(yīng)符合主管機關(guān)有關(guān)管理規(guī)定。4.相應(yīng)船隊總長未計入拖索長度。（二） 航道尺度確定1.航道標(biāo)準(zhǔn)水深0.12 0.25，取 0.15 ;0.10 0.20 , 取 0.15。富裕水深=船舶航行下沉量+觸底安全富余量=0.30m；其中船舶航行下沉量按船舶噸位的不同取觸底安全富余量按船舶噸位的不同取標(biāo)準(zhǔn)水深二設(shè)計船型標(biāo)準(zhǔn)吃水+富余水深=2.4+0.3=2.7m ;限制性

21、航道航道標(biāo)準(zhǔn)水深與船舶標(biāo)準(zhǔn)吃水的比值不小于1.6 1.7,故:H=1.6 X 2.7=4.32查規(guī)范得，限制性航道標(biāo)準(zhǔn)水深應(yīng)大于等于3.2米，故航道標(biāo)準(zhǔn)水深取4.32 米。地圖如下：W12：diV *后衣EUl7(4箱/2.航道標(biāo)準(zhǔn)寬度根據(jù)實際要求，設(shè)計為雙線航道。直線段雙線航道標(biāo)準(zhǔn)寬度：B = Bfa+Bfu+D1D2 + C巧=b + Lsina式中：D.雙線航道標(biāo)準(zhǔn)寬度，m砂譏下行船舶或船隊的航跡帶寬度，m匚：一一下行船舶或船隊的航跡帶寬度，m_.船舶或船隊外舷至航道邊緣間的安全寬度，m_二一一船舶或船隊外舷至航道邊緣間的安全寬度，mb設(shè)計船隊寬度，m；L設(shè)計船隊長度，拖帶船隊為最大單船

22、長度，m一航行漂角，iv級航道可取:。D + C 各項安全寬度之和，m；船隊可取 0.500.60倍上行和下行航跡帶寬度。取06）：鍬=.：=10.8+54 x sin 于=13.63B1=13.63+13.63+13.63 x 2 x 0.6=43.62根據(jù)規(guī)范，直線段航道底寬最小為45m故去直線段航道底寬為45米，邊坡系數(shù)取1:3。3. 航道最小彎曲半徑R=54X 4=216 6L=324故不需考慮彎曲加寬。5. 校核斷面系數(shù)A=4.32 X 45=194.4A=10.8 X 2.4=25.92=194.4/25.92=7.5得斷面系數(shù)為7.57,符合規(guī)范要求6. 通航凈空(1)凈空高度h

23、=F+a=1.65+0.65=2.3 m根據(jù)規(guī)范，取通航高度為10米。(2)凈空寬度b=b.+Lsina+2d=10.8+189.7 x sin3+2 x 10.8/2=31.53 m限制性航道凈寬應(yīng)取航道寬度值，取45米。根據(jù)規(guī)范，三級航道凈空寬度不小于60米，故取凈寬為 60米。由于彎道6上的立交橋不能滿足凈空要求，故需拆橋重建。(三)航道線位方案比選注：定埠-史家渡段最高通航水位6.30m，最低通航水位 2.65m。航道標(biāo)準(zhǔn)水深4.32m，則航道底高程取-1.67m。航道現(xiàn)狀：航道維護(hù)等級為6、7級，河底寬8.0m13.5m，底標(biāo)高為 1.4m 1.7m，彎曲半徑160m,水深1.0m1

24、.3m。方案一：拓寬原有的河道，并增大彎曲半徑，使其滿足航道標(biāo)準(zhǔn)。彎道1:挖方量（水上）=116918.86方疏浚量（水下）=78480.60方駁岸線長=3167m 拆遷房屋面積=10068.3平方米工程用地=10624.5平方米彎道2:挖方量（水上）=41540.31方疏浚量（水下）=90113.59方 駁岸線長=1324.32m彎道3挖方量（水上） =139010.64方疏浚量（水下）=27540.2方 駁岸線長=816.2m工程用地=20306.93平方米彎道4挖方量（水上） =65955.61方疏浚量（水下）=77972.64方 駁岸線長=1406.76m工程用地=4817.49平方米彎道5:挖方量（水上） =148307.49方疏浚量（水下）=54725.97方 駁岸線長=1380.46m拆遷房屋面積=1343.35平方米工程用地=25755.75平方米 彎道6:挖方量（水上） =130690.87方疏浚量（水下）=93483.79方拆遷房屋面積=3446.98平方米