引江济淮蜀山船闸输水系统设计

岩。该层为易崩解的软质砂岩，地基
（1）输水阀门处廊道断面面积
取主廊道断面（宽 × 高）为 2× 5.0×5.0=50.0m2，闸墙每侧设 30 个侧
承 载 力 仅 700kPa， 基 底 摩 擦 系 数 仅 0.45，在干湿交替的环境下易崩解成 粉细砂。
四、输水系统设计 1. 输水系统选型
根 据《 规 范 》， 输 水 阀 门 处 廊 道 断面面积可按以下公式进行计算 ：
（2）输水系统主廊道和闸室出水
船 闸、 泵 站 平 行 布 置， 轴 线 中 心 距 侧支孔输水系统两种形式，该工程闸 孔段布置
261.1m。引江济淮江淮沟通段航道等 墙高度达 31.2~34.2m，在地基承载力
输水阀门廊道断面面积确定后，在
级为Ⅱ级，设计代表船舶吨级为 2000 及基底摩擦系数低、干湿交替环境下 选择主廊道断面面积以及侧支孔断面面
= 2× 7061× ( 17.26 + 0.45 − 0.45)
0.80× (480～600) × 2× 9.81 1− (1− 0.53)× 0.7
35.0～43.8
建筑物有泵站、= 船闸、泄水闸等，船 分散式ω输= 水系统2×。7061× ( 17.26 + 0.45 − 0.45)
闸 布 置 在 泵 站 南 侧， 根 据 运 量 预 测，
2. 输0水.80系× (统480方～6案00确)× 定2×9.81 1− (1− 0.53)× 0.7
35.0～43.8
初步确定输水阀门尺寸（宽 × 高）
远期要建成双线船闸，近期先建一线，
船闸分散式输水系统通常有闸墙 为 2×4.5m×4.5m，总面积为 40.5m2。
预留二线船闸位置及建设条件。一线 长廊道侧支孔输水系统和闸底长廊道
吨级，蜀山船闸按Ⅱ级标准建设，闸 易崩解成粉细砂的软岩上，岩面高程 积时，有两个比值必须加以注意，即 ：
室有效尺度 280m×23m×5.2m（长 × 远低于闸墙顶高程，闸墙结构采用分
宽 × 最小门槛水深）。
离式结构如重力式、衬砌式均不适用，
α=
主廊道断面面积 阀门处廊道断面面积
二、输水系统设计水位条件
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引江济淮蜀山船闸输水系统设计
刘明华
一、工程概况
H―设= 计水头（m），取 H=17.26m ； ω
蜀山泵站= 枢纽位于合肥市高新区 Tω―闸= 室灌2水× 70时61间× （17.2m6i+n0）.。45 − 0.45)
宁西铁路桥北侧约 1.5km 处，为引江
输 水0.时70×间(～) 480T=680~01×0m2i×n9，.81计1−算(1−得0.5：6)× 0.7
《规范》）规定，输水系统类型根据判 数，可取 0.6~0.8 ；T 为闸室输水时间 置 30 个出水孔，这样出水孔总长为
别系数 m 值初步选定。当 m>3.5 时， （s）；α 为 系 数（ 可 查 表 ）；kv 可 取 采用集中输水系统 ；当 m<2.5 时，采 0.6~0.8 ；g 为重力加速度（m/s2）。
= 22××77006611××( 17.26 + 0.45 − 0.45)
0.870×(～)(480～600) × 2× 9.81 1− (1− 0.536)× 0.7
38.8～48.5
Hale Waihona Puke Baidu
358.08～438.85
济淮工程江淮沟通段最大枢纽，主要
m=1.93~2= .41<2.5，因此输水方式采用 ω
表 1 蜀山船闸输水系统计算水位表 项目 水位（m） 水头（m）
用分散输水系统 ；当 m 为 2.5~3.5 时，
对 于 蜀 山 船 闸，C=307×23.0=
应进行技术经济论证或参考类似工程 7061m2，H=17.26m，d 值 及 μ 值
最大 瓦埠湖侧 23.86 水头 派河侧 6.6
17.26
三、闸基地质条件
工程选择闸墙长廊道侧支孔分散式输 利于前后支孔出水均匀，但将增加出
根据工程布置，闸基座落在⑨ 3 水系统。
水孔段水头损失，根据美国陆军工程
层中等风化 ~ 新鲜粉、细砂岩层上，
3. 闸墙长廊道侧支孔分散式输水 兵团的经验，一般取 β=0.95。
砖红色，呈柱状及长柱状，局部夹泥 系统布置
选定。判别系数 m 值按下式计算 ： m= T
根 据 类 似 工 程 经 验 取 分 别 取 0.45m 和 0.7~0.8，α 根 据《 规 范 》 可 得 为
最小 瓦埠湖侧 17.4 水头 派河侧 5.8
11.6
H 式中 ：m―判别系数 ；
0.56~0.53，T=8~10min=480~600s，kv
故选择整体式钢筋混凝土坞式结构。
蜀山船闸输水系统计算水位选择 对于整体式闸室结构，闸底长廊道输
β=
侧支孔断面总面积 主廊道断面面积
最大水头、最小水头及常水头三种水 水系统基坑需要挖得更深，土石方及
原则上，α 值越大，输水系统出
位工况，见表 1。
混凝土工程量更大，不经济，因此该 水孔段的损失越小 ；β 值越小，越有
( ) 2C H + d − d
ω=
µT 2g 1− (1−α ) kv 式中 ：ω 为输水阀门处廊道断面
支孔，分为 2 组，上游至下游孔口尺 寸（宽 × 高）分别为（0.72×1.20）m2 （15 孔 ）、（0.60×1.20）m2（15 孔 ）， 总面积为 47.52m2，这样 α、β 值分
别为 1.24 和 0.95。
船闸输水系统可分为集中输水系 面积（m2）；C 为闸室水域面积（m2）；
《规范》规定出水孔间距宜为
统和分散输水系统两大类。根据《船 H 为设计水头（m），d 为惯性水头（m）， 闸 室 宽 度 的 1/4， 因 此 确 定 出 水 支
闸输水系统设计规范》（本文以下简称 μ 为阀门全开时输水系统的流量系 孔 间 距 为 23×1/4=5.75m， 每 侧 布
瓦埠湖侧 18.4 常水头
12.3
＝ 0.7。则 ：
派河侧 6.1
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ZHIHUAI 2019.2
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30×5.75=172.5m，约占闸室有效长度 的 61.6%。
按《 规 范 》 要 求， 侧 支 孔 长 度 L ≥ 2~4D，D 为出水支孔直径或断面 宽度，取支孔断面最大宽度 D=0.72m， 则 L ≥ 1.44~2.88m， 取 L=3.0m， 支 孔断面采用标准的与闸墙垂直的水平 布置，为减少水力损失，支孔进口断 面采用三面修圆，圆弧半径为 0.30m， 出口断面三面修圆，圆弧半径也采用 0.30m，水平方向按 3.0°角扩散。出 水侧支孔出口设置消力槛，选择槛高 0.50m，距出水口 1.0m。