三、水力计算
1.建筑物的布置方案，连接方式，堰型。
2.节制闸部分：
A.验算分水位时：
干渠水
位：计算常数项
上游(n*Q/i^1/2)^0.6 12.16335
Q 35
n 0.025
i 0.000185
m 1.5
b 15
2*(（1+m^2)^1/2) 3.605551
m 1.5
代入水深h 迭代次数计算水深
0 0 2.395513
2.395513 1 2.318117
2.318117 2 2.321628
2.321628 3 2.321469
2.321469 4 2.321476
2.321476 5 2.321476
干渠水
位：计算常数项
下游(n*Q/i^1/2)^0.6 9.081258
Q 25
n 0.025
i 0.00025
m 1.5
b 15
2*(（1+m^2)^1/2) 3.60551
m 1.5
代入水深h 迭代次数计算水深
0 0 1.78851
1.78851 1 1.750472
1.750472 2 1.751638
1.751638 3 1.751602
1.751602 4 1.751604
1.751604 5 1.751603
1.751603 6 1.751603 干渠水位下游：流量为35 m3 /s 时
Q=35 迭代次
数ht
n=0.025 0 0 2.188608
i=0.00025 2.188608 1 2.126393
b=15 2.126393 2 2.128901
m=1.5 2.128901 3 2.1288
2.1288 4 2.128804
支渠水位：计算常数项
(n*Q/i^1/2)^0.6 5.240612
Q 10
n 0.025
i 0.00025
m 1.5
b 6
2*(（1+m^2)^1/2) 3.605551
m 1.5
代入水深h 迭代次数计算水深
0 0 1.78851
1.78851 1 1.6549
1.6549 2 1.667468
1.667468 3 1.666287
1.666287 4 1.666398 干渠上游水深
2.32m，干渠下游水深1.75m，支渠水深1.67m
干渠闸前水位高程：H 干=908.2+2.32=910.52m 支渠闸前水位高程：H 支=908.8+1.67=910.47 H 干- H 支=0.05＜5%的支渠水深
保证支渠正常引水，以有必要设计节制闸。 平板闸。
B. 确定单宽流量， q 闸≤1.6 q 渠 q 渠 = 35/15= 2.3
q 闸≤1.6*2.3=3.68 m 3 /s 则B ≥35/3.68=9.5m 拟定B=12m
取 m = 0.385 （查表8-9 水力学 P 248），σ
s
=1
h s =1.75=下游干渠水深 查表得σs =1
82.08736.4235
000===
A Q v
对于多孔宽顶堰流的侧收缩系数取边孔和中孔的加权平均值
=??
? ???+
='B b B b H
P -11
2.0-14
3
α
ε0.98 =??
? ???+
=''B b B b H
P -112.0-14
3
α
ε0.99 ()='
'+'=
n
εεε1-n 99.0
α——为闸墩头部及堰顶头部的形状系数，当闸墩头部为弧形、堰顶头
部为直角形或圆形时α=0.10 。
b —— 为堰顶溢流净宽 B ——为上游河渠宽度
n ——为堰顶闸孔孔数，这里为3 ε'——为边孔的侧收缩系数
ε''——为中孔的侧收缩系数
则Q=m ε1σs B √(2g)H 0
3/2
=81 m 3 /s ≥35 m 3 /s
m ——流量系数 ε 1 ——侧收缩系数
σs ——淹没系数 B ——闸净宽
H 0——堰上全水头，H 0=H+α0v 02/2g=2.32+0.034=2.354
故 取闸总净宽12m 。 所以单宽流量q=Q/B=2.92
则设计为3孔，单孔净宽b 0=4m ，
边墩厚d= 0.8 m ， 中墩厚d z = 1 m 闸孔总宽度为：m B 6.1528.021430=?+?+?=
C. 分水时闸前水位
3. 分水闸部分 （进水闸）
A ． 确定闸孔尺寸——b
闸前堰上水深：
m H 72.16.0-32.2==，
闸后水深：
m h s 67.1=
过水断面：2203.14m A = 上游行近流速：s m A Q v /704.0203
.14100===
行近水头：m g v H H 745.18
.92704.00.172.122
20
0=??+=+=α
8.0695,0745
.167.10≥== H h s 不属淹没出流。查表得σ=0.643 由《水闸设计规范》SL265—2001查得当时 P/H = 0.349，查表得363.0=m ，
=??
? ???+
=B b B b H
P -112.0-14
3
α
ε 1
由公式m H g m Q B 99.3745
.18.92363.099.0643.010
22
/32/300=?????==
σε
取净宽为4m ，
则设计为1孔，边墩厚d= 1m 则单宽流量s /5.24
10
30m B Q q ===
， m B
62140
=?+=
由地质资料知闸地基处为隔壁砂砾石， 故满足要求
渠道宽 m ，闸室总宽度应与渠道宽度相适应，两者的比值为34/50=0.68大于
0.6~0.75，符合要求。
B ．闸前所需要的水头——H
C. 校核闸下游的冲刷流速，考虑消能措施。
4. 配合计算部分
A 节制闸工作时的开启高度，出流情况（各种闸门开启方法，公式的选择，系
数选定）。
（1）校核下游的冲刷流速及消能措施的布置
B ． 节制闸下游的消能防冲计算，定消能设施尺寸。
3.2消能防冲设计
水闸泄水时水流具有较大的动能，而土质河床的抗冲能力低，必将对下游河床产生不同程度的冲刷。为了保证水闸的正常运行，防止河床冲刷，一方面尽可能消除水流的动能，消除波状水跃，并促使水流横向扩散，防止产生折冲水流；另一方面要保护河床及河岸，防止剩余动能引起的冲刷。
水闸消能有方式有底流式、面流式和挑流式等三种，底流式是应用比较广泛的基本消能方式。根据节制闸实际情况，可采用底流式消能。这种消能形式由消力池、海漫和防冲槽等三部分组成。
3.2.1 消力池
（1）判断下游水跃衔接形式 当过闸流量为35时。
由《水力计算手册》P 101中表3-4-1查得平板闸门垂直收缩系数ε（e/H=0.773/2.42=0.319）为 0.627
由《水力计算手册》P 102中表3-4-3查得流速系数?为0.97
12
35
=
q =2.916m 3/s 当q =2.916m 3/s 时，可求得：
954.08
.9916.232
32===g q h k m
485.0773.0627.0h
c
=?=?=e ε
51.0==
k
c
h h ξ 由《水力计算手册》P 124图4-2-3中跃后水深求解曲线查得=''ξ 2.55
55.2c h ='
'=
''k
h ξ 则43.2954.055.2=?=?''=''k c
h h ξm 。
Q=35 迭代次数
ht
n=0.025 0
0 2.188608 i=0.00025 2.188608 1 2.126393 b=15 2.126393 2 2.128901 m=1.5 2.128901 3 2.1288
2.1288
4
2.128804
故：下游水深t h =2.13m
"
c h -t h =2.43-2.13=0.3
当过闸流量为25时
12
25
=
q =2.08m 3/s 当q =2.08m 3/s 时，可求得：
761.08
.908.232
3
2===g q h k m 由《水力计算手册》P 101中表3-4-1查得平板闸门垂直收缩系数ε（e/H=0.535/2.42=0.221）为 0.621 。
由《水力计算手册》P 102中表3-4-3查得流速系数?为0.97
332.0535.0621.0h
c
=?=?=e ε
436.0==
k
c
h h ξ 由《水力计算手册》P 124图4-2-3中跃后水深求解曲线查得=''ξ 3.2
2.3"
==
''k
c h h ξ， 则435.2761.02.3=?=?''=''k c
h h ξm 。 "
c h -t h =2.435-1.75=0.685
在所讨论的流量范围内，c
h ''大部分都大于t h ，即下游会产生远驱式水跃衔接，为使下游产生淹没水跃衔接，需要修建消力池。
（2）消力池的结构形式
底流式消能布置一般有挖深式消力池、槛式消力池和综合式消力池，若下游水深不足，用降低护坦高程形成消力池，是水闸设计中常用的型式，当下游水深略小于或等于跃后水深时，可采用槛式消力池。如果降低护坦高程挖方过大，施工困难较多，增加工程造价时，可采用浅挖方低槛式综合式消力池。结合本工程特点，新华进水闸采用挖深式消力池。
（3）消力池的深度计算
m H E 454.200==
22.3761
.0454.200===
k h E ξ 可求出)(t c
h h -''最大时q =2.08m 3/s 。故消力池的设计流量为q =2.08m 3/s,相应于q =2.08m 3
/s 时，761.0=k h m ，22.30=ξ，2.3=''ξ，435.2=''c
h m ，75.1=t h m 。 查由《水力计算手册》P 126图4-2-5中消能池深图解得池深
（4）消力池的长度计算
池长的设计流量取单宽加大流量，即16.35
.930
max ===q q d m 3/（s ·m ） 此时，006.181.916.332
3
2===g q h k 31.21006
33.200=='=k h E ξ 查图得：=1c ξ0.57，=''1c ξ 1.58
则90.0006.157.011=?=?=k c c h h ξm ，59.1006.158.111=?=''=''k c c h h ξm 池长按公式j s sj L L L β+=和)(9.6c c
j h h L -''=计算 式中 L sj ——消力池长度(m)；
L s ——消力池斜坡段水平投影长度(m)；
Β——水跃长度校正系数，可采用0.7~0.8； L j ——水跃长度（m ）；
mp L s =
式中 m 为消力池斜坡比，取m =5，
p 为堰顶与消力池池底的高差，即0.21m 。
则 76.4)90.059.1(9.6)(9.611=-?=-''=c c
j h h L m 05.121.05=?==mp L s m
8.476.475.005.1=?+=+=j s sj L L L βm ，即消力池长度为5m 。
（5）消力池底板的厚度
水闸泄水时，消力池内水流紊乱，消力池底板承受水流冲击力，水流脉动压力和底部扬压力等作用，受力条件复杂，一旦破坏就会影响到水闸的安全.因此，护坦厚度的设计应考虑自身具有足够重量、强度和抗冲耐磨的能力。根据抗冲和抗浮要求，根据SL265—2001《水闸设计规范》抗冲和抗浮两公式计算，并取其大值。
满足抗冲要求：H q k t '?=1 （3-7） 满足抗浮要求：b
m
P W U k t γ±-=2
（3-8）
式中 t ——消力池底板始端厚度(m)；
ΔH ‘—— 闸孔泄水时的上下游水位差(m)； K 1——消力池底板计算系数，可采用0.15~0.20； K 1——消力池底板安全系数，可采用1.1~1.3； U ——作用在消力池底板底面的扬压力(kPa)； W ——作用在消力池底板顶面的水重(kPa)；
P m ——作用在消力池底板上的脉动压力(kPa)，其值可取跃前收缩断面流
速水头值50%，计算消力池底板前半部的脉动压力时取正，后半部的脉动压力时取负；
γd ——消力池底板的饱和重度(kN/m 3)；
按抗浮要求计算底板厚度时，因为消力池底部设反滤层，中后部设排水孔，渗透压力为零，即消力池上作用的扬压力与水重大小相等，相互抵消；而P m 的值很小，即消力池底板厚度不必考虑抗浮要求，只需计算抗冲要求下底板厚度。
355.07.116.3175.01=?='?=H q k t m ，则底板厚度取为0.5m 。
为了降低护坦底部的渗透压力，在护坦中后部设铅直排水孔，孔径10cm ，
间距2m；设置反滤层以保护地基土，防止土粒被渗流带入排水，在护坦底部设3层粒径不同的反滤层，层次大体与渗流方向正交，各层厚度依次为10cm、6cm 和4cm。
C．下游冲刷速度校核。
5.5.1 ****闸拆建工程 （1）设计流量及水位组合 ****闸位于唐松河尾部、伏堆河汇流口上游，自排松林荡圩区35.71km2涝水入唐响河。当唐响河高水无法下泄时，关闭****闸，由松林荡排涝站反向抽排入黄河故道。 ****闸控制排涝面积35.71km2,10年一遇自排模数1.29m3/s/km2,推算得设计自排流量46.1m3/s；排涝水位考虑远期唐响河按10年一遇排涝标准疏浚，唐响河闸上10年一遇预排预降水位为1.5m，推算得****闸下设计水位为2.9m。****闸特征水位组合见表5.5.1。 表5.5.1 ****闸特征水位组合成果表 （2）工程总体布置 ****闸室为平底板宽顶堰型式，上下游第一节翼墙均采用圆弧扶壁式结构；闸孔为三孔，单孔净宽3.5m；闸室底板顺水流向长11.0m，垂直水流向总宽13.70m；闸室底板顶高程-1.00m，闸顶高程 5.50m，消力池顶高程-1.50m，河道底高程-1.00m；上游护坦长8.0m，浆砌块石护底长10.0m；下游消力池长10.0m，海漫长16.0m，防冲槽深1.5m；工作桥及排架采用钢筋混凝土固支结构，工作桥为“π”型，上设启闭机房，工作闸门采用三扇3.5m×3.5m平面钢闸门，配LQ-12T手电两用螺杆式启闭机3台套；交通桥采用现浇混凝土固支结构，桥面总宽5.5m。
（3）闸顶高程计算 根据《水闸设计规范》（SL265-2001）4.2.4条，水闸闸顶高程应根据挡水和泄水两种运用情况确定。挡水时，闸顶高程不应低于水闸正常蓄水位（或最高挡水位）加波浪计算高度与相应安全超高之和；泄水时，闸顶高程不应低于设计洪水位（或校核洪水位）与相应安全超高值之和。 本工程挡水为控制工况：闸顶高程不应低于水闸设计最高挡水位加波浪计算高度与相应安全超高值之和。经计算，设计防洪水位 4.55m 时闸顶高程为：H=4.55+△h ＝4.55+0.28+0.20＝5.03（m ），故闸顶高程取5.50m 。 （4）孔径计算 根据《水闸设计规范》（SL265-2001）宽顶堰计算方法，堰流处于高淹没状态，采用下式进行计算，计算结果见表5.5.2。 式中：B 0－闸孔总净宽（m ）； Q －过闸流量（m 3/s ）； H 0－计入行进流速水头的上游水深（m ）； H s －下游水深（m ）； g －重力加速度,g=9.8m/s 2； μ0-淹没堰流的综合流量系数。 表5.5.2 孔径计算成果表 () s s h H g h Q B -= 0002μ2 0065.0877.0? ?? ? ??-+=H h s μ
水闸设计说明书专业方向：水利水电建筑工程
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
水利水电工程建筑物授课教案 章节名称第四章水闸教学日期第二学期 授课教师姓名职称授课时数 22 本章的教学目的与要求 掌握水闸的类型、工作特点、组成及各组成部分的作用；掌握水闸孔口设 计的影响因素分析和计算方法；掌握消能防冲设计中水闸下游不利水流流态及 相应的防止措施；掌握防渗排水设计中水闸地下轮廓线长度拟定、布置、渗流 计算方法和防渗排水措施；水闸的布置与构造；在闸室稳定应力分析中，重点 从荷载计算、稳定应力分析方法等方面比较与重力坝的异同。了解水闸布置与 构造、闸室结构计算内容及方法等方面的内容。 授课主要内容及学时分配 掌握水闸的类型、工作特点、组成及各组成部分的作用（2学时）；掌握 水闸孔口设计的影响因素分析和计算方法（4学时）；掌握消能防冲设计中水 闸下游不利水流流态及相应的防止措施（4学时）；掌握防渗排水设计中水闸 地下轮廓线长度拟定、布置、渗流计算方法和防渗排水措施（6学时）；水闸 的布置与构造（2学时）；在闸室稳定应力分析中，重点从荷载计算、稳定应 力分析方法等方面比较与重力坝的异同（2学时）。了解水闸布置与构造、闸 室结构计算内容及方法等方面的内容（2学时）。 重点和难点 水闸的类型、工作特点、组成及各组成部分的作用，水闸孔口设计的水闸 孔口设计，如何不知谁炸的消能防冲设计，水闸的渗流计算，水闸的整体布 置。
思考题和作业 1．水闸按其承担的任务和结构形式分为哪些类型？水闸的工作特点如何？ 2．水闸的组成部分及各组成部分的作用是什么？ 3．水闸孔口设计的影响因素有哪些？如何确定？ 4．水闸下游不利水流流态及相应的防止措施是什么？ 5．何谓水闸地下轮廓线？其长度如何拟定？布置方式有哪些？ 6．试述用“改进阻力系数法”计算闸底板下渗压力和渗透坡降的方法步骤。 7．试述水闸荷载计算和稳定应力分析方法与重力坝有何异同？ 8．试述闸门、启闭机的分类与选型方法如何? 9．水闸两岸连接建筑物的型式有哪些? 如何选用？ 10．闸室结构计算的内容有哪些? 试述有限深的“弹性地基梁法”的计算步骤？
《水工建筑物》教学大纲 第一部分大纲说明 一、课程性质、目的与任务 水工建筑物课程是中央广播电视大学水利水电工程与管理专业的专业必修课程。通过本课程的学习，使学生掌握各种常见水工建筑物的型式及设计基本理论和方法，各种常见水工建筑物在各种水利枢纽中的布置原则，以及运行管理技术。通过本课程的学习，使学生能够运用所学知识解决基层水利单位的工程实际问题，配合其它有关课程的学习，为今后从事水利水电工程施工、运行、管理和维修等工作打下基础。 二、与其它课程的联系 学习本课程应具备数学、工程力学、工程制图、水力学、工程地质与土力学、建筑材料、水资源管理等基础课和专业基础课的基本知识。 本课的后续课程：水利工程施工、水利工程管理等。 三、课程的特点 本门课是一门理论性与实践性都较强的综合性专业课，涉及的知识面广。在学习过程中，要综合运用基础理论，通过课程实训等环节，锻炼培养解决实际问题的能力。水工建筑物种类繁多，型式多种多样，在学习过程中，只能重点学习几种典型建筑物，了解其一般规律。 四、教学总体要求 根据本课程的特点，学生学完本课以后，应达到下列基本要求。 １、对重力坝、拱坝、土石坝、水闸及河岸泄水建筑物（其中包括溢洪道和泄水隧洞）的工作原理及工作条件，有较深的理解；对其它水工建筑物的基本型式和工作原理有一般的了解。 ２、懂得从安全、经济、适用的原则出发，根据任务和具体条件选择水工建筑物的型式、确定其基本尺寸，初步掌握其设计方法和步骤。 ３、能根据水工建筑物的工作原理和特点，设计其主要细部构造。 4、了解水利枢纽中各种水工建筑物的布置原则，以及具体的地形、地质、水文、施工、运用等条件对水工建筑物的影响。 五、课程教学要求的层次
湖北水利水电职业技术学院 综合练习报告 系别：水利工程系 专业：水利水电建筑工程 题目：水闸施工技术课程设计 班级：水工（3）班 姓名：陈浩 指导老师：陈道英 成绩： 日期：
目录 1 施工条件分析 1.1对外交通 1.2施工场地条件 1.3水文气象 1.4水电供应 1.5主要建筑物 2料场的选择与开采 2.1粘性土料场 2.2石料料场 2.3砂料料场 2.4水泥、钢筋、汽油及柴油 3施工导流设计 3.1施工标准及导流时段 3.3导流建筑物设计 3.3. 1施工洪水 3.3. 2施工围堰设计 4主体工程施工 4.1主要施工程序和主要工程量 4.2清淤工程 4.3开挖工程 4.4土方回填 4.5砌体拆除工程 4.6砼工程 4.7砌石、抛石工程 4.8碳纤维补强加固工程 4.9金属结构工程
4.10堤顶道路工程 5施工交通运输 5.1对外交通 5.2场内交通 6施工工厂设施 7施工总布置 7.1布置原则 7.2施工房屋建筑 7.3弃料场规划 7.4施工占地 8施工总进度 8.1编制原则 8.2施工进度安排 9主要技术供应 9.1主要材料供应 9.2主要施工机械设备10设计总结
1.施工条件分析 1.1对外交通 YJC排涝闸位于宜城市城区汉江干堤右岸，桩号为6+500处，距宜城市市城区中心5.0km。本工程可利用现有堤顶路面作为对外施工陆路交通，汉江航道亦可作为水路交通运送主要施工材料。 1.2施工场地条件 闸址两岸外滩及堤内坡脚均有部分空闲场地。由于水闸的规模不大，对场地要求相对不高，因此现有的场地条件基本能满足施工布置的需要。 1.3水文气象 水闸所在地流域位于湖北省水文气象分区第Ⅵ区，属北亚热带季风气候区，兼有南北过渡气候特征。据统计，流域多年平均降水量831mm，历年最大年降雨量1353.6mm（1967年），最小年降雨量为647.3mm（1972年），雨季多集中在夏秋两季，尤其以7、8月为最多，一般占全年降雨量的45%。多年平均气温15.6℃，历年最高气温为40℃，最低气温为-16℃。多年平均蒸发量1100mm，多年平均径流深约220mm，多年平均最大风速15.5m/s。年日照时数在2000h 以上，无霜期为230d，多年平均相对湿度为77%。全年、冬季、夏季主导风向分别为E、WNW、E。 1.4水电供应 工程的施工用水、用电较为方便，施工用水可直接从汉江中提取，用水水质和水量均能满足生产需要，施工用电可由施工单位自备变压器,从当地电网取电后向各施工点供电。 1.5主要建筑材料 工程所需主要建筑材料包括水泥、钢材、油料、块石、碎石、砂、土料。 钢材、油料等可从建材市场择优购买； 水泥从宜城市葛洲坝水泥有限责任公司购买，汽车运往工地；
项目四水闸设计 【教学目标】 1、掌握水闸的工作特点及分类；熟悉水闸的设计标准、水闸设计规范； 2、掌握闸孔口设计方法（1）了解闸孔类型的选择方法，（2）掌握水闸总净宽的计算方法及公式应用，（3）理解闸孔的分孔方法、单孔净宽、闸墩厚度拟定、分缝方法及有关构造规定等概念，（4）熟悉水闸的构造要求； 3、培养学生绘制水闸横剖面的动手能力及空间想象能力。 【教学要求】
图4-1 广东省东莞石龙水闸实景 引例 某排水闸建筑物等级为2级，水闸设计排水流量s，相应闸上设计水位（内河涌），浪高，闸下设计水位（外江）。防洪水位（外江），浪高，相应闸上水位（内河涌）。排水渠为梯形断面，渠底宽为12m，底高程，，渠顶高程，两岸边坡均为1:2。闸基持力层为粉质粘土，承载力为140kPa，渗透系数为×10-5 cm/s 。闸上无交通要求。，该地区地震烈度为Ⅵ度。 设计该水闸。 知识点 水闸设计应符合中华人民共和国行业标准SL265-2001 《水闸设计规范》和现行的有关标准的规定。 水闸设计的内容有：闸址选择，确定孔口形式和尺寸，防渗、排水设计，消能防冲设计，稳定计算，沉降校核和地基处理，选择两岸连接建筑物的形式和尺寸，结构设计等。 水闸设计应认真搜集和整理各项基本资料。选用的基本资料应准确可靠，满足设计要求。水闸设计所需要的各项基本资料主要包括闸址处的气象、水文、地形、地质、试验资料以及工程施工条件、运用要求，所在地区的生态环境、社会经济状况等。 【基本知识学习】 水闸的类型与工作特点 4.1.1 概述 水闸是一种低水头建筑物，兼有挡水和泄水的作用，用以调节水位、控制流量，以满足水利事业
取水枢纽进水闸设计计算说明书 一工程概况： 某灌区总灌溉面积97.6万亩，灌区分布在河道两岸，两岸灌溉面积大致相等。根据河流的水沙情况及取水要求，经过综合比较，修建由拦河坝，冲沙闸，进水闸组成的冲沙槽式Ⅱ等取水枢纽。 拦河闸横跨河道修建，于主河道正交，闸地质河宽270m，拦河闸底板高程与河床平均高程相同，为31.5m，两岸堤坝高程39.8m，闸上游限制最高洪水位38.8m，冲沙闸布置在拦河闸两侧，地板高程31.5m，进水闸为了满足两岸灌溉要求，采用两岸布置方案。枢纽平面布置如图1所示： 二工程资料： 1.气象：多年平均气温7.5°C 。月平均最搞气温20.3°C ，月平均最低气温-18°C，冻层深度1.0—1.5m，多年平均风速4.1m/s ，汛期最大风速8.4m/s 。 2.水文： 3 3
进水闸以5％的洪水作为停水标准，灌溉临界期相应的河道流量Q=400s m/3，闸址处平均含沙量1.8kg/m3，实测最大含沙量4.74kg/m3。 3.地质情况：渠道附近属于第四 纪沉积岩，厚度较大，两岸滩地 为粉质壤土及粉沙，其下为砾质 中沙，次下为砾质粗沙：沿河一 带地下水埋藏深度随地形变化， 一般在2.5m左右，因土质透水 性强，地下水位变化受河道水位 影响大，丰水期河水补给地下水 位较高，枯水季节，地下水补给 河水。 4.地基土设计指标： 地基允许承载能力 [σ]＝250KN/m2； 地基应力分布允许不均匀系数 η＝2～3； 砼与中砂摩擦系数 f＝0.4； 砼容重γ＝24KN/ m3； 回填土：尽量以透水性良好的砂 质中砂或粗砂回填，回填土壤容 重γ 干＝16KN/ m3；γ 湿 ＝10KN/ m3； γ饱＝20KN/ m3；C=0； 填土与墙后摩擦角δ＝0 5.地震：本地区不考虑地震影响 6.工程材料：石料场距闸址不远，石料抗压指数2500KN/cm左右，容重：γ＝24KN/ m3；采石场用粗细骨料及砂料，距渠首2.5—3.0km。 7.交通：进水闸有交通要求，要求桥面总宽5m 。 三设计资料： 1.渠道设计资料： 渠首底板高程32.10m； 每年最大引水流量Q＝78m3/s； 灌溉期正常挡水位35.00m； 相应下游水位34.80m； 渠道纵坡I＝1：3500； 渠道边坡m＝1.75； 渠道底宽B＝26m； 渠道顶部高程37.5m； 渠道顶部宽度6m； 2. 确定设计流量与水位： 以水闸最大引水流量78m3/s作为设计流量。因所设计进水闸为有坝式引水，根据有坝引水上游水位的确定办法，进水闸的上游水位是有拦河坝（闸）控制的。闸的上游设计水位，即拦河坝（闸）应该壅高的水位。其他时期的水位决定于相应时期内拦河坝（闸）泄流时的坝顶（闸前）溢流水位。所以上游水位是正常挡水位35.00m，相应下游水位34.80m。 3.泄流计算资料：
论水工建筑物的养护与维修 摘要：本文本着“养重于修，修重于抢”的精神，对水工建筑物的养护与维修提出了意见和建议，争取做到“小坏小修，不等大修，随坏随修，不等岁修”，以保证建筑物始终处于完好的工作状态。 关键词：水工建筑物养护维修 随着中国水利的快速发展，相对于水工建筑物的建造，它们的维修与养护越来越受到人们的重视。为了保证水工建筑物的正常运行，我们应该对建筑物进行长期的养护与维修，以使的建筑物始终处于完好的工作状态。 一．水工建筑物的养护 1.土坝的养护 土坝是有散状的土石料填筑而成的挡水建筑物，因此容易受外力的影响而发生破坏。 1.1.对坝面的养护 对老鼠、白蚁等造成的生物破坏，应该将洼坑、凹面及时填平，并设法捕捉害兽和白蚁，防止造成进一步的破坏；对高温干旱使坝面产生的裂缝，应及时填补，防止渗流造成冲刷等危害。 1.2.对护坡的养护 对草皮护坡，应及时在春季补种或更新草皮，干旱季节要对草皮洒水养护；对干砌石护坡，应按时检查，对松动的石块进行加固，对损坏的石块进行更换；对浆砌石护坡，有砂浆填缝的地方，要去除松动部分，重新灌以饱满砂浆；对混凝土护坡，要注意对剥落地方进行打毛、冲洗、刷素水泥浆打底等处理。 2.混凝土以及钢筋混凝土建筑物的养护 由于受到环境温度、湿度以及基础约束的影响，混凝土建筑物容易产生裂缝。对表面裂缝，我们应该及时填补裂缝，防止裂缝深层贯穿；对于较深的裂缝，可以采用灌浆或上部开挖回填，下部灌浆的方法处理并在混凝土表面采取可靠的保温保湿防护措施。水流对混凝土面的磨损、冲刷等现象，应在每次定期检查中进行观察，对蜂窝、麻面甚至出现过孔洞的部位，注意其变化情况是否产生渗水现象、伸缩缝、沉陷缝止水设施，发现有损坏要予以处理。 3. 其他建筑物的养护 对于钢结构的养护，定期除锈，在表面涂抹油漆等物质；按时检查螺丝等是否松动，焊缝是否变形；定时启动闸门，防止泥沙淤积。 对于木结构的养护，应保持其干燥，进行防腐、防潮、防虫处理。定期检查。填补虫蛀的地方，并及时涂油漆或沥青；对损坏的构件，及时更换。 对于启闭机械和动力设备的养护，必须按照经常养护，随时维修，定期给转动部分加润滑油。 对北方寒冷地区建筑物的养护，应该加强其抗冻性，及时填补裂缝。还可以人工破冰，采用电热设备防止门槽冻结等。 二．水工建筑物的维修 1.土坝的维修
中华人民共和国行业标准 SL 265-2001 水闸设计规范 Desidn specification for sluice 2001-02-28发布 2001-04-01实施 中华人民共和国水利部发布 中华人民共和国行业标准 水闸设计规范 Desidn specification for sluice SL 265-2001 主编单位：江苏省水利勘测设计研究院 批准部门：中华人民共和国水利部 施行日期：2001年4月1日 中华人民共和国水利部关于批准发布《水闸设计规范》SL 265-2001的通知 水国科［2001］62号 部直属各单位,各省,自治区,直辖市,计划单列市水利(水务)厅(局),新疆生产建设兵团水利局： 根据部水利水电技术标准制定,修订计划,由水利水电规划设计总院主持,以江苏省水利勘测设计研究院为主编单位修订的《水闸设计规范》,经审查批准为水利行业标准,并予以发布.标准的名称和编号为： 《水闸设计规范》SL 265-2001(代替SD133-84). 本标准自2001年4月1日起实施.在实施过程中,请各单位注意总结经验,如有问题请函告主持部门,并由其负责解释. 标准文本由中国水利水电出版社出版发行.二○○一年二月二十八日 前言 根据水利部水利水电规划设计总院水规设字(1995)0037号"关于开展《水闸设计规范》(SD133-84)修订工作的意见",水利部水利水电规划设计管理局水规局技［1997］7号"关于印发水利水电勘测设计技术标准修订工作会议有关文件的通知",对SD133-84,(以下简称原规范)进行修订. 修订后的SL 265-2001《水闸设计规范》,(以下简称本规范) 主要包括下列技术内容： ---水闸的等级划分及洪水标准； ---水闸的闸址选择和总体布置； ---水闸的水力设计和防渗排水设计； ---水闸的结构设计； ---水闸的地基计算及处理设计； ---水闸的观测设计等. 对原规范进行修订的主要技术内容如下： ---拓宽了原规范的适用范围,在各章节中增加了有关山区,丘陵区水闸及建于岩石地基上水闸设计的若干规定； ---增加了有关水闸等级划分及洪水标准的规定； ---对有关水闸闸址选择方面的规定内容进行了修改和增订； ---增加了有关水闸枢纽布置的规定,并对有关水闸闸室结构,防渗排水设施,消能防冲设施
第五章 复习思考题 1.什么叫水闸？按水闸作用分有几类？按闸室结构形式如何分类？ 2.土基上的水闸由哪几部分组成？各起什么作用？ 3.闸孔型式有哪几种？各自优缺点及适用条件是什么？ 4.为什么水闸通常采用底流水跃消能？怎样选择消力池的形式？ 5.水闸有哪些辅助消能工？它们各自的形式和作用是什么？ 6.什么叫波状水跃？产生波状水跃的原因是什么？怎样防止波状水跃带来的危害？ 7.海漫的作用是什么？对它有什么要求？如何选择材料和确定其尺寸？ 8.闸基渗流有哪些危害性？ 9.什么叫地下轮廓线和闸基防渗长度？如何确定闸基防渗长度？ 10.闸基渗流的计算目的是什么？有哪些计算方法？各自精度和适用条件如何？ 11.改进阻力系数法认为任一流段的水头损失为，此式怎样推导来的？ 12.闸室是水闸的主体，它由哪几部分组成？各部分的主要作用是什么？ 13.试根据不同分类方法说明闸底板有哪些类型？ 14.胸墙有哪些形式？如何选择？ 15.对水闸闸室必须进行哪些情况下的稳定验算？各计算情况应包括哪些荷载？ 16.抗滑稳定安全系数若不满足《规范》的要求，有哪些改善稳定的措施？ 17.整体式平底板应力计算有倒置梁和弹性地基梁法，试述其适用情况。 18.整体式底板不平衡剪力是怎样产生的？ 19.水闸连接建筑物的作用是什么？ 20.水闸两岸连接建筑物有哪些布置形式？各自特点是什么？ 21.上下游翼墙有哪些结构形式？ 综合测试 1.水闸是 （A）挡水建筑物； （B）泄水建筑物； （C）即能挡水，又能泄水的水工建筑物； （D）输水建筑物。
2.节制闸（拦河闸）： （A）一般在洪水期，抬高上游水位，枯水期，下泄流量； （B）一般在洪水期，下泄流量，枯水期，抬高上游水位； （C）在洪水期和枯水期，都需要抬高上游水位； （D）在洪水期和枯水期，都下泄流量。 3.排水闸的作用： （A）排除内涝积水，抵挡外河洪水； （B）抵挡内涝积水，排除外河洪水； （C）排除内涝积水和外河洪水； （D）抵挡内涝积水和外河洪水。 4.带胸墙水闸 （A）适于挡水位低于引水水位或排水水位的情况； （B）适于引水位高于挡水水位或排水水位的情况； （C）适于引水位高于引水水位或挡水水位的情况； （D）适于挡水位高于引水水位或排水水位的情况。 5.底板高程确定的原则有： （A）拦河闸、冲砂闸的底板高程可低于河底； （B）进水闸底板高程在满足引水的条件下，可低些，用以挡砂； （C）排水闸的底板高程尽可能低些，用以排污； （D）小型水闸，在满足过流要求的前提下，可低些。 6.底流消能工程作用使过闸水流 （A）在闸下游消力池内产生一定淹没度的水跃； （B）在闸下游消力池内产生淹没式水跃； （C）在闸下游消力池内产生远离式水跃； （D）在闸下游消力池内产生临界水跃。 7.地下轮廓线是 （A）水闸闸底板和下游消力池等不透水部分和地基的接触线，即为防渗边界线； （B）水闸和地基的接触线，即为防渗边界线； （C）水闸上游铺盖和闸底板等透水部分和地基的接触线，即为防渗边界线； （D）水闸上游铺盖和闸底板等不透水部分和地基的接触线，即为防渗边界线。 8.分离式底板受力特点是： （A）闸室的闸墩及上部结构重量由底板传至地基； （B）闸室的闸墩及上部结构重量由闸墩底板传至地基；小底板仅承受自身重量及板上水重； （C）闸室的闸墩及上部结构重量由闸墩传至地基；小底板仅承受自身重量； （D）闸室的闸墩的结构重量由闸墩底板传至地基；小底板仅承受板上水重。 9.整体式底板不平衡剪力产生是因为： （A）闸底板在垂直水流方向，底板上部结构有突变，底板下地基反力分布呈连续分布； （B）闸底板在顺水流方向，底板上部结构呈连续分布，底板下地基反力分布有突变； （C）闸底板上部结构有突变，底板下地基反力分布呈直线分布； （D）闸底板在顺水流方向，底板上部结构有突变，底板下地基反力分布呈连续分布。 10.上游翼墙的功能是： （A）挡土、消除水流能量，与铺盖共同承担防渗的作用；
水闸设计说明书 一、 设计基本资料 节制闸闸前水位1.7m,闸后水位1.6m 。节制闸设计流量16.5m 3/s 。原有干渠底宽11.0m,渠道比降1：6000,边坡1：1.5，糙率0.025。渠道土质为沙壤土。采用C15混凝土，Ⅰ级钢筋。建筑物为Ⅳ级。进水闸轴线与干渠水流成90度角布置。 二、设计任务 设计节制闸一座，该建筑物横跨于干渠中，用以节制水位，保证设在节制闸左侧的进水闸顺利引水的要求。进水闸轴线与干渠水流成90度角布置。 三、成果要求 1、完成说明书约30页。（含各部分结构简图）。 2、计算机绘图一张，包括水闸纵剖面图，水闸平面图及细部构造图，配筋图等。 第一章 节制闸的水力计算 1.验算渠道的过水能力 根据已知资料，采用公式Q=ωC Ri ,可算出现在渠道过流能力Q ，同时同设计流量Q 设 比较，如果Q>Q 设。那么渠道能满足过水要求；如果Q 图1-1 渠道过水断面示意图 解：()h mh b +=ω= (11+1.5×1.6) ×1.6=21.44m 2 77.165.116.12111222=+??+=++=m h b χ m 21.44 1.2816.77 R ωχ= == m s m 2 1 05.136000 128.168.4144.21=???==Ri c Q ω< 现扩建渠道断面，以加大底宽处理。见表1-1： 设2、初拟闸孔宽度 闸孔形式采用宽顶堰，堰顶与渠底同高。采用公式 23 0'2H g b m Q s σ= g V H H 22 0+= b n b '= 式中：b —闸孔总净宽度；（m ） H —记入行进流速的堰顶水头；（m ） m '—含侧收缩影响的流量系数，查附表4-1； b '—每孔净宽；（m ） n —孔数； 0V —行进流速，按堰前（3~5）H 处的过水断面计算；（m/s ） s m 3 67 . 41 28 . 1 025 . 0 1 1 6 1 6 1 = ? = = R n C .5 . 16= 设 Q s m 3 水闸设计实例 本工程位于河南省某县城郊处，它是某河流梯级开发中最末一级工程。该河属稳定性河流，河面宽约200m，深约7~10m。由于河床下切较深又无适当控制工程，雨季地表径流自由流走，而雨过天晴经常干旱，加之打井提水灌溉，使地下水位愈来愈低，严重影响两岸的农业灌溉和人畜用水。为解决当地40万亩农田的灌溉问题，经上级批准的规划确定，修建挡水枢纽工程。 拦河闸所担负的任务是：正常情况下拦河截水，抬高水位，以利灌溉，洪水时开闸泄水，以保安全。 本工程建成后，可利用河道一次蓄水800万m3，调蓄水至两岸沟塘，大量补给地下水，有利于进灌和人畜用水，初步解决40万亩农田的灌溉问题并为工业生产提供足够的水源，同时对渔业、航运业的发展，以及改善环境，美化城乡都是极为有利的。 （一）地质条件 根据钻孔了解闸址地层属河流冲积相，河床部分地层属第四纪蟓更新世Q3与第四纪全新世Q4的层交错出现，闸址两岸高程均在41m左右。 闸址处地层向下分布情况如下表1所示。 表1 闸址处地层分布情况 闸址处系平原型河段、两岸地势平坦，地面高程约为40.00m左右，河床坡降平缓，纵坡约为1/10000，河床平均标高约30.00m，主河槽宽度约80-100m，河滩宽平，呈复式河床横断面，河流比较顺直。 （三）土的物理力学性质指标 土的物理力学性质指标主要包括物理性质、允许承载力、渗透系数等，具体数字如表2、3所示。 表2 土的物理性质指标表 表3 土的力学性质指标表 1、石料 本地区不产石料，需从外地运进，距公路很近，交通方便。 2、粘土 经调查本地区附近有较丰富的粘土材料。 3、闸址处有足够的中细砂。 （五）水文气象 1、气温 本地区年最高气温 οC ，最低气温 οC ，平均气温 οC 。 2、风速 最大风速 20=V m/s ，吹程0.6Km 。 3、径流量 非汛期（1～6月及10～12月）9个月份月平均最大流量s 。 汛期（7～9）三个月，月平均最大流量为149m 3 /s ，年平均最大流量 2.26=Q m 3 /s ，最 大年径流总量为亿m 3 。 4、冰冻 闸址处河水无冰冻现象。 （六）批准的规划成果 对水闸设计要点及方法的研究 摘要: 随着国民经济的快速发展，水利已经不仅是作为农业的命脉，而是作为国民经济可持续发展的命脉，在我国现代化建设中发挥着越来越重要的作用。近年来，在全国范围内，掀起了水利工程建设高潮。本文基于笔者多年从事水利设计的相关工作经验,以水闸设计为研究对象, 对水闸设计经验进行了探索和研究。 关键词: 水闸设计；地基处理；消能防冲 Abstract: along with the rapid economic development, water conservancy has not just as the lifeblood of agriculture, but as the lifeblood of sustainable development of the national economy, and in our country’s modernization construction is playing a more and more important role. In recent years, around the country raised the water conservancy project construction upsurge. Based on years of experience in the water conservancy design related working experience, with locks design as the research object, the design experience of locks the exploration and research. Keywords: locks design; Foundation treatment; Away can prevent rushed 中图分类号：TV66文献标识码：A文章编号： 水闸的设计是非常复杂的,它不仅有主观的因素,还有客观的因素。堤防之险在于闸,水闸之险在于基．水闸的地基处理是水闸设计中的重点和难点。当天然地基不能满足承载力和沉降要求时,在满足水闸抗滑稳定的前提下,设计人员首先考虑采用轻型结构、增加水闸结构刚度等结构措施。 1 水闸的组成部分及其作用 水闸：闸室是水闸挡水和泄水的主体部分。通常包括底板、闸墩、闸门、胸墙、工作桥及交通桥等。底板是闸室的基础，承受闸室的全部荷载，并较均匀地传给地基，此外，还有防冲、防渗等作用。闸墩的作用是分隔闸孔并支承闸门、工作桥及交通桥等上部结构。闸门的作用是挡水和控制下泄水流。胸墙是用来挡水以减小闸门高度。工作桥供安置启闭机和工作人员操作之用。交通桥是为连接两岸交通设置的。 上游连接段：上游连接段的主要作用是引导水流平顺地进入闸室，保护上游河床及河岸免遭冲刷并有防渗作用。一般有上游护底、防冲槽、翼墙及护坡等部分组成。上游翼墙的作用是引导水流平顺进入闸孔并起侧向防渗作用。铺盖 《水工建筑物》课程内容简介 课程名称：水工建筑物 学分：4 总学时：60—64 适用专业：水利水电建筑工程专业 先修课程：工程制图、工程力学、建筑材料、工程测量、土力学、工程地质、水力学、钢筋砼结构、水工钢结构、工程水文学与水利计算等为学习基础平台。 后续课程：水利工程施工、水利工程管理、课程设计、毕业设计 一、课程内容简介： （一）绪论 1.我国的水利工程建设 其内容主要包括：国的水资源及开发；我国水利工程建设状况；我国水利事业发展前景2．水工建筑物及水利枢纽 其内容主要包括：水利枢纽；水工建筑物的分类及特点；水利工程的等级划分；水工建筑物的设计洪水标准及安全加高。 3. 本课程的性质、任务及学习方法 其内容主要包括：本课程的内容、性质、任务；该课程学习方法及注意的问题教学重点：水资源、水利枢纽、水工建筑物等概念；我国水利水电发展前景及当前改革方向。 难点：基本概念、当前水利事业发展及改革的方向。 （二）水工建筑物上的荷载 1 荷载及计算 建筑物及永久设备重；水压力；扬压力；土压力淤沙压力；浪压力；地震荷载；山体围岩压力及弹性抗力；风雪荷载；其它荷载。 2荷载分类及荷载效应组合 荷载分类；荷载效应组合。 教学重点：水工建筑物荷载特点、各种荷载的计算方法及影响因素；荷载组和的实际状况选择。 难点：基本概念、扬压力、风浪压力、地震力、荷载组合。 （三）重力坝 1．概述： 重力坝的特点；重力坝的类型；外重力坝的发展 2．重力坝的稳定分析 抗滑稳定计算截面的选择；抗滑稳定计算；提高坝体抗滑稳定性的工程措施。 3 重力坝的应力分析 概述；用材料力学法计算坝体应力。 4．非溢流重力坝的剖面设计 基本剖面设计；非溢流重力坝的实用剖面。 5 溢流重力坝设计 溢流重力坝剖面设计；溢流孔口布置；溢流重力坝的消能防冲措施。 水闸设计实例 本工程位于河南省某县城郊处，它是某河流梯级开发中最末一级工程。该河属稳定性河流，河面宽约200m ，深约7~10m 。由于河床下切较深又无适当控制工程，雨季地表径流自由流走，而雨过天晴经常干旱，加之打井提水灌溉，使地下水位愈来愈低，严重影响两岸的农业灌溉和人畜用水。为解决当地40万亩农田的灌溉问题，经上级批准的规划确定，修建挡水枢纽工程。 拦河闸所担负的任务是：正常情况下拦河截水，抬高水位，以利灌溉，洪水时开闸泄水，以保安全。 本工程建成后，可利用河道一次蓄水800万m 3，调蓄水至两岸沟塘，大量补给地下水，有利于进灌和人畜用水，初步解决40万亩农田的灌溉问题并为工业生产提供足够的水源，同时对渔业、航运业的发展，以及改善环境，美化城乡都是极为有利的。 （一）地质条件 根据钻孔了解闸址地层属河流冲积相，河床部分地层属第四纪蟓更新世Q 3与第四纪全新世Q 4的层交错出现，闸址两岸高程均在41m 左右。 闸址处地层向下分布情况如下表1所示。 闸址处系平原型河段、两岸地势平坦，地面高程约为40.00m 左右，河床坡降平缓，纵坡约为1/10000，河床平均标高约30.00m ，主河槽宽度约 80-100m ，河滩宽平，呈复式河床横断面，河流比较顺直。 （三）土的物理力学性质指标 土的物理力学性质指标主要包括物理性质、允许承载力、渗透系数等，具体数字如表2、3所示。 表3 土的力学性质指标表 1、石料 本地区不产石料，需从外地运进，距公路很近，交通方便。 2、粘土 经调查本地区附近有较丰富的粘土材料。 3、闸址处有足够的中细砂。 （五）水文气象 1、气温 本地区年最高气温42.2 C ，最低气温-20.7 C ，平均气温14.4 C 。 2、风速 最大风速 20=V m/s ，吹程0.6Km 。 3、径流量 非汛期（1～6月及10～12月）9个月份月平均最大流量9.1m 3/s 。 汛期（7～9）三个月，月平均最大流量为149m 3/s ，年平均最大流量 2.26=Q m 3/s ，最大年径流总量为8.25亿m 3。 4、冰冻 闸址处河水无冰冻现象。 （六）批准的规划成果 1、根据水利电力部《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》（SD112-78）的规定，本枢纽工程为Ⅲ等工程，其中永久性主要建筑物为3级。 2、灌溉用水季节，拦河闸正常挡水位为38.50m 。 3、洪水标准见表4所示。 1、工期为两年。 2、材料供应情况 水泥由某水泥厂运输260 Km 至某市，再运输80 Km 至工地仓库；其它他材料由市汽车运至工地；电源由电网供电，工地距电源线1.0Km ；地下水位平均为28.0~30.0m 。 （一）闸址的选择 闸址、闸轴线的选择关系到工程的安全可靠、施工难易、操作运用、工程量及投资大小等方面的问题。在选择过程中首先应根据地形、地质、水流、施工管理应用及拆迁情况等方面进行分析研究，权衡利弊，经全面分析比较，合理确定。 本次设计中闸轴线的位置已由规划给出。 （二）闸型确定 本工程主要任务是正常情况下拦河截水，以利灌溉，而当洪水来临时，开闸泄水，以保防洪安全。由于是建于平原河道上的拦河闸，应具有较大的超泄能力，并利于排除漂浮物，因此采用不设胸墙的开敞式水闸。 同时，由于河槽蓄水，闸前淤积对洪水位影响较大，为便于排出淤沙，闸底板高程应尽可能低。因此，采用无底坎平顶板宽顶堰，堰顶高程与河床同高，即闸底板高程为30.00m 。 （三）拟定闸孔尺寸及闸墩厚度 由于已知上、下游水位，可推算上游水头及下游水深，如表1所示： 水工建筑物课程设计之前 进水闸设计 Prepared on 24 November 2020 《水工建筑物》课程课程设计 前 进 闸 初 步 设 计 学号: 专业: 水利水电工程 姓名: 封苏衡 指导教师: 潘起来老 师 2011年 12 月 19日 目录 第一章设计资料和枢纽设计 (4) 1.设计资料 (4) 2.枢纽设计 (5) 第二章闸孔设计 (7) 1.闸室结构设计 (7) 2.确定闸门孔口尺寸 (7) 第三章消能防冲设计 (11) 1.消力池设计 (11) 2.海漫的设计 (13) 3. 防冲槽的设计 (14) 第四章地下轮廓设计 (15) 1.地下轮廓布置形式 (15) 2. 闸底板设计 (15) 3.铺盖设计 (16) 4. 侧向防渗 (16) 5. 排水止水设计 (17) 第五章渗流计算 (19) 1.设计洪水位情况 (19) 2. 校核洪水位情况 (23) 第六章闸室结构布置 (24) 1. 闸室的底板 (24) 2. 闸墩的尺寸 (24) 3. 胸墙结构布置 (24) 4. 闸门和闸墩的布置 (24) 5. 工作桥和交通桥及检修便桥 (25) 6. 闸室分缝布置 (26) 第七章闸室稳定计算 (27) 1.确定荷载组合 (27) 2. 闸室抗滑稳定计算和闸基应力验算 (27) 第八章上下游连接建筑物 (31) 1.上游连接建筑物 (31) 2.下游连接建筑物 (31) 参考文献 (31) 第一章设计资料和枢纽设计 1、设计资料 工程概况 前进闸建在前进镇以北的团结渠上是一个节制闸。本工程等别为Ⅲ等，水闸按3级建筑物设计。该闸有如下的作用： （1）防洪。当胜利河水位较高时，关闸挡水，以防止胜利河的高水入侵团结渠下游两岸的底田，保护下游的农田和村镇。 （2）灌溉。灌溉期引胜利河水北调，以灌溉团结渠两岸的农田。 （3）引水冲淤。在枯水季节。引水北上至下游红星港，以冲淤保港。 规划数据 （1）团结渠为人工渠，其断面尺寸如图1所示。渠底高程为，底宽50m，两岸边坡均为1：2 。（比例1：100） 图1 团结渠横断面图（单位：m） 期末考前重点 重力坝 1. 水利工程：对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利目的而兴建的各项工程。水工建筑物的类别：①挡水建筑物：坝和水闸、堤防、海塘②泄水建筑物：溢流坝、坝身泄水孔、各式岸边溢洪道、泄水隧洞③输水建筑物：引水隧洞、渠道、渡槽④取水建筑物：引水隧洞的进口段、灌溉渠首和供水用的进水闸、扬水站⑤整治建筑物：丁坝、顺坝、导流堰、护底和护岸⑥专门建筑物：专为发电用的压力前池、调压室、电站厂房；专为灌溉用的沉沙池、冲沙闸；专为过坝用的船闸、升船机、鱼道和过木道等。 2. 水工建筑物与水利枢纽：为了满足防洪要求，获得灌溉，发电，供水等方面的效益，需要在河流的适宜地段修建不同类型的建筑物，用来控制与分配水流，这些建筑物称为水工建筑物，而由不同类型的水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。 3. 水利工程的特点：（1）工作条件复杂。（2）受自然条件制约，施工难度大（3）效益达，对环境影响也大（4）失事后果严重。 4. 解决水工问题的方法：理论分析，数值分析，实验研究法，原型观测与监测，工程经验。 5. 水利技术工作包含：勘测，规划，工程设计，工程施工，工程管理，科技开发。 6. 水利水电工程为什么要分等分级？水利工程工作失常，会直接影响经济效益，而工程失事，将给社会带来巨大的财产损失和人为的灾害。水利是国民经济的基础产业，工作失常会导致社会经济运转受到阻滞和破坏，甚至形成社会问题。因此，根据水利水电工程的规模，效益和在国民经济中的地位对其进行分等分级。 7. 建筑物安全储备的表达形式：单一安全系数法和分项系数极限状态设计法。 8. 水工建筑物失事情况统计。P19 9. 水工建筑物的可靠度分析：安全性，耐久性，适用性。在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的概率。 10. 重力坝：用混凝土或者石料等材料修筑，主要依靠坝体自重保持稳定的坝。 11. 重力坝工作原理：重力坝在水压力与其他荷载作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定的要求；依靠坝体自重产生的压应力来抵消由于水压力产生的拉应力。 12. 作用与荷载：作用为外界环境对水工建筑物的影响。荷载为直接作用在结构体上的作用，在进行结构分析时，如果开始即可用一个明确的外力来代表外界环境的影响，则此作用称为荷载。 13. 重力坝承受的荷载与作用：自重﹑静水压力﹑扬压力﹑冻水压力﹑波浪压力﹑泥沙压力﹑冰压力﹑土压力﹑温度作用﹑风作用﹑地震作用。具体的参考课本 14. 地震惯性力：发生地震时由地震加速度和建筑物质量引起的惯性力。 15. 地震动水压力：地震时，坝前坝后的水也随着震动，形成作用在坝面上的激荡力，称为动水压力。 16. 荷载组合：基本组合与特殊组合。基本组合：（1）坝体及其上固定设备的自重；（2） （3）相应于正常蓄水位或设计洪水位时的扬压力（4）正常蓄水位或设计洪水位时的静水压力； 泥沙压力（5）相应于正常蓄水位或设计洪水位时的浪压力（6）冰压力（7）土压力（8）相应于设计洪水位时的动水压力（9）其他出现几率较多的荷载。特殊组合：（1）校核洪水位时的静水压力（2）相应于校核洪水位时的扬压力（3）相应于校核洪水位时的浪压力（4）相应于校核洪水位时的动水压力（5）地震作用（6）其他出现几率很少的荷载。 17. 重力坝的抗滑稳定分析 18. 提高坝体抗滑稳定的工程措施：（1）利用水重（2）采用有利的开挖轮廓线（3）设置齿墙（4）抽水措施（5）加固地基（6）横缝灌浆（7）预加应力措施 简述水闸设计要点及方法 摘要：在我国水利工程当中，水闸的重要性是有目共睹的，而针对水闸进行科 学设计能够提升水闸项目在区域水资源合理化调配中的作用，本文首先就水闸的 主要组成与建设特点进行了分析，而后探讨了水闸设计的要点及质量控制方法。 关键词：水闸；设计要点；方法 引言 在我国水资源优化利用需求日益增大的今天，进行水利工程建设的工程需求 量不断增多，水闸是很多水利工程当中的重要结构，必须根据水利工程的运行要 求进行水闸设计才能够提升水闸项目在使用当中的运行效果，水闸结构设计工作 中地基设计与选择设计都非常重要。 1水闸的结构组成分析和水闸工程建设的需求 1.1水闸结构组成 1.1.1上游连接段结构 这段结构的主要作用就是使水流能够稳定顺利地进入闸室内，对上游连接段 进行科学设计与施工还能够对上游部分区域河床以及河岸进行保护，降低过大水 量对河岸的冲刷影响，这段工程结构相对复杂，例如要有铺盖结构和防冲槽，铺 盖结构的主要作用是防渗，而防冲槽的作用则是为铺盖头提供保护，而上游连接 段的翼墙结构则是帮助引导水流平顺地流向水闸闸孔，翼墙同时还能防止侧向渗 漏问题的发生。 1.1.2水闸扎实 闸室是水闸工程项目的重要组成，它能够为水闸实现挡水以及泄水功能提供 结构基础，水闸结构的主要组成部分为底板、闸墩以及闸门、胸墙等，其中的底 板是闸室工程建设的基础，底板必须承载闸室中所有结构的重量，并且将所承受 的荷载分散开来传递给水闸地基，而闸墩就是将水闸中向闸孔、闸门等上部结构 与底板结构分开的工程结构，闸门的作用就是对水流进行阻挡以及倾泻控制的工 程结构，水闸闸室中较为重要的部分有三，也就是闸门以及底板与闸墩，通常为 了提升闸室的坚固性会使用混凝土与钢筋材料进行闸室构建。 1.1.3下游连接段结构 这段结构的重要作用就是在水流经过闸室后，对其进行一定程度的扩散，并 消减一些过剩水能，通常的做法就是通过消力池的作用时水流在其中形成水跃现象，降低水能，这样水流在经由下游连接段流向河道等水系时就会更加平顺，过 闸后的水流也就不会对坝体造成太大的冲击力，实际设计中下游连接段的结构组 成主要包括消力池、翼墙护坦以及海漫、齿墙等，齿墙可以为海漫末端结构提供 保护，减少水流对这类结构的冲刷影响。 图1 某水闸工程平面设计图 1.2水闸设计营建的功能需求 水闸作为常见的水利工程建筑结构，其功能需求主要有两方面，首先就是能 够对水流进行阻挡，其次就是能够倾泻过剩水流，水闸建筑在平原地区非常常见，不过平原地区的近水区域通常都有较厚的软土结构层，这样就会导致水闸建筑地水闸设计实例1
对水闸设计要点及方法的研究
《水工建筑物》课程内容简介
水闸设计实例1
水工建筑物课程设计之前进水闸设计
水工建筑物考试重点
简述水闸设计要点及方法
相关主题
文本预览