《水工建筑物》课程课程设计
前
进
闸
初
步
设
计
学号: 0803105028
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
1.1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。
1.2 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2194.5m，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）
（2）灌溉期前进闸自流引胜利河水灌溉，引水流量为300s
m/3。此时相应水位为：闸上游水位2201.83m，闸下游水位2201.78m；冬春枯水季节，由前进闸自流引水至下游红星港，引水流量为100s
m/3，此时相应水位为：闸上游水位2201.44m，闸下游水位2201.38m。
（3）闸室稳定计算水位组合：设计情况，上游水位2204.3m，下游水位2201.0m；校核情况，上游水位2204.7m,下游水位2201.0m。消能防冲不利情况是：上游水
m/3
位2204.7m,下游水位2201.78m，引水流量是300s
（4）下游水位流量关系：
（5）地质资料：
① 根据地质钻探报告，闸基土质分布情况见下表：
②根据土工试验资料，闸基持力层坚硬粉质粘土的各项参数指标为：凝聚力C=60.0Kpa ；内摩擦角19=?°；天然孔隙比e=0.69；天然容重3KN/m 3.20=γ 建闸所用回填土为砂壤土，其内摩擦角26o ?=，凝聚力0c kPa =，天然容重
318kN m γ=。本地区地震烈度在6度。
（6）本工程等别为III 等，水闸按3级建筑物设计。
（7）闸上有交通要求，闸上交通桥为单车道公路桥，桥面净宽4.5m,总宽5.5m ，采用板梁结构。每米桥长约种80KN 。（详见设计书插图）
（8）该地区“三材”供应充足。闸门采用平面钢闸门，尺寸自定，由工厂加工。不考虑风浪的作用，胜利河为少泥沙河道（含少量推移质泥沙）
2. 枢纽设计
2.1进水口防沙设施设计
胜利河为少泥沙河流，防沙要求不高，为防止泥沙进入引水渠，防沙设施设拦沙坎即可，《水电站进水口设计规范》DL/T5398-2007中规定其高度为2.5m~3m ，取其高度为2.5m 。 2.2 引水渠的布置
① 取水方式确定: 由于胜利河为少泥沙河道，防沙要求不高，且取水期间河道的水位和流量能够满足取水要求，故取水方式可设计成无坝取水。
② 引水口位置选择: 胜利河在流经灌区时有一个明显的弯道，可利用弯道环流原理，将引水渠的引水口设在胜利河凹岸顶点位置稍偏下游处，该位置距弯道水
流拐点的长度可由公式计算：
R
KB
=B
L
1
/
4+
式中：L——进水闸至引水口弯道起点的距离
K——与渠道分沙比有关的系数一般取0.6～1.0（K=0.8）
R——河道的弯道半径
B——河道河槽的宽度
由此可确定引水口位置
③引水渠的方位确定:为使弯道水流平顺进入引水渠，根据规范，取引水渠中心线与河道水流方向夹角即引水角不超过30度。（取25度）
第二章 闸孔设计
1. 闸室结构设计
1.1 闸室结构型式的确定
由于闸室地基土质为坚硬粉质粘土,土质均匀,承载力较大,因此选用整体式平底板闸室，且闸前水位最大可达到10.2m ，最低水位可达6.94m ，水位变幅3.26m ，为减少闸门高度，因此设计成胸墙式闸室。 1.2 堰型选择
由于水闸有防洪冲淤的任务，故堰型采用宽顶堰，它有利于泄洪，冲沙，排污，且泄流能力稳定，结构简单，施工方便。 1.3 确定闸顶高程
设计情况下，上游水位2204.3m ，下游水位2201.0m ；校核情况下，上游水位2204.7m,下游水位2201.0m 。不考虑风浪情况，则课本76页公式3-78
??
?=+=+=???++=m
m
h h c c c 2.22055.07.22040.22057.03.2204max H 校△△△ 所以取m 0.2206H =△
1.4 确定闸底板高程
闸底板应尽可能置于天然坚实的土层上，在满足强度等条件下，高程应尽可能高一些。一般情况下，闸底板高程定为2194.5m ，和河底齐平。
2. 确定闸门孔口尺寸
2.1 计算闸孔总净宽
①灌溉期：上游水位2201.83m ，下游水位2201.78m ，流量300s m /3
上游水深m H 33.75.219483.2201=-=，下游水深m h s 28.75.219478.2201=-= 过水断面296.47333.7)33.7250(m A =??+= 上游行近流速s m A Q v /633.096
.4733000===
行近水头m g v H H 35.781.92633.00.133.722
20
0=??+=+=α 8.099.035
.728
.70>==H h s 属淹没出流。 由《水闸设计规范》SL265—2001查得当99.00
=H h s
时，36.0=σ 初步设计认为385.0=m ，94.0=ε
由公式m H
g m Q
L 10.2635
.781.92385.094.036.0300
22
/32/30
0=?????=
=
σε
②枯水季节：上游水位2201.44m ，下游水位2201.38m ，流量100s m /3 上游水深m H 94.65.219444.2201=-=，下游水深m h s 88.65.219438.2201=-= 过水断面233.44394.6)94.6250(m A =??+= 上游行近流速s m A Q v /226.033
.4431000===
行近水头m g v H H 943.681.92226.00.194.622
20
0=??+=+=α 8.0991.0943
.688
.60>==H h s 属淹没出流。 由《水闸设计规范》SL265—2001查得当99.00
=H h s
时，36.0=σ 初步设计认为385.0=m ，94.0=ε 由公式m H
g m Q
L 472.9943
.681.92385.094.036.0100
22
/32/30
0=?????=
=
σε
由于应选用最大过闸单宽流量，故应选最大闸孔总净宽，因此综合两种情况,闸孔总净宽取值为26.10m 。此时单宽流量)*/(50.111
.2630030m s m L Q q ===
，由地质资料知闸地基处为坚硬粉质粘土，可取20-25)*/(3m s m ，故满足要求 2.2 孔数及单孔宽度的选定
为了保证闸门对称开启，使水流过闸均匀，孔数宜采用单数。我国大中型水闸单孔宽度一般采用8-12m,故选3=n 孔，选单孔净宽m l 100=。
根据规范上游闸墩头部均采用半圆形，下游闸墩头部采用流线形，厚m d 2=，边墩取1.5m
闸孔总宽度为：m d n nl L 3422103)1(01=?+?=?-+=
渠道宽50.0m ，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。
闸孔尺寸示意图见图2-1（比例1：100）
图2-1闸孔布置图（ 单位：m ）
2.3 水闸泄流能力验算（查阅《水闸设计规范》SL265-2001）
2.3.1 灌溉期过流验算：上游水位2201.83m ，下游水位2201.78m ，流量300s m /3 对于中孔：m l 100=，m d 2=
973.02
1010
)210101(171.01)1(171.01440000=+?+-?-=++-
-=d l l d l l z ε 对于边孔：m l 100=， m b b 16.21233.72/)3750(=?+-=
912
.016
.2111010
)16.21110101(171.012
)21(171.014400
00=++?++-
?-=++?++-
-=b
b b b d
l l b d l l ε
则 953.03
912
.0)13(973.0)1(=+-?=
+-=
n
n b
z εεε
水闸泄流能力
s
m H g mL Q /75.34935.781.9230385.0953.036.0232/32
/300=??????=?=σε大于300s m /3满足要求 。
2.3.2 枯水期过流验算：上游水位2201.44m ，下游水位2201.38m ，流量100s m /3 对于中孔：m l 100=，m d 2=
973.02
1010
)210101(171.01)1(171.01440000=+?+-?-=++-
-=d l l d l l z ε 对于边孔：m l 100=， m b b 38.20294.62/)3750(=?+-=
9124
.038
.2011010
)38.20110101(171.012
)21(171.014400
00=++?++-
?-=++?++-
-=b
b b b d
l l b d l l ε
则 953.03
9124
.0)13(973.0)1(=+-?=
+-=
n
n b
z εεε
水闸泄流能力
s
m H g mL Q /90.32094.681.9230385.0953.036.0232/32
/300=??????=?=σε大于100s m /3满足要求 。
第三章 消能防冲设计
1. 消力池设计
1.1确定消能型式
由于本闸所处渠道底部为粉质粘土，抗冲刷能力较低，故采用底流式消能。 1.2确定消能计算工况
由第二章计算已知，灌溉期和枯水期水位时闸门全开引水，均为淹没出流，无须消能。当引水流量为300s m /3，上游水位2204.7m ，下游水位2201.78m 时，为 最不利的工况，取该工况为计算工况
1.3 计算工况时上下游水面连接形态的判别
引水流量为300s m /3，上游水位2204.7m ，下游水位2201.78m ；
上游水位m H 2.105.21947.2204=-=，下游水位m h s 28.75.219478.2201=-= 该工况情况下，关闸挡水，部分闸门不完全开启，下游水位较低，闸孔射流速度大，最容易造成渠道的冲刷。消力池设计采用挖深式消力池，消力池首端宽度采 用闸孔总宽134b m =，末端宽度采用河底宽度250b m =。
1.3.1为保证水闸安全运行，可以规定闸门的操作规程，本设计按闸孔对称方式开启运行，分别为开启3孔和中间1孔
当闸门不完全开启，闸孔射流速度较大，比闸门完全开启时更容易引起渠床的冲刷，取闸门相对开启从0.1-0.65（大于0.65属于堰流） 过水断面208.7182.10)2.10250(m A =??+= 上游行近流速s m A Q v /418.008
.7183000===
行近水头m g v H H 21.1081
.92418.00.12.1022
20
0=??+=+=α 下游水深m h t 28.75.219478.2201=-=
宽顶堰闸孔出流流量公式0012gH enl Q μ=，0''1/1H e ε?εμ-=
'ε由相对开启高度H e /查《水力学》354页表9-7可得，?取0.9
e h c '0ε=，假设水跃在最小收缩断面开始发生，由《水闸设计规范》可得：
跃后水深25.02130
2
002))(181(2b b gh q h h c c c -+=α，根据02c h 和t h 的关系判别水跃形态
计算表格如下：
1.3.2 验算计算工况闸门全开自由堰流状态下水跃形态 由迭代公式求收缩水深)
(201ci ci h H g q
h -=
+?
)*/(82.834
300
3m s m q ==
， 9.0=? 01=h 令；代入迭代公式可得： m h 692.02=，m h 7171.03=，m h 71808.04=，m h 7181.05=，m h 7181.06=，
由此可得m m h c 718.07181.0==
假设水跃在最小收缩断面发生，跃后水深m b b gh q h h c c c 95.3))(181(225.02130
2
002
=-+=α t c h h <02，故也发生淹没式水跃
1.3.3 结论
由以上计算可知，上下游水位的连接形态为淹没式水跃，这种情况对底部冲刷不太严重，不需要修建消力池,但应按要求设计相应的护坦。 1.4 护坦尺寸设计
1.4.1 闸孔按1孔和三孔对称开启时时
跃前水深和跃后水深最大差值为3.78m 。以此为计算控制工况 水跃长度m L j 08.2678.39.6=?=；按规范取75.0=β
考虑到闸底板的厚度，按规范取2m ，护坦与闸底板用斜坡连接，坡度1：4 护坦长度m L L L j s sj 56.2308.2675.041=?+?=+=β，取m L sj 24=
护坦厚度H q k t 1=，1k 取0.155，)*/(57.183m s m q =，H 为上下游水位差
m H q k t 873.092.257.18155.01=??==，取m t 1=
1.4.2 闸门全开自由堰流状态时
跃前水深和跃后水深差值为m h h c c 232.3718.095.302=-=- 水跃长度m L j 30.22232.39.6=?=；按规范取75.0=β 护坦长度m L L L j s sj 72.2030.2275.041=?+?=+=β 护坦厚度H q k t 1=，1k 取0.155，)*/(1030
300
3m s m q ==，H 为上下游水位差
m H q k t 641.092.210155.01=??==
1.4.3 综合以上计算情况，可以确定护坦长度m L SJ 24=，护坦厚度m t 1=
2. 海漫的设计
水流经过护坦淹没式消能，虽已消除了大部分多余能量，但仍留有一定的剩余动能，特别是流速分布不均，脉动仍较剧烈，具有一定的冲刷能力。因此，护坦后仍需设置海漫等防冲加固设施，以使水流均匀扩散，并将流速分布逐渐调整到接近天然河道的水流形态。
根据实际工程经验，海漫的起始段采用长为10米的水平段,其顶面高程与护坦齐平, 水平段后采用1:10的斜坡,以使水流均匀扩散；为保护河床不受冲刷，海漫结构采用干砌石海漫结构
按公式H q k L 2=，H 为上下游水位差
2k 为渠床土质系数，根据地质资料渠床为粉质粘土取102=k
q 为护坦出口处单宽流量，取最大值)*/(1030
300
3m s m q ==
m H q k L 34.4192.210102=??==，取为42m
根据实际工程经验，海漫的起始段采用长为10米的水平段,其顶面高程与护坦齐平, 水平段后采用1:10的斜坡,以使水流均匀扩散；为保护河床不受冲刷，海漫结构采用干砌石海漫结构
3.防冲槽设计
水流经过海漫后，尽管多余能量得到了进一步消除，流速分布接近河床水流的正常状态，但在海漫末端仍有冲刷现象。为保证安全和节省工程量，在海漫末端设置防冲槽。
海漫末端的河床冲刷深度按公式[]
t v q t -?=0''
'1.1
'q 为海漫末端单宽流量，由消能防冲设计水位组合取)*/(1030
300
3'm s m q ==
[]0v 为土质的不冲流速，查《农田水利学》112页表4-12，取为0.85m/s ；
t 为海漫末端河床水深，海漫前端水深为m 28.75.219478.2201=-， 海漫10m 水平段后有1:10的斜坡段，斜坡水平长度m 321042=- 则斜坡段在垂直向下降3.2m ，即m t 48.102.328.7=+=
[]m t v q t 46.248.1085
.010
1.11.10''
'=-?=-?=
故取防冲槽深度为2.5m ，槽顶高程与海漫末端齐平，底宽取5m ，上游边坡系数为2，下游边坡系数为3。并在海漫末端预留足够块径大于30cm 的石块，单宽抛石量3''5.75.23m At V =?==（A 值按经验取2-4）
第四章 地下轮廓设计
1. 地下轮廓布置形式
1.1 综合说明
按照防渗和排水相结合的原则，在上游侧采用铺盖、板桩、齿墙等防渗设施，延长渗径，以减小作用在底板上的渗流压力，降低闸基渗流的平均坡降；在下游侧设置排水反滤设施，如面层排水、排水孔排水或减压井与下游连通，使地基渗水尽快排出，防止在渗流出口附近发生渗透变形。
由于粘性土地基不易发生管涌破坏，底板与地基间的摩擦系数较小，在布置地下轮廓时，主要考虑降低作用在底板上的渗流压力。为此，在闸室上游设置水平防渗，而将排水设施布置在护坦底板下。由于打桩可能破坏粘土天然结构，故粘性土地基不设板桩。（具体图样见CAD 大图） 1.2 最小防渗长度的确定
防渗长度应满足式CH L ≥的要求。根据地基为坚硬粉质粘土，渗径系数C 为 4~3，取大值4，取校核情况上游水位2204.7m 下游水位2201.0m 。则上下游水位差m H 7.30.22017.2201=-=。于是m CH L 8.147.34=?==。
2. 闸底板设计
2.1 闸底板长度计算
闸底板顺水流方向长度，据闸基土为坚硬粉质粘土，闸室底板取H )0.45.2(- 为安全起见取系数为4，H 上下游最大水位差为3.7m m L 8.147.30.4=?=底
综合考滤取上部结构布置及地基承载力等要求，确定闸底板长15m ，齿墙深取1m ，在轮廓线上长度取2m ，与底板联成一体 2.2 闸底板厚度计算
闸底板厚度0)8/16/1(l t -=(0l 为闸孔净宽，为10m)
m t )8/106/10(-=，取m t 2=
2.3 闸底板结构
底板结构在垂直水流的长度上按经验每25m 分段，每隔3m 分横缝，防止温度变形和不均匀沉降。
3. 铺盖设计
3.1 铺盖材料选择
为充分利用灌区资源，减少投资，铺盖采用粘土铺盖；为防止铺盖被水流冲刷，应在其表面铺砂层，然后再砂层上在铺设单层或双层块石护面。 3.2 铺盖尺寸确定
铺盖长度H L ）（铺53-=
,H 为上下游最大水位差取3.7m m L 8.147.34=?=铺，取m L 15=铺
为方便施工，铺盖上游端取1m ，末端为2m ，以便和底板连接。
校核地下轮廓线的长度：根据以上设计数据，实际地下轮廓线长度
m m L 8.14301515>=+=，满足要求。
4.侧向防渗
4.1 上游翼墙设计
上游翼墙除挡土外，最主要的作用是将上游来水平顺导入闸室，其次配合铺盖其防渗的作用。其平面布置要与上游进水条件和防渗设施相协调。顺水流流向的长度应满足水流要求，上游段插入岸坡，墙顶要超出最高水位0.5-1.0m ，则上游翼墙顶部高程m H 7.22050.17.2204=+=上 4.2下游翼墙设计
下游翼墙除挡土外，最主要的作用是引导出闸水流均匀扩散，避免出现回流漩涡等不利流态。翼墙平均扩散角采用7°-12°,顺水流流向的投影长度应大于或等于护坦长度24m ，下游插入岸坡，墙顶一般高出最高泄洪水位。则下游翼墙墙顶高程m H 28.22025.078.2201=+=下 4.3 翼墙布置形式
根据地基条件，翼墙采用曲线式，从边墩开始向上游延伸铺盖的长度15m ，向下游延伸护坦的长度24m 后，上下游翼墙以圆弧的形式转弯90°后与岸边连接，使水流条件和防渗效果好
5.排水止水设计
5.1 排水设计
5.1.1 水平排水：水平排水采用反滤层排水，形成平铺式。排水反滤层一般是由2-3层不同粒径的砂和砂砾石组成的。层次排列应尽量与渗流的方向垂直，各层次的粒径则按渗流方向逐层增大。
该水闸中的反滤层设计由碎石、中砂和细砂组成，其中上部为20cm厚的碎石，中间为10cm厚的中砂，下部为10cm厚的细砂。如下图所示：
反滤层布置图（单位 cm）
5.1.2 铅直排水：本水闸在护坦底板上设置三排排水孔，排距1.5m采用梅花形布置，孔径取10cm,孔距为3m。
5.1.3侧向排水：侧向排水布置应根据上、下游水位、墙体材料和墙后土质以及地下水位变化等情况综合考虑，并应与闸基排水布置相适应，在空间上形成防渗整体。
5.2止水设计
凡具有防渗要求的缝，都应设止水设备。止水分铅直止水和水平止水两种。前者设在闸墩中间、边墩与翼墙间以及上游翼墙铅直缝中；后者设在黏土铺盖保护层上的温度沉陷缝、护坦与底板温度沉陷缝、翼墙和护坦本身的温度沉陷缝内。在黏土铺盖与闸底板沉陷缝中设置沥青油毛毡止水。典型的缝间止水如下图
横缝止水片
沥青油毛毡
典型的缝间止水示意图
第五章 渗流计算
闸底板的渗透压力计算采用改进的阻力系数法。
地基土为坚硬粉质粘土，厚度为m T 167.21787.2194=-=,不透水厚度较大，所以应计算有效深度e T
m L 3015150=+=，m S 3120=+=，5103/30/00≥==S L
计算深度m m L T e 1615305.05.00<=?==，故有效深度e T 计算。
1. 设计洪水位情况
1.1 渗流损失水头计算
设计情况下上游水位2204.3m ，下游水位2201.0m ，水位差m H 3.3= 典型流端的阻力系数计算参照《水工建筑物》310页表6-4 进口处修正系数1β计算
0.180.0)059.0131(2)1315(121
21.1)059.0(2)(12121.12'
2'1<=+???????+?-=+??????+-
=T
S T T βm h h 338.0423.08.011'
1=?==β
m h 085.0338.0423.01=-=△
12h h △>，所以m h h h 081.1085.0996.012'
2=+=+=△
出口处修正系数2β计算
.186.0)059.0153(2)1513(121
21.1)059.0(2)(12121.12'2'1<=+????
???+?-=+??????+-
=T
S T T βm h h 363.0422.086.092'9=?==β
m h 059.0363.0422.09=-=△
98h h △>，所以m h h h 21.0059.0151.098'
8=+=+=△
水头损失列于下表
各段渗透压力水头损失（单位：m）
计算示意图如下：（比例1：100）
水闸水头损失计算图（单位：m）
目录 水闸课程设计任务书......................................... - 2 - 一．工程任务........................................... - 2 - 二．基本资料........................................... - 2 - 三．设计容............................................. - 3 - 四．设计成果........................................... - 3 - 五．时间安排........................................... - 3 - 水闸课程设计计算书......................................... - 4 - 第一章闸室布置....................................... - 4 - 一．闸型选择及水闸级别................................. - 4 - 二．闸室基本尺寸的确定................................. - 4 - 三．泄流能力校核....................................... - 7 - 第二章消能与防冲设计................................. - 8 - 一.消能计算的控制情况.................................. - 8 - 二.消力池长度的计算................................... - 10 - 三.护坦构造........................................... - 11 - 四.海漫的长度和型式................................... - 11 - 五．防冲槽设计........................................ - 12 - 第三章防渗设计...................................... - 12 - 一．选择地下轮廓线.................................... - 12 - 二.渗透压力计算....................................... - 13 - 第四章闸室抗滑稳定计算.............................. - 13 - 一，荷载计算.......................................... - 13 - 二．抗滑稳定计算...................................... - 14 - 三．基地压力计算...................................... - 14 - 第五章闸室结构计算.................................. - 15 - 一．计算情况.......................................... - 15 - 二．计算方法.......................................... - 15 -
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；
1工程概况 1.1 基本资料 本闸位于某中型灌区干渠渠首,为渠首取水水工建筑物. 1.2 建筑物级别 根据水闸设计过水流量和水闸设计规范(SL-265-2001)的平原区水闸枢纽工程分等指标知本工程规模属于小(1)型,水闸级别为IV级,其建筑物级别为1级. 1.3 孔口设计水位 孔口设计水位组合见表1-1 表1-1闸孔设计时水位及流量组合 1.4 消能防冲设计水位 消能防冲设计水位组合见表1-2 表1-2 消能防冲设计水位组合表 1.5 闸室稳定计算 闸室稳定计算水位组合见表1-3 表1-3 闸室稳定计算水位组合表
1.6 地质资料 建筑物底板下土层为粉质粘土,土层物理力学指标为:凝聚力kPa 32=C ,擦角?=18?,地基土允许承载力[]kPa 220=R . 1.7 回填土资料 回填土采用砂壤土,假设其内摩擦角?=28?,C =0,湿容重18kN/米3,饱和容重为20 kN/米3,浮容重10 kN/米3. 1.8 地震设计烈度 地震设计烈度 :7°,设计基本地震加速度 值为0.10g. 1.9 其他 上下游河道断面相同均为梯形,河底宽20.0米,河底高程▽3.0米,边坡1:2.5,外河堤顶高程▽10.5米,干渠渠顶高程▽6.0米.两岸路面高程▽10.5米.交通桥荷载标准:公路－Ⅱ级,交通桥总宽8.0米,净宽7.0米.
2 孔口宽度设计 2.1 闸孔形式的确定 根据水闸设计规范(SL-265-2001),当闸槛高程较低,挡水高度较大,挡水水位高于泄水运用水位或闸上水位变幅较大且有限制过闸单宽流量要求时选用胸墙式水闸.本工程河底高程3.0米, 挡水最高水位为8.5米,则挡水高度为5.5米较大.综上,本工程选用胸墙式水闸. 2.2 孔口设计水位组合 孔口设计水位见表2-1 表2-1 孔口设计水位组合表 2.3 堰型及堰顶高程的确定 2.3.1 堰型的确定 本工程的主要任务是拦蓄上游河水,确保灌溉用水,应具有较大的泄水能力,在洪水时期还应担负着泄洪的任务,对于灌溉水质有一定的要求,便于排砂排淤,所以采用无底坎宽顶堰孔口. 2.3.2 堰顶高程的确定 本水闸将堰顶高程定的与河底同高,高程为3.0米. 2.4 闸孔宽度的确定 2.4.1 过水断面确定 根据资料,上下游河道断面为河底宽20.0米,边坡1:2.5,河底高程 3.0米,外河堤顶高程▽10.5米,干渠渠顶高程▽6.0米,画出过水断面如图2-1所示:
水闸课程设计计算说明书 一、基本资料 本工程是西通河灌区第一级抽水站的拦河闸，其主要任务是拦蓄西通河的河水，抬高水位满足抽水灌溉的需要; 洪水期能够宣泄洪水，保证两岸农田不被洪水淹没。 1.闸的设计标准 根据《水闸设计规范.》SD133-84(以下简称SD133-84),该闸按IV级建筑物设计。 2.水位流量资料 下游水位流量关系见表 3.地形资料 闸址附近，河道顺直，河道横部面接近梯形，底宽18米，边坡1:1.5，河底高程195.00米，两岸地面高程199.20米。 4.闸基土质资料
闸基河床地质资料柱状图如图所示 闸址附近缺乏粘性土料，但有足够数量的混凝土骨料和砂料。闸基细砂及墙后回填砂料土工试验资料如下表； 细砂允许承载力为150KN/m2，其与混凝土底板之间的摩擦系数f=0.35
5.其他资料 1.闸上交通为单车道，按汽-10设计，带-50校核。桥面净宽4.5m。 2.闸门采用平面钢闸门，有3米，4米，5米三种规格闸门。 3.该地区地震设计烈度为4度。 4.闸址附近河道有干砌石护坡。 5.多年平均最大风速12米/秒，吹程0.15公里。 6.闸上交通 根据当地交通部门建议，闸上交通桥为单车道公路桥，按汽-10 设计，履带-50校核。桥面净宽为4.5m，总宽 5.5m，采用板梁式结构，见图2-3，每米桥长约重80KN。 10.0 15.0 450.0 15.0 110.0 ﹪ 55.0 45.0 70.0 550.0 图 1-3 交通桥剖面图（单位：cm） 一、水闸设计
1、剖面立定 1.1闸顶高程的确定 由于正常洪水位低于设计洪水位，所以取设计洪水位和校核洪水位作为控制情况。闸底高程取挡水坝最低点▽440.00m ，设计蓄水位为▽198.36m ，校核洪水位为▽198.90m 。确定静水位垒坝顶的高差▽h. 1.1.1 正常蓄水位情况下： c z h h h h ++=?%1 3/125 .10 0166.0D V h c = 8 .0(4.10） l h L = L H cth L h h l z ππ22 = 式中：l h --波浪高度，m z h --波浪中心线到静水位的高度，m D --库面的波浪吹程，KM,此处取 0.15KM 0V --计算风速，m/s,正常及设计情况取1.5-2.0倍多年平均最大风速， 校核情况直接用多年平均风速，此处用1.7*12=20.4。 根据以上公式算得 l h =0.098m,L=1.622m,z h =0.019m; %1h =1.24*l h =1.24*0.098=0.122m; h ?=0.122+0.019+0.7=0.84m; 放浪墙顶高程=设计蓄水位+h ?=198.36+0.84=199.2m; 1.1.2校核洪水位情况下 同正常蓄水位同样计算得
水闸课程设计基本资料 一、工程概况及拦河闸的任务 颖河拦河闸位于郾城县境内，闸址位于颖河京广铁路桥上游和吴公渠入颖河口下游之间，流域面积2234平方公里，流域内耕地面积288万亩。 农作用以种植小麦、棉花等经济作物为主，河流平均纵坡1/6200。 本工程属三级建筑物 本工程投入使用后，在正常高水位时，可蓄水2230万立米。上游5个县25个乡已建成提灌站42处，有效灌溉面积25万亩。闸上游开南、北两干渠，配支干23条，修建各种建筑物1230座，可自流灌溉下游三县21万农田，效益巨大，是解决颖河流域农田的灌溉动脉，同时，也是解决颖河地区浅层地下贫水区的重要水源。 二、地质资料 （一）根据地质钻探资料，闸址附近地层中粉质壤土，厚度约25m，其下为不透水层，其物理力学性质如下： 1、湿重度r湿=20.0KN/m3 土壤干重度r干=16.0KN／m3 饱和重度r饱=22.0KN／m3 浮重度r浮=10.0KN／m3 2.自然含水量时，内摩擦角φ=230 饱和含水量时，内摩擦角φ=200 土壤的凝聚力C=0.1KN／m2 3.地基允许承载力[d]=150KN／m2 4.混凝土、砌石与土基摩擦系数f=0.36
5.地基应力的不均匀系数[η]=1.5～2.0 6.渗透系数K=9.29×103厘米／秒 (二)本地区地震烈度为60以下 三、建筑材料 1.石料：本工程位于平源地区、山丘少，石料需从外地供给，距京广线很近，交通条件较好。 2.粘土：经调查本地区附近有较丰富的粘土材料。 3.闸址处有足够多的砂料。 四、文水气象 (一)气温：本地区年最高气温42度，最低气温为-18度。 (二)风速：最大风速V=20米／秒，吹程D=0.6公里。 (三)降雨量：非汛期(1～6月及10~12月)九个月最大流量为130米3／秒。 年平均最大流量Q=36.1米3／秒，最大年径流总量为9.25亿米3。 年平均最小流量Q=15.6米3／秒，最小年径流总量为0.42亿米3。 (四)冰冻：颖河流域冰冻时间短，冻土很薄，不影响施工。 (五)上下游河道断面 五、批准的规划成果为 (一)灌溉用水季节，拦河闸的正常挡水位为58.72米，下游无水。 (二)洪水标准。 1.设计洪水位50年一遇，相应的洪峰流量1144.45米3／秒，闸上游的洪水位为59.5米，相应的下游水位59.35米。 2.校核洪水位为200年一遇，相应洪峰流量1642.35米3，闸上游水位6l.00米，闸下游水位60.82米。 注：在设计洪水和校核洪水位情况下对应的上、下游水位+学号的最后两位。 2
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 水闸课程设计 第一章总述 第一节概述 本工程是西通河灌区第一级抽水站的拦河闸，其主要任务是拦蓄西通河的河水，抬高水位满足抽水灌溉的需要; 洪水期能够宣泄洪水，保证两岸农田不被洪水淹没。 第二节基本资料 (一) 闸的设计标准 根据《水闸设计规范.》SD133-84(以下简称SD133-84),该闸按IV级建筑物设计。 (三) 地形资料 闸址附近，河道顺直，河道横部面接近梯形，底宽18米，边坡1:1.5，河底高程195.00米，两岸地面高程199.20米。 (四) 闸基土质资料 闸基河床地质资料柱状图如图所示 (五) 其他资料 1.闸上交通为单车道，按汽-10设计，带-50校核。桥面净宽4.0m，总宽为4.4m。 2.闸门采用平面钢闸门，有3米，4米，5米三种规格闸门。 3.该地区地震设计烈度为4度。 4.闸址附近河道有干砌石护坡。 5.多年平均最大风速12米/秒，吹程0.15公里。 第三节工程综合说明书 本工程为Ⅳ级拦河闸。设计采用开敞式水闸。 水闸由上游连接段、闸室段、下游连接段三部分组成。 闸室段位于上、下游连接段之间。是水闸工程的主体。其作用是控制水位、调节流量。包括闸门、闸墩、边墩、底板、工作桥、检修便桥、交通桥、启闭机等。 上游连接段的作用是将上游来水平顺地引进闸室。包括两岸的翼墙、护坡、铺盖、护底和防冲槽。 下游连接段的作用是引导过闸水流均匀扩散。通过消能防冲设施。以保证闸后水流不发生有害的冲刷。包括消力池、海漫、防冲槽以及两岸的翼墙和护坡。 第二章 水力计算 第一节 闸室的结构型式及孔口尺寸确定 ﹙一﹚闸孔型式的选择 该闸建在天然河道上，河道横部面接近梯形，因此采用开敞式闸室结构。该闸建在天然河道上，为了满足泄洪、冲沙、排污的要求，宜采用结构简单，施工方便，自由出流范围较大的无坎宽顶堰，考虑到闸基持力层是粘细砂，土质一般，承载能力不好，并参考该地区已建工程的经验，根据一般情况下，拦河闸的底板顶面可与河底齐平。即闸底板顶面（即堰顶）与西通河河底齐平，所以高程为195.00 m 。 （二）闸孔尺寸的确定 初拟孔口尺寸，该闸的尺寸必须满足拦洪灌溉以及泄洪的要求。 1.计算闸孔总净宽0B (1)在设计情况下： ①、上游水H=198.36-195=3.36m ②、下游水深s h =198.15-195.00=3.15m ③、下泄流量Q=61.403/m s 则上游行近流速： V 0=Q/A 根据和断面尺寸： A=﹙b ＋mH ﹚H =﹙18+1.5×3.36﹚×3.36＝77.4m 2 其中b 为河道宽：b=18m m 为边坡比：m=1:1.5 V 0=Q/A =61.40/77.41=0.793m/s H 0=H ﹢αv 2/2 （取α＝1.0﹚ =3.36﹢0.7932/﹙2×9.81﹚ ＝3.39m 则 s h H =3.15/3.39=0.929>0.8 故属于淹没出流。 水闸课程设计第一章总述 第一节概述 本工程是西通河灌区第一级抽水站的拦河闸，其主要任务是拦蓄西通河的河水，抬高水位满足抽水灌溉的需要; 洪水期能够宣泄洪水，保证两岸农田不被洪水淹没。 第二节基本资料 (一) 闸的设计标准 根据《水闸设计规范.》SD133-84(以下简称SD133-84),该闸按IV级建筑物设计。 (二) 水位流量资料 下游水位流量关系见表 (三) 地形资料 闸址附近，河道顺直，河道横部面接近梯形，底宽18米，边坡1:1.5，河底高程195.00米，两岸地面高程199.20米。 (四) 闸基土质资料 闸基河床地质资料柱状图如图所示 闸址附近缺乏粘性土料，但有足够数量的混凝土骨料和砂料。闸基细砂及墙后回填砂料土工试验资料如下表； 细砂允许承载力为150KN/m2，其与混凝土底板之间的摩擦系数f=0.35。 (五) 其他资料 1.闸上交通为单车道，按汽-10设计，带-50校核。桥面净宽4.0m，总宽为4.4m。 2.闸门采用平面钢闸门，有3米，4米，5米三种规格闸门。 3.该地区地震设计烈度为4度。 4.闸址附近河道有干砌石护坡。 5.多年平均最大风速12米/秒，吹程0.15公里。 第三节工程综合说明书 本工程为Ⅳ级拦河闸。设计采用开敞式水闸。 水闸由上游连接段、闸室段、下游连接段三部分组成。 闸室段位于上、下游连接段之间。是水闸工程的主体。其作用是控制水位、调节流量。包括闸门、闸墩、边墩、底板、工作桥、检修便桥、交通桥、启闭机等。 上游连接段的作用是将上游来水平顺地引进闸室。包括两岸的翼墙、护坡、铺盖、护底和防冲槽。 下游连接段的作用是引导过闸水流均匀扩散。通过消能防冲设施。以保证闸后水流不发生有害的冲刷。包括消力池、海漫、防冲槽以及两岸的翼墙和护坡。 第二章水力计算 第一节闸室的结构型式及孔口尺寸确定 ﹙一﹚闸孔型式的选择 该闸建在天然河道上，河道横部面接近梯形，因此采用开敞式闸室结构。该闸建在天然河道上，为了满足泄洪、冲沙、排污的要求，宜采用结构简单，施工方便，自由出流范围较大的无坎宽顶堰，考虑到闸基持力层是粘细砂，土质一般，承载能力不好，并参考该地区已建工程的经验，根据一般情况下，拦河闸的底板顶面可与河底齐平。即闸底板顶面（即堰顶）与西通河河底齐平，所以高程为195.00 m。（二）闸孔尺寸的确定 1基本资料 1．背景资料 前进闸建在前进镇以北的红旗渠上，该闸的作用是： 1．1．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红旗渠下游两岸的低田，保护下游的农田和村镇。 1．2．灌溉：灌溉期引胜利河氺北调，以灌溉红旗渠两岸的农田。 1．3．引水冲淤：枯水季节，引水北上至下游的红星港，以冲淤保港。 1．2 地质资料 1．2．1 闸基土质分布情况如下表所示 表1-1闸基土层分布 1．2．2 闸基土工试验资料 根据土工试验资料，闸基持力层坚硬粉质粘土的各项参数指标为：凝聚力Ｃ=60.0kpa；内摩擦角?=19°；天然孔隙比e=0.6g；天然容重r=20.3KN/ m3。建闸所用回填土为啥壤土，其内摩擦角?=26°，凝聚力C=0。天然容前r=18KN/ m3。 1．3 气象资料 1．3．1气象资料不全 1．4 三材情况 1．4．1该地区“三材”供应不足。闸门采用平面钢闸门，尺寸字定，由工厂设计，加工制造。 1．4．2 该地区地震设计烈度为6度，故不可考虑地震影响。 1．5 基本水文资料 1．5．1 孔口设计水位、流量 根据规划要求，在灌溉期前进闸自流胜利河水灌溉，引水量为320 m3/s。此时相应的水位为：闸上游水位为1.86 m；闸下游水位为1.80 m。 枯水季节冬季，由前进闸自流引水送至下游的红星港冲淤保港，引水流量为100m3/s。此时相应的水位为：闸上游水位为1.44m；闸下游水位为1.38m。 1．5．2 闸身稳定计算水位组合 (1)设计情况：上游水位4.3m，浪高0.8m，下游水位1.0m。 (2)校核情况：上游水位4.7m，浪高0.5m，下游水位1.0m。 1．5．3 消能防冲设计水位组合 根据分析，消能防冲的不利水位组合是：引水流量300m3/s，相应的上游水位4.7m，下游水位1.78m。 1．5．4 下游水位流量关系 表1-2下游水位流量关系 1．6 闸的设计标准 根据《水闸设计规范》SI265—2001（以下简称SI265—2001），前进闸按III级建筑物设计。 1．7 水闸设计应用表格资料 1．7．1 闸身稳定计算水位资料 表1-3闸身稳定计算水位资料 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） 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 3 第1章 总论 1.1概述 颍河拦河闸位于郾城县境内，闸址位于颍河京广铁路桥上游和吴工渠入颍河 口下游之间，流域面积2234平方公里，流域内耕地面积 288万亩。 农作物以种植小麦、棉花等经济作物为主 流域平均纵坡1/6200。 本工程等别为m 等 拦河闸按3级建筑物设计。 本工程投入适使用后，在正常蓄水位时，可蓄水 2230万立方米。上游5个 县25个乡已建成排灌站42处有效面积25万亩。闸上游开南、北两干渠，配支 干23条，修建各类建筑物1230座，可自流灌溉下游三县21万亩农田，效益巨 大，是解决颍河流域农田的灌溉动脉，同时，也是解决颍河地区浅层地下水贫水 区的重要水源。 1.2基本资料 1. 2.1地质资料 1、根据地质钻探资料，闸址附近地层为中粉质壤土，厚度约 25m 不透水层，其物理力学性质如下： ①湿重度r=20.0kN/m3 土壤干重度r=16.0KN/m3 饱和重度r=22.0KN/m3 浮重度 r=10.0KN/m3 ②自然含水量时，内摩擦角 忙23 ° 饱和含水量时，内摩擦角 忙20 ° 土壤的凝聚力=0.1KN/m2 ③ 地基允许承载力{d}=150KN/m2 ④ 混凝土、砌石与土基摩擦系数f=0.36 ⑤ 地基应力的不均匀系数【n 】=1.5~2.0 ⑥ 渗透系数K=9.29X 10-3厘米/秒 2、本地区地震烈度为6度以下 建筑材料 、石料：本工程位于平原地区、山丘少，石料需从外地供给, 交通条件好。 、粘土：经调查本地区附近有丰富的粘土材料。 、闸址处有足够多的砾料。 水文气象 、气温： 本地区年最高气温42度，最低气温为-18度。 、风速： 最大风速V=20米/秒，吹程D=0.6公里。 、降雨量；非汛期（1-6月及10-12月）九个月最大流量为 年平均最大流量Q=36.1n3/秒，最大年径流总量为9.25亿n3。 年平均最小流量Q=15.63/米秒,最小年径流总量为0.42 3亿nS 。 其下为 1.2.2 1 很近, 2 3 1.2.3 1 距京广线 i3om/ 秒。 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 湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power 课程设计成果书 课题名称水闸设计 适用专业：水建专业 指导老师：张馨玉 专业班级：水建二班 姓名：蒲鹏霞 设计开始日期：2014 年 6月 14 日 设计结束日期：2014 年 6 月 18 日 水利工程系 水闸课程设计 一．工程概况 本枢纽位于某河下游，主要任务是壅高水位，以满足河流两岸引水灌溉要求并适当照顾到工业给水，陆路交通等。枢纽建成后可灌溉农田5.5万亩。要求闸顶公路净宽4.5米。 （1）基本资料 1.上下游河道底宽20米，边坡1:1.5。泄洪闸设计过闸流量100m3/s,相应上游水位为6.10米。校核流量为170m3/s,相应上游水位为6.50米。此水闸为3等3级建筑物。 2.河道上游正常蓄水位为5.0米，最高蓄水位为6.0米，下游水位2.5米。 3.泄洪闸上下游底高程1.0米，闸底板高程与河底齐平。 4.闸址处地形平缓，堤顶高程在7.5米左右。 5.闸址持力层为中细砂夹粉土，地基承载力为80kN/m3 6.闸址附近多年平均最大风速为12m/s,沿水面从水闸上游面到对岸的最大垂直距离为2Km。 7.回填土料：闸底板下砂垫层C=0，ф=30°,r干=15KN/m3。两岸翼墙后回填土料C=0,ф=30°，r干=15KN/m3,r湿=15KN/m3,r 饱=19KN/m3。 8.闸顶公路桥汽车荷载为汽车-10级，行车路面净宽4.5m ，两侧各加0.75m 宽的人行道。 9.工作闸门可用钢或钢筋混凝土平面闸门，检修闸门可选叠梁门。启闭机用螺杆式或卷扬式固定启闭机。 二.闸孔设计 1.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1.0m 。 2. 拟定闸孔尺寸及闸墩厚度： 表3-1 上游水头计算 流量Q （m 3/s ） 下游水深hs （m ） 上游水深H （m ） 过水断 面积（m 2） 行近流 速 （m 3/s ） g v 220 上游水头H 0（m ） 设计流量100 6.0 6.10 102 0.65 0.023 5.12 校核流量170 0 6.50 102 1.1 0.063 5.56 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： 慈溪市三八江水闸初步设计 一、毕业设计目的和作用 毕业设计是学生在大学期间最后一个全面性、总结性、实践性的教育环节，是学生运用所学的知识和技能，解决某一工程具体问题的一项尝试，是走向工作岗位前的一次实战演习，主要目的作用如下： 1、将学生在专业课程及基础课程内说学到的知识加以系统化、巩固 和加深，扩大学生所学的基本理论知识和专业知识。 2、培养学生独立解决本专业技术问题和综合运用所学知识解决实际 问题的能力和创新精神，鼓励大胆提出新的设计方案和技术措施。 3、培养学生掌握设计工作的流程和方法，在设计、计算、绘图、编 写设计文件等方面的锻炼和提高。 4、培养学生形成正确的设计思想，树立严肃认真，实事求是和刻苦 钻研的精神。 二、设计题目 慈溪市三八江水闸初步设计 三、设计内容 （一）围垦工程枢纽总体布置 （二）水闸设计（详见指导书） 1.闸址选择（定性分析） 2.枢纽布置 3.闸室布置 4.两岸连接建筑物设计 5.消能防冲设计 6.防渗排水设计 7.闸室稳定计算 8.地基处理设计 9.水闸主要结构设计 10.施工组织设计和概预算（本次不作要求） 四、设计成果与要求 （一）设计成果 （1）毕业设计计算书说明书各一份 （2）图纸： i.围垦工程枢纽布置图 ii.闸室平面布置图 iii.水闸上下游立视图 iv.水闸纵向剖视图 v.水闸闸底板配筋图及细部构造图 （二）设计要求 （1）认真阅读设计任务书及指导书，根据设计任务书查找参考 书及有关资料、设计规范，复习教材相关内容。 （2）根据设计任务书要求，理清全部工作程序及基本共作思 路，以便更好更快地搞好设计。 （3）设计计算说明书便写有逻辑，思路清楚，计算公式清楚，架设条件及参数选取有说明，参考资料能及时注明。说明 文字简练，语句通顺，计算必须附以示意简图。 （4）毕业设计期间应严格遵守设计纪律，独立完成各阶段设计 任务。 五、进度安排及各阶段要求 毕业设计时间短，除去答辩、制图、整理计算说明书及五一放假，实际设计约6周，时间安排大致如下表，希同学们能尽量在规定时间完成相应设计任务。 1、毕业设计进度计划： 周数时间各设计阶段主要内容工作量（%）第9周0405--0409 熟悉资料，工程总体布置10 第10周0412--0416 闸孔布置、水力计算10 第11周0419--0423 防渗排水布置计算、消能防冲设计20 第12周 0426--0507 闸身渗流稳定、抗滑稳定计算及校核20 第13周 第14周0510--0516 闸底板、闸墩、翼墙结构计算20 第15周 0517--0530 制图、整理说明书20 第16周 第17周0530--0604 答辩准备及毕业答辩2、各阶段要求详见毕业设计任务书。 水闸课程设计任务书 及指导书 水利水电工程适用 农业水利工程 河北农业大学城乡建设学院水利系 20010年3月 进水闸课程设计任务书及指导书 一、设计任务 于某河石岸设计一座进水闸，每年3～11月按要求供给××灌区210万亩土地灌溉用水。（据规范，灌溉面积大于150万亩为一等工程，主要建筑物为一级建筑物） 二、设计资料 1、建筑物的级别及枢纽组成：经初步设计，本建筑物为Ⅰ级建筑物，引水枢纽包括栏沙潜堰、闸前引水段、进水闸、闸后衔接段、沉沙池五部分，为满足农业生产用水的需要，先按无坝引水设计。其工程布置见附图㈠。 2、水文水利资料 （1）灌期引水量及相应的闸前闸后水位，见附表㈠。 （2）灌期闸前闸后水位过程线，见附图㈡。 （3）闸下游流量水深表，见附表㈡。 （4）闸下游流量水深关系曲线，见附图㈢。 （5）设计洪水位17.00m （6）校核洪水位18.50m （7）消能设计水位15.00m（是按枯水期曾出现的最高水位考虑的），洪水期如仍拟引水，在水位15.00～17.00m之间时可制定闸门操作规程控制引水。 （8）设计引水量为120m3/s 3、初步设计拟定数据 根据水工模型试验，进水闸引水角为40 进水闸闸底高程9.5m 海漫起点高程9.5m 引水段渠底高程9.5m 引水段长度150m（边坡m=2） 下游衔接长度150m 下游衔接段渠底高程10.2m 衔接段渠底宽度b62m 衔接段渠底坡度i1/10000 衔接段糙率m0.02 衔接段边坡内坡1:2 外坡1:2.5 闸前渠道堤顶宽度10.0m 闸前渠道堤顶高程19.2m 闸后渠道堤顶宽度 4.0m 闸后渠道堤顶高程14.0m 进水闸附近地形平坦，一般地面高程13.5m 闸上设公路桥，标准为汽——15级双车道 公路桥路面宽度（不算人行道）7.0m（另加每侧人行道宽1.0m） 公路桥桥面高程18.3m 启闭设备：采用启闭机启闭（一门一机，手电两用式卷杨机，机重2T/台）。 闭门型式：平面直升式钢闸门（设胸墙时按潜孔闸门公式计算门重） 4、浪压力：根据渠首水文站观测，浪高仅0.2～0.3m，影响不大，可不考虑。 5、冰压力：一般情况下不考虑冰压力，由管理部门及时破冰，负责保护。 6、地震力：根据中国科学院地球物理研究所分析，本地区属六级地震范围以内，按规范规定，可以不考虑。水闸课程设计
水闸课程设计
水闸设计实例
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