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《水工建筑物》课程设计

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前进闸设计计算说明书

学 号: 41

专 业: 水利水电工程

姓 名: 黄文浩

指导教师: 潘起来

2014年 12 月 15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·········································6

1. 确定闸室结构型式······································6

2. 选择堰型··············································6

3.确定堰顶高程及孔口尺寸·································6

第三章 消能防冲设计······································10

1. 消力池设计············································10

2. 海漫的设计············································12

3. 防冲槽的设计··········································13

第四章 地下轮廓设计······································13

1. 地下轮廓布置形式······································13

2. 闸底板设计············································14

3. 铺盖设计··············································14

4. 侧向防渗··············································15

5. 排水、止水设计········································15

第五章 渗流计算··········································16

1. 闸底板渗透压力计算····································17

2. 闸基渗透变形验算······································21

第六章 闸室结构布置····································21 1. 闸室的底板···········································21

2. 闸墩的尺寸···········································21

3. 胸墙结构布置·········································21

4. 闸门和闸墩的布置·····································22

5. 工作桥和交通桥及检修便桥·····························22

6. 闸室分缝布置·········································23

第七章 闸室稳定计算····································24

1. 闸室抗滑稳定计算·····································24

2. 闸基应力计算·········································27

参考文献··············································28

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）

▽2205.8▽2194.51:21:2

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300sm/3。此时相应水位为：闸上游水位，闸下游水位；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100sm/3 ，此时相应水位为：闸上游水位，闸下游水位。

（3）闸室稳定计算水位组合：设计情况，上游水位，下游水位；校核情况，上游水位,下游水位。消能防冲不利情况是：上游水位,下游水位，引水流量是300sm/3。

（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：

层序 高程（m） 土质概况 标准贯入击数（击）

Ⅰ 重粉质壤土 9-13

Ⅱ 松散粉质壤土 8

Ⅲ 坚硬粉质粘土（局部含铁锰结核） 15-21

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=；内摩擦角19°；天然孔隙比e=；天然容重3KN/m3.20

建闸所用回填土为砂壤土，其内摩擦角26o，凝聚力0ckPa，天然容重318kNm。

（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,总宽，采用板梁结构。每米桥长约重80KN。

（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。本地区地震烈度在6度，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

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~3m，取其高度为。

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，该位置距弯道水流量3ms

水位H(m) 流拐点的长度可由公式计算：

1/4BRKBL

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～（K=）

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，最低水位可达，水位变幅，为减少闸门高度，因此设计成胸墙式闸室。

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。

3.确定闸顶高程及孔口尺寸

确定闸顶高程

设计情况下，上游水位，下游水位；校核情况下，上游水位,下游水位。不考虑风浪情况，由水闸设计规范(SL265-2001)

mmhhccc2.22055.07.22040.22057.03.2204maxH校△△△

考虑风浪，取m0.2206H△

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，和河底齐平。

确定闸门孔口尺寸

计算闸孔总净宽

①灌溉期：上游水位，下游水位，流量300sm/3

上游水深mH33.75.219483.2201，下游水深mhs28.75.219478.2201

过水断面296.47333.7)33.7250(mA

上游行近流速smAQv/633.096.4733000

行近水头mgvHH35.781.92633.00.133.722200

8.099.035.728.70Hhs 属淹没出流。

由《水闸设计规范》SL265—2001查得当99.00Hhs时，36.0

初步设计认为385.0m，94.0，me5，65.068.0He，为堰流。

由公式mHgmQL10.2635.781.92385.094.036.030022/32/300

②枯水季节：上游水位，下游水位，流量100sm/3

上游水深mH94.65.219444.2201，下游水深mhs88.65.219438.2201

过水断面233.44394.6)94.6250(mA

上游行近流速smAQv/226.033.4431000

行近水头mgvHH943.681.92226.00.194.622200

8.0991.0943.688.60Hhs 属淹没出流。

由《水闸设计规范》SL265—2001查得当99.00Hhs时，36.0

初步设计认为385.0m，94.0,me5，65.072.0He，为堰流。

由公式mHgmQL472.9943.681.92385.094.036.010022/32/300

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

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水工建筑物课程设计

水工建筑物课程设计

一、主要建筑物型式的选择

1、确定枢纽的建筑物组成

本水利枢纽工程同时兼有防洪、发电、灌溉、渔业等综合作用。故枢纽组成建筑物应包括：挡水建筑物、泄水建筑物、水电站建筑物、输水建筑物、其他建筑物。

2、确定工程等别和建筑物级别

枢纽工程的等别：根据水利部、原能源部颁布的水利水电工程的分等分级指标，考虑到本枢纽工的任务和资料的某些要求，同时由于坝址处河床较窄，河道陡，调蓄能力低、汇流快，汛期洪峰流量大等因素，枢纽工程等别定为I等。

水工建筑物的级别：永久性主要建筑物为1级，永久性次要建筑物为3级。

3、建筑物型式选择

（1）挡水建筑物型式的定性选择

在岩基上修建挡水坝有三种基本类型：重力坝、拱坝、土石坝。通过对各种坝型的定性比较，综合考虑建筑材料、地形、地质自然条件、应用要求、施工条件后认为：拱坝对地形、地质的要求较高，理想地形是，左右两岸对称，岸坡平顺无突兀，在平面上向下游收缩的河谷段，坝端下游侧要有足够的岩体支撑，岸坡稳定，本工程中两岸山坡为第四系覆盖层，且左右岸各有走向互相垂直的二组陡倾角节理，约35˚~90˚，是修建拱坝的不利条件；土石坝的修建考虑充分利用当地建筑材料，虽然坝区附近砂石料易解决、且符合规范要求，但坝址处缺乏筑坝的土料，故土石坝方案不可取；考虑到坝址附近对外交通方便，当地砂石料可充分利用，重力坝对地形、地质条件适应性强，故选择混凝土重力坝方案。

（2）泄水建筑物型式的定性选择

泄水重力坝既要挡水又要泄水，其泄水方式有坝顶溢流和坝身泄水孔泄水。设计泄水重力坝，除应满足稳定和强度要求外，还需要根据洪水特性、水利枢纽布置、地形地质等问题确定其位置等的选择。

坝身泄洪是经济的，表面溢流孔泄流能力大，又具有较大的超泄潜力，宜优先考虑；深水泄水孔虽然泄流能力不及表面溢流孔，但进水口淹没在水面下，放水条件好、给水库的运用带来了很大的灵活性，可提高水库的利用率和安全度。表面泄水孔具有排沙、放空水库、导流等功能，表面泄水孔泄流能力大、可以选择不同的溢流堰顶高程，故本工程的泄水建筑物选择兼有表面溢流孔和深水泄水孔。溢流坝的泄水方式主要有开敞溢流式和大孔口溢流式两种。堰顶可设闸门，也可不设。设置闸门的溢流孔，闸门顶略高于正常蓄水位，堰顶高程较低，可利用闸门的开度调节库水位和下泄流量，适用于大型工程及重要的中型工程。

水工建筑物课程设计 2

水工建筑物课程设计 2

甘肃广播电视大学

“人才培养模式改革和开放教育试点”

水利水电工程专业

课程设计

题 目: _ 水工建筑物课程设计

学 号: _ ____

姓 名: __ ___ __

指导教师: ___ _ __ _

教 学 班: ______

分校工作站: ___________

甘肃广播电视大学“人才培养模式改革和开放教育试点”

水利水电工程专业课程设计成绩评定表

教学点： 酒泉电大 班级代号：

姓名 专业 课程名称 设计时间

何锋 水利水电工程 水工建筑物 2013年11月

设计题目 双桥坝渠首排砂闸除险加固工程设计

指导教师

评语及评

分

签 字（盖章） 年 月 日

分校、工作

站集中实践环节领导小组鉴定意见

签 字（盖章） 年 月 日

省电大集中实践环节指导委员会审核意见

签 字（盖章） 年 月 日

说明： 1.此表由分校、工作站自行复制

2.此表附于课程设计封面之后

初评成绩：

目 录

第一部分 设计资料…………………………………………………（1）

一、设计资料………………………………………………………（1）

二、设计依据………………………………………………………（2）

第二部分 工程布置……………………………………………………（4）

一、闸址选择的原则择…………………………………………………（4）

二、闸址必选………………………………………（4）

三、拦河闸布置……………………………………（4）

第三部分 建筑物设计………………………………………………（6）

一、进水闸设计……………………………………………（6）

二、冲砂闸设计………………………………………（6）

水工建筑物重力坝课程设计DOC

水工建筑物重力坝课程设计DOC

水工建筑物课程设计

——重力坝

姓名： 武 亮

学号： 12

班级： 11水利水电工程（本）04

指导老师： 张 洁

目 录

一、原始资料(数据) …………………………

-2-

二、坝体剖面拟定 ………………………… -3-

三、稳定分析 ………………………

-5-

四、 应力分析 …………………………

-13-

五、溢流坝面设计 …………………………

-15-

六、细部构造设计 …………………………

-17-

七、地基处置设计 …………………………

-19-

附录1：参考资料 ………………………

-21-

附录2：坝体剖面图 …………………………

-21-

一、原始资料(数据)

某枢纽以发电为主，兼顾防洪浇灌。水库建成后，还可以提高低游二个水电站的出力和发电量。该工程坝型为混凝土重力坝。

一、水库特征：

、水库水位： ①正常蓄水位—349米 ②设计洪水位—349.9米 ③校核洪水位—350.4米

、下泄流量及相应下游水位：①千年一遇洪水的下泄流量13770sm3，相应下游水位271.90米；②五千年一遇洪水的下泄流量15110sm3，相应下游水位272.63米

、库容：总库容为亿立方米 考虑开挖后，坝基面高程269m

2、综合利用效益：

、装机容量20万千瓦，年发电量亿度。

、防洪：可将千年一遇洪峰流量以18200sm3削减至13770sm3；可将五千年一遇洪峰流量从21200sm3削减至15110sm3；可浇灌农田30万亩；另外还可改善航运条件，库区可从事养殖。 3、自然条件：

水工建筑物课程设计 3

水工建筑物课程设计 3

水工建筑物课程设计

任务书及指导书

（重力坝枢纽任务书）

华北水利水电学院水学院

水 工 教 研 室

二○○六年六月

一、课程设计目的与要求

（一）课程设计目的，是使学生融会贯通本课程所学专业理论知识，完成一个较完整的设计计算过程，以加深对所学理论的理解与应用。培养学生综合运用已学的基础理论知识和专业知识来解决基本工程设计问题的初步技能，全面分析考虑问题的思想方法、工作方法以及计算、绘图和编写设计文件的能力。

（二）课程设计要求

1.必须发挥独立思考能力，创造性的完成设计任务。在设计中应遵循技术规范，尽量采用国内外的先进技术与经验。

2.对待设计、计算、绘图等工作，应具有严肃认真一丝不苟的工作作风，以使设计成果达到较高水平，并从中得到锻炼。

3.必须充分重视和熟悉原始资料，明确设计任务，在规定的时间内圆满完成要求的设计内容。

4.成果包括:设计计算说明书一份，图纸2张(包括一张蓝图)。

（三）设计任务

1.根据地质、地形条件和枢纽建筑物的作用，进行枢纽布置方案比较通过初步分析确定。绘制下游立视图。

2. 进行非溢流坝的剖面设计，内容包括：拟定挡水坝剖面，稳定（包括单一安全系数法和可靠度理论法），应力分析（用材料力学法计算边缘应力）并绘制设计图。

3.进行细部构造设计，包括：混凝土标号分区、分缝、止水等。

（四）设计说明书参考目录

第一章 基本资料

第二章 坝体剖面拟定

第三章 稳定分析

第四章 应力分析

第五章 细部构造设计

第六章 地基处理及两岸的连接

二、基本资料

（一）工程概况

顺河水量丰沛，顺河中游与豫运河上游的礼河、还乡河分水岭均较单薄，并处于低山丘陵区，最窄处仅10余公里。通过礼河、洲河及输水渠道，可通向唐山市；经还乡河、陡河可通秦皇岛市。为解决唐山市、秦皇岛市两地区用水，国家决定修建顺河水库。顺河水库位于河北省唐山、承德两地区交界处，坝址位于迁西县扬岔子村的顺河干流上，控制流域面积33700平方公里，总库容为25.5亿立方米。水库距迁西县城35公里，有公路相通。 水库枢纽由主坝、电站及泄水底孔等组成，水库主要任务是调节水量，供天津市和唐山地区工农业及城市人民生活用水，结合引水发电，并兼顾防洪要求，尽可能使其工程提前竣工获得收益，尽早建成。