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水闸设计规范

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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,消能防冲设施和两岸连接结构等选型布置方面的规定内容进行了修改和增订(包括增加了闸室胸墙结构,冻胀土地基上和地震区的水闸结构,垂直防渗体和排水设施,大型多孔水闸消能防冲设施的选型布置等)；

---对有关水闸闸孔总净宽计算,消能防冲设施的设计计算和闸门控制运用方式的拟定等方面的规定内容进行了修改和增订(包括修改了以堰上水头为主要因素的闸孔总净宽计算公式和系数表,消力池深度和底板厚度的计算公式等,增加了以流速水头为主要因素的闸孔总净宽计算公式,上游护底首端的河床冲刷深度计算公式和跌坎面流式消能计算公式等)；

---对有关闸基渗透压力计算,闸基抗渗稳定性验算,滤层设计和永久缝止水设计等方面的规定内容进行了修改和增订(包括增加了岩石地基上水闸闸基防渗帷幕和排水孔设计的规定以及岩石地基上闸基渗透压力计算公式等)；

---对有关水闸荷载计算及组合,闸室和岸墙,翼墙的稳定计算,结构应力分析等方面的规定内容进行了修改和增订(包括修改了荷载类别及荷载组合表,闸室底板应力分析中对底板自重和边荷载的取值等,增加了水闸结构对材料的要求,土压力计算公式,岩石地基上闸室抗滑稳定计算公式,闸室检修时抗浮稳定计算公式和岩石地基上翼墙抗倾覆稳定计算公式等)；

---对有关岩土分类及其试验方法,水闸地基整体稳定计算,地基沉降计算和地基处理设计等方面的规定内容进行了修改和增订(包括修改了土的分类方法和水闸地基沉降计算公式等,增加了岩石分类方法,岩石与碎石土地基允许承载力指标,计算土质地基允许承载力的汉森公式,土质地基附加应力计算公式,岩石地基的处理方法和土质地基强力夯实处理方法等)；

---对有关水闸观测项目的设置,观测设施的布置,观测方法的拟定和整理分析观测资料的技术要求等方面的规定内容进行了修改和增订.

本规范解释单位：水利部水利水电规划设计总院

本规范主编单位：江苏省水利勘测设计研究院

本规范参编单位：水利部四川水利水电勘测设计研究院

本规范主要起草人：陈登毅 张平易 许宗喜吴明全 袁文健

目 次

1 总则

2 水闸等级划分及洪水标准

2.1 工程等别及建筑物级别

2.2 洪水标准

3 闸址选择

4 总体布置

4.1 枢纽布置

4.2 闸室布置

4.3 防渗排水布置

4.4 消能防冲布置

4.5 两岸联接布置

5 水力设计

6 防渗排水设计

7 结构设计

7.1 一般规定

7.2 荷载计算及组合

7.3 闸室稳定计算

7.4 岸墙,翼墙稳定计算

7.5 结构应力分析 8 地基计算及处理设计

8.1 一般规定

8.2 地基整体稳定计算

8.3 地基沉降计算

8.4 地基处理设计

9 观测设计

附录A 闸孔总净宽计算

附录B 消能防冲计算

附录C 渗透压力计算

附录D 土压力计算

附录E 浪压力计算

附录f 岩土分类

附录G 土质地基划分

附录H 地基允许承载力计算

附录J 地基附加应力计算

本规范的用词和用语说明

1 总 则

1.0.1 为了适应水闸工程建设的需要,统一水闸设计标准和技术要求,提高水闸设计水平,做到技术先进,安全可靠,经济合理,实用耐久,管理方便,特制定本规范.

1.0.2 本规范适用于新建,扩建的大,中型水闸设计.大,中型水闸的加固,改建设计以及小型水闸设计可参照使用.

对于特殊重要的大型水闸设计,应进行专门研究.

1.0.3 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.

1.0.4 水闸设计应从实际出发,广泛吸取工程实践经验,进行必要的科学试验,积极采用新结构,新技术,新材料,新设备.

1.0.5 水闸设计除应符合本规范外,尚应符合国家现行的有关标准的规定.

2 水闸等级划分及洪水标准

2.1 工程等别及建筑物级别

2.1.1 平原区水闸枢纽工程应根据水闸最大过闸流量及其防护对象的重要性划分等别,其等别应按表2.1.1确定.

规模巨大或在国民经济中占有特殊重要地位的水闸枢纽工程,其等别应经论证后报主管部门批准确定.

表2.1.1 平原区水闸枢纽工程分等指标

工程等别 Ⅰ

Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ

规 模 大(1)型 大(2)型 中型 小(1)型 小(2)型

最大过闸流量

(m3 /s) ≥5000 5000～1000 1000～100 100～20 ＜20

防护对象的重要性 特别重要 重要 中等 一般 -

注：当按表列最大过闸流量及防护对象重要性分别确定的等别不同时,工程等别应经综合分析确定.

2.1.2 水闸枢纽中的水工建筑物应根据其所属枢纽工程等别,作用和重要性划分级别,其级别应按表2.1.2确定.

表2.1.2 水闸枢纽建筑物级别划分 工程等别 永久性建筑物级别 临时性建筑物级别 主要建筑物 次要建筑物

Ⅰ 1 3 4

Ⅱ 2 3 4

Ⅲ 3 4 5

Ⅳ 4 5 5

Ⅴ 5 5 -

注：永久性建筑物指枢纽工程运行期间使用的建筑物.主要建筑物指失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益的建筑物.次要建筑物指失事后不致造成下游灾害或对工程效益影响不大并易于修复的建筑物.临时性建筑物指枢纽工程施工期间使用的建筑物.

2.1.3 山区,丘陵区水利水电枢纽中的水闸,其级别可根据所属枢纽工程的等别及水闸自身的重要性按表2.1.2确定.山区,丘陵区水利水电枢纽工程等别应按国家现行的《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL 252-2000)的规定确定.

2.1.4 灌排渠系上的水闸,其级别可按现行的GB50288-99《灌溉与排水工程设计规范》的规定确定.

2.1.5 位于防洪(挡潮)堤上的水闸,其级别不得低于防洪(挡潮)堤的级别.

2.1.6 对失事后造成巨大损失或严重影响,或采用实践经验较少的新型结构的2～5级主要建筑物,经论证并报主管部门批准后可提高一级设计；对失事后造成损失不大或影响较小的1～4级主要建筑物,经论证并报主管部门批准后可降低一级设计.

2.2洪水标准

2.2.1 平原区水闸的洪水标准应根据所在河流流域防洪规划规定的防洪任务,以近期防洪目标为主,并考虑远景发展要求,按表2.2.1所列标准综合分析确定.

表2.2.1 平原区水闸洪水标准

水闸级别 1 2 3 4 5

洪水重现期(a) 设计 100～50 50～30 30～20 20～10 10

校核 300～200 200～100 100～50 50～30 30～20

2.2.2 挡潮闸的设计潮水标准应按表2.2.2确定.兼有排涝任务的挡潮闸,其设计排涝标准可按表2.2.4确定.

表2.2.2 挡潮闸设计潮水标准

挡潮闸级别 1 2 3 4 5

设计潮水位重现期(a) ≥100 100～50 50～20 20～10

10

注：若确定的设计潮水位低于当地历史最高潮水位时,应以当地历史最高潮水位作为校核潮水标准.

2.2.3 山区,丘陵区水利水电枢纽中的水闸,其洪水标准应与所属枢纽中永久性建筑物的洪水标准一致.山区,丘陵区水利水电枢纽中永久性建筑物的洪水标准应按国家现行的SL

252-2000的规定确定.

2.2.4 灌排渠系上的水闸,其洪水标准应按表2.2.4确定.

表2.2.4 灌排渠系上的水闸设计洪水标准

灌排渠系上的水闸级别 1 2 3 4 5

设计洪水重现期(a) 100～50 50～30 30～20 20～10 10

注：灌排渠系上的水闸校核洪水标准,可视具体情况和需要研究确定.

2.2.5 位于防洪(挡潮)堤上的水闸,其防洪(挡潮)标准不得低于防洪(挡潮)堤的防洪(挡潮)标准.

2.2.6 按本规范2.1.6条规定提高或降低一级设计的水闸,其洪水标准可按提高或降低后

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水闸设计步骤

水闸设计步骤

水闸工程设计

工作内容及步骤范本

水闸工程设计工作内容及步骤

一、设计前期的各项准备工作

1、阅读院内下达的设计任务书，了解各项设计要求；

2、组织相关专业人员到工程现场查勘；

3、收集有关设计资料：

3.1、原工程设计报告及相关图纸；

3.2、工程运行管理方面的资料；

3.3、工程所在地的社会经济资料；

3.4、主要材料单价；

3.5、工程所在地的水文及气象资料：

收集和整理流域自然地理概况、流域和河道特征、流域的暴雨和洪水特性等资料。资料系列应尽可能长。

3.5.1、气象资料

根据 站 年至 年的资料进行统计：

① 气温：多年平均气温、极端最高气温、极端最低气温； ② 风速：不受潮汐影响的水闸工程需收集八个方位组的历年汛期最大风速的平均值；受潮汛影响的水闸工程需收集八个方位组设计频率的设计风速资料。

3.5.2、水文资料

① 降雨资料：应包括流域内各站点(必要时流域外)最大1小时、6小时、24小时(或72小时)暴雨资料。

② 流量资料：收集历年年最大洪峰流量、枯水期历年各月最大洪峰流量资料。

③ 水位(潮位)资料：历年年最大水位资料、历年枯水期各月水位资料(或各频率下全年、枯水期水位设计值)；

潮感区应收集以下潮位资料：历年平均高潮位、历年最高高潮位、历年平均低潮位、历年最低低潮位、历年平均落潮潮差；典型潮位过程线；

闸内实测最高(低)水位或实际运行最高(低)控制水位。

④ 历史洪水调查：包括历史洪水的洪峰流量、水位及洪量资料的收集。

3.6、地形测量资料

包括平面图、横断面图。

3.7、地勘资料

工程地质资料包括：闸址处岩基、地基土的层理分布及其物理力学性质试验资料与地质评价结论；填筑土、砂石料的查勘调查资料（储量、料场地理位置及运输条件、物理力学性质等）。

3.8、交通要求

根据闸址内外的交通条件、闸上交通要求，明确设计荷载及桥面宽度。 3.9、业主关于工程的要求和设想

第一部分 设计说明书(水闸)

第一部分 设计说明书(水闸)

1 第一部分 设计说明书

1 概述

1.1 水闸设计目的

蓟运河张头窝扬水站位于蓟运河右堤，张头窝村东南。该站于1973年7月建成，主要担负林黄路以东、箭杆河以南、蓟运河以西、宁宝界以北的排涝任务,并兼顾张头窝村部分农田引水灌溉。该扬水站泄水涵闸运行30多年，已不能正常使用，影响防洪安全，不但影响了农业生产，而且也是蓟运河右堤上的一个隐患。[1]因此，急需对该扬水站泄水涵闸进行维修加固，在保留灌溉和排涝功能的前提下，确保蓟运河堤防的安全。

1.2 水闸设计内容

1.2.1 整体布置

(1)根据任务书确定闸址位置

(2)确定该闸结构形式及闸室主要部分的结构尺寸

(3)确定闸上下游连接方式、结构形式、尺寸

1.2.2 水力计算

(1)闸孔宽度：根据选择的堰型确定闸孔尺寸

(2)水闸过闸流态的判别及计算

1.2.3 闸基渗流计算

(1)由地址资料等确定防渗措施

(2)选择防渗设施的形式和尺寸

1.2.4 结构布置

(一）闸室布置

(1)确定闸底板的结构尺寸

(2)确定闸墩的结构尺寸

(3)确定闸门形式、根据闸门选择启闭机形式 2 (4)确定工作桥的结构尺寸

(5)确定交通桥的结构尺寸

（二）闸室上下游连接段的布置

(1)确定闸上下游翼墙的结构形式、尺寸

(2)确定两岸护坡的结构形式、尺寸

1.2.5 闸室稳定计算

(1)确定闸室稳定计算的计算情况

(2)根据各种计算情况验算闸室的稳定

1.2.6 进口和出口翼墙的稳定计算

(1)根据计算确定进口翼墙的稳定

(2)根据计算确定出口翼墙的稳定

1.3 工程概况

蓟运河张头窝扬水站共安装900mm直径立式轴流泵12台，设计流量24m³/s，工程排涝标准为3年一遇，兼顾张头窝村部分农田引水灌溉。泵房上游145m为灌溉进水涵闸，上游245m为张头窝退水闸。泄水闸底板高程0.7m,排沥最高水位6.20m。沥水经扬水站水泵提升压力池通过泄水涵闸及排水渠进入蓟运河，关闭泄水涵闸闸门灌溉引水可经扬水站水泵提升至压力池经偏口闸进入张头窝联结渠灌溉农田。[1]

水闸设计

水闸设计

精心整理

水闸初步设计

目录

第一章 概述………………………………………………………3

第一节 工程设计资料……………………………………………3

第二章 水利枢纽布置……………………………………………3

第一节 总体布置概………………………………………………3

第二节 水闸布置…………………………………………………3

第三章 水闸设计…………………………………………………4

第一节 闸孔型式和尺寸设计……………………………………4

第二节 消能防冲设计……………………………………………6

第三节 防渗排水设计……………………………………………7

第四节闸室布置…………………………………………………10

第五节水闸抗滑稳定计算………………………………………12

第六节细部结构设计……………………………………………16

第七节上下翼墙设计……………………………………………17

第四章参考文献…………………………………………………18

第一章概述

第一节工程设计资料

一、设计基本资料

设计流量为0.05s/m3，闸前设计水位为12.0m，闸后设计水位为11.95m，河床底高程11.0m。

多年平均最大风速为5m/s；风向：按垂直水闸横轴线考虑；吹程0.2km。

第二章水利枢纽布置

第一节总体布置概述

一、拟定枢纽建筑物等级 精心整理

根据《水利电力工程等级划分及洪水标准》（SL252—，本水闸级别为五等，所以主要建筑物按五等级别设计。

二、闸址的选择

枢纽布置选择须考虑以下几点：

1）闸址应选择在顺直河段，且较稳定的河岸；

2）轴线附近地质条件因较好、河床稳定；

3）闸址上游河道有足够的蓄水容积；

4）交通方便、原料最好就近取材。

第二节 水闸布置

水闸由闸室、上游连接段和下游连接段三部分组成。

一、闸室布置

闸室是水闸挡水和泄水的主体部分，本设计的闸室包括：底板、闸门、胸墙、边墩（岸墙）、工作桥及交通桥。

水闸的防渗、排水设计

水闸的防渗、排水设计

水闸的防渗、排水设计

水闸挡水时，由于上、下游水头差的作用，不仅在闸基土体中会产生渗流，同时还会产生绕过两岸连接建筑物的岸坡绕渗。渗流对建筑物产生的不利影响主要有：①降低了闸室的抗滑稳定及两岸翼墙和边墩的侧向稳定性；②可能引起地基的渗透变形，严重的渗透变形会使地基受到破坏，甚至导致水闸失事；③损失水量，一般情况下损失数量甚微，可略而不计；④使地基内的可溶物质加速溶解。

闸基防渗设计的要求是：确定最优的地下轮廓及防渗排水措施，使闸基渗透压力适当减小，使闸基不发生渗透变形，并使闸基渗流量控制在允许范围内。总之，在保证水闸安全的前提下，做到经济合理。

1 水闸的防渗长度及地下轮廓的布置

1. 防渗长度

当水闸形成上、下游水位差时，上游水经过地基向下游渗透，并从护坦的排水孔等处排出。如图7-16所示，沿着铺盖、板桩及闸室底板的这根流线为1—2—…—17，这是闸基渗流的第一根流线。上述铺盖、板桩及闸室底板等不透水部分（连续）与地基的接触线，称为地下轮廓线（即第一根流线）。该线的长度称为防渗长度或渗径长度，此时， 12231617L，如进口段设有干砌块石及垫层（图7-16左下方），则12231617L；如铺盖与闸室之间的止水受到破坏或没有设置，则78891617L。从图7-16的实例，可以清楚地看出，防渗长度有三个特点：①起点是入土点，即水流进入土基的这一点；②终点是出土点，即水流离开土基的这一点（排水的起点）；③中间是连续线，即起点与终点之间没有间断。

图 7-16 水闸地下轮廓 (单位：m) （第5版 图7-13 图名相同）

水闸防渗排水布置应根据闸基地质条件和水闸上、下游水位差等因素，结合闸室、消能防冲和两岸连接布置进行综合分析确定。SL 265—2016《水闸设计规范》提出，初步拟定的闸基防渗长度应满足下式的要求：

LCH （7-11）