水闸设计及闸室稳定计算

计算书名称：进水闸、冲沙闸坝段水力及结构计算书目录1工程概况 (1)2水力计算 (1)2.1进水闸坝段过水能力计算 (1)2.2消能防冲设计 (3)2.3冲砂闸过水能力复核 (4)2.4消能防冲设计 (5)3稳定及应力计算 (6)3.1基本资料与数据 (6)3.2结构简化 (6)3.3计算公式 (6)3.4荷载计算及组合 (8)3.5计算成果 (9)3.6冲沙闸荷载计算 (12)3.7计算成果 (13)3.8计算简图 (17)1工程概况某调水工程由关山低坝引水枢纽和穿越秦岭山区的输水隧洞两大部分组成，按其供水对象及性质，根据《防洪标准》（GB50201—94）和《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000），工程等别为三等中型工程,主要建筑物按3级建筑物设计。

低坝无调节引水枢纽由拦河坝、冲砂闸、进水闸和输水暗渠四部分组成，前三部分在平面上呈一条直线南北方向并列布置，输水暗渠紧接进水闸并连接进水闸和输水隧洞。

两个闸均设在坝的左侧。

坝轴线位于两河口下游95m ，关山村上游约1km 处，此处河谷宽度74m ，河床宽度约60m ，高程为1467.2m ，河床漂卵石覆盖层厚5~12m ，最大15m ，其下的基岩为黑云片麻岩和斜长片麻岩，岩石强风化层厚约2~3m ，岩体分类为Ⅱ～Ⅲ类，岩层倾向上游，对防渗有利。

进水闸位于冲砂闸左侧，设计流量13.5m 3/s ，单孔布置，孔口尺寸3.0m ×2.5m ，设潜孔式弧形工作闸门和平面检修闸门。

闸室后接4m 长的1:4陡坡，陡坡后接消力池，消力池池长14m ，池深1.0m ，底板厚度1.0m ，为C20钢筋混凝土结构；消力池后与输水暗渠相接。

2水力计算2.1进水闸坝段过水能力计算 2.1.1引水渠内水深的确定Q=3/22/11R Ai n式中Q －引水渠流量,13.5m 3/s ； n －引水渠糙率,0.015；A 、χ、R 、b 、h 、m 分别为过水断面面积、湿周、水力半径、渠道底宽、水深及边坡系数，其表达式如下： A=(b+mh)h χ=b+2h 21m +； R=χA =212)(mh b h mh b +++故 13.5=1/0.015×（3+0 h ）h ×(1/1000)1/2×3/2)23).03((hh h ++经试算求得：h=2.282m 2.1.2过流能力复核设计流量下的渠内水深为h=2.282m ，进口闸底板高程取为1469.00m ，即下游水位为1471.282m ，进口翼墙为圆弧形翼墙。

荷载计算与组合规定——水闸设计规范（1）作用在水闸上的荷载可分为基本荷载和特殊荷载两类.基本荷载主要有下列各项：1)水闸结构及其上部填料和永久设备的自重；2)相应于正常蓄水位或设计洪水位情况下水闸底板上的水重；3)相应于正常蓄水位或设计洪水位情况下的静水压力；4)相应于正常蓄水位或设计洪水位情况下的扬压力(即浮托力与渗透压力之和)；5)土压力；6)淤沙压力；7)风压力；8)相应于正常蓄水位或设计洪水位情况下的浪压力；9)冰压力；10)土的冻胀力；11)其它出现机会较多的荷载等.特殊荷载主要有下列各项：1)相应于校核洪水位情况下水闸底板上的水重；2)相应于校核洪水位情况下的静水压力；3)相应于校核洪水位情况下的扬压力；4)相应于校核洪水位情况下的浪压力；5)地震荷载；6)其他出现机会较少的荷载等.（2）水闸结构及其上部填料的自重应按其几何尺寸及材料重度计算确定.闸门,启闭机及其他永久设备应尽量采用实际重量.（3）作用在水闸底板上的水重应按其实际体积及水的重度计算确定.多泥沙河流上的水闸,还应考虑含沙量对水的重度的影响.（4）作用在水闸上的静水压力应根据水闸不同运用情况时的上,下游水位组合条件计算确定.多泥沙河流上的水闸,还应考虑含沙量对水的重度的影响.（5）作用在水闸基础底面的扬压力应根据地基类别,防渗排水布置及水闸上,下游水位组合条件计算确定.（6）作用在水闸上的土压力应根据填土性质,挡土高度,填土内的地下水位,填土顶面坡角及超荷载等计算确定.对于向外侧移动或转动的挡土结构,可按主动土压力计算；对于保持静止不动的挡土结构,可按静止土压力计算.土压力计算公式见附录D.（7）作用在水闸上的淤沙压力应根据水闸上,下游可能淤积的厚度及泥沙重度等计算确定.（8）作用在水闸上的风压力应根据当地气象台站提供的风向,风速和水闸受风面积等计算确定.计算风压力时应考虑水闸周围地形,地貌及附近建筑物的影响.（9）作用在水闸上的浪压力应根据水闸闸前风向,风速,风区长度(吹程),风区内的平均水深以及闸前实际波态的判别等计算确定.浪压力计算公式见附录E.（10）作用在水闸上的冰压力,土的冻胀力,地震荷载以及其他荷载,可按国家现行的有关标准的规定计算确定.施工过程中各个阶段的临时荷载应根据工程实际情况确定.（11）设计水闸时,应将可能同时作用的各种荷载进行组合.荷载组合可分为基本组合和特殊组合两类.基本组合由基本荷载组成；特殊组合由基本荷载和一种或几种特殊荷载组成,但地震荷载只应与正常蓄水位情况下的相应荷载组合.计算闸室稳定和应力时的荷载组合可按表1的规定采用.必要时还可考虑其他可能的不利组合.表1 荷载组合表荷载组合计算情况荷载沙压力压力压力压力冻胀力震荷载其它说明基本组合完建情况√ - - - √ - - - - - - √必要时,可考虑地下水产生的扬压力正常蓄水位情况√√√√√√√√ - - - √按正常蓄水位组合计算水重,静水压力,扬压力及浪压力设计洪水位情况√√√√√√√√ - - - -按设计洪水位组合计算水重,静水压力,扬压力及浪压力冰冻情况√√√√√√√ - √√ - √按正常蓄水位组合计算水重,静水压力,扬压力及冰压力特殊施工情况√ - - - √ - - - - - - √应考虑施工过程中各个阶段的临时荷载组合检修情况√ - √√√√√√ - - - √按正常蓄水位组合(必要时可按设计洪水位组合或冬季低水位条件)计算静水压力,扬压力及浪压力校核洪水位情况√√√√√√√√ - - - -按校核洪水位组合计算水重,静水压力,扬压力及浪压力地震情况√√√√√√√√ - - √ - 按正常蓄水位组合计算水重,静水压力,扬压力及浪压力（12）计算岸墙,翼墙稳定和应力时的荷载组合可按本规范表1的规定采用,并应验算施工期,完建期和检修期(墙前无水和墙后有地下水)等情况.。

水闸结构分析方法综述摘要：水闸是一种具有挡水和泄水双重作用的低水头水工建筑物，在水力发电、灌溉、航运、防洪排涝等水利工程中都占有重要地位。

在水利建设事业中，水闸更得到了广泛的应用。

水闸应力分析关系到结构的安全，本文从整体结构出发，对谁砸结构的应力分析方法进行详细综述，为水闸分析奠定基础。

关键词：水闸有限元分析方法我国在很早就己经开始引水灌溉和航运，所以有悠久修建水闸的历史。

解放后，随着我国水利事业的发展，全国许多地区兴建了大量的水闸，大大的增强了我国各地区抗旱和排涝的能力，促进了工农业生产的不断发展。

水闸按其所承担的任务进行分类。

进水闸用于引水；节制闸用于控制水位和流量；排水闸则用于排水，在多泥砂河道上，排水闸还兼有冲砂闸作用；挡潮闸是为了防止海水倒灌，在河流入海处兴建的水闸；分洪闸则是为了消除河流下游的洪水威胁，在分洪道首部设置的水闸；为了改善内河航运或蓄水灌溉等目的，在河道上建闸蓄水，称为为蓄水闸。

1水闸的分析方法水闸结构分析传统作法都是将闸室中的底板和闸墩分开计算，将闸墩简化为悬臂梁用材料力学或结构力学方法进行内力计算，而水闸底板一般采用截条法简化为基础梁然后用查表的方法进行相应的内力计算。

这种方法简单，但难以反映出结构的整体作用，有时与实际情况相差很大。

目前采用的方法有了很大的进步，一般可以根据水闸结构的特点，按两种结构模型将其简化。

一种是同样采用截条法，但将闸墩、底板和地基作为一个整体简化为弹性地基上的平面框架结构，采用数值法或半解析法进行计算。

这种模型可以在平面内考虑闸墩、底板和地基的相互作用，但无法考虑结构的空间效应。

另一种是将整个水闸底板和地基作为一个整体简化为弹性地基上的基础板采用数值法或半解析法进行计算。

这种模型可以考虑底板和地基的整体空间作用，但闸墩的作用只能用等效刚度来反映。

当有抗震要求时，可按规范规定选取拟静力法或动力法进行抗震设计和计算。

闸室稳定计算宜取两相邻顺水流向永久缝之间的闸段作为计算单元，分析水闸在施工和运行过程中可能出现的工作情况，并选出其中起控制作用的情况，作为闸室稳定性的计算条件。

水利水电水闸设计说明书前言本次课程设计，是根据《水闸课程设计任务书及其指导书》要求编写完成的。

在水闸课程设计过程中，结合教学所学内容，采用了新标准、新规范。

按照突出实用性，突出理论知识的应用和有利于实践能力培养的原则，采用统一命题、统一指导，有学生自主完成的方式。

在设计过程中力求做到：基本概念准确;设计方法步骤清楚；文字简练，结构清晰。

本次课程设计的主要内容主要有：根据所给水文、地质、地形等资料及水利经济计算成果，进行闸址及闸底板高程的选择、水利计算、防渗排水设计、闸室布置、闸室稳定验算及两岸连接建筑物布置等内容。

在设计过程中，得到了郑万勇老师的精心指导，和其他老师和同学的热心帮助，在此表示由衷的感谢。

目录前言............................................................................. ０第一章总论............................................................. ３第一节基本资料............................................... ３第二章水力计算....................................................... ５第一节闸室的结构型式及孔口尺寸确定....... ５第二节消能防冲设计................................... １０第三章水闸防渗及排水设计............................... １５第一节闸底地下轮廓线的布置................... １５第二节防渗和排水设计、渗透压力计算... １６第三节防渗排水设施和细部构造............. １９第四章闸室布置................................................... ２０第一节闸底板、闸墩................................... ２０第二节工作桥、交通桥、检修桥............... ２１第三节闸门与启闭机................................. ２２第四节闸室的分缝与止水......................... ２３第五章闸室稳定计算........................................... ２４第一节荷载及其组合................................... ２４第二节完建无水期荷载计算及地基承载力验算..................................................................... ２５第三节闸室稳定验算................................. ２７第六章上、下游连接建筑物............................... ２９总结................................................................... ３１参考文献................................................................. ３２致谢....................................................................... ３３第一章总论第一节基本资料1.1 工程概况及拦河闸的任务颖河拦河闸位于郾成城县境内，闸址位于颖河京广铁路上游和吴公渠入颖河下游之间。

水闸工程量计算案例水闸工程量计算是指对水闸工程的各项工程量进行测算和计算，以确定工程所需的材料、人工和设备的数量，为工程的设计、施工和投资提供依据。

下面是水闸工程量计算案例的十个实例：1. 泄流量计算：根据设计要求和水闸的特点，计算水闸的泄流量。

泄流量的计算需要考虑水闸的几何尺寸、水头差、流量系数等因素。

2. 进水流量计算：根据设计要求和水闸的特点，计算水闸的进水流量。

进水流量的计算需要考虑水闸的几何尺寸、水头差、流量系数等因素。

3. 水闸尺寸计算：根据设计要求和水闸的功能，计算水闸的尺寸。

水闸尺寸的计算需要考虑水闸的泄流能力、进水能力、闸门尺寸等因素。

4. 闸门数量计算：根据设计要求和水闸的尺寸，计算水闸所需的闸门数量。

闸门数量的计算需要考虑水闸的功能、流量要求等因素。

5. 闸门尺寸计算：根据设计要求和水闸的尺寸，计算水闸闸门的尺寸。

闸门尺寸的计算需要考虑水闸的泄流能力、进水能力、闸门数量等因素。

6. 闸室尺寸计算：根据设计要求和水闸的尺寸，计算水闸闸室的尺寸。

闸室尺寸的计算需要考虑水闸的功能、闸门尺寸、闸门数量等因素。

7. 闸门重量计算：根据设计要求和水闸的尺寸，计算水闸闸门的重量。

闸门重量的计算需要考虑水闸的材料、尺寸、密度等因素。

8. 闸门运行力计算：根据设计要求和水闸的尺寸，计算水闸闸门的运行力。

闸门运行力的计算需要考虑水闸的水头差、闸门尺寸、闸门重量等因素。

9. 闸门启闭时间计算：根据设计要求和水闸的尺寸，计算水闸闸门的启闭时间。

闸门启闭时间的计算需要考虑水闸的水头差、闸门尺寸、闸门运行力等因素。

10. 水闸总工程量计算：根据水闸的各项工程量计算结果，计算水闸的总工程量。

水闸总工程量的计算需要考虑水闸的各项工程量计算结果以及其他相关因素。

通过对水闸工程量的计算，可以有效地指导水闸的设计、施工和投资，确保水闸工程的质量和安全。

同时，水闸工程量计算的准确性和严谨性也是保证水闸工程顺利进行的重要因素。

1、工程等级划分及洪水标准根据《水闸设计规范》SL265-2001对工程规模的划分规定，确定本工程等别为IV 等，主要建筑物按4级设计，本设计确定防洪标准为20年一遇。

2、闸顶高程、闸门高程确定根据《水闸设计规范》，闸顶高程需根据水闸挡水和过水两种运用情况确定。

外江（西小江）设计洪水位为20年一遇高水位5.10m （钱清站），常水位为3.9m ；内河20年一遇设计洪水位5.38m （萧山站），常水位水位3.9m 。

2.1闸顶高程挡水运用情况闸顶高程需满足：闸顶高程≥正常蓄水位（或最高挡水位）+波浪计算高度+相应安全超高，泄水运用情况闸顶高程需满足：闸顶高程≥设计洪水位（或校核洪水位）+相应安全超高； ⑴波浪要素计算年最大风速v 0=22.5m/s 风区长度 D=80m 风区平均水深H m =3.9m根据SL265-2001规范规定，采用下列公式计算波浪要素：⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=7.02045.0207.020207.013.00018.07.013.0v gH th v gD th v gH th v gh m mm5.02009.13⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=v gh v gT m mmm m L H th gT L ππ222=计算得平均波高h m =0.11m平均波周期T m =1.49s 平均波长L m =3.46m本工程主要建筑级别为4级，波浪累计频率为p=10%， 由h m /H m =0.11/4.02≈0.0，故计算波高h p=5%=0.11×1.71=0.188m ⑵闸顶高程确定挡水工况：闸顶高程≥（正常蓄水位）或最高挡水位+波浪计算高度+相应安全超高外江常水位3.9m ，安全超高为0.3m外江20年一遇设计洪水位5.10m ，安全超高值0.2m 正常蓄水位情况闸顶高程：m d 388.430.0188.09.3=++=∇ 最高当水情况闸顶高程：m c 488.52.0188.01.5=++=∇ 泄水工况：闸顶高程≥设计洪水位+相应安全超高 内河设计洪水位5.38m ，安全超高值0.5m ， 故：泄水工况闸顶高程：m d 88.550.038.5=+=∇ 即：取闸顶高程为m 0.6=∇。

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(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。

水闸闸室结构计算在闸室布置和稳定分析之后，还需对闸室各部分构件进行计算，验算其强度，以便最后确定各构件的形式、尺寸及构造。

闸室是一个空间结构，受力比较复杂，可用三维弹性力学有限元法计算。

为了简化计算，一般分成胸墙、闸墩、底板、工作桥及交通桥等单独构件分别计算，同时又考虑相互之间的连接作用。

以下仅简要介绍闸墩、底板和胸墙的结构计算。

1闸墩闸墩结构计算的内容主要包括闸墩应力计算及平面闸门槽（或弧形闸门支座）的应力计算。

1. 平面闸门闸墩应力计算平面闸门闸墩的受力条件主要是偏心受压，可假定闸墩为固定于底板上的悬臂梁，其应力状况可采用材料力学的方法进行分析。

闸墩应力主要有纵向应力（顺水流方向）和横向应力（垂直水流方向）。

闸墩每个高程的应力都不同，最危险的断面是闸墩与底板的结合面，因此，应以该结合面作为计算面，并把闸墩视为固支于底板的悬臂梁，近似地用偏心受压公式计算应力。

当闸门关闭时，纵向计算的最不利条件是闸墩承受最大的上下游水位差时所产生的水压力（设计水位或校核水位）、闸墩自重以及上部结构等荷载（图7-48）。

在此情况下，可用式（7-40）验算闸墩底部上、下游处的铅直正应力σ，即 2x G M L A I σσ=∑∑上下 （7-40） 式中：G ∑为铅直方向作用力的总和；x M ∑为全部荷载对墩底截面中心轴x x -的力矩总和；A 为墩底截面面积；x I 为墩底截面对x x -轴的惯性矩，可近似取用()30.9812x I d L =，d 为闸墩厚度；L 为墩底长度。

图 7-48 闸墩结构计算示意图（第5版 图7-45 图名相同）1p 、2p —上、下游水平水压力；1G —闸墩自重；3p 、4p —闸墩两侧水平水压力；2G —工作桥重及闸门重；z F —交通桥上车辆刹车制动力；3G —交通桥重在水闸检修期间，当一孔检修（即上、下游检修闸门关闭而相邻闸孔过水）时，闸墩承受侧向水压力、闸墩自重及其上部结构重等荷载（图7-48），这是横向计算最不利的情况。

水闸闸室的稳定分析和地基处理闸室在运用、检修或施工期都应该是稳定的。

在运用期，闸室受到水平推力等荷载作用，有可能沿着地基面滑动（通常称为表层滑动），还可能连同一部分地基土体滑动（通常称为深层滑动）。

闸室竣工时，一般地，闸室地基表面所受的应力很大，或者应力分布很不均匀，这不但使闸室高程降低，而且会使闸基倾斜甚至断裂，地基也有可能失去稳定性。

因此，必须验算闸室的稳定性，以保证在各种情况下闸室均能安全可靠地运用。

1荷载计算及组合1.1荷载计算闸室荷载主要有以下7种（图7-44）。

1. 自重自重指闸室自身重力，包括底板、闸墩、胸墙、工作桥及桥墩、交通桥、便桥、闸门及启闭设备等的重力。

2. 水重水重指闸室范围内作用在底板上面的水体重力。

3. 水平水压力水平水压力指胸墙、闸门及闸墩侧面所受到的水平水压力。

当有钢筋混凝土铺盖时（图7-45），止水片以上的水平水压力按静水压力分布考虑；止水片以下缝内的水平水压力按下述方法计算：由于渗流区内任一点的水压力强度等于该点的静水压强（相对于下游水位）与渗透压强之和，在止水片以下的缝内水流状态可以认为是静止的，所以，缝内渗透压强处处相等，其数值即为缝底这一点（图7-45中的第7点）的渗透压强，而缝内静水压强按一般方法计算。

图 7-44 闸室荷载（第5版 图7-41 图名相同）1p 、2p 、3p —水平水压力；zl p —波浪压力；G —底板重；1G —启闭机重；2G —工作桥及桥墩重；3G —胸墙重；4G —闸墩重；5G —闸门重；6G —交通桥重；1w G 、2w G —水重；b p —扬压力；fb p —浮托力；sb p —渗透压力；f F —地基反力；p h —波浪高度；z h —波浪中心线超出计算水位的高度；m L —波浪长度图 7-45 闸室上游水平水压力计算图（单位：m ）图7-45所示，已知第7点渗透压强为31.9kPa ，第8点渗透压强为30.5kPa ，通过上述计算即可获得闸室上游面各点水平水压强及其分布情况。

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300sm/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100sm/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=ϕ°；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 ϕ=，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 。

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】知识要点能力目标权重水闸的类型与工作特点理解水闸的作用、分类、工作特点及组成。

5%水闸的孔口设计掌握闸址选择、水闸等级划分、闸孔形式的选择、闸底板高程的确定及闸孔宽度的确定。

15%水闸的消能放冲设计了解过闸水流的特点；理解消能防冲设计的条件；掌握底流消能共设计的内容与方法。

15%闸基渗流分析与防渗设计理解水闸地下轮廓的布置；掌握闸基渗流计算的方法；掌握防渗排水设施的布置。

15%闸室的布置与构造理解水闸闸室的组成、布置与构造要求。

10%水闸稳定分析及地基处理掌握闸室稳定分析的方法、荷载的计算及组合。

15%闸室的结构计算理解闸室结构计算的内容与方法。

10%水闸与两岸的连接建筑物理解水闸两岸的连接建筑物的作用与布置。

10%其他形式的水闸了解其他形式的水闸。

5%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72.2m3/s，相应闸上设计水位11.48m（内河涌），浪高0.5，闸下设计水位10.92m（外江）。

防洪水位16.89m （外江），浪高0.8，相应闸上水位10.85m （内河涌）。

排水渠为梯形断面，渠底宽为12m，底高程6.50m，，渠顶高程17.50m，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1.8×10-5 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。

—水闸设计说明书SLUICE DESIGN SPECIFICATION ·设计题目：水闸工程学院名称：专业名称：水利水电工程班级名称：》姓名：学号：指导教师：教师职称：年月日（目录一、设计任务------------------------------- 错误!未定义书签。

-二、设计基本资料-------------------------- 错误!未定义书签。

概述-------------------------------------- 错误!未定义书签。

防洪---------------------------------------------- 错误!未定义书签。

灌溉---------------------------------------------- 错误!未定义书签。

引水冲淤------------------------------------------ 错误!未定义书签。

规划数据 --------------------------------- 错误!未定义书签。

孔口设计水位、流量-------------------------------- 错误!未定义书签。

闸室稳定计算水位组合------------------------------ 错误!未定义书签。

》消能防冲设计水位组合------------------------------ 错误!未定义书签。

地质资料 --------------------------------- 错误!未定义书签。

闸基土工试验资料---------------------------------- 错误!未定义书签。

闸的设计标准 ----------------------------- 错误!未定义书签。

其它有关资料------------------------------ 错误!未定义书签。

闸上交通------------------------------------------ 错误!未定义书签。

中华人民共和国行业标准SL 265-2001水闸设计规范Desidn specification for sluice2001-02-28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 sluiceSL 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.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.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的级别确定.2.2.7 平原区水闸闸下消能防冲的洪水标准应与该水闸洪水标准一致,并应考虑泄放小于消能防冲设计洪水标准的流量时可能出现的不利情况.山区,丘陵区水闸闸下消能防冲设计洪水标准,可按表2.2.7确定,并应考虑泄放小于消能防冲设计洪水标准的流量时可能出现的不利情况.当泄放超过消能防冲设计洪水标准的流量时,允许消能防冲设施出现局部破坏,但必须不危及水闸闸室安全,且易于修复,不致长期影响工程运行.2.2.8 4,5级临时性建筑物的洪水标准应根据其结构类别按表2.2.8的规定幅度,结合风险度综合分析合理选定.对失事后果严重的重要工程,应考虑遭遇超标准洪水的应急措施.3 闸址选择3.0.1 闸址应根据水闸的功能,特点和运用要求,综合考虑地形,地质,水流,潮汐,泥沙,冻土,冰情,施工,管理,周围环境等因素,经技术经济比较后选定.3.0.2 闸址宜选择在地形开阔,岸坡稳定,岩土坚实和地下水水位较低的地点.闸址宜优先选用地质条件良好的天然地基,避免采用人工处理地基.3.0.3 节制闸或泄洪闸闸址宜选择在河道顺直,河势相对稳定的河段,经技术经济比较后也可选择在弯曲河段裁弯取直的新开河道上.3.0.4 进水闸,分水闸或分洪闸闸址宜选择在河岸基本稳定的顺直河段或弯道凹岸顶点稍偏下游处,但分洪闸闸址不宜选择在险工堤段和被保护重要城镇的下游堤段.3.0.5 排水闸(排涝闸)或泄水闸(退水闸)闸址宜选择在地势低洼,出水通畅处,排水闸(排涝闸)闸址且宜选择在靠近主要涝区和容泄区的老堤堤线上.3.0.6 挡潮闸闸址宜选择在岸线和岸坡稳定的潮汐河口附近,且闸址泓滩冲淤变化较小,上游河道有足够的蓄水容积的地点.3.0.7 若在多支流汇合口下游河道上建闸,选定的闸址与汇合口之间宜有一定的距离.3.0.8 若在平原河网地区交叉河口附近建闸,选定的闸址宜在距离交叉河口较远处.3.0.9 若在铁路桥或Ⅰ,Ⅱ级公路桥附近建闸,选定的闸址与铁路桥或Ⅰ,Ⅱ级公路桥的距离不宜太近.3.0.10 选择闸址应考虑材料来源,对外交通,施工导流,场地布置,基坑排水,施工水电供应等条件.3.0.11 选择闸址应考虑水闸建成后工程管理维修和防汛抢险等条件.3.0.12 选择闸址还应考虑下列要求：---占用土地及拆迁房屋少；---尽量利用周围已有公路,航运,动力,通信等公用设施；---有利于绿化,净化,美化环境和生态环境保护；---有利于开展综合经营.4 总体布置4.1 枢纽布置4.1.1 水闸枢纽布置应根据闸址地形,地质,水流等条件以及该枢纽中各建筑物的功能,特点,运用要求等确定,做到紧凑合理,协调美观,组成整体效益最大的有机联合体.4.1.2 节制闸或泄洪闸的轴线宜与河道中心线正交,其上,下游河道直线段长度不宜小于5倍水闸进口处水面宽度.位于弯曲河段的泄洪闸,宜布置在河道深泓部位.4.1.3 进水闸或分水闸的中心线与河(渠)道中心线的交角不宜超过30°,其上游引河(渠)长度不宜过长.位于弯曲河(渠)段的进水闸或分水闸,宜布置在靠近河(渠)道深泓的岸边.分洪闸的中心线宜正对河道主流方向.4.1.4 排水闸或泄水闸的中心线与河(渠)道中心线的交角不宜超过60°,其下游引河(渠)宜短而直,引河(渠)轴线方向宜避开常年大风向.4.1.5 滨湖水闸的轴线宜与上游来水方向正交.当上,下游水面较宽阔时,可根据需要设一定长度的导水堤.4.1.6 水闸枢纽中的船闸,泵站或水电站宜靠岸布置,但船闸不宜与泵站或水电站布置在同一岸侧.船闸,泵站或水电站与水闸的相对位置,应能保证满足水闸通畅泄水及各建筑物安全运行的要求.4.1.7 多泥沙河流上的水闸枢纽,应在进水闸进水口或其他取水建筑物取水口的相邻位置设冲沙闸(排沙闸)或泄洪冲沙闸,并应注意解决进水闸进水口或其他取水建筑物取水口处可能产生的泥沙淤堵问题.4.1.8 上,下游平水机会较多,且有一般通航要求的水闸,可设置通航孔.通航孔位置应根据过闸安全和管理方便的原则确定,但不宜紧靠泵站或水电站.4.1.9 上,下游水位差不大,且有一般过木要求的水闸,可设置过木孔或在岸边设过木道.过木孔或岸边过木道位置应根据水流条件和漂木特点确定,但不宜紧靠泵站或水电站.4.1.10 经常有水流下泄,且有过鱼要求的水闸,可结合岸墙,翼墙的布置设置鱼道.鱼道下泄水流宜与河道水流斜交,其出口位置不宜紧靠泄洪闸.4.1.11 平原区上游有余水可以利用,且有发电要求的水闸,可结合岸墙,翼墙的布置设置小型水力发电机组或在边闸孔内设置可移式发电装置.4.1.12 水流流态复杂的大型水闸枢纽布置,应经水工模型试验验证.模型试验范围应包括水闸上,下游可能产生冲淤的河段.4.2 闸室布置4.2.1 水闸闸室布置应根据水闸挡水,泄水条件和运行要求,结合考虑地形,地质等因素,做到结构安全可靠,布置紧凑合理,施工方便,运用灵活,经济美观.4.2.2 闸室结构可根据泄流特点和运行要求,选用开敞式,胸墙式,涵洞式或双层式等结构型式.整个闸室结构的重心应尽可能与闸室底板中心相接近,且偏高水位一侧.1 闸槛高程较高,挡水高度较小的水闸,可采用开敞式；泄洪闸或分洪闸宜采用开敞式；有排冰,过木或通航要求的水闸,应采用开敞式.2 闸槛高程较低,挡水高度较大的水闸,可采用胸墙式或涵洞式；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的水闸,也可采用胸墙式或涵洞式.3 要求面层溢流和底层泄流的水闸,可采用双层式；软弱地基上的水闸,也可采用双层式.4.2.3 开敞式闸室结构可根据地基条件及受力情况等选用整体式或分离式.涵洞式和双层式闸室结构不宜采用分离式.4.2.4 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值之和；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.水闸安全超高下限值见表4.2.4.表4.2.4 水闸安全超高下限值(m)位于防洪(挡潮)堤上的水闸,其闸顶高程不得低于防洪(挡潮)堤堤顶高程.闸顶高程的确定,还应考虑下列因素：---软弱地基上闸基沉降的影响；---多泥沙河流上,下游河道变化引起水位升高或降低的影响；---防洪(挡潮)堤上水闸两侧堤顶可能加高的影响等.4.2.5 闸槛高程应根据河(渠)底高程,水流,泥沙,闸址地形,地质,闸的施工,运行等条件,结合选用的堰型,门型及闸孔总净宽等,经技术经济比较确定.建造在复式河床上的水闸,当闸基为岩石或坚硬的粘性土时,可选用高,低闸槛的布置型式,但必须妥善布置防渗排水设施.4.2.6 闸孔总净宽应根据泄流特点,下游河床地质条件和安全泄流的要求,结合闸孔孔径和孔数的选用,经技术经济比较后确定.4.2.7 闸孔孔径应根据闸的地基条件,运用要求,闸门结构型式,启闭机容量,以及闸门的制作,运输,安装等因素,进行综合分析确定.选用的闸孔孔径应符合国家现行的(SL 74-95)《水利水电工程钢闸门设计规范》所规定的闸门孔口尺寸系列标准.闸孔孔数少于8孔时,宜采用单数孔.4.2.8 闸室底板型式应根据地基,泄流等条件选用平底板,低堰底板或折线底板.1 一般情况下,闸室底板宜采用平底板；在松软地基上且荷载较大时,也可采用箱式平底板.2 当需要限制单宽流量而闸底建基高程不能抬高,或因地基表层松软需要降低闸底建基高程,或在多泥沙河流上有拦沙要求时,可采用低堰底板.3 在坚实或中等坚实地基上,当闸室高度不大,但上,下游河(渠)底高差较大时,可采用折线底板,其后部可作为消力池的一部分.4.2.9 闸室底板厚度应根据闸室地基条件,作用荷载及闸孔净宽等因素,经计算并结合构造要求确定.4.2.10 闸室底板顺水流向长度应根据闸室地基条件和结构布置要求,以满足闸室整体稳定和地基允许承载力为原则,进行综合分析确定.4.2.11 闸室结构垂直水流向分段长度(即顺水流向永久缝的缝距)应根据闸室地基条件和结构构造特点,结合考虑采用的施工方法和措施确定.对坚实地基上或采用桩基的水闸,可在闸室底板上或闸墩中间设缝分段；对软弱地基上或地震区的水闸,宜在闸墩中间设缝分段.岩基上的分段长度不宜超过20m,土基上的分段长度不宜超过35m.当分段长度超过本条规定数值时,宜作技术论证.永久缝的构造型式可采用铅直贯通缝,斜搭接缝或齿形搭接缝,缝宽可采用2～3cm.4.2.12 闸墩结构型式应根据闸室结构抗滑稳定性和闸墩纵向刚度要求确定,一般宜采用实体式.闸墩的外形轮廓设计应能满足过闸水流平顺,侧向收缩小,过流能力大的要求.上游墩头可采用半圆形,下游墩头宜采用流线形.4.2.13 闸墩厚度应根据闸孔孔径,受力条件,结构构造要求和施工方法等确定.平面闸门闸墩门槽处最小厚度不宜小于0.4m.4.2.14 工作闸门门槽应设在闸墩水流较平顺部位,其宽深比宜取1.6～1.8.根据管理维修需要设置的检修闸门门槽,其与工作闸门门槽之间的净距离不宜小于1.5m. 当设有两道检修闸门门槽时,闸墩和底板必须满足检修期的结构强度要求.4.2.15 边闸墩的选型布置应符合本规范 4.2.12～4.2.14条的规定.兼作岸墙的边闸墩还应考虑承受侧向土压力的作用,其厚度应根据结构抗滑稳定性和结构强度的需要计算确定.4.2.16 闸门结构的选型布置应根据其受力情况,控制运用要求,制作,运输,安装,维修条件等,结合闸室结构布置合理选定.1 挡水高度和闸孔孔径均较大,需由闸门控制泄水的水闸宜采用弧形闸门.2 当永久缝设置在闸室底板上时,宜采用平面闸门；如采用弧形闸门时,必须考虑闸墩间可能产生的不均匀沉降对闸门强度,止水和启闭的影响.3 受涌浪或风浪冲击力较大的挡潮闸,宜采用平面闸门,且闸门面板宜布置在迎潮侧.4 有排冰或过木要求的水闸,宜采用平面闸门或下卧式弧形闸门；多泥沙河流上的水闸,不宜采用下卧式弧形闸门.5 有通航或抗震要求的水闸,宜采用升卧式平面闸门或双扉式平面闸门.6 检修闸门应采用平面闸门或叠梁式闸门.4.2.17 露顶式闸门顶部应在可能出现的最高挡水位以上有0.3～0.5m的超高.4.2.18 启闭机型式可根据门型,尺寸及其运用条件等因素选定.选用启闭机的启闭力应等于或大于计算启闭力,同时应符合国家现行的SL 41-93《水利水电工程启闭机设计规范》所规定的启闭机系列标准.当多孔闸门启闭频繁或要求短时间内全部均匀开启时,每孔应设一台固定式启闭机.4.2.19 闸室胸墙结构可根据闸孔孔径大小和泄水要求选用板式或板梁式.孔径小于或等于6m时可采用板式,孔径大于6m时宜采用板梁式.胸墙顶宜与闸顶齐平.胸墙底高程应根据孔口泄流量要求计算确定.胸墙上游面底部宜做成流线形.胸墙厚度应根据受力条件和边界支承情况计算确定.对于受风浪冲击力较大的水闸,胸墙上应留有足够的排气孔.胸墙与闸墩的连接方式可根据闸室地基,温度变化条件,闸室结构横向刚度和构造要求等采用简支式或固支式.当永久缝设置在底板上时,不应采用固支式.4.2.20 闸室上部工作桥,检修便桥,交通桥可根据闸孔孔径,闸门启闭机型式及容量,设计荷载标准等分别选用板式,梁板式或板拱式,其与闸墩的连接型式应与底板分缝位置及胸墙支承型式统一考虑.有条件时,可采用预制构件,现场吊装.工作桥的支承结构可根据其高度及纵向刚度选用实体式或刚架式.工作桥,检修便桥和交通桥的梁(板)底高程均应高出最高洪水位0.5m以上；若有流冰,应高出流冰面以上0.2m.4.2.21 松软地基上的水闸结构选型布置尚应符合下列要求：1 闸室结构布置匀称,重量轻,整体性强,刚度大；2 相邻分部工程的基底压力差小；3 选用耐久,能适应较大不均匀沉降的止水型式和材料；4 适当增加底板长度和埋置深度.4.2.22 冻胀性地基上水闸结构选型布置尚应符合下列要求：1 闸室结构整体性强,刚度大；2 Ⅲ级冻涨土地基上的1,2,3级水闸和Ⅳ,Ⅴ级冻涨土地基上的各级水闸,其基础埋深不小于基础设计冻深；3 在满足地基承载力要求的情况下,减小闸室底部与冻涨土的接触面积；4 在满足防渗,防冲和水流衔接条件的情况下,缩短进出口长度；5 适当减小冬季暴露的大,中型水闸铺盖,消力池底板等底部结构的分块尺寸.4.2.23 地震区水闸结构选型布置尚应符合下列要求：1 闸室结构布置匀称,重量轻,整体性强,刚度大；2 降低工作桥排架高度,减轻其顶部重量,并加强排架柱与闸墩和桥面结构的抗剪连接；3 在闸墩上分缝,并选用耐久,能适应较大变形的止水型式和材料；4 加强地基与闸室底板的连接,并采取有效的防渗措施；5 适当降低边墩(岸墙)后的填土高度,减少附加荷载；6 上游防渗铺盖采用混凝土结构,并适当布筋.4.3 防渗排水布置4.3.1 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.4.3.2 均质土地基上的水闸闸基轮廓线应根据选用的防渗排水设施,经合理布置确定.在工程规划和可行性研究阶段,初步拟定的闸基防渗长度应满足公式(4.3.2)要求：L＝CΔH (4.3.2)式中L---闸基防渗长度,即闸基轮廓线防渗部分水平段和垂直段长度的总和(m)；ΔH---上,下游水位差(m)；C---允许渗径系数值,见表4.3.2.当闸基设板桩时,可采用表4.3.2中所列规定值的小值.注：地基土分类见本规范附录f.4.3.3 当闸基为中壤土,轻壤土或重砂壤土时,闸室上游宜设置钢筋混凝土或粘土铺盖,或土工膜防渗铺盖,闸室下游护坦底部应设滤层.粘土铺盖的渗透系数应比地基土的渗透系数小100倍以上.4.3.4 当闸基为较薄的壤土层,其下卧层为深厚的相对透水层时,除应符合本规范4.3.3条的规定外,尚应验算覆盖土层抗渗,抗浮的稳定性.必要时可在闸室下游设置深入相对透水层的排水井或排水沟,并采取防止被淤堵的措施.4.3.5 当闸基为粉土,粉细砂,轻砂壤土或轻粉质砂壤土时,闸室上游宜采用铺盖和垂直防渗体(钢筋混凝土板桩,水泥砂浆帷幕,高压喷射灌浆帷幕,混凝土防渗墙,土工膜垂直防渗结构等)相结合的布置形式.垂直防渗体宜布置在闸室底板的上游端.在地震区粉细砂地基上,闸室底板下布置的垂直防渗体宜构成四周封闭的形式.粉土,粉细砂,轻砂壤土或轻粉质砂壤土地基除应保证渗流平均坡降和出逸坡降小于允许值外,在渗流出口处(包括两岸侧向渗流的出口处)必须设置级配良好的滤层.4.3.6 当闸基为较薄的砂性土层或砂砾石层,其下卧层为深厚的相对不透水层时,闸室底板上游端宜设置截水槽或防渗墙,闸室下游渗流出口处应设滤层.截水槽或防渗墙嵌入相对不透水层深度不应小于1.0m.。

xxxx防洪挡潮闸重建工程水工结构设计计算书审核：校核：计算：二0 年月目录一、基本设计资料 (1)1.1 堤防设计标准 (1)1.2 水闸设计标准 (1)1.3 特征水位 (1)1.4 结构数据 (2)1.5 水闸功能 (2)1.6 地基特性 (2)1.7 地震设防烈度 (3)二、闸顶高程计算 (4)2.1 按《水闸设计规范》中的有关规定计算闸顶高程 (4)2.2 按《堤防工程设计规范》中的有关规定计算堤顶高程 (5)2.3 闸顶高程计算结果 (7)2.4 启闭机房楼面高程复核计算 (8)三、水闸水力计算 (9)3.1 水闸过流能力复核计算 (9)3.2 消能防冲计算 (11)四、渗流稳定计算 (21)4.1 渗流稳定计算公式 (21)4.2 闸侧渗流稳定计算 (22)4.3 闸基渗流稳定计算 (24)五、闸室应力稳定计算 (28)5.1 计算工况及荷载组合 (28)5.2 计算公式 (29)5.3 计算过程 (31)5.4 计算成果及分析 (31)六、闸室结构配筋计算 (32)6.1 基本资料 (32)6.2 边孔计算 (33)6.3 中孔计算 (50)6.4 胸墙计算 (50)6.5工作桥配筋及裂缝计算 (52)6.6 闸门锁定座配筋及裂缝计算 (53)6.7 水闸交通桥面板计算 (56)七、翼墙计算 (57)7.1 计算方法 (57)7.2 计算工况 (58)7.3 计算过程（具体计算详见堤防设计计算书案例） (58)7.4 计算成果 (59)7.5 配筋计算 (59)八、其他连接挡墙计算 (60)8.1 埋石砼挡墙计算（具体计算详见堤防设计计算书案例） (60)8.2 埋石砼挡墙基础处理 (61)8.3 中控楼浆砌石墙计算（具体计算详见堤防设计计算书案例） (62)九、上下游护岸稳定计算 (63)9.1 计算断面的选取与假定 (63)9.2 计算工况 (63)9.3 计算参数 (63)9.4 计算理论和公式 (64)9.5 计算过程（具体计算详见堤防设计计算书案例） (65)9.6 计算结果 (65)十、施工围堰计算 (66)10.1导流级别及标准 (66)10.2围堰顶高程确定 (66)10.3围堰稳定计算（具体计算详见堤防设计计算书案例） (67)十一、基础处理设计计算 (69)11.1 闸室基础处理设计计算 (69)11.2 翼墙基础处理设计计算 (73)十二、闸室和翼墙桩基础配筋计算 (75)12.1 计算方法 (75)12.2 计算条件 (75)12.3 第一弹性零点到地面的距离t的计算 (75)12.4 桩的弯距计算 (76)12.5 桩顶水平位移Δ计算 (76)12.6 配筋计算 (76)12.7 灌注桩最大裂缝宽度验算 (78)一、基本设计资料1.1 堤防设计标准根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）、《广东省水利厅关于中顺大围达标加固工程可行性研究报告设计有关问题的审查意见》（粤水规〔2005〕147号）确定中顺大围达标加固工程以洪为主的堤段及穿堤建筑物现阶段防洪标准为50年一遇,待上游水库建成后达到100年一遇，堤防和穿堤建筑物工程级别为1级；以潮为主的堤段及穿堤建筑物防洪(潮)标准为100年一遇，堤防和穿堤建筑物工程级别为1级。

第八章 水 闸§8-5 闸室的布置和构造 教学容底板、闸墩、工作桥、交通桥 一、底板按形状分：有水平底板、低实用堰底板（上游水位高，流量又受限制）。

河宽、孔多。

需用横缝将闸室分成若干闸段（每个闸段可分为一孔、两孔、三孔） 按底板与闸墩的连接方式分：整体式、分离式整体式闸底板与闸墩浇筑成整体，墩中分缝。

（也有闸室底板中间分缝的） 底板形式⎭⎬⎫⎩⎨⎧--kpa 4030较差，箱式底板：地基承载力实心底板适用于松散地基，地震烈度较高的地区分离式单孔底板上设双缝，将底板与闸墩分开适用：坚基，紧密的地基上，不会产生不均匀沉降。

底板顺水流方向的长度：满足上部结构布置，结构强度和抗滑稳定要求。

二、闸墩材料：常用混凝土、浆砌石、少筋混凝土。

作用：分隔闸孔，支承闸以与上部结构。

材料：砼或浆砌石。

外形轮廊：过闸水流平顺，侧向收缩小，以加大过水能力。

分方形、三角形、半圆形、流线形。

高程：上游高出最高水位并有一定超高。

长度：与闸底板顺水流长度相同。

上、下游侧：铅直或10:1～５:1竖坡。

闸墩厚度：满足强度，稳定要求，决定于工作门槽深度和门 槽颈部厚度。

门槽颈部厚度最小值为0.5m 门槽深0.3m 槽宽0.5～1.0 缝墩：1.2～1.5检修门槽与工作门槽之间须保持1.5 ～2.0m 净距。

胸墙与检修门槽之间也应留足1.0m 以上的间距。

三、闸门检修门---平门----位置：上游侧工作门--弧门平门--位置：① 上游侧②下游侧（利用水重帮助闸室稳定） 闸门顶部高程：应高于可能最高蓄水位。

四、胸墙固定式、活动式作用：减少闸的高度，减轻立门重和降低对启闭机重量的要求。

布置位置：置于门后--闸门紧靠胸墙，且止水效果好而简单；门前---止水结构复杂，易于磨损，有利于启闭，钢丝绳不易磨损•顶高程：顶与闸墩齐平。

底梁梁底高程：满足堰流的要求，堰顶高程＋堰顶下游水深＋ (0.2m)。

厚度：不小于0.15～0.2m 结构形式：板式、梁板式。

中华人民共和国行业标准SL 265-2001水闸设计规范Desidn specification for sluice2001-02-28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 sluiceSL 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.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.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的级别确定.2.2.7 平原区水闸闸下消能防冲的洪水标准应与该水闸洪水标准一致,并应考虑泄放小于消能防冲设计洪水标准的流量时可能出现的不利情况.山区,丘陵区水闸闸下消能防冲设计洪水标准,可按表2.2.7确定,并应考虑泄放小于消能防冲设计洪水标准的流量时可能出现的不利情况.当泄放超过消能防冲设计洪水标准的流量时,允许消能防冲设施出现局部破坏,但必须不危及水闸闸室安全,且易于修复,不致长期影响工程运行.2.2.8 4,5级临时性建筑物的洪水标准应根据其结构类别按表2.2.8的规定幅度,结合风险度综合分析合理选定.对失事后果严重的重要工程,应考虑遭遇超标准洪水的应急措施.3 闸址选择3.0.1 闸址应根据水闸的功能,特点和运用要求,综合考虑地形,地质,水流,潮汐,泥沙,冻土,冰情,施工,管理,周围环境等因素,经技术经济比较后选定.3.0.2 闸址宜选择在地形开阔,岸坡稳定,岩土坚实和地下水水位较低的地点.闸址宜优先选用地质条件良好的天然地基,避免采用人工处理地基.3.0.3 节制闸或泄洪闸闸址宜选择在河道顺直,河势相对稳定的河段,经技术经济比较后也可选择在弯曲河段裁弯取直的新开河道上.3.0.4 进水闸,分水闸或分洪闸闸址宜选择在河岸基本稳定的顺直河段或弯道凹岸顶点稍偏下游处,但分洪闸闸址不宜选择在险工堤段和被保护重要城镇的下游堤段.3.0.5 排水闸(排涝闸)或泄水闸(退水闸)闸址宜选择在地势低洼,出水通畅处,排水闸(排涝闸)闸址且宜选择在靠近主要涝区和容泄区的老堤堤线上.3.0.6 挡潮闸闸址宜选择在岸线和岸坡稳定的潮汐河口附近,且闸址泓滩冲淤变化较小,上游河道有足够的蓄水容积的地点.3.0.7 若在多支流汇合口下游河道上建闸,选定的闸址与汇合口之间宜有一定的距离.3.0.8 若在平原河网地区交叉河口附近建闸,选定的闸址宜在距离交叉河口较远处.3.0.9 若在铁路桥或Ⅰ,Ⅱ级公路桥附近建闸,选定的闸址与铁路桥或Ⅰ,Ⅱ级公路桥的距离不宜太近.3.0.10 选择闸址应考虑材料来源,对外交通,施工导流,场地布置,基坑排水,施工水电供应等条件.3.0.11 选择闸址应考虑水闸建成后工程管理维修和防汛抢险等条件.3.0.12 选择闸址还应考虑下列要求：---占用土地及拆迁房屋少；---尽量利用周围已有公路,航运,动力,通信等公用设施；---有利于绿化,净化,美化环境和生态环境保护；---有利于开展综合经营.4 总体布置4.1 枢纽布置4.1.1 水闸枢纽布置应根据闸址地形,地质,水流等条件以及该枢纽中各建筑物的功能,特点,运用要求等确定,做到紧凑合理,协调美观,组成整体效益最大的有机联合体.4.1.2 节制闸或泄洪闸的轴线宜与河道中心线正交,其上,下游河道直线段长度不宜小于5倍水闸进口处水面宽度.位于弯曲河段的泄洪闸,宜布置在河道深泓部位.4.1.3 进水闸或分水闸的中心线与河(渠)道中心线的交角不宜超过30°,其上游引河(渠)长度不宜过长.位于弯曲河(渠)段的进水闸或分水闸,宜布置在靠近河(渠)道深泓的岸边.分洪闸的中心线宜正对河道主流方向.4.1.4 排水闸或泄水闸的中心线与河(渠)道中心线的交角不宜超过60°,其下游引河(渠)宜短而直,引河(渠)轴线方向宜避开常年大风向.4.1.5 滨湖水闸的轴线宜与上游来水方向正交.当上,下游水面较宽阔时,可根据需要设一定长度的导水堤.4.1.6 水闸枢纽中的船闸,泵站或水电站宜靠岸布置,但船闸不宜与泵站或水电站布置在同一岸侧.船闸,泵站或水电站与水闸的相对位置,应能保证满足水闸通畅泄水及各建筑物安全运行的要求.4.1.7 多泥沙河流上的水闸枢纽,应在进水闸进水口或其他取水建筑物取水口的相邻位置设冲沙闸(排沙闸)或泄洪冲沙闸,并应注意解决进水闸进水口或其他取水建筑物取水口处可能产生的泥沙淤堵问题.4.1.8 上,下游平水机会较多,且有一般通航要求的水闸,可设置通航孔.通航孔位置应根据过闸安全和管理方便的原则确定,但不宜紧靠泵站或水电站.4.1.9 上,下游水位差不大,且有一般过木要求的水闸,可设置过木孔或在岸边设过木道.过木孔或岸边过木道位置应根据水流条件和漂木特点确定,但不宜紧靠泵站或水电站.4.1.10 经常有水流下泄,且有过鱼要求的水闸,可结合岸墙,翼墙的布置设置鱼道.鱼道下泄水流宜与河道水流斜交,其出口位置不宜紧靠泄洪闸.4.1.11 平原区上游有余水可以利用,且有发电要求的水闸,可结合岸墙,翼墙的布置设置小型水力发电机组或在边闸孔内设置可移式发电装置.4.1.12 水流流态复杂的大型水闸枢纽布置,应经水工模型试验验证.模型试验范围应包括水闸上,下游可能产生冲淤的河段.4.2 闸室布置4.2.1 水闸闸室布置应根据水闸挡水,泄水条件和运行要求,结合考虑地形,地质等因素,做到结构安全可靠,布置紧凑合理,施工方便,运用灵活,经济美观.4.2.2 闸室结构可根据泄流特点和运行要求,选用开敞式,胸墙式,涵洞式或双层式等结构型式.整个闸室结构的重心应尽可能与闸室底板中心相接近,且偏高水位一侧.1 闸槛高程较高,挡水高度较小的水闸,可采用开敞式；泄洪闸或分洪闸宜采用开敞式；有排冰,过木或通航要求的水闸,应采用开敞式.2 闸槛高程较低,挡水高度较大的水闸,可采用胸墙式或涵洞式；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的水闸,也可采用胸墙式或涵洞式.3 要求面层溢流和底层泄流的水闸,可采用双层式；软弱地基上的水闸,也可采用双层式.4.2.3 开敞式闸室结构可根据地基条件及受力情况等选用整体式或分离式.涵洞式和双层式闸室结构不宜采用分离式.4.2.4 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值之和；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.水闸安全超高下限值见表4.2.4.表4.2.4 水闸安全超高下限值(m)位于防洪(挡潮)堤上的水闸,其闸顶高程不得低于防洪(挡潮)堤堤顶高程.闸顶高程的确定,还应考虑下列因素：---软弱地基上闸基沉降的影响；---多泥沙河流上,下游河道变化引起水位升高或降低的影响；---防洪(挡潮)堤上水闸两侧堤顶可能加高的影响等.4.2.5 闸槛高程应根据河(渠)底高程,水流,泥沙,闸址地形,地质,闸的施工,运行等条件,结合选用的堰型,门型及闸孔总净宽等,经技术经济比较确定.建造在复式河床上的水闸,当闸基为岩石或坚硬的粘性土时,可选用高,低闸槛的布置型式,但必须妥善布置防渗排水设施.4.2.6 闸孔总净宽应根据泄流特点,下游河床地质条件和安全泄流的要求,结合闸孔孔径和孔数的选用,经技术经济比较后确定.4.2.7 闸孔孔径应根据闸的地基条件,运用要求,闸门结构型式,启闭机容量,以及闸门的制作,运输,安装等因素,进行综合分析确定.选用的闸孔孔径应符合国家现行的(SL 74-95)《水利水电工程钢闸门设计规范》所规定的闸门孔口尺寸系列标准.闸孔孔数少于8孔时,宜采用单数孔.4.2.8 闸室底板型式应根据地基,泄流等条件选用平底板,低堰底板或折线底板.1 一般情况下,闸室底板宜采用平底板；在松软地基上且荷载较大时,也可采用箱式平底板.2 当需要限制单宽流量而闸底建基高程不能抬高,或因地基表层松软需要降低闸底建基高程,或在多泥沙河流上有拦沙要求时,可采用低堰底板.3 在坚实或中等坚实地基上,当闸室高度不大,但上,下游河(渠)底高差较大时,可采用折线底板,其后部可作为消力池的一部分.4.2.9 闸室底板厚度应根据闸室地基条件,作用荷载及闸孔净宽等因素,经计算并结合构造要求确定.4.2.10 闸室底板顺水流向长度应根据闸室地基条件和结构布置要求,以满足闸室整体稳定和地基允许承载力为原则,进行综合分析确定.4.2.11 闸室结构垂直水流向分段长度(即顺水流向永久缝的缝距)应根据闸室地基条件和结构构造特点,结合考虑采用的施工方法和措施确定.对坚实地基上或采用桩基的水闸,可在闸室底板上或闸墩中间设缝分段；对软弱地基上或地震区的水闸,宜在闸墩中间设缝分段.岩基上的分段长度不宜超过20m,土基上的分段长度不宜超过35m.当分段长度超过本条规定数值时,宜作技术论证.永久缝的构造型式可采用铅直贯通缝,斜搭接缝或齿形搭接缝,缝宽可采用2～3cm.4.2.12 闸墩结构型式应根据闸室结构抗滑稳定性和闸墩纵向刚度要求确定,一般宜采用实体式.闸墩的外形轮廓设计应能满足过闸水流平顺,侧向收缩小,过流能力大的要求.上游墩头可采用半圆形,下游墩头宜采用流线形.4.2.13 闸墩厚度应根据闸孔孔径,受力条件,结构构造要求和施工方法等确定.平面闸门闸墩门槽处最小厚度不宜小于0.4m.4.2.14 工作闸门门槽应设在闸墩水流较平顺部位,其宽深比宜取1.6～1.8.根据管理维修需要设置的检修闸门门槽,其与工作闸门门槽之间的净距离不宜小于1.5m. 当设有两道检修闸门门槽时,闸墩和底板必须满足检修期的结构强度要求.4.2.15 边闸墩的选型布置应符合本规范 4.2.12～4.2.14条的规定.兼作岸墙的边闸墩还应考虑承受侧向土压力的作用,其厚度应根据结构抗滑稳定性和结构强度的需要计算确定.4.2.16 闸门结构的选型布置应根据其受力情况,控制运用要求,制作,运输,安装,维修条件等,结合闸室结构布置合理选定.1 挡水高度和闸孔孔径均较大,需由闸门控制泄水的水闸宜采用弧形闸门.2 当永久缝设置在闸室底板上时,宜采用平面闸门；如采用弧形闸门时,必须考虑闸墩间可能产生的不均匀沉降对闸门强度,止水和启闭的影响.3 受涌浪或风浪冲击力较大的挡潮闸,宜采用平面闸门,且闸门面板宜布置在迎潮侧.4 有排冰或过木要求的水闸,宜采用平面闸门或下卧式弧形闸门；多泥沙河流上的水闸,不宜采用下卧式弧形闸门.5 有通航或抗震要求的水闸,宜采用升卧式平面闸门或双扉式平面闸门.6 检修闸门应采用平面闸门或叠梁式闸门.4.2.17 露顶式闸门顶部应在可能出现的最高挡水位以上有0.3～0.5m的超高.4.2.18 启闭机型式可根据门型,尺寸及其运用条件等因素选定.选用启闭机的启闭力应等于或大于计算启闭力,同时应符合国家现行的SL 41-93《水利水电工程启闭机设计规范》所规定的启闭机系列标准.当多孔闸门启闭频繁或要求短时间内全部均匀开启时,每孔应设一台固定式启闭机.4.2.19 闸室胸墙结构可根据闸孔孔径大小和泄水要求选用板式或板梁式.孔径小于或等于6m时可采用板式,孔径大于6m时宜采用板梁式.胸墙顶宜与闸顶齐平.胸墙底高程应根据孔口泄流量要求计算确定.胸墙上游面底部宜做成流线形.胸墙厚度应根据受力条件和边界支承情况计算确定.对于受风浪冲击力较大的水闸,胸墙上应留有足够的排气孔.胸墙与闸墩的连接方式可根据闸室地基,温度变化条件,闸室结构横向刚度和构造要求等采用简支式或固支式.当永久缝设置在底板上时,不应采用固支式.4.2.20 闸室上部工作桥,检修便桥,交通桥可根据闸孔孔径,闸门启闭机型式及容量,设计荷载标准等分别选用板式,梁板式或板拱式,其与闸墩的连接型式应与底板分缝位置及胸墙支承型式统一考虑.有条件时,可采用预制构件,现场吊装.工作桥的支承结构可根据其高度及纵向刚度选用实体式或刚架式.工作桥,检修便桥和交通桥的梁(板)底高程均应高出最高洪水位0.5m以上；若有流冰,应高出流冰面以上0.2m.4.2.21 松软地基上的水闸结构选型布置尚应符合下列要求：1 闸室结构布置匀称,重量轻,整体性强,刚度大；2 相邻分部工程的基底压力差小；3 选用耐久,能适应较大不均匀沉降的止水型式和材料；4 适当增加底板长度和埋置深度.4.2.22 冻胀性地基上水闸结构选型布置尚应符合下列要求：1 闸室结构整体性强,刚度大；2 Ⅲ级冻涨土地基上的1,2,3级水闸和Ⅳ,Ⅴ级冻涨土地基上的各级水闸,其基础埋深不小于基础设计冻深；3 在满足地基承载力要求的情况下,减小闸室底部与冻涨土的接触面积；4 在满足防渗,防冲和水流衔接条件的情况下,缩短进出口长度；5 适当减小冬季暴露的大,中型水闸铺盖,消力池底板等底部结构的分块尺寸.4.2.23 地震区水闸结构选型布置尚应符合下列要求：1 闸室结构布置匀称,重量轻,整体性强,刚度大；2 降低工作桥排架高度,减轻其顶部重量,并加强排架柱与闸墩和桥面结构的抗剪连接；3 在闸墩上分缝,并选用耐久,能适应较大变形的止水型式和材料；4 加强地基与闸室底板的连接,并采取有效的防渗措施；5 适当降低边墩(岸墙)后的填土高度,减少附加荷载；6 上游防渗铺盖采用混凝土结构,并适当布筋.4.3 防渗排水布置4.3.1 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.4.3.2 均质土地基上的水闸闸基轮廓线应根据选用的防渗排水设施,经合理布置确定.在工程规划和可行性研究阶段,初步拟定的闸基防渗长度应满足公式(4.3.2)要求：L＝CΔH (4.3.2)式中L---闸基防渗长度,即闸基轮廓线防渗部分水平段和垂直段长度的总和(m)；ΔH---上,下游水位差(m)；C---允许渗径系数值,见表4.3.2.当闸基设板桩时,可采用表4.3.2中所列规定值的小值.注：地基土分类见本规范附录f.4.3.3 当闸基为中壤土,轻壤土或重砂壤土时,闸室上游宜设置钢筋混凝土或粘土铺盖,或土工膜防渗铺盖,闸室下游护坦底部应设滤层.粘土铺盖的渗透系数应比地基土的渗透系数小100倍以上.4.3.4 当闸基为较薄的壤土层,其下卧层为深厚的相对透水层时,除应符合本规范4.3.3条的规定外,尚应验算覆盖土层抗渗,抗浮的稳定性.必要时可在闸室下游设置深入相对透水层的排水井或排水沟,并采取防止被淤堵的措施.4.3.5 当闸基为粉土,粉细砂,轻砂壤土或轻粉质砂壤土时,闸室上游宜采用铺盖和垂直防渗体(钢筋混凝土板桩,水泥砂浆帷幕,高压喷射灌浆帷幕,混凝土防渗墙,土工膜垂直防渗结构等)相结合的布置形式.垂直防渗体宜布置在闸室底板的上游端.在地震区粉细砂地基上,闸室底板下布置的垂直防渗体宜构成四周封闭的形式.粉土,粉细砂,轻砂壤土或轻粉质砂壤土地基除应保证渗流平均坡降和出逸坡降小于允许值外,在渗流出口处(包括两岸侧向渗流的出口处)必须设置级配良好的滤层.4.3.6 当闸基为较薄的砂性土层或砂砾石层,其下卧层为深厚的相对不透水层时,闸室底板上游端宜设置截水槽或防渗墙,闸室下游渗流出口处应设滤层.截水槽或防渗墙嵌入相对不透水层深度不应小于1.0m.。