水闸设计说明书
专业年级： 2011级
专业班级：水工11-3 专业方向：水利水电建筑工程
指导教师：戚毅婷
学生姓名：徐秀秀
学号： 0
水利工程系
2013年11月
目录
第一章项目基本资料-------------------------------------------------------------------------------------1
第一节工程概况-------------------------------------------------------------------------------------- 1
第二节地质、地形资料------------------------------------------------------------------------- ----1第三节水文气象---------------------------------------------------------------------------------------2
第四节建筑材料------------------------------------------------ --------------------------------------2
第五节批准的规划成果------------------------------------------------------------------------------2第六节施工条件---------------------------------------------------------------------------------------3
第二章水闸布置--------------------------------------------------------------------------------------------4
第一节闸址选择及水闸等级确定------------------------------------------------------------------4
第二节闸孔形式选择及闸底板高程确定---------------------------------------------------------6
第三节闸室布置---------------------------------------------------------------------------------------7
第四节两岸及上下游连接建筑物布置------------------------------------------------------------9
第三章水闸水力设计-------------------------------------------------------------------------------------11
第一节闸孔尺寸确定-------------------------------------------------------------------------------11
第二节水闸的消能防冲设计----------------------------------------------------------------------13第三节水闸的防渗排水设计----------------------------------------------------------------------21
第四章水闸闸室稳定分析-------------------------------------------------------------------------------27
第一节荷载计算及荷载组合------------------------------------------------------------------------27第二节闸室地基承载力验算------------------------------------------------------------------------31第三节闸室抗滑稳定验算---------------------------------------------------------------------------31
第五章水闸整体式闸底板结构计算---------------------------------------------------------------------32第一节计算闸底板纵向地基反力------------------------------------------------------------------32第二节列表计算---------------------------------------------------------------------------------------33
第三节确定不平衡剪力在闸墩和底板上的分配------------------------------------------------33
第四节计算基础梁上的荷载------------------------------------------------------------------------35 第五节计算地基反力及梁的内力及配筋计算---------------------------------------------------37
参考文献------------------------------------------------------------------------------------------------------41
第一章项目基本资料
第一节工程概况
本工程位于舟山展茅河流域。展茅流域地处舟山本岛东北侧的展茅街道境内，位于东经122°14′02″～122°18′42″、北纬30°00′29″～30°03′36″之间，流域控制面积 km2。展茅流域的水系主要由大展河、茅洋河、螺门河、上潘孙河及一些支流（溪沟）组成。1990年后，因筑海塘，茅洋闸出水受阻，茅洋河水南下汇入大展河最后经长峙山闸和螺门闸入海。主河道大展河长约，发源于田公岙南风尖山，至张家村为上游段，长约，河道断面成V形，纵坡约2-5%，河道宽度6—10m；仅雨季有水，属山溪河流。
排水闸所担负的任务是：排水闸一般修在江河沿岸排水沟或河道末端，用以排除江、河两岸低洼地区的渍水以及防止江、河洪水倒灌，有时还要发挥蓄水和引水的作用。
本工程建成后，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。
第二节地质、地形资料
地形地貌：本区地貌单元属浙东丘陵滨海岛屿区，是天台山余脉在东北延伸入海的出露部分，岛中央为山脊或分水岭，一般高程200～300m，最高山峰为黄杨尖海拔504m，平原呈小块分布于山间及滨海部位。流域大部分位于滨海平原区，平原区地面高程左右。河流源短流急、流量较小，单独入海，河谷开阔，堆积厚度大。
地层地质构造：本流域出露地层基岩多为侏罗系上统西山头组(J
)深灰色英
3x
安质熔结凝灰岩，块状构造，新鲜岩石致密坚硬。
根据区域地质构造特征、新构造运动、地震等分析，本区虽老断裂纵横交错，且温州—镇海弱活动性断裂从本区西部海域通过，但地震活动水平相当低，
为少震、震级小的地区，且地应力无集中表现。据“中国地震烈度区划图”（1990年版），本地区的地震基本烈度为Ⅶ度区。
第三节水文气象
本流域内无气象观测台（站），与其邻近相距18km和8km设有定海和沈家门两个气象站。定海气象站始建于1951年，沈家门气象站始建于1957年，均有30年以上的气压、气温、湿度、降水、蒸发、风速、日照等项目的观测资料。
根据沈家门气象站1961～1992年观测统计资料，主要气象要素特征值如下：多年平均气温℃
多年平均日照时数2046h
多年平均蒸发量1287mm（小型蒸发皿）
多年平均相对湿度80%
多年平均风速s
最大风速s
相应风向WNW
流域内无水文观测站。舟山岛上邻近流域的有定海和沈家门降水量观测站，具有较完整的降水量观测资料。另有长春岭水文站，观测项目有流量、降水量、蒸发量，其控制面积为，内设长春岭、寺岭后、长春岭顶等三个降水量观测站。
第四节建筑材料
石料：本地区不产石料，需从外地运进，距公路很近，交通方便。
黏土：经调查本地区附近有较丰富的黏土材料。
砂料：闸址处有足够的中细砂。
第五节批准的规划成果
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。
展茅流域内无实测潮位资料，而定海潮位站有长系列的实测资料。考虑本流域距定海潮位站较近，规划中直接采用（套用）定海潮位站资料，以潮型与洪水不利组合为原则，影响排涝的控制要素主要是高潮位及其持续时间。由于当地较大暴雨多发生在台汛期。因此，规划中以多年平均最高潮位相近的实测潮型作为设计潮型。
第六节施工条件
工期为2年。
材料供应情况。水泥由水泥厂运输至施工地点，其他材料由汽车直接运至工地电源由电网供电。
第二章水闸布置
第一节闸址的选择及水闸等级确定
闸址的选择
闸址的选择关系到工程建设的成败和经济效益的发挥，是水闸设计中的一项重要内容。
⑴应根据水闸功能、特点和运用要求，综合考虑地形、地质等因素经过技术经济比较后选定。
⑵闸址宜选在地形开阔、岸坡稳定、岩土坚实和地下水位较低的地点。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。
⑶排水闸闸址宜选择在地势较低，出水通畅处，排水闸闸址宜选择在靠近主要涝区和容泄区的老堤坝线上。
根据基本资料可知展茅流域属典型的海岛丘陵地形地貌，流域内河道上游丘陵起伏，间有谷地，绵亘分水岭、山脚和由滩涂围垦而成的滨海平地。丘陵面积km2，占%；平地面积 km2，占38.%。分水岭高程在100～500m之间；平地高程在1～3m左右；流域大部分位于滨海平原区，平原区地面高程左右。河流源短流急、流量较小，单独入海，河谷开阔，堆积厚度大。
因此将排水闸设置于展茅流域。
水闸等级的确定
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平原水闸分等指标
由项目基本资料可得最大过闸流量为180m3/s，根据表1-1确定为Ⅲ级中型水闸。
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2-2确定
表2-2水闸枢纽建筑物级别划分
注：1.永久性建筑物指枢纽工程运行期间使用的建筑物。
2.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。
3.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。
4.临时性建筑物指枢纽工程施工期间使用的建筑物。
根据表2-2得本项目水闸枢纽建筑物级别为Ⅲ级。
洪水标准的确定
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2-3所列标准综合分析确定
表2-3平原区水闸洪水标准
由表2-2可确定洪水标准为五十年一遇。
第二节闸孔形式选择及闸底板高程确定
闸孔形式的选择
闸孔形式一般有宽顶堰型、低实用堰型和胸墙孔口型三种。
⑴宽顶堰型
宽顶堰型是水闸中最常用的底板结构形式。其主要优点是结构简单、施工方便，泄流能力比较稳定，有利于泄洪、冲沙、排淤、通航等；其缺点是自由泄流时流量系数较小，容易产生波状水跃。
⑵低实用堰型
低实用堰型有梯形、曲线形和驼峰形。实用堰自由泄流时流量系数较大，水流条件较好，选用适宜的堰面曲线可以消除波状水跃；但泄流能力受尾水位变化
>以后，泄流能力将急剧降低，不如宽顶堰泄流时稳。上的影响较为明显，当h
s
游水深较大时，采用这种孔口形式，可以减小闸门高度。
⑶胸墙孔口型
当上游水位变幅较大过闸流量较小时，常采用胸墙孔口型。可以减小闸门高
度和启门力，从而降低工作桥高和工程造价。
通过上述比较得本项目闸孔形式选择为宽顶堰型。
闸底板高程确定
底板高程与水闸承担的任务、泄流或引水流量、上下游水位及河床地质条件的因素有关。
闸底板应置于较为坚实的土层上，并应尽量利用天然地基。在大中型水闸中，由于水闸工程量所占比重较大，因而适当降低底板高程，常常是有利的。当然，底板高程也不能定的太低，否则，由于单宽流量加大，将会增加下游消能防冲的工程量，闸门增高，启闭设备的容量也随之增大。
一般情况下，排水闸应尽量定的比河床低些，以保证将渍水迅速降至计划高程。
由于本项目河底高程为-1m左右，所以闸底板高程确定为-1m
第三节闸室布置
闸底板
⑴作用：闸底板是整个闸室的基础，承担着上部结构的重量及水压力等荷载，将其均匀地传给地基，是整个闸室段的关键组成部分。
⑵形式：常用的底板有平底板和钻孔灌注桩底板，也可采用低堰底板、箱式底板、斜底板、反拱底板等。平底板按底板与闸墩的连接方式有整体式和分离式两种。
本项目采用整体式平底板。
⑶底板顺水流方向长度：底板顺水流方向长度要综合考虑到上部结构的布置、整个闸室段的抗滑稳定要求、地基承载力要求等。
⑷底板厚度：考虑强度、刚度的要求，底板厚度一般为，并另外设置齿墙。取值为。
闸墩
⑴作用：闸墩的作用是分隔闸孔，支承闸门和闸室的上部结构。
⑵长度：闸墩的长度应尽量满足上部设施的布置要求，一般与底板顺水流方向同长。
⑶厚度：闸墩的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。根据经验，边墩为，中墩为。
⑷闸墩结构型式：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，一般采用实体式。
⑸闸墩外形轮廓：闸墩的外形轮廓应能满足过闸水流平顺、侧向收缩小，过流能力大的要求。闸墩端部形状采用流线型。
=+=
⑹闸墩高度：闸墩H≥设计水位+h
c
闸门与启闭机
闸门的选型与布置主要是确定闸门与启闭机的设置位置、孔口尺寸、门型机型、数量、运行方式，以及运行和检修有关的布置要求等。
一般水闸多采用工作闸门和检修闸门。
㈠工作闸门
⑴闸门类型：闸门按门体的材料可分为钢闸门、钢筋混凝土闸门
木闸门及铸铁闸门等。钢筋混凝土闸门制造、维护较简单，造价低廉；按结构特征分为平面闸门和弧形闸门等。平面闸门是水利工程中最常见的闸门，它的结构较简单，操作运行方便可靠，对建筑物的布置也较易配合。
因此，本项目的工作闸门选为钢筋混凝土的平面闸门。
⑵闸门高度：根据闸门的类型及工作性质不同，闸门高度的确定有所区别，闸门高度=正常挡水位+安全超高，正常挡水位可由表2-4得
表2-4 不同频率设计潮位表（单位：m ）
正常挡水位为，安全超高为，因此，闸门高度为。
㈡检修闸门
检修闸门是代替工作闸门临时挡水、检修工作闸门时用的。
检修门槽与工作门槽之间应留的净距，以便于工作人员检修。
㈢启闭机
启闭机是一种专门用来启闭水工建筑物中的闸门用的起重机械，是一种循环间隔调运机械。特点为：荷载变化大；启闭速度低；工作级别一般要求较低，但要求绝对可靠；双吊点要求同步；要适应闸门运行的特殊要求。
启闭机的类型有多种。按机构特征分为固定卷扬式启闭机、油压式启闭机等；按传动形式分为机械传动的、液压传动的；机械传动的启闭机按布置形式分为固定式和移动式两类。
通过比较各种启闭机的优缺点，本项目采用小型的螺杆式启闭机，小型的螺杆式启闭机一般多用于手摇，电动两用。
上部结构
⑴工作桥：工作桥是供设置启闭机和管理人员操作时使用的桥。工作桥的总宽度取决于启闭机的类型、容量和操作需要。
因此本项目的工作桥总宽度为5m。
⑵交通桥：交通桥的作用是连接两岸交通，保证车辆和行人安全通过。
闸后交通桥净宽为12m。
岸墙
水闸闸室与两岸（或堤、坝等）的连接型式主要与地基及闸身高度有关。当地基较好，闸身高度不大时，可用边墩直接与河岸连接。当闸身较高、地基软弱的条件下，如仍采用边墩直接挡土，由于边墩与闸身地基的荷载相差悬殊，可能产生不均与沉降，影响闸门启闭，并在底板内产生较大的内力。此时，可在边墩外侧设置轻型岸墙，边墩只起支承闸门及上部结构的作用，而土压力全由岸墙承担。因此，本项目岸墙采用扶壁式岸墙。
第四节两岸及上下游连接建筑物布置
两岸连接建筑物的结构形式
两岸连接建筑物的结构形式采用扶壁式挡土墙。扶壁式挡土墙由直墙、底板及扶壁三部分组成。利用扶壁和直墙共同挡土，并可利用底板上的填土维持稳定，当改变底板长度时，可以调整合力作用点位置，使地基反力趋于均匀。
上下游翼墙布置
上下游翼墙均采用扶壁式挡土墙，上游采用圆弧段直立翼墙连接，下游采用扩散角为8-12o的圆弧直立（或扭曲面）翼墙连接，墙顶为斜坡，由闸墩高程渐变至地面（左右）高程。
结构的耐久性
水闸结构物除了应满足强度、刚度、稳定性之外，还应根据结构部位所处的工作条件、地区气候以及环境等情况，分别满足抗渗、抗冻、抗侵蚀、抗冲刷等耐久性要求。永久性建筑物结构的耐久性包括混凝土强度等级、抗渗性、抗冻
性能、抗侵蚀性等，因此不同的环境条件，对结构有不同的要求。
第三章水闸水力设计
第一节闸孔尺寸确定
闸孔形式
根据各种形式的适用条件，闸孔形式选为宽顶堰型。
闸孔尺寸
⑴计算上下游水深
已知上游水位，下游水位
上游H=（-1）=
下游h
s
=（-1）=
根据资料可知，闸址处河道的断面为梯形，河底高程在左右，河底宽度约为15-18米左右，边坡系数为1:3-1:，河口高程位米左右。简图如下：
A=(1545)5
2
+?
=150m2
Q
V
A
==
180
150
=s
2
02
V
H H
g
=+=+
2
1.2
29.81
?
=
⑵判断堰的出流流态
h
s ≥
H=×= 确定为淹没出流
⑶确定闸孔总净宽设ε为
闸低总净宽B 0根据公式
032
00
2Q
B g H εσ=
式中Q ——过闸流量，m 3/s
H 0——计入行进流速水头的堰上水深，m g ——重力加速度，可采用，m/s 2 0σ——堰流淹没系数，可按0.4000
2.31(1)s s h h
H H σ=-求得为 m ——堰流流量系数为 ε——侧收缩系数 求得B 0= 0
B n b =
=÷=5孔 对于多孔闸，有
(1)z b
N N
εεε-+=
实
00
40010.171(1)z z z
b b b d b d ε=--
++
0010.171(12b z b b d b b ε=--
++ 式中0b ——单孔（中孔或边孔）闸孔净宽，为 N ——闸孔数，为5孔
z ε——中闸孔侧收缩系数，解得为 z d ——中闸墩厚度，为
b b ——边闸墩顺水流向边缘线至上游河道水边线之间的距离，根据公式
0-(1)2
z
b B B n d b --=
河求得为
b ε——边闸孔测收缩系数，解得为
根据上述公式求得ε实=
032
00
Q B εσ=
实
实可得Q 实=
-180-180.05
180
Q Q Q =
设实设
=%≤5%
由此可得，拟定的孔口尺寸符合要求。
第二节 水闸的消能防冲设计
消力池设计 消力池深度d
为了计算消力池深度，本项目分为四种工况。 工况一：闸门各孔全开，h e = 工况二：闸门各孔全开，h e = 工况三：闸门各孔全开，h e = 工况四：闸门1孔全开，h e =
下面就四种工况进行分析计算： 工况一
已知：ε‘=，h e = ⑴挖池前的收缩水深h c
'c e h h ε==×=
⑵挖池前的跃后水深''c h
''
1e
h H
εμε=-
0.6180.5
0.6180.951 3.55
??-
=
00=2e Q h b n gH μ泄=0.6180.5 3.88529.81 3.62?????
Q q B =
泄
== 2
2
233
1 2.3649.810.31r
c q F gh α?==
?= ''20.2512
181)()2c c r h b
h F b =
+-= ⑶判别流态
已知m=2，i=1:1500，n=，b=18
()(182)A b mh h h h =+=+下下
218x b =+=+下
(182)h h A R x +=
=
11
6611]0.018C R n ==
(182)1(182)0.018h h Q h h +==+?下下
h 下=
'1
2
s h h =
下= ''c h ≥'s h 为自由出流
⑷假设σ0=，'''10c s d h h σ=-=
⑸挖池后的总势能T 0
001T H d =+=
⑹挖池后的收缩水深h c
2
3
202
02?c
c
q h T h g α?
-+=求得h c = ⑺挖池后的跃后水深''c h
2
2
233
1 2.3649.810.31
r
c q F gh α?==?= ''0.2512
1)()2c c h b
h b =
= ⑻挖池后的出池落差Δz
22
2'2''2
2?2?s c q q z g h g h αα??=-
= ⑼反算水跃淹没系数σ0
'10''
s c
d h z
h σ++?==
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；
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
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 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： 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 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 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） 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 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 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。 水闸地基设计中相关处理方法研究 发表时间：2018-08-06T14:08:39.323Z 来源：《基层建设》2018年第17期作者：王涛 [导读] 摘要：笔者根据自身多年来在水利设计中的经验，对闸基础设计中的相关方法进行了深入探究，并分析水闸选址原则以及水闸处理方法，对闸门消能防冲设计方法进行了研究。 山东龙达兴建设工程有限公司山东济南 250000 摘要：笔者根据自身多年来在水利设计中的经验，对闸基础设计中的相关方法进行了深入探究，并分析水闸选址原则以及水闸处理方法，对闸门消能防冲设计方法进行了研究。全文以笔者的长期工作实践为基础。旨在为同行提供借鉴参考。 关键词：水闸地基设计；处理方法 前言：水闸是一种既能挡水，又能泄水的低水头水工建筑物，它依靠可以升降的闸门来控制水位，调节流量，在防洪、灌溉、排水、航运、发电等水利工程中得到十分广泛的应用。水闸一般可分为节制闸、进水闸、分水闸、排水闸、冲砂闸，不同的水闸其功能不同，在很多情况下，为满足水利工程的需要，多种类型的水闸可以一起应用于同一水利枢纽中。 水闸一般由闸室、防渗排水设施、消能防冲设施及两岸连接建筑物四个部分组成，闸室是水闸挡水和控制过闸水流的主体部分，它包括底板、闸墩、闸门、胸墙和工作桥。防渗排水设施是为了使闸基渗流处于安全工况而设置的，防渗设施通常多在水闸的高水位一侧，用透水性小的材料如粘土、钢筋混凝土等筑成水平防渗铺盖，或用板桩形成垂直防渗幕，借以增长闸基的渗流途径，减小作用于闸底的渗透压力，消除闸基产生渗透变形的可能性；在靠近闸室低水位一侧，设置排水设备，使进入闸基的渗水迅速排走，减小闸基的渗透压力，防止渗水逸出处地基发生渗透变形。消能防冲设施用以消除过闸水流的动能，减缓水流速度，防止水流对河底和岸坡的冲刷，它主要由护坦和海漫等部分组成。两岸连接建筑物是由岸墙（或闸室边墩）和上下游翼墙组成，其作用是挡土和导流，防止水流对堤岸的冲刷，使水流进出闸孔有良好的收缩和扩散条件。 1.水闸的选址原则 在水闸建设过程中，水闸的选址是非常关键的环节。分析已建水闸工程的失事，其主要原因往往是闸址地质条件不好，或虽然经过人工处理但仍未处理好，属于不良人工地基，导致水闸失稳、渗透破坏或者冲刷破坏。水闸选址的原则是水闸稳定安全、能够较好地满足水闸的使用要求、水流流态稳定、水闸便于管理、造价经济。针对上述情况，在满足水闸使用要求和管理的情况下，水闸在选址时应根据水闸的地质条件和水文条件选择地质条件良好的天然地基，最好是选用新鲜完整的岩石地基，或者是承载能力大、抗剪强度高、压缩性低、透水性小、抗渗稳定好的土质地基，如果在规划选址的范围内实在找不到地质良好的天然地基，只能对天然地基进行技术处理。对地基进行技术处理的造价是较高的，一般占总造价的20％～40％。经过技术处理的水闸地基如在施工或管理等方面不规范，容易导致地基破坏，最后致使水闸失事，所以在水问选址的时候应综合考虑各种情况，选择良好的天然地基。 2.水闸地基处理方法 水闸地基处理的方法很多，它们主要用于以下三个方面： 1）增加地基的承载能力，保证建筑物的稳定； 2）消除或减少地基的有害沉降； 3）防止地基渗透变形。 国外对于水闸地基处理的方法也很多，使用较多的主要有以下几种：置换法、排水固结法、灌入固化物法、振密或挤密法、加筋法和桩基法等。置换法根据置换材料不同可分为换土垫层法、挤淤置换法、强夯置换法、振动水冲法、砂石桩法、石灰桩法等；排水固结法主要有加载预压法、超载预压法和真空预压法等；灌入固化物法主要有深层搅拌法、旋喷桩法和水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩法）；振密或挤密法主要有强夯法、挤密砂石桩法和夯实水泥土桩法；加筋法主要有低强度混凝土桩复合地基法和钢筋混凝士桩复合地基法；桩基法主要有木桩法、预制管桩法、钻孔桩法。目前国内在增加水闸地基承载能力和减少地基有害沉降的处理方法方面最常用的是垫层法、砂井预压法、灌浆法和桩基法，加载预压法、超载预压法和真空预压法因所需工作面广和预压时间长，目前使用较少，强夯置换法、振动水冲法因实践经验比较少，现正处在探索过程中。 水闸地基处理方法很多，但每种方法都有一定的适用条件和局限性，不存在一个万能的解决方案。这里主要介绍桩基法。桩基法是常用于竖向荷载大而集中或受大面积地面荷载影响的结构以及沉降方面有较高要求的建筑物和精密设备的基础，桩基能有效地承受一定的水平荷载和上拔力。桩基法属于水闸深基础处理。其施工技术和工艺较浅基础复杂，造价高，但适应范围广，计算理论成熟，所以在水闸地基处理中经常使用桩基础。 桩基法是常用于竖向荷载大而集中或受大面积地面荷载影响的结构以及沉降方面有较高要求的建筑物和精密设备的基础，桩基能有效地承受一定的水平荷载和上拔力。桩基按施工方法可分为预制桩和灌注桩两大类，在水闸地基处理中经常使用桩基础。 根据《水闸设计规范》（SL265-2001），桩基础设计应满足下列规定。 1）水闸桩基础通常宜采用摩擦型桩（包括摩擦桩和端承摩擦桩）。 2）桩的根数和尺寸宜按承担底板底面以上的全部荷载确定，对于摩擦型桩，经论证后可适当考虑桩间土承担部分荷载。 3）预制桩的中心距不应小于3倍桩径或边长，钻孔灌注桩的中心距不应小于2.5倍的桩径。 4）桩的平面布置宜使桩群形心与底板底面以上基本荷载组合的合力作用点相接近，单桩的竖向荷载最大值与最小值之比不宜大于如下规定的允许值。 ①松软土质：1.5（基本组合），2.0（特殊组合）。 ②中等坚实土质：2.0（基本组合），2.5（特殊组合）。 ③坚实土质：2.0（基本组合），3.0（特殊组合）。 （5）在同一块底板下，不应采用直径、长度相差过大的摩擦型桩，也不应同时采用摩擦型桩和端承型桩。 6）当防渗段底板下采用端承桩时，应采取防止底板底面接触冲刷的措施。 3.水闸消能防冲方法设计研究 水闸消能防冲工程设计包括计算工况和消能防冲设施形式的选择，消力池（深度、长度、底板厚度）、海漫长度，河床冲刷深度计算4水闸设计
渠首进水闸设计说明书
水闸设计实例
水闸设计规范 SL265-2001
水闸设计实例1
对水闸设计要点及方法的研究
水工建筑物课程设计之前进水闸设计
水闸设计实例1
水闸课程设计
简述水闸设计要点及方法
水闸设计实例
水闸地基设计中相关处理方法研究
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