水闸设计

兰州资源环境职业技术学院

水利工程系实习项目书

（2010级）

题目水闸设计

指导教师冯永斌

系别水利工程系

专业水利工程施工技术

班级 10级水利工程施工技术1班

姓名李太

学号 1010550033

水利工程系

2012年 12月 12日

目录

第一章水闸设计基本资料

1.1基本情况 (3)

1.2 设计内容与要求 (5)

1.3 桥闸选型 (6)

第二章消能防冲计算

2.1水位流量关系曲线 (9)

2.2消力池 (9)

2.3海漫 (11)

2.4抛石防冲槽计算 (12)

第三章闸室结构布置

3.1抗渗稳定 (13)

3.2 结构布置 (15)

第四章地基处理

2.2地质分析 (17)

2.2天然地基分析 (18)

2.3地基处理方案 (19)

2.4桩基设计 (21)

第一章水闸设计基本资料

一、基本情况

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

土质名称重粉质壤土细砂中砂重粉质壤土中粉质壤土

分布范围由上而下河床表面以下深

约3m

高程

28.8m

以下

厚度约

5m

高程22m以下厚度5-8m

（二）地形

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

湿重度饱和重度浮重度细砂比重细砂干重度

19KN/m321 KN/m311 KN/m327 KN/m315 KN/m3

表3 土的力学性质指标表

内摩擦角土基允许承载力摩擦系数不均匀系数渗透系数 cm/s

自然含水量

时

28

=

?

[]200

=

σKN/m２

混凝土、砌石

与土基的摩

擦系数当土

基为密实细

砂层时值为

36

.0

=

f

粘土

[]0.2

~

5.1

=

η

中细砂层

3

10

5-

?

=

K

饱和含水量

时

25

=

?

砂土

[]4.2

=

η

以下土层

5

10

5-

?

=

K

（四）工程材料

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9.1m3/s。

汛期（7～9）三个月，月平均最大流量为149m3/s，年平均最大流量Q m3/s，最大年径流总量为8.25亿m3。

=

2.

26

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。

表4 洪水标准表

项目重现年洪水流量（m3/s）闸前水位（m）下游水位（m）

设计洪水20 937 39.15 39

校核洪水50 1220 40 .35 40.2

二、设计内容与要求

（一）设计内容

1、枢纽布置

根据有关资料进行水闸布置，阐明水闸中建筑物的作用、布置原则、布置方案的比较，选择与确定。

2、坝工设计

包括水闸选择、剖面设计、平面布置、绘出水闸平面图及剖面图。

3、细部构造设计

5、地基处理，及裂缝的处理

包括：开挖、清理、防渗、加固处理等布置措施等。

（二）设计成果

包括：设计说明书、计算书各一份，（时间关系也可说明书、计算书合并写）

设计成果图3—4张，内容为水闸平面布置图，下游立视图，水闸最大剖面及典型剖面图细部构造图。

三、桥闸选型

(一)闸孔型式及闸底板高程

开敞式及涵洞式两种基本闸型均可以采用，但若考虑运用和检修方便，则采用开敞式平底板较好，闸底板高程根据现有桥闸上下游河床的地形条件(闸上游30米处的河床高程-2.50米，闸下游60米处的河床高程-4.50米)，考虑重建后桥闸的最大过流能力(尽可能减少设计情况下和校核情况下的过闸水头差)，重建工程的闸底高程取-1.80米。

(二)孔口轮廓尺寸的拟定

从1：1000地形图上量得进水口宽度约360米，河床土质为砂壤土，q=10～15(m3/s·m)。

B0=Q/q=4850/（10～15）=485～323m

经比较选B0=360m

以砂洲岛为界xx闸分东西两闸，东闸16孔，西闸20孔(其中4孔为电站进水口不计水闸泄洪)；水闸为宽顶堰，闸底标高-1.80米(珠基，下同)，每孔净宽10米，采

用二孔一联结构，中墩厚1.2米，缝墩厚0.9米。

水闸总净宽 B 0=36×10=360米 水闸总宽度 B=23.025×16=368.4米 (三)闸上水位计算

采用1989年省设计院《韩江行洪控制线报告》的成果，各种频率的洪峰流量及相应的闸下游水位资料如下：

P(%) 1 2 3 Q(m 3/s) 5410 4850 4110 Z 下(m) 5.727 5.387 5.017 h s (m) 7.527

7.187

6.817

闸上水头 H 0=（

g

m B Q 20σε）2/3 式中

H 0—计入行近流速水头的堰上水头； m —堰流流量系数，m=0.385； B 0—闸孔总净宽，B 0=320m ；

ε—堰流侧收缩系数，对于本水闸闸孔净宽b 0=10m ，中缝b s =11.2m ，缝墩(2

个)b s =11.2m 。 中墩侧收缩系数：s b b 0=0.893，查表得ε=0.982； 缝墩侧收缩系数：s b b 0=0.847，查表得ε=0.975； 边墩侧收缩系数：s

b b 0=0.917，查表得ε=0.986；

ε=

4

1416985

.04975.014982.016++?+?+?=0.980

σ—堰流淹没系数，由

H

h s 查表得出

从地形图上量得进水口总宽度B 上=460米(不计电站进水口)，河床高程H 河=-2.5米。

用试算法计算，结果如下表： P Q (m 3

/s) Z 下 (m)

h s (m)

σ

H 0 (m)

H= H 0－V 02/2g

(m) Z 上 (m) △Z (m) V 0 (m/s) 1 5410 5.727 7.527 0.4704 7.736 7.634 5.834 0.107 1.411 2 4850 5.387 7.187 0.4530 7.375 7.286 5.486 0.099 1.320 5

4110

5.017

6.817 0.4179 6.970

6.899

5.099

0.082

1.176

(四)闸顶高程的确定

设计情况(P=2%)：5.486+1=6.486m 校核情况(P=5%)：5.834+0.7=6.534m 取闸顶高程为6.6m 。

第二章 消能防冲计算

一、闸下水位～流量关系曲线

以2000年3月初实测的河道断面，采用推水面线的方法求得，并与汕头水文分局的测流成果比较，考虑今后环境变化，人类活动对工程的不利影响，从有利工程安全的角度出发，确定消能防冲计算时选用低潮位与挖砂深2米的组合水位流量关系曲线(E 线)。 Q(m 3

/s )

100

500

1000 2000 3000 4110

(P=5%)

4850

(P=2%

) 5410 (P=1%) Z 下(m)

-1.56

(起堆水位) -1.55 -1.39 -0.98 -0.04 -0.82 1.66

2.16

2.52

二、消力池

xx 闸正常蓄水位2.65米，当来水量较大，超过水闸正常蓄水位时，即开闸放水，泄洪时，闸门开度控制为h e =0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.4、1.8、2.2、2.6、全开等10级开度。

(一)过流计算

(1)当h e /H ≤0.65即h e ≤2.9米时为孔流，查阅《水闸设计规范》(H=2.65－(-1.8)=4.45m)

Q=σ′μB 0h e

2gH

式中

h e —闸门开度； μ—流量系数；

B 0—水闸净宽，取320米；水闸总宽度B=368.4米； σ′—淹没系数。

(2)当h e/H＞0.65即h e＞2.9米时为堰流，查阅《水闸设计规范》

Q=σεmB0h e

2gH式中

m—堰流流量系数，m=0.98；

ε—堰流侧收缩系数，由第一章计算得ε=0.98；

B0—水闸净宽，取320米。

(3)各开度过流情况

计算时下游水深h s采用上一级流量查H～Q关系曲线得到。零流量闸下水位为-1.56米，经计算各级开度过流量情况如表：

闸门开度流量关系表

h e(m) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.4 1.8 2.2 2.6 全开

Q(m3/s

355 692 1027 1353 1669 2275 2853 3385 3890 5018 )

Z下(m) -1.56 -1.45 -1.23 -0.95 -0.65 -0.35 -0.20 0.69 1.11 1.49

孔流堰流流态

自由出流σ= 1.0 σ= 1.0

(二)池深及池长计算

消力池采用底流方式消能。利用水利水电工程PC－1500程序集中消力池水力计算“D－3”程序计算得：消力池深1.2米，消力池βLj长度取18米，则池总长Lsj=18+7.6=25.6米(计算过程具体见附录一至十，图形见附图1)

(三)消力池底板厚度计算

查阅《水闸设计规范》，满足抗冲要求的池底板厚度

式中

t=k1H

q

k1—消力池底板计算系数，k1=0.175～0.20；

q—消力池处的单宽流量；

△H—泄洪时上、下游水头差。

消力池底板厚度计算表

P Q(m3/s) q(m3/s·m) Z上(m) Z下(m) △H(m) t(m) 5% 4110 11.16 5.099 5.017 0.082 0.313～0.358 2% 4850 13.17 5.486 5.387 0.099 0.356～0.407 1% 5410 14.69 5.834 5.727 0.107 0.384～0.438 取t=0.5 m

三、海漫

查阅《水闸设计规范》，海漫长度

L p= k s H

'

?

q'

q'—消力池未端单宽流量；

?—泄洪时上、下游水头差；

H'

k s—海漫长度计算系数，k s=13～15。

海漫长度计算表

P q'(m3/s·m) H'

?(m) L p(m)

5% 11.16 0.082 23.24～26.81

2% 13.17 0.099 26.46～30.53

1% 14.69 0.107 28.50～32.88

取L p=31 m

四、抛石防冲槽 (一)海漫未端的平均流速 V=q/"t h ,

"

t

h =Z 下－(-3.90)= Z 下+3.90

河床不冲允许流速[V]=0.5m/s(细砂) (二)河床冲刷深度

[]

t h v q t ''-'

'=''1

.1

抛石防冲槽底宽()h

h

m m d t m k b 2

21211+-

''+=

m 1、m 2—防冲槽上、下游边坡系数，m 1=2，m 2=3； h —防冲槽砌置埋深，h=2.0m ； d —防冲槽上游坡砌置厚度，d=0.5 m ；

k —考虑块石在水流作用下铺砌不均匀的安全系数，k =1.1。

防冲槽计算表

P

q ''(m

3

/s·m

)

"

t

h (m) V(m/s) t ''(m)

"

t

Z (m) b(m) 5% 11.16 8.917 1.25 15.64 -19.44 4.62 2% 13.17 9.287 1.42 19.69 -23.49 7.11 1%

14.69

9.627

1.53 2

2.69

-26.49

8.95

第三章闸室结构布置

一、抗渗稳定

渗流计算采用改进阻力系数法。

(一)防渗长度计算

计算公式：

L'=C×△H

L'—计算渗径长度；

C—渗径系数；本水闸闸基为中、粗、细砂，取C=9；

△H—上、下游水位差

L'=CH=9×[2.65－(-1.56)]=37.89m

计算成果表

计算渗径长度L'(m) 实际渗径长度L(m) K=L/L'

37.89 40.51 1.07

经计算，抗渗稳定安全系数k>1，故水闸抗渗稳定安全。

(二)地下轮廓布置

见附图2

(三)扬压力计算

(1)确定地基的有效深度

地下轮廓的水平投影长度L0=30m，地下轮廓的垂直投影长度S0=-1.8+4.2=2.4m。L0/S0=30/2.4=12.5>5，故地基的有效深度T e=0.5L0=0.5×30=15m，地基实际深度T p=-1.8+27.30=25.5m。因T e

各段渗透压力水头损失

分段编号 分段名称 S S 1 S 2 T L δ

i

h i '

i

h

① 进口 1.1 — — 15 — 0.453 0.529 0.315 ② 水平 — 0 0 13.9 0.5 0.036 0.042 0.084 ③ 垂直 1.0 — — 14.5 — 0.069 0.081 0.162 ④ 水平 — 0 1.9 14.5 20 1.288 1.503 1.594 ⑤ 垂直 1.9 — — 14.5 20 1.288 1.503 1.594 ⑥ 水平 — 0 0 12.6 1.2 0.095 0.110 0.110 ⑦ 垂直 1.2 — — 13.8 — 0.087 0.102 0.102 ⑧ 水平 — 1.2 1.2 13.8 15 0.965 1.126 1.126 ⑨ 垂直 1.2 — — 13.8 — 0.087 0.102 0.102 ⑩ 水平 — 0 0 12.6 1.2 0.095 0.110 0.220

出口

1.8 — — 14.4 — 0.507 0.591 0.481 合计

3.814

4.45

4.45

进出口段的阻力系数修正表

段别 s '

T '

β'

'

h

h

?

'

x

h

进口段 1.1 13.9 0.596 0.315 0.214 0.052 出口段

2.4

12.6

0.814

0.481

0.110

0.220

闸基各角点渗透压力值

H 1

H 2

H 3

H 4

H 5

H 6

H 7

H 8

H 9

H 10

H 11

H 12 4.45 4.135 4.051 3.889 2.295 2.141 2.031 1.929 0.803 0.701 0.481

绘制渗压水头分布图见附图2。 渗流出口平均坡降 J=

8

.1481.0='

's h i =0.267≤[J]=0.30～0.35

满足要求，不会发生渗透变形。 二、闸室结构布置 (一)闸底板

由于地质条件差，宜采用整体式底板，底板厚d=（5

1～8

1

）×B 0=（5

1～8

1

）×

10=2～1.25m ，取d=1.2m 。底板长L=(3～4)H=(3～4)×(2.65+1.56)=12.63～16.84m ，取L=15m 。

(二)闸墩 见附图3

(三)工作桥、交通桥

工作桥见附图2，交通桥见附图3。 (四)闸门与启闭机 (1)工作闸门

工作闸门考虑风浪所产生的水位超高为0.2米，故闸门高度H 闸=4.45+0.2=4.65m ，闸门宽L 闸=L 0+2d=10+2×0.2=10.40m 。

工作闸门采用平面钢闸门，双吊点滚轮支承。 (2)启闭机

启闭机采用卷扬式启闭机，一门一机。 G=0.012k 支k 材H 1.65B 1.85

=0.012×1.0×1.0×4.651.65×101.85

=10.73t

G —闸门结构活动部分重量；

k 支—闸门的支承结构特征系数，对于滚轮式支承取1.0 k 材—闸门材料系数，普通碳素结构钢制成的闸门为1.0 H —孔口高度，取4.65米。 B —孔口宽度，取10米。

平面闸门的总水压力：P=2

1γh 2b=2

1×9.8×4.652×10=1060 KN

根据经验公式，初估算：

启门力：F Q =(0.10～0.12)P+1.2G=0.10×1060+1.2×110=238KN 闭门力：F W =(0.10～0.12)P －0.9G=0.10×1060－0.9×110=7KN

查《水工设计手册》，选用电动卷扬式启闭机型号QPQ －2×25，一门一机。

第四章地基处理

一、地质概况

根据地质勘探，其地质分层情况如图(闸室位置)

工程地质特征

淤泥质

土层砂淤泥淤泥质土

粗砂

粉质粘土

状态饱和、松饱和、流塑饱和、软塑软、可塑饱和、中密天然含水量(%) 41.2～52.3 37.3～53.1 44.2～48.2

标贯击数N63.5(击) 3～12.3 1～1.4 1.2～3.5 4～8.9 9.8～16.3 承载力(KPa) 90～120 60 90 120 160 层厚0.8～2.4 3.2～6.4 5.9～14.0 4.0～5.2 未钻穿场地土类别ⅡⅢⅢⅡⅡ

砂土液化判定液化砂层液化土层液化土层非液化土层非液化土层场地土类别：按场地范围内20米深度以上土层来综合评定场地土类别的原则，从表中所列可知，20米深度以上土体主要为淤泥及淤泥质土，均属Ⅲ类土，因而场地类别为Ⅲ类，属对抗震不利场地。

砂地液化评定：从砂土层“液化”判定结果看，表面砂层及淤泥和淤泥质土均属地震时可能“液化”的砂土体。

二、天然地基分析(水闸闸室) (一)沉降计算

水闸闸室长度L=230.25米(西闸)、184.2米(东闸)，宽度B=15米，

28

.1215

2.184==B L ＞5，故按平面问题(条形基础)求解。闸室竣工期地基应力最大，max σ=7

3.3KPa ，

min

σ=42.8KPa 。

(1)地基中自重应力计算

地质钻探表明，工程场址地下水位1.58～0.8(珠基)，故土层重量均以浮容重计。

土层容重及厚度

土层

砂 淤泥 淤泥质土 淤泥质粉质粘土

层厚h(m)

0.8

4.5

14.0

5.0

浮容重(KN/m3) 6.4 7.6 7.5 7.4 σs(KPa) 5.1 52.6 105.0 37.0

(2)基底沉降计算压力的分布

将闸室基底梯形应力分为均布及三角形两部分(均布P s=42.8KPa，三角形P t=30.5KPa) ,分别计算底板中心及两侧1、2点。

基土中压缩压力计算表

位置Z(m) Z/B P s=42.8(KPa) P t=30.5(KPa)

∑σz(KPa) s

z

Kσz t z Kσz

基底中心O X/B=0.5

0 0 1.0 42.8 0.500 15.25 58.05 0.8 0.05 0.9985 42.74 0.499 15.22 57.96 5.3 0.35 0.9053 38.75 0.453 13.82 52.57 19.3 1.29 0.4519 19.34 0.226 6.89 26.23 24.3 1.62 0.3782 16.19 0.189 5.76 21.95

基底边缘1 X/B=0

0 0 0.500 21.4 0.003 0.09 21.49 0.8 0.05 0.4995 21.38 0.0175 0.53 21.91 5.3 0.35 0.4913 21.03 0.0235 0.72 21.75 19.3 1.29 0.3629 15.53 0.1527 4.66 20.19 24.3 1.62 0.3212 13.75 0.1422 4.34 18.09

基底边缘2 X/B=1

0 0 0.500 21.4 0.500 15.25 36.65 0.8 0.05 0.4995 21.38 0.484 15.22 36.60 5.3 0.35 0.4913 21.03 0.3935 13.82 34.85 19.3 1.29 0.3629 15.53 0.2189 6.89 22.42

24.3

1.62 0.3212 13.75 0.1793 5.76 19.51

(二)承载力计算

(1)设计基底应力

部位

max

σ

(t/m 2) min

σ(t/m 2)

σ

(t/m 2) 闸室

正常运用情况 7.33 4.28 5.81 地震情况 8.16 3.28 5.72

其它次要部位

7.85～14.04

闸底板下有一层厚0.8～2.4米砂层，其承载力9 t/m 2，能满足设计要求，但由于基底下有深达20多米软弱下卧层，需对其承载力进行验算。

(2)下卧层验算

查阅沉降计算成果，基底各土层附加应力及承载力情况如下表： 土层 砂 淤泥 淤泥质土 淤泥质粉质粘土

粗砂 附加应力P(t/m 2) 5.81 5.80 5.26 2.62 2.20 容许承载力R(t/m 2)

9.0

6.0

9.0

12.0

16.0

从表中可以看出，软弱下卧层(淤泥)容许承载力不能满足设计要求，天然地基需要处理。

(三)抗震复核

因闸底下20米范围内的各层质土均可能“液化”，本工程为8度抗震设防，天然地基需要经处理才能满足设计要求。

三、地基处理方案

查阅水闸设计规范，闸基处理主要有刚性方案和柔性方案，其中刚性方案有预制桩、灌注桩等，柔性方案有换砂垫层、粉喷桩、振冲碎石桩等。很明显，由于换砂垫层方案只解决地基承载力不足问题，而无法解决地震“液化”、后期沉降等其它

水闸设计报告

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；

水工建筑物课程设计水闸设计计算说明书

《水工建筑物》课程设计 水闸设计计算说明书 姓名： 专业：水利水电工程 指导老师： 云南农业大学水利学院 2016.12 目录 一、基本资料........................................ 错误!未定义书签。 1.1设计依据.................................... 错误!未定义书签。 1.2设计要求.................................... 错误!未定义书签。 二、设计计算........................................ 错误!未定义书签。 2.1水闸形式及孔口尺寸的拟定.................... 错误!未定义书签。 ............................................ 错误!未定义书签。 ............................................ 错误!未定义书签。 2.2消能防冲设计................................ 错误!未定义书签。 ............................................ 错误!未定义书签。 ............................................ 错误!未定义书签。 三、防渗设计........................................ 错误!未定义书签。 3.1地下轮廓的设计.............................. 错误!未定义书签。 ............................................ 错误!未定义书签。 ............................................ 错误!未定义书签。

水闸设计文字说明

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

取水水工建筑物进水闸设计方案[优秀工程方案]

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:

某水闸设计计算书

一、基本资料 1.水位 水闸计洪水位2.96m (P=1%) 堤防设计洪水位2.88m (P=2%) 历史最高洪水位2.60m 内河最高控制水位1.30m 内河设计运行水位-0.30m 2 工程等级及标准 联围为2级堤围，其主要建筑物为2级建筑物，次要建筑物为3级，临时性建筑物为4级。 3风浪计算要素 计算风速根据《河道堤防、水闸及泵站水文水利计算》中“相应年最高潮位日的最大风速计算成果表”查得为V=36m/s(P=2%)。 吹程在1：500实测地形图上求得D=300m 闸前平均水深H m=6.0m 4地质资料 根据××××××××××××院提供的《**水闸工程勘察报告》。

5地震设防烈度 根据《×××省地震烈度区划图》，*属7度地震基本烈度地区，故×××水闸重建工程地震烈度为7度。 6规定的安全系数 对于2级水闸，规范规定的安全系数见下表1.6-1。

二、基本尺寸的拟定及复核 2.1抗渗计算 2.1.1渗径复核如下图拟定的水闸底板尺寸： 如下图拟定的水闸底板尺寸： L=0.5+0.7*2+6+0.5+0.5+1.3+0.5+0.76*2+16.4+0.5 +1.3+0.7*2+0.5+0.7*2+6+0.5+0.5=40.72m 根据《水闸设计规范》SL265-2001第4.3.2条表4.3.2,×××水闸闸基为换砂基础，渗径系数取C=7则：设计洪水位下要求渗径长度： L=C△H=7×[2.96-（-0.30）]=22.82m ∴L实〉L

∴满足渗透稳定要求。 2.2闸室引堤顶高程计算 闸侧堤顶高程按《堤防工程设计规范》（GB50286—98）中的有关规定进行计算。其公式为： A e R Y ++= }] )(7.0[13.0)( 0018.0{])(7.0[0137.0245 .027.022 V gd th V gF th V gd th V H g = 5.02)V (9.13H g V T g = L d th T g L ππ222 = βcos 22gd F KV e = H R K K K R O P V p △= 式中：Y —堤顶超高（m ）。 R —设计波浪爬高（m ）。 e —设计风壅增水高度（m ）。 A —安全超高（m ）。 H —平均波高（m ）。 T —平均波周期（s ） 。

水闸设计说明书_毕业设计

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

某水闸设计说明书演示教学

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

水闸设计及闸室稳定计算

[附录一：泄洪冲砂闸及溢流堰的水力计算 1.1设计资料： 根据设计任务书中提供的资料和该枢纽布置段的基本地形资料本工程中的河流属于山溪性河流天然来水量多集中在洪水季节，平时来水量仅占全年来水量的10%；河水中泥沙含量较大尤其是伴随洪水中的泥沙较多；再根据其地形资料来看本工程布置段的地形坡度比较合适，因此在选择泄洪冲砂闸地板高程1852.40m。 根据上述本工程中的泄洪冲砂闸为宽顶堰，堰顶高程1852.40m，过闸水流 流态为堰流。汛期通过闸室的设计洪水流量Q 设=1088m3/s,校核洪水流Q 校 =1368 m3/s。 因为泄洪冲砂闸为宽顶堰所以尺寸拟定用堰流公式： δ- 为淹没系数，取为1.0； m---为流量系数，因为是前面无坎的宽顶堰所以m=0.385； ε--为侧收缩系数，先假定为1.0； H--- 位总水头，初设阶段不考虑行进流速，即假设的堰上水头； b—闸门净宽； 来洪水时洪水将由溢流堰和泄洪冲砂闸两部分共同承担，这样可减去一部分闸孔的净宽并设置溢流侧堰初步拟定溢流堰为折线形实用堰。 初步拟定溢流堰堰顶高程=进水闸设计流量的堰顶水头对应的水位+（0.2—0.3m）=进水闸闸底高程1853.60m +闸前水位1.40m +超高0.2m =1856.4m 采用共同水位法和堰流公式计算两种工作情况下的特征洪水位：先假设一个水位，用堰流公式分别计算过堰流量和过闸流量，二者相加等于实际流 接近计算工作情况下的洪水流量时，该水位就为所求。因为泄洪冲砂闸为宽顶堰 所以尺寸拟定用堰流公式：

δ- 为淹没系数，取为1.0 m---为流量系数，因为是前面无坎的宽顶堰所以m=0.385；计算溢流堰时因为溢流堰为折线形实用堰m=0.3. ε--为侧收缩系数，先假定为1.0； H--- 位总水头，初设阶段不考虑行进流速，即假设的堰上水头。 b—闸门净宽 计算结果如附表1-1，1-2 （a）设计洪水情况下：洪水流量Q=1018 m3/s。 （b）校核洪水情况下：洪水流量Q=1368 m3/s 经过计算泄洪冲砂闸净宽96m，溢流堰长度95m，设计洪水位1855.8m校核洪水位1856.30m。 泄洪冲砂闸净宽为96m，每孔取净宽8m，边墩宽0.8m ,中墩宽1.0m缝墩1m。

水闸设计计算书

分水闸典型设计（哈拉苏9+088桩号处分水闸） (1)工程建设内容及建筑物现状 此次可行性研究设计防渗改建的2条干渠和1条支渠，需要拆除重建的水闸主要有节制闸和分水闸。 库尔勒市博斯腾灌区是一老灌区，田、林、路、渠和居民点等已形成了一套完整的体系，灌排体系也已经较为合理，各干支渠上的节制闸、分水闸布置位置、形式及闸底板高程基本合理。为保证各分水口分水流量、与下游渠道连接顺畅、减小占地等因素，所需改造的分水闸和节制闸仍保持原节制分水闸桩号、分水方向及分水角度不变。 (2)水闸设计 根据节制、分水闸过流、分水流量大小，按宽顶堰流计算孔口尺寸。节制分水闸均采用整体开敞式结构，节制闸与分水闸间采用圆弧形直挡墙连接。节制闸上下游连接段均采用扭面与渠道连接，根据消能计算结果和闸后渠道的实际情况，小流量的节制闸后不设消能设施，但为了确保工程运行安全，在流量较大的闸后按常规在设置0.5m 深消力池。分水闸后采用扭面与渠道连接，扭面及挡土墙为素混凝土结构和浆砌石结构，扭面扩散角小于12°。各节制分水闸闸室均采用C25钢筋混凝土结构，闸室后侧设0.6m宽工作桥，闸门槽及启闭机排架均采用整体式金属结构。经计算，其抗倾覆、抗滑动稳定以及基底应力等，经计算均能满足要求。 闸室基础为砂砾石，但是根据地质评价为冻胀土，因此在闸及上下游渐变段底部均换填30cm厚砂砾石，以减小地基沉降及防止段冬季建筑物基础冻胀变形，侧面亦采用砂砾石回填，减小冬季的侧向冻土压力。 （3）闸孔过流能力计算 根据闸前水深和布置形式，采用宽顶堰流公式进行计算。 Q=σs·m·n·B·（2g）1/2·H03/2 式中Q——渠道的过水流量；

水闸设计实例

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

渠首进水闸设计说明书

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：

水闸设计规范 SL265-2001

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1

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

水闸设计计算

一、初步设计 兴化闸为无坝引水进水闸，该枢纽主要由引水渠、防沙设施和进水闸组成，本次设计主要任务是确定兴化闸的型式、尺寸及枢纽布置方案；并进行水力计算、防渗排水设计、闸室布置与稳定计算、闸室底板结构设计等，绘出枢纽平面布置图及上下游立视图。 二、设计基本资料 1. 概述 兴化闸建在兴化镇以北的兴化渠上，闸址地理位置见图。该闸的主要作用有： 防洪：当兴化河水位较高时，关闸挡水，以防止兴化河水入侵兴化渠下游两岸农田，保护下游的农田和村镇。 灌溉：灌溉期引兴化河水北调，以灌溉兴化渠两岸的农田。 引水冲淤：在枯水季节，引兴化河水北上至下游的大成港，以冲淤保港。 7.0 北 至大成港 9.0 渠 化 11.0 兴 闸管所 兴化闸 兴化 河 兴化镇 闸址位置示意图（单位：m） 2.规划数据 兴化渠为人工渠道，其剖面尺寸如图所示。渠底高程为0.5m，底宽50.0m，两岸边坡均为1:2。该闸的主要设计组合有以下几方面：

11.8 0.5 50.0 兴化渠剖面示意图（单位：m） 2.1孔口设计水位、流量 根据规划要求，在灌溉期由兴化闸自流引兴化河水灌溉，引水流量为300m3/s，此时闸上游 水位为7.83m，闸下游水位为7.78m；在冬季枯水季节由兴化闸自流引水送至下游大成港冲淤保 港，引水流量为100m3/s，此时相应的闸上游水位为7.44m，下游为7.38m。 2.2闸室稳定计算水位组合 （1）设计情况：上游水位10.3m，浪高0.8m，下游水位7.0m。 （2）校核情况：上游水位10.7m，浪高0.5m，下游水位7.0m。 2.3消能防冲设计水位组合 （1）消能防冲的不利水位组合：引水流量为300m3/s，相应的上游水位10.7m，下游水位为 7.78m。 （2）下游水位流量关系 下游水位流量关系见表 3.地质资料 3.1闸基土质分布情况 根据钻探报告，闸基土质分布情况见表 层序高程（m）土质情况标准贯入击数（击） Ⅰ11.75～2.40 重粉质壤土9～13 Ⅱ 2.40～0.7 散粉质壤土8 Ⅲ0.7～-16.7 坚硬粉质粘土 （局部含铁锰结核） 15～21 Q（m3/s）0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 300.0 H下（m）7.0 7.20 7.38 7.54 7.66 7.74 7.78

水工建筑物课程设计之前进水闸设计

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1

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

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

水闸设计实例

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。