H江水利樞紐工程畢業(yè)設(shè)計(jì)

H 江水利樞紐工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（重點(diǎn)泄水閘設(shè)計(jì)） 目 業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目 土壩樞紐施工組織設(shè)計(jì) 專 業(yè) 水利水電工程 年 級(jí) 2012 水工（1）班 姓 名 陳 廣 兵 學(xué) 號(hào) 3120121601 指導(dǎo)教師 王潤(rùn)英、陳海雄、胡秀君 日 期 2014 年 04 月 H 江水利樞紐工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（重點(diǎn)泄水閘設(shè)計(jì)） 目 錄23120110935目 錄1 工程興建緣由和效益 .12 設(shè)計(jì)基本資料 .12.1 工程等級(jí)及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) .12.2 樞紐地形、地質(zhì)及當(dāng)?shù)夭牧?.12.3 基本資料 .22.4 建筑物的設(shè)計(jì)參數(shù) .33 主要設(shè)計(jì)成果 .63.1 樞紐總體布置 .63.2 水閘設(shè)計(jì) .74 水閘水力設(shè)計(jì) .104.1 堰型、堰頂高程的確定 .104.2 水閘凈寬確定 .104.3 校核泄流能力 .114.4 閘室總寬度的確定 .175 水閘消能防沖設(shè)計(jì) .175.1 消力池設(shè)計(jì) .175.2 海漫設(shè)計(jì) .215.3 防沖槽設(shè)計(jì) .216 閘室布置 .226.1 閘室結(jié)構(gòu)布置 .226.2 長(zhǎng)度擬定 .256.3 其他尺寸擬定 .277 閘基防滲排水設(shè)計(jì) .277.1 擬定地下輪郭線 .277.2 滲流計(jì)算 .288 閘門及啟閉機(jī)設(shè)計(jì) .358.1 閘門設(shè)計(jì) .35H 江水利樞紐工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（重點(diǎn)泄水閘設(shè)計(jì)） 目 錄331201109358.2 啟閉機(jī)選型 .359 閘室穩(wěn)定計(jì)算 .359.1 閘室穩(wěn)定計(jì)算 .369.2 閘室沉降計(jì)算 .4010 兩岸連接建筑物設(shè)計(jì) .4110.1 上游翼墻計(jì)算 .4110.2 下游翼墻計(jì)算 .4810.3 上游護(hù)坡 .5410.4 下游護(hù)坡 .5411 閘底板配筋計(jì)算 .5411.1 不平衡剪力計(jì)算 .5411.2 不平衡剪力分配值的計(jì)算 .5511.3 底板作用荷載計(jì)算 .5611.4 彎距計(jì)算 .58H 江水利樞紐工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（重點(diǎn)泄水閘設(shè)計(jì)） 設(shè)計(jì)說明書131201109351 工程興建緣由和效益涵江位于我國(guó)華東地區(qū)，流向自東向西北，全長(zhǎng) 375km，流域面積 176 萬 km，是鄱陽湖水系的主要支流，也是長(zhǎng)江水系水路運(yùn)輸網(wǎng)的組成部分。該流域氣候溫和，水量充沛，水面平緩，含沙量小，對(duì)充分開發(fā)這一地區(qū)的水路運(yùn)輸具有天然的優(yōu)越條件。流域內(nèi)有耕地 700 多萬畝，土地肥沃，礦藏資料十分豐富，工礦企業(yè)發(fā)達(dá)，有國(guó)家最大的有色金屬冶煉工程銅基地及腹地內(nèi)的建材輕工，電力等工業(yè)部門和十多個(gè)糧食基地；原料及銷售地大部分在長(zhǎng)江流域各省，市地區(qū)，利用水運(yùn)的條件十分優(yōu)越。流域梯級(jí)開發(fā)后，將建成一條長(zhǎng) 340km 通航千噸級(jí)駁船的航道和另一條長(zhǎng) 50km 通航300 噸級(jí)駁船的航道，并與長(zhǎng)江、淮河水系相互貫通形成一個(gè)江河直達(dá)的內(nèi)河水路運(yùn)輸網(wǎng)。同時(shí)也為沿江各縣市擴(kuò)大自流灌溉創(chuàng)造條件，對(duì)促進(jìn)沿河地區(qū)的工農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要的作用，該工程是以航運(yùn)為主體，兼有泄洪、發(fā)電、灌溉、供水和適應(yīng)站各需要的綜合開發(fā)工程，它在經(jīng)濟(jì)上將會(huì)具有非常顯著的效益。2 設(shè)計(jì)基本資料2.1 工程等級(jí)及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)2.1.1 工程等級(jí)本樞紐定為三等工程；主要建筑物按 3 級(jí)建筑物設(shè)計(jì)；次要建筑物按 4 級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。2.1.2 洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)洪水按 50 年一遇標(biāo)準(zhǔn)；校核洪水按 300 年一遇標(biāo)準(zhǔn)；最大通航洪水按 5 年一遇標(biāo)準(zhǔn)。2.2 樞紐地形、地質(zhì)及當(dāng)?shù)夭牧?.2.1 閘址地形閘址左岸與一座山頭相接，山體順流向長(zhǎng) 700m，垂直向長(zhǎng) 2000m，山頂主峰標(biāo)高110m，靠岸邊山頂標(biāo)高 65m；山體周圍是河漫灘沖積平原，灘面標(biāo)高（18.520.0）m ；沿河兩岸筑有防洪大堤，堤頂寬 4m，堤頂標(biāo)高 24.5m；閘址處河寬 700m；主河槽寬 500m，深泓區(qū)偏右，河床底標(biāo)高（13.014.0）m，右岸灘地標(biāo)高 18.5m。H 江水利樞紐工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（重點(diǎn)泄水閘設(shè)計(jì)） 設(shè)計(jì)說明書231201109352.2.2 閘址地質(zhì)閘址河床土質(zhì)，主要由沙礫 卵石層組成，表面為中細(xì)砂層，層厚（25）m ，左厚右薄并逐步消失；河床中層主要是砂礫卵石層，卵石含量 3050%，粒徑 213cm，層厚（1020）m。屬于強(qiáng)透水層滲透系數(shù) K=1.84*10 5*10 （cm/s ）允許坡隆=0.150.25 ；12河床底層為基巖，埋深標(biāo)高從左標(biāo)高 10 米向右增深至標(biāo)高 15 米以下。其巖性為上古生界二迭長(zhǎng)興階灰?guī)r及硅質(zhì)巖。河床土質(zhì)有關(guān)資料如下：中砂：Dr=0.6，Eo=310kg/cm，N =205.63砂礫石：Dr=0.66，Eo=360kg/cm2.2.3 當(dāng)?shù)亟ㄖ牧蠅K料石：在閘址左岸的山頭上，有符合質(zhì)量要求的塊石料場(chǎng)，其儲(chǔ)量 50 萬方，平均運(yùn)距 1.0km。砂礫料：閘址上、下游均有寬闊的沖積臺(tái)地，在上、下游（35）km 的沙灘臺(tái)地上，均有大量的砂礫料，可滿足混凝土的粗、細(xì)骨料之用，且水運(yùn)方便。土料：閘址上游約 2km 有劉冢、八圩土料場(chǎng)，儲(chǔ)量豐富，符合均質(zhì)土壩質(zhì)量要求，還有可作為土壩防滲體的粘性土，其質(zhì)地良好。2.3 基本資料2.3.1 氣象洪水期多年平均最大風(fēng)速；20.7m/s風(fēng)向：按垂直壩軸線考慮吹程：3km2.3.2 水文2.3.2.1 設(shè)計(jì)洪水各 設(shè) 計(jì) 頻 率 洪 水 流 量 及 相 應(yīng) 壩 下 水 位 表設(shè)計(jì)頻率（% ） 0.33 2 20H 江水利樞紐工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（重點(diǎn)泄水閘設(shè)計(jì)） 設(shè)計(jì)說明書33120110935洪水流量 Q（m/s） 12350 9540 5730壩下水位 H 下（ m） 2380 2340 22252.3.2.2 水位流量關(guān)系曲線水位（m） 14 15 16 17 18 19流量（m 3/s） 50 300 650 1200 1800 2480水位（m） 20 21 22 23 24流量（m 3/s） 3200 4140 5340 7700 138002.3.3 地震本地區(qū)地震基本烈度為 6 度。2.3.4 回填土干容重 干(Tm 3)濕容重(Tm 3)飽和容重(Tm 3)內(nèi)摩擦角粘聚力 ckgcm 2含水量 砂性土 1.55 1.85 2.05 27 0粘性土 1.50 1.92 18 0.2 282.4 建筑物的設(shè)計(jì)參數(shù)(一)船閘(五級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn))1） 水位：最高通航水位22.32m，最低通航水位 19.0m ；正常蓄水位19.0m；下游最低水位14.25m。2） 船型、船隊(duì)：船型300 噸駁船，單駁尺度 35 9.21.3m(長(zhǎng)寬吃水深)；船隊(duì)H 江水利樞紐工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（重點(diǎn)泄水閘設(shè)計(jì)） 設(shè)計(jì)說明書43120110935300 馬力+2 300 噸。船隊(duì)尺度 919.21.3m(長(zhǎng)寬吃水深)。3） 船閘、引航道尺寸及高程：閘室有效尺寸閘室頂高程24.0m ，室底高程10.5m；長(zhǎng)寬 檻上水深=13512 2.5m。上閘首平面尺寸 長(zhǎng) 寬1824m ；墩頂高程 25.0m(注：該高程控制公路橋面高程)，門檻高程16.5m，基底高程 8.5m。下閘首平面尺寸長(zhǎng)寬1724m；墩頂高程24.5m 、門底高程10.5m 、基底高程70 米。上、下游導(dǎo)墻段長(zhǎng)度 50m。上、下游引航道直線段長(zhǎng)度應(yīng)滿足 L5倍設(shè)計(jì)船隊(duì)長(zhǎng)度，引航道底寬 35m；邊坡 1：2.5；引航道底高程；上游 15.0m ，下游11.0m；引航道轉(zhuǎn)彎半徑 R5倍設(shè)計(jì)船隊(duì)長(zhǎng)度；進(jìn)出口軸線與主河流基本流向的交角 204） 閘上公路橋設(shè)在上閘首的上游端。(二)電站1） 機(jī)型水輪機(jī)型號(hào)：GE(F302)WP380 機(jī)型；發(fā)電機(jī)型號(hào)：SFG200703960；總裝機(jī)：32200KW 。2） 水頭設(shè)計(jì)水頭 3.5m；最高水頭 7.0m，最小水頭 2.0m；最大引用流量 225m3/s。3） 主廠房平面尺寸及高程主廠房底板長(zhǎng)度 48m；總寬 36.2m；機(jī)組進(jìn)水室寬 2.8m；中墩厚 3.4m；進(jìn)口高程 7.5m，出口高程 7.8m；基底最低高程 2.0m；基底平均開挖高程 5.0m；進(jìn)水口前混凝土鋪蓋長(zhǎng) 10m，并在 1：5 反坡向上游與原河床高程銜接，并在上游端應(yīng)設(shè)攔沙檻。尾水出口后設(shè)混凝土護(hù)坦、護(hù)坦水平段 15m并用 1：5 的倒倒坡段與尾水渠相連。上部廠房寬 15 米(順流向)，長(zhǎng) 36.2m，廠房地面高程24.5m ，水輪機(jī)安裝同程 10.5m廠房屋頂高程 37.0m，廠房邊墻距底板上游端 15.0m。4） 站上的公路橋設(shè)在三房的上游端。(三)泄水閘1） 水位：正常蓄水位19.0m，灌溉水位19.50m；設(shè)計(jì)洪水 Q2=9540m 3s，相應(yīng)閘下水位 H 下 23.40m校核洪水 Q0.33%=12350m 3s，相應(yīng)閘下水位 H 下 23.80mH 江水利樞紐工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（重點(diǎn)泄水閘設(shè)計(jì)） 設(shè)計(jì)說明書531201109352） 計(jì)算水位組合：閘孔凈寬計(jì)算水位設(shè)計(jì)流量 Q2=9540m 3s，相應(yīng) H 下 23.40m設(shè)計(jì)水位差 H：甲組H 0.25m(H 上 23.65m)校核流量 Q0.33%=12350m 3s，相應(yīng)閘下水位 H 下 23.80m計(jì)算閘上壅高水位 H 上 (供墩頂高程用)消能計(jì)算水位閘上水位 H 上 =19.50m閘下水位 H 下 =甲組 H 下 14.50m下泄流量：以閘開啟啟度 e_m、_m、以及全開時(shí)的泄量。閘室穩(wěn)定計(jì)算水位(關(guān)門)閘上設(shè)計(jì)水位 H 上 19.5 米，甲：H 下 =14.50m閘上校核水位 H 上 20.0m(與門頂齊平)甲：H 下 =14.5m3） 其它參數(shù)單孔凈寬：(812)m門型結(jié)構(gòu)：平面鋼閘門閘門類型： 升臥門底板與中砂的摩擦系數(shù) f0.4閘孔的允許單寬流量q=30m 3s m(四)公路橋公路功重按汽20 設(shè)計(jì)，掛 100 校核，雙車道橋面凈寬 7.0m，兩側(cè)人行道 22.0m，總寬 9m，采用 T 型結(jié)構(gòu)。梁高 1.0m，梁腹寬 0.2 米，梁翼寬 1.6m，用 5 根組粱組成，兩側(cè)人行道為懸臂式。每米延長(zhǎng)重量按 8m 計(jì)。3 主要設(shè)計(jì)成果3.1 樞紐總體布置根據(jù)水閘設(shè)計(jì)規(guī)范SL265-2001 第 4.1.6 條規(guī)定：水閘樞紐中的船閘、泵站或水電站宜靠岸布置，但船閘不宜與泵站或水電站布置在同一岸側(cè)，船閘、泵站或水電站與水閘的H 江水利樞紐工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（重點(diǎn)泄水閘設(shè)計(jì)） 設(shè)計(jì)說明書63120110935相對(duì)位置，應(yīng)能保證滿足水閘通暢泄水及各建筑物安全運(yùn)行的要求。因此，本設(shè)計(jì)在樞紐布置時(shí)，將泄水閘布置在河床中間，船閘布置在左岸，水電站布置在右岸。其中：泄水閘每孔凈寬 12m，共 27 孔，高 12m，直升式平板鋼閘門控制，閉閘時(shí)攔截江流，穩(wěn)定上游水位，開閘時(shí)泄水，排沙防淤。設(shè)計(jì)流量 9540m3/s，校核流量 12350m3/s。船閘 1 座，閘室有效長(zhǎng)度為 135m，凈寬 12m，檻上水深 2.5m，閘室頂高程 24.0m，底高程 10.5m。閘上公路橋設(shè)在上閘首的上游端。水電站廠房寬 15m(順流向)，長(zhǎng) 36.2m。廠房地面高程 24.5m，水輪機(jī)安裝高程10.5m。水電站設(shè)計(jì)水頭 3.5m，最高水頭 7.0m，最大引用流量 225m3/s，總裝機(jī)32200KW。站上公路橋設(shè)在廠房的上游端。具體布置見附圖一：總平面布置圖。3.2 水閘設(shè)計(jì)3.2.1 水閘水力設(shè)計(jì)1)、堰型、堰頂高程閘孔采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便的無坎平底寬頂堰（平底水閘屬無坎寬頂堰） 。擬定閘底板頂高程為 13.0m。2)、水閘總寬度本次設(shè)計(jì)分段長(zhǎng)度：中塊：21.0+122+1.4=27.4m，邊塊：1.0+1.2+212+1.4=27.6m。閘室總寬度：27.411+27.62 12+2=370.4m。3.2.2 水閘消能防沖設(shè)計(jì)1)、消力池消力池采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)，深 1.3m，消力池長(zhǎng) L=15m，厚度 0.6m。2)、海漫海漫長(zhǎng)度 L=57m，50cm 厚 C25 砼框格內(nèi)填 M7.5 漿砌塊石。3)、防沖槽防沖槽采用梯形斷面，槽深 2.5m，槽底寬 4.0m，上游設(shè)板樁，厚 15cm，下游坡比為 1：3，槽內(nèi)拋填塊石，塊石直徑不小于 0.3m，上方設(shè)合金鋼絲網(wǎng)石籠護(hù)面，厚 0.5m，H 江水利樞紐工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（重點(diǎn)泄水閘設(shè)計(jì)） 設(shè)計(jì)說明書73120110935下設(shè)碎石墊層，厚 30cm，墊層下鋪 400g/m2 無紡?fù)凉げ家粚印?.2.3 閘室布置1)、閘室結(jié)構(gòu)閘室采用開敞式布置，鋼筋砼 U 型結(jié)構(gòu)，閘門選擇直升式平板鋼閘門，液壓?jiǎn)㈤]，閘上布置凈 7m 交通橋，兩側(cè)人行道 21.0m，總寬 9.0m、寬 4m 工作橋和啟閉房，啟閉房寬11.0m，底板長(zhǎng)度取 20m。底板采用整體式，二孔一分縫，最中間一孔，底板長(zhǎng)度為 20m，頂高程為 13.0m，閘底板厚 1.5m 。閘墩長(zhǎng)度采用與底板同長(zhǎng) 20m， 。檢修門槽深 25cm，寬 30m；工作門槽深 40cm，寬60cm。閘墩上下游端部均采用半圓形墩頭。閘墩頂高程為 25.0m。閘墩厚度受控于閘門槽處最小厚度為 50cm，中墩厚度取1.4m，縫墩厚度為 21.0m，邊墩厚度為 1.2m。公路橋布置在閘門上游側(cè)，公路橋載重按汽-20 設(shè)計(jì)，掛 100 校核，雙車道橋面凈寬7.0m，兩側(cè)人行道 11.0m，總寬 9.0m。公路橋采用 T 型結(jié)構(gòu)，梁底高程為 25.0m，梁高1.0m，梁腹寬 0.2m，梁翼寬 1.6m，用 5 根組梁組成，兩側(cè)人行道為懸壁式。2)、上下游翼墻上游連接采用扶壁式翼墻，圓弧