泄水閘畢業(yè)設(shè)計

1、1畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計計 說說 明明 書書函函江江水水利利樞樞紐紐工工程程畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計計（泄泄水水閘閘設(shè)設(shè)計計） 班 級：水利水電建筑工程 03 課程班姓 名：X X指導(dǎo)老師：X X X2目 錄1 綜合說明綜合說明.31.1 工程概況.31.2 設(shè)計依據(jù).41.3 設(shè)計成果.42 水文水文.102.1 流域概況.102.2 氣象.102.3 洪水.103 工程地形、地質(zhì)工程地形、地質(zhì)3.1 閘址地形.123.2 閘址地址.123.3 當(dāng)?shù)亟ㄖ牧?123.4 地震.134 工程布置及建筑物工程布置及建筑物.144.1 設(shè)計依據(jù).144.1.1 工程等級及建筑物級別.144.1.2 設(shè)計依據(jù).

2、14 4.1.3 設(shè)計基本資料.154.2 工程總體布置.174.2.1 船閘的布置.174.2.2 水電站的布置.184.2.3 泄水閘的布置.184.3 主要建筑物（泄水閘）.184.3.1 閘孔設(shè)計.184.3.2 消能防沖設(shè)計.224.3.3 防滲排水設(shè)計.274.3.4 閘室的布置.314.3.5 閘室穩(wěn)定計算.364.3.6 閘室底板結(jié)構(gòu)計算.404.3.7 兩岸連接建筑物設(shè)計.4531 1 綜合說明綜合說明1.11.1 工程概況工程概況函江位于我國華東地區(qū)。流向自東向西北，全長 375km，流域面積176 萬 km2，是鄱陽湖水系的重要支流，也是長江水系水路運輸網(wǎng)的組成部分。該流

3、域氣候溫和，水量充沛，水面平緩，含砂量小，對充分開發(fā)這一地區(qū)的航運具有天然的優(yōu)越條件。流域內(nèi)有耕地 700 多萬畝，礦藏資源十分豐富，工礦企業(yè)較發(fā)達，有國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。原材料及銷售地大部分在長江流域各省、市地區(qū)，利用水運的條件十分優(yōu)越。流域梯級開發(fā)后，將建成一條長 340km 通航千噸級駁船的航道和另一條長 50km 通航 300 噸級駁船的航道，并與長江、淮河水系相互貫通形成一個江河直達的上游水路運輸網(wǎng)。同時也為沿江各縣市擴大直流灌溉創(chuàng)造有利條件。對促進沿河地區(qū)的工農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要的作用，社會和經(jīng)濟效益十分顯著。本工程以航運為主體，兼任泄洪、發(fā)電、灌溉、供

4、水和適應(yīng)戰(zhàn)備需要的綜合開發(fā)工程。41.21.2 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù)1、函江樞紐畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書；2、水閘設(shè)計規(guī)范(SL2652001)；3、水力計算手冊（武漢水利電力學(xué)院水力學(xué)教研室編）4、水工設(shè)計手冊第6冊過壩與泄水建筑物；5、水工鋼筋混凝土設(shè)計手冊1999年；6、水利水電鋼閘門設(shè)計規(guī)范DL/T 5039-95；7、水利水電工程初步設(shè)計報告編制規(guī)程（DL5021-93）1.31.3 畢業(yè)設(shè)計成果（泄水閘）畢業(yè)設(shè)計成果（泄水閘）1.3.11.3.1 樞紐總體布置樞紐總體布置根據(jù)水閘設(shè)計規(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

5、站布置在同一岸側(cè)，船閘、泵站或水電站與水閘的相對位置，應(yīng)能保證滿足水閘通暢泄水及各建筑物安全運行的要求。因此，本設(shè)計在樞紐布置時，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 10m，共 35 孔，高 12m，直升式平板鋼閘門控制，閉閘時攔截江流，穩(wěn)定上游水位，開閘時泄水，排沙防淤。設(shè)計流量9540m3/s，校核流量 12350m3/s。船閘 1 座，閘室有效長度為 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 36.2m。廠房地面高程 24.5m，水輪

6、5機安裝高程 10.5m。水電站設(shè)計水頭 3.5m，最高水頭 7.0m，最大引用流量 225m3/s，總裝機 32200KW。站上公路橋設(shè)在廠房的上游端。1.3.21.3.2 水閘設(shè)計水閘設(shè)計1、水閘水力設(shè)計、水閘水力設(shè)計1)、堰型、堰頂高程閘孔采用結(jié)構(gòu)簡單、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)、水閘總寬度閘室總寬度：1035+361.6=407.6m。2、水閘消能防沖設(shè)計、水閘消能防沖設(shè)計1)、消力池消力池采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)，深 1.45m，消力池長 L=20.8m，厚度0.8m。2)、海漫 海漫長度 L=40m，海漫水平段長 15m，采用 6

7、0cm 厚鋼筋混凝土澆筑，斜坡段長 25m，1:10 放坡，采用 60cm 厚漿砌塊石砌筑。3)、防沖槽 防沖槽采用梯形斷面，槽深 2.5m，槽底寬 10m，上游設(shè) C20 鋼筋砼齒槽，厚 50cm，下游坡比為 1：2.0，單寬體積為 37.5m2，沖刷坑采用拋6石合金鋼網(wǎng)石兜拋石處理。3、閘室布置、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，液壓啟閉，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，底板長度取 20m。底板采用整體式，二孔一分縫，最中間一孔，底板長度為 20m，頂高程為

8、 13.0m，閘底板厚 1.5m 。閘墩長度采用與底板同長 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 1.6m，縫墩厚度為 20.8m，邊墩厚度為 1.6m。公路橋布置在閘門上游側(cè)，公路橋載重按汽-20 設(shè)計，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

9、翼墻上游連接采用扶壁式翼墻，圓弧連接，半徑為 20m，下游翼墻采用扶壁式八字型翼墻加圓弧型翼墻連接，擴散角為 8，圓弧半徑為20m。上游翼墻頂標高為 25.0m，下游翼墻頂標高為 25.0m。4、閘基防滲排水設(shè)計、閘基防滲排水設(shè)計由于本工程閘址地基主要由砂7礫卵石層組成，為強透水土質(zhì)，故在采用水平防滲措施的同時還必須采取垂直防滲措施。鋪蓋采用 C25 鋼筋砼結(jié)構(gòu)，長 20m。鋪蓋與閘底板之間設(shè)水平止水。在消力池水平段前端與閘底板連接處設(shè)置水平止水；消力池末端依次鋪設(shè)碎石墊層和無紡?fù)凉げ挤礊V，排水孔孔徑 15cm，間距 1.5m，呈梅花形布置，順水流方向長度為 7.5m。5、閘門及啟閉機設(shè)計、閘

10、門及啟閉機設(shè)計1)、閘門根據(jù)門頂高程及閘底標高，確定平面鋼閘門高為 7m，閘門凈寬10m，毛寬 10.6m。2)、啟閉機啟閉機型號：QPQ23006、閘室穩(wěn)定計算、閘室穩(wěn)定計算1)、閘室整體穩(wěn)定水閘整體穩(wěn)定分別對完建期、正常運用期及非常運用期三種工況進行閘室的偏心距、基底應(yīng)力、基底應(yīng)力的不均勻系數(shù)及沿閘室底面的抗滑穩(wěn)定系數(shù)計算，均滿足規(guī)范要求。2)、閘室沉降計算經(jīng)分析，本次不必計算閘室的沉降量。7、閘底板配筋、閘底板配筋經(jīng)計算，面、底層鋼筋均按25200 配置。88、兩岸連接建筑物設(shè)計、兩岸連接建筑物設(shè)計采用扶壁式擋土墻，上游翼墻頂高程 25.00m，底高程 12.00m。下游翼墻頂高程 25

11、.00m，底高程 10.5512.00m。上游擋墻高 13.0m，擋墻壁厚 1.0m，墻身垂直，墻身高 12m，墻底板厚 1.0m。下游擋墻高1314.45m，擋墻壁厚 1.0m，墻身高度 1213.45m，底板厚度 1.0 m。翼墻兩側(cè)設(shè)置 1.01.0m 腋角，兩側(cè)懸挑 4m，底板總寬 11m。上游翼墻長 30m，下游翼墻長 36.8m。翼墻采用 C25 鋼筋砼澆筑。上游護坡，頂高程為 25.0m，底高程 13.0m，采用坡比為 1:3，40cm厚漿砌塊石護坡。下游護坡，頂高程為 25.0m，底高程 13.0m，采用坡比為 1:3，40cm厚漿砌塊石護坡。9、水閘特性表、水閘特性表綜上所述

12、，水閘特性表如下：水閘特性表水閘特性表工程級別等工程主要建筑物 3 級次要建筑物 4 級建筑物級別臨時建筑物 5 級設(shè)計洪水P=2%設(shè)計依據(jù)校核洪水P=0.33%基礎(chǔ)資料水文條件正常水位19.00 9灌溉水位19.50 設(shè)計流量9540m3/s設(shè)計洪水位23.40m校核流量12350m3/s校核水位23.80m凈寬1035m總寬407.6m閘底板長 20m,厚 1.5m閘室底高程13.0 閘室頂高程25.0 中墩厚 1.6m縫墩厚 20.8m邊墩厚 1.6m閘墩頂高程為 25.0工作橋4.5m交通橋7m+12m水閘閘室閘門板鋼,凈寬 10m,高 7m上游護底厚 60cm,L=10m鋪蓋厚 60

13、cm,L=20m消力池d=1.45m,L=15m海漫厚 60cm,L=40m防沖槽深 2.5m,底寬 10m上游翼墻圓弧連接,頂高 25.0m下游翼墻八字型,頂高 25.0m上游護坡底高 13.0m,頂高 25.0m主要建筑物上下游連接段下游護坡底高 13.0m,頂高 25.0m102 2 水文水文2.12.1 流域概況流域概況函江位于我國華東地區(qū)。流向自東向西北，全長 375km，流域面積176 萬 km2，是鄱陽湖水系的重要支流，也是長江水系水路運輸網(wǎng)的組成部分。該流域氣候溫和，水量充沛，水面平緩，含砂量小。流域內(nèi)有耕地 700 多萬畝，礦藏資源十分豐富，工礦企業(yè)較發(fā)達，有國家最大的有色金

14、屬冶煉工程銅基地及腹地內(nèi)的建材輕工。原材料及銷售地大部分在長江流域各省、市地區(qū)，利用水運的條件十分優(yōu)越。2.22.2 氣象氣象本區(qū)位于北緯 2530之間，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，溫暖濕潤，四季分明，雨水充沛。熱量資源豐富，年平均氣溫介于 1320之間,1 月平均溫普遍在 0以上，7 月平均溫一般為 25左右，冬夏風(fēng)向有明顯變化，年降水量一般在 1000 毫米以上，主要集中在夏季，冬季較少。洪水期多年平均最大風(fēng)速為 20.7m/s。2.32.3 洪水洪水根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書提供的水文資料,函江 50 年一遇洪峰流量為 9540 m3/s,各設(shè)計頻率洪水流量及相應(yīng)壩下水位見表 2-1。11洪峰流量及相應(yīng)

15、壩下水位表洪峰流量及相應(yīng)壩下水位表表 2-1 設(shè)計頻率（%）0.33220洪峰流量Q（m3/s）1235095405730壩下水位 H下（m）23.8023.4022.25水位流量關(guān)系曲線見表 2-2。水位流量關(guān)系水位流量關(guān)系表 2-2水位（m）流量（m3/s）水位（m）流量（m3/s）145020320015300214140166502253401712002377001818002413800192480123 3 工程地形、地質(zhì)工程地形、地質(zhì)3.13.1 地形地形地貌地貌閘址左岸與一座山頭相接，山體順水流方向長 700 米，垂直水流方向長 2000 米，山頂主峰標高 110 米，靠岸邊

16、山頂標高 65 米；山體周圍是河漫灘沖擊平原，灘面標高 18.520.0 米；沿河兩岸筑有防洪大堤，堤頂寬 4 米，堤頂標高 24.5 米；閘址處河寬 700 米，主河槽寬 500 米，深泓區(qū)偏右，河床底標高 13.013.0 米，右岸灘地標高 18.5 米。3.23.2 閘址地質(zhì)閘址地質(zhì)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書提供的工程地質(zhì)勘察報告，本工程場區(qū)地基以砂礫卵石層為主,表層為中細砂層，層厚 25 米，左厚右薄并逐漸消失；河床中層主要是砂礫卵石層，卵石含量 30%50%，粒徑 213 厘米，層厚 1020 米，屬于強透水層，滲透系數(shù) K=1.8410-1510-2（cm/s） ，允許坡降 J=0.150

17、.25；河床底層為基巖，埋深標高從左標高 10 米向右標高 15 米以下，其巖性為上古生界二迭長興階灰?guī)r及硅質(zhì)巖。水閘的防滲處理應(yīng)重點考慮。河床土質(zhì)資料如下：中砂：Dr0.6，E0=310kg/cm2，N63.5=20；砂礫石：Dr0.66，E0=360kg/cm2；3.33.3 當(dāng)?shù)亟ㄖ牧袭?dāng)?shù)亟ㄖ牧蠅K石料：在閘址左岸的山頭上有符合質(zhì)量要求的塊石料場，其儲量50 萬立方米，平均運距 1.0 公里。13砂礫料：閘址上、下游均有寬闊的沖積臺地，有大量的砂、礫料，可滿足混凝土的粗、細骨料之用，運距 35 公里，且水運極為便利。土料：閘址上游約 2 公里有劉家、八圩土料場，儲量豐富，符合均質(zhì)土壩質(zhì)

18、量要求，還有可作為土壩防滲體的粘性土，其質(zhì)地良好。3.43.4 地震地震根據(jù)中國地震參數(shù)區(qū)劃圖 （GB18306-2001） ，參照工程區(qū)地震動峰值加速度分區(qū)與地震基本烈度對照表，相應(yīng)本地區(qū)的地震基本烈度為 6度。144 4 工程布置及建筑物工程布置及建筑物4.14.1 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù)4.1.14.1.1 設(shè)計依據(jù)的標準、規(guī)范設(shè)計依據(jù)的標準、規(guī)范（1） 水利工程初步設(shè)計報告編制規(guī)程 （DL5021-93） ；（2） 防洪標準 （GB50286-94） ；（3） 水閘設(shè)計規(guī)范 （SL265-2001） ；（4） 水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范 （DL5077-1997） ；（5） 水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)

19、范 （DL5073-1997） ；（6） 水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 （SL/T191-96） ；（7） 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 （GB50007-2002） ；（8） 堤防工程設(shè)計規(guī)范 （GB50286-98） ；（9） 城市防洪工程設(shè)計規(guī)范 （CJJ50-92） ；（10） 水利水電工程等級劃分及洪水標準 （SL252-2000） ；（14）相關(guān)法律、法規(guī)及有關(guān)規(guī)范。4.1.24.1.2 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù)函江樞紐的主要建筑物有船閘、泄水閘和水電站三部分組成。船閘的通航能力，按照五級航道標準進行設(shè)計。水電站總裝機為 6600Kw，設(shè)計水頭為 3.5m，水閘的泄洪能力為 13000m3/s。根據(jù)

20、畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書，本工程為三等工程，主要建筑物按3級建筑物設(shè)計，次要建筑物按4級建筑物設(shè)計。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 ，泄水閘的設(shè)計洪水標準為 50 年一遇，校15核洪水標準為 300 年一遇，最大通航洪水標準為 5 年一遇。4.1.34.1.3 設(shè)計基本資料設(shè)計基本資料一、水位一、水位正常蓄水位：19.0m灌溉水位：19.5m設(shè)計洪水 Q2%=9540m3/s，相應(yīng)閘下水位 H下=23.4m校核洪水 Q0.33%=9540m3/s，相應(yīng)閘下水位 H下=23.8m二、計算水位組合二、計算水位組合1、閘孔凈寬計算水位設(shè)計洪水 Q2%=9540m3/s，相應(yīng)閘下水位 H下=23.4m；設(shè)計水位差H0.25

21、m（H上23.65m） ；校核洪水 Q0.33%=9540m3/s，相應(yīng)閘下水位 H下=23.8m；計算閘上雍高水位 H上（供墩頂高程用） ；2、消能計算水位閘上水位 H上19.5m；閘下水位 H下14.5m；下泄流量：以閘門開啟度 e0.5m、e1.0m 以及全開時的泄量。3、閘室穩(wěn)定計算水位（關(guān)門）閘上設(shè)計水位 H上19.5m，H下14.5m；閘上校核水位 H上20.0m，H下14.5m；三、地震設(shè)防烈度三、地震設(shè)防烈度16本地區(qū)地震基本烈度為度，不考慮地震設(shè)防。四、安全系數(shù)四、安全系數(shù)1、安全超高水閘為3級混凝土建筑物，根據(jù)水閘設(shè)計規(guī)范（SL 2652001）安全超高下限值：泄洪時 0.

22、7m(設(shè)計洪水位)，0.5m(校核洪水位)；關(guān)門時 0.4m(設(shè)計洪水位)，0.3m(校核洪水位)。 2、抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) 土基上的3級混凝土建筑物，基本組合（設(shè)計）為1.25；特殊組合（核校）為1.1。五、其它資料五、其它資料1、單孔凈寬：812m； 2、門型結(jié)構(gòu)：平面鋼閘門；3、閘門類型：直升門；4、底板與中砂的摩擦系數(shù) f0.4；5、閘孔的允許單寬流量 q30m3/s/m；六、公路橋六、公路橋公路橋載重按汽-20 設(shè)計，掛-100 校核，雙車道橋面凈寬 7.0m，兩側(cè)人行道 21.0m，總寬 9.0m，采用 T 型結(jié)構(gòu)。梁高 1.0m，梁腹寬0.2m，梁翼寬 1.60m，用 5 根組梁組

23、成，兩側(cè)人行道為懸臂式，每米延長重量按 8T/m 計。174.24.2 工程總體布置工程總體布置函江樞紐的主要建筑物有船閘、泄水閘和水電站三部分組成。船閘的通航能力，按照五級航道標準進行設(shè)計。水電站總裝機為 6600Kw，設(shè)計水頭為 3.5m，水閘的泄洪能力為 13000m3/s。根據(jù)設(shè)計任務(wù)書提供的地形地質(zhì)資料，以及功能要求，樞紐總體布置如下：4.2.14.2.1 船閘的布置船閘的布置船閘的通航能力，按照五級航道標準進行設(shè)計。船閘布置在函江的左岸，船閘本身由三部分組成：上游引航道、閘室和下游引航道。上游引航道：長度不小于 5 倍設(shè)計船隊的長度，根據(jù)經(jīng)驗五級航道標準的設(shè)計船隊的長度為 91m，

24、故上游引航道的長度為 455m，設(shè)計時取為 500m；上游引航道的底寬度為 35m，兩岸采用漿砌石護坡，邊坡采用1：2.5；上游引航道的底高程為 15.0m。下游引航道：長度不小于 5 倍設(shè)計船隊的長度，根據(jù)經(jīng)驗五級航道標準的設(shè)計船隊的長度為 91m，故下游引航道的長度為 455m，設(shè)計時取為 600m；下游引航道的底寬度為 35m，兩岸采用漿砌石護坡，邊坡采用1：2.5；下游引航道的底高程為 11.0m。閘室：閘室的長度為 135m，寬度為 12.0m；閘室的頂高程為24.0m，底高程為 10.50m。上下閘首控制船只的進出。4.2.24.2.2 水電站的布置水電站的布置考慮河床的主槽比較靠

25、近右岸，上下游不容易發(fā)生淤積，為最大的18可能提高水電站的出力，發(fā)揮水電站的效益，將水電站布置在函江的右岸。水電站的廠房的平面尺寸：主廠房的長度為 48.0 米，上下游方向的寬度為 36.20 米，主廠房總高度為 32.0 米。水輪機的型號為：GE(F02)-WP-380發(fā)電機的型號為：SFG200-70/3960總裝機：32200KW設(shè)計水頭：3.5m最高水頭：7.0m最小水頭：2.0m最大引用流量 225m3/s。4.2.34.2.3 泄水閘的布置泄水閘的布置泄水閘布置在水電站和船閘之間。泄水閘主要有三部分組成：上游連接段、閘室段和下游連接段。4.34.3 主要建筑物（泄水閘）主要建筑物（

26、泄水閘）4.3.14.3.1 閘孔設(shè)計閘孔設(shè)計水閘閘孔設(shè)計主要是確定閘孔型式、尺寸河設(shè)置高程，以保證水閘在設(shè)計水位組合情況下有足夠的過流能力。一、堰型和堰頂高程確定一、堰型和堰頂高程確定根據(jù)設(shè)計任務(wù)書提供的資料顯示，函江流域水面平緩，含砂量少，本水閘的主要功能為擋水灌溉和泄水，故本次設(shè)計采用堰流式閘室，堰19型采用無檻寬頂堰。這種型式閘室對于泄洪較為有利，它能使閘前漂浮物隨著水流下泄，而不會阻塞閘孔而影響泄洪。根據(jù)資料提供的地形圖，考慮水閘的運行、河道沖刷淤積以及閘孔允許單寬流量和工程造價等因素，本次設(shè)計取堰頂高程與河床底高程齊平為 13.0m。二、閘孔凈寬計算、泄流能力校核二、閘孔凈寬計算、

27、泄流能力校核1 1、水位、水位Q2%9540m3/s，H上23.65m，H下23.40m；Q0.33%12350m3/s，H上待算，H下23.80m；2 2、閘孔凈寬計算、閘孔凈寬計算閘孔總凈寬的確定，主要涉及兩個問題：一個是過閘單寬流量的大??；另一個是閘室總寬度與河道總寬度的關(guān)系。如果采用的閘孔總凈寬過小，使過閘單寬流量過大，將增加閘下游消能布置的困難，甚至影響水閘工程的安全；反之，如果采用的閘孔總凈寬過大，使過閘單寬流量過小，工程量加大，造成浪費。根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求，閘孔允許單寬流量不大于 30m3/s，初步擬定閘孔總凈寬為 0.7 倍主河槽寬為 350m，閘孔分成 35 孔，每孔寬 10m

28、，中墩厚 1.6m，縫墩厚 0.8m。水閘底板為無檻寬頂堰，閘孔泄流能力計算公式如下： (水閘設(shè)計規(guī)范以下簡稱規(guī)范附 A）23002 HgmBQ式中：Q過閘流量（m3/s） ；20淹沒系數(shù)，根據(jù)上下游的堰上水深查得；側(cè)收縮系數(shù)；m流量系數(shù)；B0閘孔總凈寬（m） ； H0堰頂以上上游總水頭（m） 。堰上總水頭 H0H1（上游水頭）=23.6513.00=10.65mHs（下游水頭）=23.4013.00=10.40m行近流速 V0=Q/A=9540/700(23.6513.00)1.28m/sH0=H1+V2/2g=10.65+1.282/(29.81)=10.73m淹沒系數(shù) hs/H0=10.

29、4/10.73=0.969查規(guī)范附表 A.0.1-2，得 0.556；流量系數(shù) m按 P/H0=0 查表得 m0.385；側(cè)收縮系數(shù) 水閘中墩厚度取為 1.6m，縫墩取 0.8m，根據(jù)規(guī)范附錄 A.0.1-3公式計算得 =0.860根據(jù)以上公式可以試算出閘孔總凈寬21=9540/(0.5560.8600.3854.42910.733/2)=3323002 HgmQB3m一般來說，采用的閘孔總凈寬要略大于計算值，本次設(shè)計閘孔總凈寬取 350m，相應(yīng)單寬流量為 27.26m3/s/m，小于閘孔允許單寬流量 30 m3/s/m，滿足要求。但校核工況下，水閘單寬流量為 35.28m3/s/m，大于閘孔

30、允許單寬流量q=30m3/s/m，若本次設(shè)計水閘總凈寬以校核工況下通過閘室的單寬流量為控制，水閘規(guī)模將偏大，工程量加大，與消能工造價比較而言，會造成浪費。校核工況稍大于允許單寬流量，可能會出現(xiàn)局部破壞，但只要工程消能防沖設(shè)施得當(dāng)，個人認為是能滿足工程安全運行要求。因此，經(jīng)綜合考慮本次設(shè)計水閘總凈寬取 350m，閘孔總數(shù)為 35 孔，單孔凈寬為 10m。根據(jù)規(guī)范的要求，中墩厚取 1.6m，縫墩厚取 0.8m。因此水閘總寬度為：B=350+361.6=407.6m3 3、校核工況上游水位、校核工況上游水位根據(jù)水閘泄流能力計算公式，可以試算出校核情況下的上游水位。設(shè)H0.3m，則 H上23.80+0

31、.324.1m；hs=23.8013.00=10.80m；行近流速 V0=Q/A=12350/700(24.1013.00)1.59m/s；H0=H+V2/2g=(24.113.0)+1.592/(29.81)=11.23m；hs/H0=10.80/11.23=0.9617，查規(guī)范附表 A.0.1-2 得0.600；22按 P/H0=0 查表 2.1 得 m0.385；0.860；Q試Bm(2g)0.5H3/2=3500.6000.8600.385(29.81)0.511.233/2=11589m3/s Q0.33%12350m3/s； 假設(shè)不符，重新假設(shè)試算。經(jīng)試算，當(dāng)H0.40m 時，Q試

32、Q0.33%12350m3/s。相應(yīng)上游洪水位 H上=24.20m。4.3.24.3.2 消能防沖設(shè)計消能防沖設(shè)計消能防沖設(shè)計主要包括消能防沖設(shè)備形式的選擇、以及各種消能設(shè)施尺寸設(shè)計和上下游兩岸護坡的設(shè)計。本工程消能形式采用消力池消能，消力池后布置一定長度的海漫，海漫末端設(shè)置柔性防沖槽。一、消力池尺寸擬定一、消力池尺寸擬定1 1、消能水力計算、消能水力計算消能計算水位：H上19.5m，H下14.5m；1）單寬流量計算ae=0.5m e/H=0.5/6.5=0.0770.65，為孔口出流。根據(jù)上、下游水位可假定為自由出流。根據(jù)孔流公式：q=0e(2gH0)1/2其中 0.600.176e/H （

33、水計算手冊3-3-6 水利出版23社）0.600.1760.5/6.5=0.586；因孔流狀態(tài) e 很小，行近流速 V0較小，在計算時可不計入，即H0H，因此，q=0e(2gH)1/20.5860.5(29.816.5)1/23.31m3/s/m；be1.0me/H=1.0/6.5=0.154ht，說明都發(fā)生遠離式水躍銜接，故需修建消力池。當(dāng) q=6.47m3/s/m 時，(h”-ht)值最大。因此，應(yīng)按該流量設(shè)計消力池。252 2、消力池深度計算、消力池深度計算e1.0m，q6.47m3/s/m，hc=0.60m，hc”=3.48m，ht=2.07m；按近似公式估算池深 d，即d=hc”-h

34、t=1.053.48-2.07=1.58m設(shè) d1.58m，則上游總水頭為T0=6.5+1.58=8.08m；由公式=8.08 試算22202cchgqhT求得 hc=0.53m； hc”=(1+8q2/(qhC3)1/21) hC/2 水躍方程 =(1+86.472/(9.810.533)1/21)1.62/2=3.75m； 消力池的流速系數(shù) =0.95，則池中水流得水面降落 Z 為Z=q21/(ht)21/(ht”)2/2g 水力學(xué)教材11-11 =6.472/1/(0.952.07)21/(1.053.48)2/2/9.81 =0.414m 將該值代入公式d=hc”-（ht+Z） 水力學(xué)

35、教材11-9=1.053.69-(2.07+0.414)=1.455m與假設(shè)數(shù)據(jù)不符，故需重新試算。經(jīng)試算，假設(shè) d=1.44m 時,d試=1.434m，兩者數(shù)據(jù)接近，故取消力池深度 d=1.45m。3 3、消力池長度計算、消力池長度計算26水躍長度按公式：Lj=6.9（hc” hc）計算 規(guī)范B.1.2-2Lj=6.9（3.480.6）=19.87m；消力池長度按公式：LsjLsLj計算 規(guī)范B.1.2-1水平長度 Lj0.7519.87=14.9m，取 Lj=15m斜坡段 Ls按 1：4 放坡，取 5.8m。4 4、消力池底板厚度計算、消力池底板厚度計算t=k1(qH0.5)0.5 0.2

36、(6.47(19.5-15.07)0.5)0.50.74m；取消力池底板厚度為 0.8m。二、海漫長度計算二、海漫長度計算Lp= kS (qsH0.5)0.5 規(guī)范B.2.1=11.5(5.74(19.5-15.07)0.5)0.5=39.97m；取 Lp=40m；式中 kS=1112；qs6.4750/56.4=5.74m3/s/m；H下=15.07m海漫水平段長 15m，采用 60cm 厚鋼筋混凝土澆筑，斜坡段長25m，1:10 放坡，采用 60cm 厚漿砌塊石砌筑。底部墊層分別鋪設(shè)350g/m2土工布一層和 20cm 厚碎石層。海漫每 1.5m 設(shè) 50 排水孔。三、防沖槽設(shè)計三、防沖槽

37、設(shè)計1 1、沖刷坑深度計算、沖刷坑深度計算hp=0.164(kq/(d0.5(ht/d)1/6) 水工設(shè)計手冊25-3-1727 =0.164(1.35.74/(0.00050.5(2.07/0.0005)1/6) =13.66m則沖刷坑底高程15.4513.66=1.79mW=Ahd 水閘設(shè)計公式 6-32=4（13.02.01.79）36.8m2故取防沖槽頂高程 10.5m，深 2.5m，底寬 10m，上下游邊坡取 1:2，單寬體積為 37.5m2W36.8m2。沖刷坑采用拋合金鋼網(wǎng)石兜拋石處理。4.3.34.3.3 防滲排水設(shè)計防滲排水設(shè)計一、地下輪廓線設(shè)計一、地下輪廓線設(shè)計由設(shè)計任務(wù)書

38、提供資料表明，本工程閘址地基主要由砂礫石層組成，為強透水土質(zhì)，故必須采取水平與垂直相結(jié)合的防滲措施。水平向采用鋪蓋防滲，垂直向采用防滲板樁防滲。鋪蓋采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長 20m，鋪蓋與閘底板之間設(shè)水平止水。采用鋼筋砼板樁，布置在閘底板上游一側(cè)。由于閘址位置不透水層距底板約有 16m，為便于施工和降低造價，采用“懸掛式板樁” 。板樁入土深度為 6m，厚 20cm。 （根據(jù)江蘇省大型水閘實踐經(jīng)驗，鋼筋砼板樁長度多數(shù)采用 57m。-水閘設(shè)計規(guī)范SL265-2001 第 162 頁） 。在消力池水平段排水孔，排水孔孔徑150，間距1.5m，呈梅花形布置，底部鋪設(shè)土工布反濾。28閘基防滲長度：所需的最

39、小地下輪廓線L=CH=75.5=38.5m（根據(jù)地質(zhì)資料取C=7）實際布置滲徑長度：L=(20+62+20+6.8) =58.8m（上游鋪蓋長20m，閘底板長20m，垂直防滲墻深6m，下游消力池不設(shè)排水孔段長6.8m），LL，滿足規(guī)范要求。二、滲流計算二、滲流計算1、計算水位組合：設(shè)計工況：上游擋水位19.5m，下游相應(yīng)水位14.5m，H=5.0m。校核工況：上游擋水位20.0m，下游相應(yīng)水位14.5m，H=5.5m。在上閘地下輪廓線所在的巖土為高滲水的砂礫石，查相關(guān)規(guī)范規(guī)定，允許坡降值為：水平段允許坡降值為 0.150.25出口段允許坡降值為 0.400.50（1）有效深度計算L0=46.8

40、m，S0=7.5m；L0/S0=46.8/7.5=6.245.0 ；計算有效深度=0.546.5=23.25m16m 05 . 0 LTe地基實際透水深度；aT =16m aecTTT,min（2）簡化地下輪廓將地下輪廓劃分成7個段，計算簡圖見下圖。2919.50（上游設(shè)計高擋水位）14.5（下游設(shè)計低水位）-16（計算地基相對不透水底板）（3）阻力系數(shù)計算 進口段：011.5(S/T)3/2+0.4411.182，T=16m，S=10m； 內(nèi)部垂直段：022/(ctg(/4)(1-S/T)0.191，T=16m，S=7.5m； 水平段1：03L0.7(S1+S2)/T=0.506,T=16m

41、，L=20m，S1=7.5m ，S2=1.9m； 內(nèi)部垂直段2：042/(ctg(/4)(1-S/T)0.027，T=16m，S=1.9m； 水平段2：05L0.7(S1+S2)/T0.754,T=16m，L=20m，S1=1.9m ，S2=1.9m； 內(nèi)部垂直段3：062/(ctg(/4)(1-S/T)0.037,T=16m，S=1.3m； 水平段3：07L0.7(S1+S2)/T=0.220,30T=15.8m，L=6.8m，S1=1.3m ，S2=0m； 出口段：081.5(s/T)3/2+0.4410.451,T=15.8m，S=0.8m； 式中:S-齒墻或板樁的入土深度；T-地基有效

42、深度或?qū)嶋H深度；（4）各分段水頭損失計算i3.37, H20.514.5=5.5m；各分段水頭損失：hi=(i/i)Hh1=1.1825.5/3.37=1.929m;h2=0.1915.5/3.37=0.312m;h3=0.5065.5/3.37=0.826m;h4=0.0275.5/3.37=0.044m;h5=0.7545.5/3.37=1.231m;h6=0.0375.5/3.37=0.060m;h7=0.2205.5/3.37=0.359m;h8=0.4515.5/3.37=0.736m;計算列表如下：改進阻力系數(shù)法滲流計算表分段名 稱S(m)S1(m)S2(m)T(m)L(m)ihi

43、(m)1進口段1016.01.1821.9292內(nèi)部垂直段7.516.00.1910.312313水平段7.51.916.0200.5060.8264內(nèi)部垂直段1.916.00.0270.0445水平段1.91.916.0200.7541.2316內(nèi)部垂直段1.316.00.0370.0607水平段1.3015.86.80.2200.3598出口段0.815.80.4510.736=3.368H=5.5m（5）進出口段水頭損失修正a.進口段修正系數(shù)11.211/(12(T/T)2+2)(S/T+0.059)1.211/(12(15/16)2+2)(10/16+0.059)1.090，取11.0

44、,無需修正。式中:S-底板（包括齒墻）的埋深與板樁入土深度之和；T-板樁另一側(cè)的地基深度；b.出口段修正系數(shù)21.211/(12(T/T)2+2)(S/T+0.059)1.211/(12(15.8/16)2+2)(0.8/16+0.059)0.5401，2應(yīng)予修正。出口段水頭損失應(yīng)修正為：h8 （1-2 ） h80.460.736=0.338m;三、地基土的抗?jié)B穩(wěn)定性驗算三、地基土的抗?jié)B穩(wěn)定性驗算32水平滲透坡降Jxh5/L5=1.929/20=0.0100，需設(shè)加重塊 Gj100KN；啟門力 FQ= nt(TzdTsd)+ PS+ G+Gj+Ws =1.2(95.00+2.94)+60+1.

45、1128+140+291 =749.3KN；nt-摩阻力安全系數(shù)，取 1.2；nG-計算閉門力時的閘門自重修正系數(shù)，取 1.1；nG-計算啟門力時的閘門自重修正系數(shù)，取 1.1；G-閘門自重，為 128KN；36Ws-作用在閘門上的水柱壓力，KN；Gj-加重塊重量，KN；Pt-上托力，KN；PX-下吸力，KN；Tzd-支承摩阻力，KN；Tsd-止水摩阻力，KN；B啟閉機選型根據(jù)啟門力 FQ =679.5KN，閘門高度為 7m，選用啟閉機型號為 QPQ-240，主要參數(shù)如下：啟閉力 240T，啟門高度 9m，啟門速度 1.34m/min，吊距3.19m。C選擇工作橋主橫梁平面尺寸位置 工作橋主梁

46、采用兩根 T 形梁，梁高 1.0m，翼板寬 1.2m，工作橋總寬 4.5m，T 形梁上布置橫向格梁，以布置啟閉機平臺。七、下游護坡七、下游護坡下游護坡同上游護坡。4.3.54.3.5 閘室穩(wěn)定計算閘室穩(wěn)定計算4.3.5.14.3.5.1 完建工況完建工況水閘內(nèi)無水，計算恒載情況下基底應(yīng)力與基底應(yīng)力不均勻系數(shù)。一、自重計算一、自重計算 37自重彎矩(KNM)長度寬度(KN)（+）（-）向下游向上游啟閉機房160010160000交通橋板23.2911819-5.50-10004檢修橋23.260.5909-200閘墩203.211979204.5356400閘墩203.220812800000閘

47、底板23.2201.517400000啟閉機80閘門9500.54750合計434787.552115-10004總計42111荷載名稱高度 荷載到底板中心距二、基底壓力計算二、基底壓力計算G=43478kn()；H=0kn()；M=42111knm。壓應(yīng)力 P=G/(BL)+6M/(BL2)Pmin=66.3(kn/m2)，Pmax95.5(kn/m2)；PR =230 kn/m2，滿足規(guī)范要求。應(yīng)力不均勻系數(shù) Pmax/Pmin=95.5/66.3=1.44KC=1.25，滿足規(guī)范要求。四、基底壓力計算四、基底壓力計算G=49368kn()；H=6322kn()；M=9446knm。壓應(yīng)力

48、 P=G/(BL)+6M/(BL2)Pmin=76.4(kn/m2)，Pmax110.6(kn/m2)；39PR =230 kn/m2，滿足規(guī)范要求。應(yīng)力不均勻系數(shù) Pmax/Pmin=110.6/76.4=1.45KC=1.25 滿足規(guī)范要求。四、基底壓力計算四、基底壓力計算G=50381kn()；H=5742kn()；M=6025knm。壓應(yīng)力 P=G/(BL)+6M/(BL2)Pmin=81.4(kn/m2)，Pmax118.9(kn/m2)；PR =230 kn/m2，滿足規(guī)范要求。應(yīng)力不均勻系數(shù) Pmax/Pmin=118.9/81.4=1.462.0，滿足規(guī)范要求。4.3.64.3

49、.6 閘室底板結(jié)構(gòu)計算閘室底板結(jié)構(gòu)計算底板結(jié)構(gòu)計算以閘門為分界點，分上游段和下游段，本設(shè)計只作了上游段的計算。一、計算荷載一、計算荷載A.底板W1=1523.21.52.5=1305t；B.閘墩G1=1512（1.6+0.8+0.8）25=1440t；C.上部結(jié)構(gòu)G2-1（公路橋）823.5=188.0T；41G2-2（工作橋）2.2223.52.4=125.21T；G2=354.21T；D.水重W2=15206.51.0=1950T；E.浮托力U1=1523.52.01.0=705T；F.滲透壓力U2=0.5（1.36+2.04）1523.51.0=599.3T；G.地基反力R=9.0615

50、23.5=3193T；二、總不平衡剪力二、總不平衡剪力Q=R+U1+U2W1W2G1G2 3193+705+599130519501440354.2 552.2T；三、不平衡剪力分配三、不平衡剪力分配 e1=0.52.813.52+(23.53.5)1.52/3.513.5+(23.53.5)1.5=4.42m； Iy(1/3)23.54.423(23.53.5)(3.7111.5)3+3.59.083 =1383.82m； (Sy)abcd=3.59.089.08/2=144.28m； (Iy)abcd=Ay2dA=b9.08-2.92ydy3.5(1/3)y 3 9.08-2.9242 =

51、902.43m4; Q墩(Q/ Iy) (Sy)abcdae0.5(Iy)abcd =(552.2/1383.82)(144.28120.5902.43) =519.5 Q板QQ墩552.2(519.5) =32.7四、單寬截條上的計算荷載四、單寬截條上的計算荷載（1）由閘墩傳遞的集中荷載A.縫墩Q=(0.8/3.5)Q墩137.4T；B.中墩Q=(1.6/3.5)Q墩294.4T；C.閘墩自重及上部結(jié)構(gòu)縫墩 G=374.4+46.4+30.9+13.7=465.4T；中墩 G=561.6+89.6+59.67+13.67=724.54T；P縫墩=(G縫墩Q縫墩)/B=(465.4171.71

52、)/15=19.6T/m；P中墩(G中墩Q中墩)/B=(724.54220.77)/15 33.6T/m；（2）作用于底板的均布荷載q=(WUQ板)/2LB43=1950+1305/2(705+599.3)32.7/(23.215)=3.64T/m；五、彈性地基參數(shù)五、彈性地基參數(shù) E0E0 及及 00 的確定的確定由于第一層中砂厚度較薄，第二層砂礫石厚度較大，兩層土的彈性模量接近，故取砂礫石彈性模量 E0，E0360kg/cm2。砂的泊松比 0一般取 0.3。六、整體式底板的基礎(chǔ)梁計算六、整體式底板的基礎(chǔ)梁計算由于本工程的地基基礎(chǔ)從高程 10 m 至15m 以下為基巖，H/L=29/11.6

53、=2.54;H-基礎(chǔ)以下基巖的埋深；L-基礎(chǔ)梁半長；因此，根據(jù)水工設(shè)計手冊第 6 冊 P6-59 的說明，基礎(chǔ)梁計算可按有限深彈性基礎(chǔ)梁計算用表 （張裕怡編，水利出版社，1980 年版）的列數(shù)表，直接算出基底反力的分布?，F(xiàn)根據(jù)水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊按半無限大彈性基礎(chǔ)梁，采用郭氏表計算?；炷翉椥阅Ａ浚–20）E=2.55107KN/m2；地基土彈性模量 E0=36000KN/m2；1、柔度指標t=10(E0/E)(l/h)3 10(36000/2.55107)(11.6/1.5)3=6.53E0地基土彈性模量，KN/m2；44E混凝土彈性模量，KN/m2；l底板半長；h底板厚度；0tVC

54、因此，無需配箍筋。464.3.74.3.7 兩岸連接建筑物設(shè)計兩岸連接建筑物設(shè)計因本工程左右兩側(cè)分別布置了船閘和水電站，因此，兩岸連接建筑物因與該些建筑物聯(lián)合布置在一起，成為一個整體。根據(jù)本工程閘底板與閘頂高差以及兩側(cè)建筑物的運行特點，泄水閘左側(cè)連接物與船閘上下游引航道導(dǎo)墻相結(jié)合，直接利用引航道導(dǎo)墻作為本工程左側(cè)翼墻。右側(cè)上下游翼墻采用懸臂式鋼筋砼結(jié)構(gòu)擋土墻。上游翼墻頂高程 25.00m，底高程 12.00m。下游翼墻頂高程 25.00m，底高程10.5512.00m。初步擬訂上游擋墻高 13.0m，擋墻壁厚 1.0m，墻身垂直，墻身高 12m，墻底板厚 1.0m。下游擋墻高 1314.45m，擋墻壁厚 1.0m，墻身高度 1213.45m，底板厚度 1.0 m。翼墻兩側(cè)設(shè)置 1.01.0m 腋角，兩側(cè)懸挑 4m，底板總寬 11m。上游翼墻長 30m，下游翼墻長 36.8m。翼墻采用 C25 鋼筋砼澆筑。翼墻穩(wěn)定計算及配筋計算采用理正擋土墻計算軟件完成。47485