水閘設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、水閘設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)ZhejiangUniversityofWaterReourceandElectricPowe水閘設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)專(zhuān)業(yè)年級(jí)：專(zhuān)業(yè)班級(jí)：專(zhuān)業(yè)方向：水利水電建筑工程指導(dǎo)教師：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：水利工程系2014年11月第一章項(xiàng)目1第-節(jié)工1第二節(jié)地質(zhì)、-1第二節(jié)水目錄2第四節(jié)建2第五節(jié)批準(zhǔn)的2第六節(jié)施本資料程概況地形資料文氣象筑材料規(guī)劃成果工條件第二章水閘布置4第一節(jié)閘址選擇及水閘等級(jí)確47E-4第二節(jié)閘孔形式選擇及閘底板高程確7E6第三節(jié)閘室布置7第四節(jié)兩岸及上下游連接建筑物布置9第二章水閘水力設(shè)計(jì)-11第一節(jié)閘-孔尺寸確7E-11第二節(jié)水閘的13消能防沖設(shè)計(jì)第三節(jié)水閘的防滲排水設(shè)計(jì)室穩(wěn)定

2、分析-21第一節(jié)荷載計(jì)算及荷-21第二節(jié)閘室地基承載力-25第二節(jié)閘室抗滑穩(wěn)7E25五水閘整體式閘26計(jì)算閘底板縱向地基26列表計(jì)26第三節(jié)確定不平衡剪力在閘墩和底板上的分配27第四節(jié)計(jì)算基礎(chǔ)梁上的荷載29第五節(jié)計(jì)算地基反力及梁的內(nèi)力及配筋計(jì)算34參考文35第一章項(xiàng)目基本資料第一節(jié)工程概況本工程位于舟山展茅河流域。展茅流域地處舟山本島東北側(cè)的展茅街道境內(nèi)，位于東經(jīng)122°14'02122°18'42、北緯30°00'2930°03'36之間，流域控制面積28.50knt展茅流域的水系主要由大展河、茅洋河、螺門(mén)河、上潘孫河及

3、一些支流（溪溝）組成。1990年后，因筑海塘，茅洋閘出水受阻，茅洋河水南下匯入大展河最后經(jīng)長(zhǎng)畤山閘和螺門(mén)閘入海。主河道大展河長(zhǎng)約7.15km,發(fā)源于田公吞南風(fēng)尖山，至張家村為上游段，長(zhǎng)約2.8km,河道斷面成V形，縱坡約2-5%，河道寬度610m僅雨季有水，屆山溪河流。排水閘所擔(dān)負(fù)的任務(wù)是：排水閘一般修在江河沿岸排水溝或河道末端，用以排除7工、河兩岸低洼地區(qū)的漬水以及防止7工、河洪水倒灌，有時(shí)還要發(fā)揮蓄水和引水的作用。本工程建成后，對(duì)漁業(yè)、航運(yùn)業(yè)的發(fā)展，以及改善環(huán)境，美化城鄉(xiāng)都是極為有利的。第二節(jié)地質(zhì)、地形資料地形地貌：本區(qū)地貌單元屆浙東丘陵濱海島嶼區(qū)，是天臺(tái)山余脈在東北延伸入海的出露部分，島

4、中央為山脊或分水嶺，一般高程200300m最高山峰為黃楊尖海拔504m,平原呈小塊分布于山間及濱海部位。流域大部分位于濱海平原區(qū)，平原區(qū)地面高程1.5m左右。河流源短流急、流量較小，單獨(dú)入海，河谷開(kāi)闊，堆積厚度大。地層地質(zhì)構(gòu)造：本流域出露地層基巖多為侏羅系上統(tǒng)西山頭組（J3x）深灰色英安質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，塊狀構(gòu)造，新鮮巖石致密堅(jiān)硬。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地震等分析，本區(qū)雖老斷裂縱橫交錯(cuò)，且溫州一鎮(zhèn)海弱活動(dòng)性斷裂從本區(qū)西部海域通過(guò)，但地震活動(dòng)水平相當(dāng)?shù)?，為少震、震?jí)小的地區(qū)，且地應(yīng)力無(wú)集中表現(xiàn)。據(jù)“中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖”（1990年版），本地區(qū)的地震基本烈度為VD度區(qū)。第三節(jié)水文氣象本流域

5、內(nèi)無(wú)氣象觀測(cè)臺(tái)（站），與其鄰近相距18km和8km設(shè)有定海和沈家門(mén)兩個(gè)氣象站。定海氣象站始建于1951年，沈家門(mén)氣象站始建于1957年，均有30年以上的氣壓、氣溫、濕度、降水、蒸發(fā)、風(fēng)速、日照等項(xiàng)目的觀測(cè)資料。根據(jù)沈家門(mén)氣象站19611992年觀測(cè)統(tǒng)計(jì)資料，主要?dú)庀笠靥卣髦等缦?多年平均氣溫16.1C多年平均日照時(shí)數(shù)2046h1287mm（小型蒸發(fā)血）多年平均相對(duì)濕度80%多年平均風(fēng)速4.9m/s最大風(fēng)速WNW40.1m/s相應(yīng)風(fēng)向流域內(nèi)無(wú)水文觀測(cè)站。舟山島上鄰近流域的有定海和沈家門(mén)降水量觀測(cè)站，具有較完整的降水量觀測(cè)資料。另有長(zhǎng)春嶺水文站，觀測(cè)項(xiàng)目有流量、降水量、蒸發(fā)量，其控制面積為3.8

6、km2,內(nèi)設(shè)長(zhǎng)春嶺、寺嶺后、長(zhǎng)春嶺頂?shù)热齻€(gè)降水量觀測(cè)站。第四節(jié)建筑材料石料：本地區(qū)不產(chǎn)石料，需從外地運(yùn)進(jìn)，距公路很近，交通方便。黏土：經(jīng)調(diào)查本地區(qū)附近有較豐富的黏土材料。砂料：閘址處有足夠的中細(xì)砂。第五節(jié)批準(zhǔn)的規(guī)劃成果根據(jù)水利電力部水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（SD112-78）的規(guī)定，本樞紐工程為用等工程，其中永久性主要建筑物為3級(jí)。展茅流域內(nèi)無(wú)實(shí)測(cè)潮位資料，而定海潮位站有長(zhǎng)系列的實(shí)測(cè)資料?？紤]本流域距定海潮位站較近，規(guī)劃中直接采用（套用）定海潮位站資料，以潮型與洪水不利組合為原則，影響排澇的控制要素主要是高潮位及其持續(xù)時(shí)間。由于當(dāng)?shù)剌^大暴雨多發(fā)生在臺(tái)汛期。因此，規(guī)劃中以多年平均最高潮

7、位相近的實(shí)測(cè)潮型作為設(shè)計(jì)潮型。第六節(jié)施工條件工期為2年。材料供應(yīng)情況。水泥由水泥廠運(yùn)輸至施工地點(diǎn)，其他材料由汽車(chē)直接運(yùn)至工地電源由電網(wǎng)供電。第二章水閘布置第一節(jié)閘址的選擇及水閘等級(jí)確定2.1.1閘址的選擇閘址的選擇關(guān)系到工程建設(shè)的成敗和經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)揮，是水閘設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。應(yīng)根據(jù)水閘功能、特點(diǎn)和運(yùn)用要求，綜合考慮地形、地質(zhì)等因素經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后選定。閘址宜選在地形開(kāi)闊、岸坡穩(wěn)定、巖土堅(jiān)實(shí)和地下水位較低的地點(diǎn)。閘址宜優(yōu)先選用地質(zhì)條件良好的天然地基避免采用人工處理地基。排水閘閘址宜選擇在地勢(shì)較低，出水通暢處，排水閘閘址宜選擇在靠近主要澇區(qū)和容泄區(qū)的老堤壩線上。根據(jù)基本資料可知展茅流域?qū)玫湫?/p>

8、的海島丘陵地形地貌，流域內(nèi)河道上游丘陵起伏，問(wèn)有谷地，綿亙分水嶺、山腳和由灘涂圍墾而成的濱海平地。丘陵面積17.2km2,占62.1%;平地面積11.3km2,占38.%。分水嶺高程在100500m之間；平地高程在13m左右；流域大部分位丁濱海平原區(qū)，平原區(qū)地面高程1.5m左右。河流源短流急、流量較小，單獨(dú)入海，河谷開(kāi)闊，堆積厚度大。因此將排水閘設(shè)置丁展茅流域。2.1.2水閘等級(jí)的確定平原區(qū)水閘樞紐工程應(yīng)根據(jù)水閘最大過(guò)閘流量及其防護(hù)對(duì)象的重要性劃分等別，其等別應(yīng)按表2-1確定。規(guī)模巨大或在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有特殊重要地位的水閘樞紐工程，其等別應(yīng)經(jīng)論證后報(bào)主管部門(mén)批準(zhǔn)確定。表2-1平原水閘分等指標(biāo)工程

9、等別InmIVV規(guī)模大型大型中型小型小型最大過(guò)閘流量（R3/S）>50005000-10001000-100100-20<20防護(hù)對(duì)象的重要性特別重要重要中等一般由項(xiàng)目基本資料可得最大過(guò)閘流量為180n3/s，根據(jù)表1-1確定為m級(jí)中型水閘。水閘樞紐中的水工建筑物應(yīng)根據(jù)其所屆樞紐工程等別、作用和重要性劃分級(jí)別，其級(jí)別應(yīng)按表2-2確定表2-2水閘樞紐建筑物級(jí)別劃分工程等別永久性建筑物級(jí)別臨時(shí)性建筑物級(jí)別主要建筑物次要建筑物I134n234m345IV455V55-注：1.永久性建筑物指樞紐工程運(yùn)行期間使用的建筑物2.主要建筑物指失事后將造成下游災(zāi)害或嚴(yán)重影響工程效益的建筑物。3.次要

10、建筑物指失事后不致造成下游災(zāi)害或?qū)こ绦б嬗绊懖淮蟛⒁锥⌒迯?fù)的建筑物。4.臨時(shí)性建筑物指樞紐工程施工期間使用的建筑物。根據(jù)表2-2得本項(xiàng)目水閘樞紐建筑物級(jí)別為ID級(jí)。2.1.3洪水標(biāo)準(zhǔn)的確定平原區(qū)水閘的洪水標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)根據(jù)所在河流流域防洪規(guī)劃規(guī)定的防洪任務(wù)，以近期防洪目標(biāo)為主，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展要求，按表2-3所列標(biāo)準(zhǔn)綜合分析確定表2-3平原區(qū)水閘洪水標(biāo)準(zhǔn)水閘級(jí)別12345洪水重現(xiàn)期(a)設(shè)計(jì)1005050303020201010校核3002002001001005050303020由表2-2可確定洪水標(biāo)準(zhǔn)為五十年一遇第二節(jié)閘孔形式選擇及閘底板高程確定2.2.1閘孔形式的選擇閘孔形式一般有寬頂堰型、低

11、實(shí)用堰型和胸墻孔口型三種。寬頂堰型寬頂堰型是水閘中最常用的底板結(jié)構(gòu)形式。其主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便，泄流能力比較穩(wěn)定，有利丁泄洪、沖沙、排淤、通航等；其缺點(diǎn)是自由泄流時(shí)流量系數(shù)較小，容易產(chǎn)生波狀水躍。低實(shí)用堰型低實(shí)用堰型有梯形、曲線形和駝峰形。實(shí)用堰自由泄流時(shí)流量系數(shù)較大，水流條件較好，選用適宜的堰面曲線可以消除波狀水躍；但泄流能力受尾水位變化的影響較為明顯，當(dāng)hs>0.6H以后，泄流能力將急劇降低，不如寬頂堰泄流時(shí)穩(wěn)。上游水深較大時(shí)，采用這種孔口形式，可以減小閘門(mén)高度。胸墻孔口型當(dāng)上游水位變幅較大過(guò)閘流量較小時(shí)，常采用胸墻孔口型?？梢詼p小閘門(mén)高度和啟門(mén)力，從而降低工作橋高和工程造價(jià)

12、。通過(guò)上述比較得本項(xiàng)目閘孔形式選擇為寬頂堰型。2.2.2閘底板高程確定底板高程與水閘承擔(dān)的任務(wù)、泄流或引水流量、上下游水位及河床地質(zhì)條件的因素有關(guān)。閘底板應(yīng)置于較為堅(jiān)實(shí)的土層上，并應(yīng)盡量利用天然地基。在大中型水閘中,由于水閘工程量所占比重較大，因而適當(dāng)降低底板高程，常常是有利的。當(dāng)然，底板高程也不能定的太低，否則，由于單寬流量加大，將會(huì)增加下游消能防沖的工程量，閘門(mén)增高，啟閉設(shè)備的容量也隨之增大。一般情況下，排水閘應(yīng)盡量定的比河床低些，以保證將漬水迅速降至計(jì)劃高程。由于本項(xiàng)目河底高程為-1m左右，所以閘底板高程確定為-1m第三節(jié)閘室布置2.3.1閘底板作用：閘底板是整個(gè)閘室的基礎(chǔ)，承擔(dān)著上部結(jié)

13、構(gòu)的重量及水壓力等荷載，將其均勻地傳給地基，是整個(gè)閘室段的關(guān)鍵組成部分。形式：常用的底板有平底板和鉆孔灌注樁底板，也可采用低堰底板、箱式底板、斜底板、反拱底板等。平底板按底板與閘墩的連接方式有整體式和分離式兩種。本項(xiàng)目采用整體式平底板。底板順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度：底板順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度要綜合考慮到上部結(jié)構(gòu)的布置、整個(gè)閘室段的抗滑穩(wěn)定要求、地基承載力要求等。底板厚度：考慮強(qiáng)度、剛度的要求，底板厚度一般為1.5-2.0m,并另外設(shè)置齒墻。取值為1.5m。2.3.2閘墩作用：閘墩的作用是分隔閘孔，支承閘門(mén)和閘室的上部結(jié)構(gòu)。長(zhǎng)度：閘墩的長(zhǎng)度應(yīng)盡量滿足上部設(shè)施的布置要求，一般與底板順?biāo)鞣较蛲L(zhǎng)。厚度：閘墩的厚度應(yīng)

14、根據(jù)閘孔孔徑、受力條件、結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求和施工方法等確定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，邊墩為1.0m，中墩為1.2m。閘墩結(jié)構(gòu)型式：閘墩結(jié)構(gòu)型式應(yīng)根據(jù)閘室結(jié)構(gòu)抗滑穩(wěn)定性和閘墩縱向剛度要求確定，一般采用實(shí)體式。閘墩外形輪廓：閘墩的外形輪廓應(yīng)能滿足過(guò)閘水流平順、側(cè)向收縮小，過(guò)流能力大的要求。閘墩端部形狀采用流線型。閘墩高度：閘墩HA設(shè)計(jì)水位+hc=2.5+0.7=3.2m2.3.3閘門(mén)與啟閉機(jī)閘門(mén)的選型與布置主要是確定閘門(mén)與啟閉機(jī)的設(shè)置位置、孔口尺寸、門(mén)型機(jī)型、數(shù)量、運(yùn)行方式，以及運(yùn)行和檢修有關(guān)的布置要求等。一般水閘多采用工作閘門(mén)和檢修閘門(mén)。工作閘門(mén)閘門(mén)類(lèi)型：閘門(mén)按門(mén)體的材料可分為鋼閘門(mén)、鋼筋混凝土閘門(mén)木閘門(mén)及鑄鐵閘門(mén)

15、等。鋼筋混凝土閘門(mén)制造、維護(hù)較簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉；按結(jié)構(gòu)特征分為平面閘門(mén)和弧形閘門(mén)等。平面閘門(mén)是水利工程中最常見(jiàn)的閘門(mén)，它的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，操作運(yùn)行方便可靠，對(duì)建筑物的布置也較易配合。因此，本項(xiàng)目的工作閘門(mén)選為鋼筋混凝土的平面閘門(mén)。閘門(mén)高度：根據(jù)閘門(mén)的類(lèi)型及工作性質(zhì)不同，閘門(mén)高度的確定有所區(qū)別，閘門(mén)高度=正常擋水位+安全超高，正常擋水位可由表2-4得表2-4不同頻率設(shè)計(jì)潮位表（單位：m）設(shè)計(jì)頻率定海潮位站浙江省海塘工程技術(shù)規(guī)定1%3.353.392%3.143.145%2.872.8710%2.672.6620%2.482.46正常擋水位為3.14m,安全超高為0.3-0.5，因此，閘門(mén)高度為3.5m

16、。檢修閘門(mén)檢修閘門(mén)是代替工作閘門(mén)臨時(shí)擋水、檢修工作閘門(mén)時(shí)用的。檢修門(mén)槽與工作門(mén)槽之間應(yīng)留1.5m的凈距，以便丁工作人員檢修。啟閉機(jī)啟閉機(jī)是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)啟閉水工建筑物中的閘門(mén)用的起重機(jī)械，是一種循環(huán)間隔調(diào)運(yùn)機(jī)械。特點(diǎn)為：荷載變化大；啟閉速度低；工作級(jí)別一般要求較低,但要求絕對(duì)可靠；雙吊點(diǎn)要求同步；要適應(yīng)閘門(mén)運(yùn)行的特殊要求。啟閉機(jī)的類(lèi)型有多種。按機(jī)構(gòu)特征分為固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)、油壓式啟閉機(jī)等；按傳動(dòng)形式分為機(jī)械傳動(dòng)的、液壓傳動(dòng)的；機(jī)械傳動(dòng)的啟閉機(jī)按布置形式分為固定式和移動(dòng)式兩類(lèi)。通過(guò)比較各種啟閉機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，本項(xiàng)目采用小型的螺桿式啟閉機(jī)，小型的螺桿式啟閉機(jī)一般多用丁手搖，電動(dòng)兩用。2.3.4上部結(jié)構(gòu)工

17、作橋：工作橋是供設(shè)置啟閉機(jī)和管理人員操作時(shí)使用的橋。工作橋的總寬度取決于啟閉機(jī)的類(lèi)型、容量和操作需要。因此本項(xiàng)目的工作橋總寬度為5m交通橋：交通橋的作用是連接兩岸交通，保證車(chē)輛和行人安全通過(guò)。閘后交通橋凈寬為12m2.3.5岸墻水閘閘室與兩岸（或堤、壩等）的連接型式主要與地基及閘身高度有關(guān)。當(dāng)?shù)鼗^好，閘身高度不大時(shí)，可用邊墩直接與河岸連接。當(dāng)閘身較高、地基軟弱的條件下，如仍采用邊墩直接擋土，由于邊墩與閘身地基的荷載相差懸殊，可能產(chǎn)生不均與沉降，影響閘門(mén)啟閉，并在底板內(nèi)產(chǎn)生較大的內(nèi)力。此時(shí)，可在邊墩外側(cè)設(shè)置輕型岸墻，邊墩只起支承閘門(mén)及上部結(jié)構(gòu)的作用，而土壓力全由岸墻承擔(dān)。因此，本項(xiàng)目岸墻采用扶

18、壁式岸墻。第四節(jié)兩岸及上下游連接建筑物布置2.4.1兩岸連接建筑物的結(jié)構(gòu)形式兩岸連接建筑物的結(jié)構(gòu)形式采用扶壁式擋土墻。扶壁式擋土墻由直墻、底板及扶壁三部分組成。利用扶壁和直墻共同擋土，并可利用底板上的填土維持穩(wěn)定，當(dāng)改變底板長(zhǎng)度時(shí)，可以調(diào)整合力作用點(diǎn)位置，使地基反力趨于均勻。2.4.2上下游翼墻布置上下游翼墻均采用扶壁式擋土墻，上游采用圓弧段直立翼墻連接，下游采用擴(kuò)散角為8-12o的圓弧直立（或扭曲面）翼墻連接，墻頂為斜坡，由閘墩高程漸變至地面（1.0m左右）高程。2.4.3結(jié)構(gòu)的耐久性水閘結(jié)構(gòu)物除了應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性之外，還應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)部位所處的工作條件、地區(qū)氣候以及環(huán)境等情況，分別滿足

19、抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕、抗沖刷等耐久性要求。永久性建筑物結(jié)構(gòu)的耐久性包括混凝土強(qiáng)度等級(jí)、抗?jié)B性、抗凍性能、抗侵蝕性等，因此不同的環(huán)境條件，對(duì)結(jié)構(gòu)有不同的要求。第三章水閘水力設(shè)計(jì)第一節(jié)閘孔尺寸確定3.1.1閘孔形式根據(jù)各種形式的適用條件，閘孔形式選為寬頂堰型。3.1.2閘孔尺寸根據(jù)資料可知，閘址處河道的斷面為梯形，河底高程在-1.0左右，河底寬度約為16.5米，邊坡系數(shù)為1:3，河口高程位4.0米左右。上游總水頭H0=h0+V0A2/2g其中V0=Q/AA=(b+mh*h,Q由資料知為180mA3/s,b=16.5,m=3,h0=4.2V0=Q/(b+mh)h=180/(16.5+3*4.2)*4.

20、2=1.473m/sH0=h0+v0A2/2g=4.2+1.473A2/19.6=4.31m判斷堰的出流流態(tài)Hs/h0=4.1/4.31=0.95>0.8確定為淹沒(méi)出流確定閘孔總凈寬設(shè)£為0.95閘低總凈寬Bq根據(jù)公式Bo=3；Lm一2gHo2式中q過(guò)閘流量，m/sHo計(jì)入行進(jìn)流速水頭的堰上水深，mg重力加速度，可采用9.81,m/s2。0堰流淹沒(méi)系數(shù)，可按=2.31里（1-皇嚴(yán)求得為0.83HoHom堰流流量系數(shù)為o.385£側(cè)收縮系數(shù)求得Bo=17.89mN取5孔。b=Bo/n=17.89/5=3.58mB取3.6m，閘孔凈寬Bo=3.6*5=18m式中bo單孔（

21、中孔或邊孔）閘孔凈寬，為3.58N閘孔數(shù)，為5孔W中閘孔側(cè)收縮系數(shù)，解得為0.962dz中閘墩厚度，為1.2mbb邊閘墩順?biāo)飨蜻吘壘€至上游河道水邊線之間的距離，根據(jù)公式b/%-如；一1應(yīng)求得為25.4*邊閘孔測(cè)收縮系數(shù)，解得為0.91根據(jù)上述公式求得電=o.952兜=頭3可得Q實(shí)=181.18mA3/s；實(shí)二印.、2gHo2Q設(shè)-Q實(shí)/Q設(shè)=o.6%<5%滿足設(shè)計(jì)要求。由此可得，擬定的孔口尺寸符合要求。3.1.4輔助曲線繪制圖表標(biāo)題hO一多項(xiàng)式(h(第二節(jié)水閘的消能防沖設(shè)計(jì)3.2.1消力池設(shè)計(jì)3.2.1.1消力池深度d為了計(jì)算消力池深度，本項(xiàng)目分為3種工況。工況一：閘門(mén)開(kāi)1孑L,開(kāi)啟高

22、度分別為0.5,1,1.5,2,2.5,3.工況二：閘門(mén)開(kāi)3孔，開(kāi)啟高度分別為0.5,1,1.5,2.工況三：閘門(mén)開(kāi)5孔，開(kāi)啟高度分別為0.5,1,1.5,2卜面就3種工況進(jìn)行分析列表計(jì)算:開(kāi)孔數(shù)nhee/HO垂直收縮系數(shù)挖池前M挖池后X挖池后挖池前he*0b50.116Q6169.6822.6890.308d268L8639475551.T161.00.232。62119.5205.4220.6210.5132.6682465512.3661l.S0,3花0.&28密.610122&0.920.751X303&44S14N酈2.00,心0.&3940.1721

23、1.159L2780.9893.8&694113.2&12.50.580。6565L55113.320L641-2344.4054731553.6E3.00,瀏0.690既067110742,071.5154.977&315283,游】。站0,1160一SL629.3452.6390.3A8(X2801.3165232711.7161.00.2330.S21懿湘5.4220.&210.5462.5674690612,醐1.5CL3480-62888,S31S.2250.9420.S12X1427922618432.00.4640.639120.51611.159

24、L2781.068X67T31B531土2510.50.111.0.61648.407594022.68W107790.3030,293L7681714031.T16r1a2320.6219七601025615.4222792。6212.3&6&1.50.348。628148.05179738.22&099850.M22.84820,4軸0.&39200,30031?11.15鴕93431-2Y33,器】匕出渦可用木深癥態(tài)扣別民加Q櫻設(shè)S誤差TO出隔差4Ls.水抵長(zhǎng)度"池長(zhǎng)LTO.E60L.4L316923S1.05“箱5.如W(L如潮63時(shí)0.332

25、1J424.E6663762311.01233.37B1.000L4肖弟51§81.054.405.TS41.6&2112T11.4511.畛5.J3&M&1331«.871IL833L2705G-OKi3.32-153SB42.0551.TSO6.E7960113317.61320.970L51礦1,57116241.05。顧以13T.039454042.«627引豹510魄19,瞬g犯9LT30L61B13T為51.05C.5q6.37405921T63.334藝0的3.25臉85052L.8332L76q1.

26、960自由出流L6703573021.05o?_£-53013.4679394.L3E3.S7E5】幽即23.39L27.9931.2&01.10038441.0Efl.O?4：諼0MD88院晦0.532.572Sqi55S100210.854LE501.0956712591.0BC.O15.0151.652112710.25EClTC62.E2WT951113J9«313.979汜訊控制2場(chǎng)I.K624W41.05Los工9803.824533840.361oima阪耨Mi38IGR82IK5452.730L0637S816261.0BC.005皿LO3'

27、M!404D.4T50.TSI3.123035316IL涸限開(kāi)1.B7L03EL0126S1.05“虹i洞的時(shí)0.DlJ.320.E2GJ53762S10.1795.67.05：3.04道沒(méi)出流1黑拓根據(jù)上述分析計(jì)算，本項(xiàng)目的消力池深度d,最終確定為0.7m3.2.1.2消力池長(zhǎng)度LsjLj=6.9(hc-hc)Lsj=Ls*：Lj式中L消力池長(zhǎng)度，mLs消力池斜坡段水平投影長(zhǎng)度，m斜坡段的坡度為1:4P水躍長(zhǎng)度校正系數(shù)，采用0.7Lj自由水躍長(zhǎng)度，m求得Lsj=13.94msj3.2.2海漫設(shè)計(jì)3.2.2.1海漫的作用由丁出池后水流仍不穩(wěn)定，對(duì)下游河床仍有較強(qiáng)的沖刷能力，所以通過(guò)海漫進(jìn)一步消

28、除余能，調(diào)整流速分布，使水流底部流速恢復(fù)到正常狀態(tài)，以免引起嚴(yán)重沖刷，并能排出閘基滲水。3.2.2.2常用的結(jié)構(gòu)常用的有干砌石海漫、漿砌石海漫、混凝土板海漫、鋼筋混凝土板海漫。在前段約1/4段采用混凝土板結(jié)構(gòu)，余下的后段采用干砌塊石結(jié)構(gòu)。海漫前段的混凝土厚度為10cm海漫底層鋪設(shè)砂礫，碎石墊層，以防止底流淘刷河床和被滲流帶走基土，墊層厚度為10cm3.2.2.3海漫的長(zhǎng)度計(jì)算Lp=ks.qs、F式中Lp海漫長(zhǎng)度，mqs消力池末端單寬流量，2.25m3/(s-m)AH泄水時(shí)的上、下游水位差，2.123mks海漫長(zhǎng)度計(jì)算系數(shù)，查表得為10求得L°=17mp3.2.3防沖槽設(shè)計(jì)3.2.3.

29、1 工作原理在海漫末端挖槽拋石預(yù)留足夠的石塊，當(dāng)水流沖刷河床形成沖坑時(shí)，預(yù)留在槽內(nèi)的石塊沿斜坡陸續(xù)滾下，鋪在沖坑的上游斜坡上，防止沖刷坑向上游擴(kuò)展，保護(hù)海漫安全。沖坑深度dm=1當(dāng)TV。式中dm海漫末端河床沖刷深度，mqm海漫末端單寬流量，m/(s-m)V。河床土質(zhì)允許的不沖流速，m/s,查表的0.75海漫末端的河床水深,求得dm=0.123m3.2.3.2 防沖槽深度t''深度t''=1.5m,底寬b=1.5m,上游坡度m=2,下游坡度系數(shù)m=3.槽頂高程與海漫齊平，防沖槽的單寬拋石量V應(yīng)滿足護(hù)蓋沖坑上游坡面大的需要，按公式估算V=s'=sdm1m：式

30、中s沖坑上游護(hù)面厚度，1m沖坑上游護(hù)面斜長(zhǎng)，mm塌落的堆石形成的上游坡邊坡系數(shù)為2求得V=0.673.2.4上、下游河岸的防護(hù)為了保護(hù)上、下游翼墻以外的河道兩岸岸坡不受水流的沖刷，需要進(jìn)行護(hù)坡，采用漿砌石護(hù)坡，厚0.3m,下設(shè)0.1m的砂墊層。保護(hù)范圍上游自鋪蓋上延伸3倍的水頭，下游自防沖槽向下延伸6倍的水頭。第三節(jié)水閘的防滲排水設(shè)計(jì)3.3.1閘室地下輪廓線布置3.3.1.1 防滲設(shè)計(jì)的目的防止閘基滲透變形；減小閘基滲透壓力；減小水量損失；合理選用地下輪廓尺寸。3.3.1.2 布置原則防滲設(shè)計(jì)一般采用防滲和排水相結(jié)合的原則，即在高水位側(cè)采用鋪蓋、板樁、齒墻等防滲設(shè)施，用以延長(zhǎng)滲徑減小滲透坡降和

31、閘底板下的滲透壓力，在低水位側(cè)設(shè)置排水設(shè)施，如面層排水、排水孔排水或減壓井與下游連通，使地下滲水盡快排出，以減小滲透壓力，并防止在滲流出口附近發(fā)生滲透變形。3.3.1.3地下輪廓線布置閘基防滲長(zhǎng)度的確定根據(jù)公式求得閘基理論防滲長(zhǎng)度為30.17m，其中C為滲徑系數(shù)，因?yàn)榈鼗临|(zhì)為重粉質(zhì)壤土，查表取7L=C.Hmax=7X4.31=30.17m閘底板順流長(zhǎng)度確定根據(jù)閘基土質(zhì)為重粉質(zhì)壤土A取3,則L底=AAHmax=3X4.31=12.93m3.3.2滲流計(jì)算3.3.2.1 滲流計(jì)算的目的計(jì)算閘底板各點(diǎn)滲透壓力；驗(yàn)算地基土在初步擬定的地下輪廓線下的滲透穩(wěn)定性。3.3.2.2 計(jì)算方法計(jì)算方法有直線比

32、例法、流網(wǎng)法和改進(jìn)阻力系數(shù)法，由丁改進(jìn)阻力系數(shù)法計(jì)算結(jié)果精確，采用此種方法進(jìn)行滲流計(jì)算。3.3.2.3計(jì)算滲透壓力地基有效深度的計(jì)算根據(jù)判斷旦>5,地基有效深度Te為SoTe=0.5L°=0.5X30.17=15m計(jì)算深度T根據(jù)判斷Te<T實(shí),因此T=Te=15m分段阻力系數(shù)的計(jì)算通過(guò)地下輪廓的各角點(diǎn)和尖端將滲流區(qū)域分成9個(gè)典型段，如圖其中I、皿為進(jìn)出口段；u、iv、v、vn為垂直段；m、vi為水平段。7廠I'ZEE、皿iiv!y1vi/vu不登水居滲流區(qū)域分段圖單位：皿）分段編號(hào)分段名稱(chēng)SS1S2TLCiHi1進(jìn)口0.5150.450.192水平0114.517

33、.241.140.483垂直114.52.3961.014水平0013.510.070.035垂直0.5142.36216水平0.50.514130.8790.377垂直0.5142.36218水平0013.510.070.039出口114.50.4680.198計(jì)算各點(diǎn)的滲透壓力值總的水頭差為正常擋水期的上、下游水頭差4.31m。各段后角點(diǎn)滲壓水頭=該段前角點(diǎn)滲壓水頭-此段的水頭損失值。閘基各角點(diǎn)的滲透壓力值HiH2H4HsHsH7H94.314.123.642.632.61.61.230.230.2驗(yàn)算滲流逸出坡降扁=r=0.59m小丁出口段允許滲流坡降值J=0.6-0.8，滿足要求，不會(huì)

34、發(fā)生滲透變形繪制閘底板的滲透壓力分布圖水力坡降呈急變形式的長(zhǎng)度L,按公式求得3.09，并繪制圖如下（單位mLxhAHT=3.09n'ii=13.3.2.4防滲措施防滲設(shè)施是指構(gòu)成地下輪廓的鋪蓋、板樁及齒墻，而排水設(shè)施則是指鋪設(shè)在護(hù)坦、漿砌石海漫底部或閘底板下游段起導(dǎo)滲作用的砂礫石層。排水常與反濾層結(jié)合使用。對(duì)丁中壤土、輕壤土、重砂壤土多采用鋪蓋防滲，鋪蓋材料常用黏土、黏壤土、瀝宵混凝土、鋼筋混凝土、土工膜。3.3.3排水設(shè)計(jì)3.3.3.1排水設(shè)備的作用采用排水設(shè)備，可降低滲透水壓力，排除滲透水壓力，排除滲水，避免滲透變形，增加下游的穩(wěn)定性。排水的位置直接影響滲透壓力的大小和分布，應(yīng)根據(jù)

35、閘基土質(zhì)情況和水閘的工作條件，做到即減少滲壓乂避免滲透變形。3.3.3.2排水設(shè)備的設(shè)計(jì)水平排水的布置2-3層水平排水為加厚反濾層中的大顆粒層，形成平鋪式。反濾層一般是由不同粒徑的砂和砂礫石組成的。豎直排水的布置本項(xiàng)目在護(hù)坦的中后部設(shè)排水孔，孔距為2m孔徑為10cm呈梅花形布置,孔下設(shè)反濾層。側(cè)向排水的布置側(cè)向防滲排水的布置（包括刺墻、板樁、排水井等）應(yīng)根據(jù)上、下游水位，墻體材料和墻后土質(zhì)以及地下水位變化等情況綜合考慮，并應(yīng)與閘基的防滲排水布置相適應(yīng)，在空間上形成防滲整體。在消力池兩岸翼墻設(shè)2-3層排水孔，呈梅花形布置，孔后設(shè)反濾層，排除墻后的側(cè)向繞滲水流。細(xì)部構(gòu)造凡具有防滲要求的縫，都應(yīng)設(shè)止

36、水設(shè)備。止水分鉛直和水平止水兩種。前者設(shè)在閘墩中間，邊墩與翼墻間以及上游翼墻豎直縫中；后者設(shè)在黏土鋪蓋保護(hù)層上的溫度沉陷縫、消力池與底板溫度沉陷縫、翼墻、消力池本身的溫度沉陷縫內(nèi)。在黏土鋪蓋與閘底板沉陷縫中設(shè)置瀝宵麻袋止水。第四章水閘閘室穩(wěn)定分析第一節(jié)荷載計(jì)算及荷載組合4.1.1設(shè)計(jì)工況水閘在使用過(guò)程中，可能出現(xiàn)各種不利情況。完建無(wú)水期是水閘建好尚未投入使用之前，豎向荷載最大，容易發(fā)生沉陷或不均勻沉陷，這是驗(yàn)算地基承載力的設(shè)計(jì)情況。正常擋水期時(shí)下游無(wú)水，上游為正常擋水位，上下游水頭差最人,閘室承受較大的水平推力，是驗(yàn)算閘室抗滑穩(wěn)定性設(shè)計(jì)情況。4.1.2荷載計(jì)算完建無(wú)水期：Gt完建無(wú)水期荷載分布

37、圖閘底板：G=VY=24X30.17*25.4=18391.6KN閘墩：中墩：G=W=25X1.2X14.25X4X4=6840KN邊墩：G=VY=25X1X14.25X4X2=2850KN工作橋：G=VY=(2X0.1X1.2X25.4+4X0.3X0.8X25.4+5X0.2X25.4)X25=1397KN交通橋：G=V丫=(12X25.4X0.2+2X1.2X0.1X25.4+3X0.7X0.4X25.4)X25=2209.8KN啟閉機(jī)：G=0.55X10X5=27.5KN閘門(mén)：G=KzKcKgH1-43B°08=1X1X0.156X3.5143X3.88008=1.041.0

38、4X5X10=52.15KN正常擋水期：Gt1正常擋水期荷載分布圖上游水壓力：R=1yH2L=0.5X10X4.312X25.4=2359.16KN21P2(HiHb)hL2=0.5X10X(4.31+1.5)X1.5X25.4=1106.81KN浮托力：U=V=13X1.5X25.4*10=4953KN滲透壓力：U1=V丫=2.38X0.5X10X25.4=302.26KNU2=VY=(13-0.5)X0.724X10X25.4=2298.7KNU3=V丫=0.5X1.48X(13-0.5)X10X25.4=2349.5KN水重：G=V丫=6X4.31X25.4X10=6568.4KN完建無(wú)

39、水期荷載計(jì)算表荷載自重(KN力臂（而力矩（KNnj）-/+閘底板183916.511954.65.4閘墩中墩68406.544460邊墩28506.518525工作橋13976.28661.4父川晰2209.88.518783.3啟閉機(jī)27.56.2170.5閘門(mén)52.156.2323.33合計(jì)31768210468.9正常擋水期荷載計(jì)算表荷載名稱(chēng)垂直力(KN水平力(KN力臂力矩(knm)TJ)(m-/+閘室自重31768210468.9上游水壓力Pl2359.161.182783.8P21106.812.082302.2浮托力49536.5321945滲透壓力4950.468.6742530

40、水重6568.44319705.32合計(jì)35366.3612103.61239748.3176654.5228432.983466160535.7第二節(jié)閘室地基承載力驗(yàn)算完建無(wú)水期：偏心距e=旦=13+2-210468.9士31768=0.1252'G地基承載力迪±址=迪"±竺|=101.7990.72KPaAWAB地基承載力平均值為P=福*Pmin=96.26<P=200KPa2地基不均勻系數(shù)為v.Pmax=101.79/90.72=1.12<i1=2.5Rin正常擋水期：偏心距e=旦-習(xí)也=13士2-160535.7-28432.98=0.

41、852'G,廿了知r,maxEgEm£Gi6e)地基承載力Pmax=±=.1±1=AWAIBJ103.47768.74KPa地基承載力平均值為P=Pmax*Pmin=86.ii<p=20oKPa2地基不均勻系數(shù)為聽(tīng)=103.477/68.74=1.5<J11=2.0Rin第三節(jié)閘室的抗滑穩(wěn)定計(jì)算閘底板上、下游端設(shè)置的齒墻深度為1.0m,按淺齒墻考慮閘基下沒(méi)有軟弱火層?；瑒?dòng)面沿閘底板與地基的接觸面，采用抗滑穩(wěn)定式進(jìn)行計(jì)算，其中的閘底板與地基之間的摩擦系數(shù)，根據(jù)閘址處地層分布可知為重粉質(zhì)壤土和細(xì)砂，查閘室基礎(chǔ)底面與地基之間的摩擦系數(shù)表得0.45,允

42、許的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)根據(jù)本工程主要建筑物為3級(jí)，經(jīng)計(jì)算閘室抗滑穩(wěn)定滿足要求?？够€(wěn)定安全系數(shù)為：K=二=3.7>兇=1.25說(shuō)明閘室是穩(wěn)定的。第五章水閘整體式閘底板結(jié)構(gòu)計(jì)算第一節(jié)計(jì)算閘底板縱向地基反力5.1.1選擇計(jì)算方法彈性地基梁法認(rèn)為底板和地基都是彈性體，考慮了底板變形和地基沉降相協(xié)調(diào)，乂計(jì)入邊荷載的影響，與實(shí)際情況相符，該水閘地基為相對(duì)密度D>0.5的砂土地基，因此采用彈性地基梁法進(jìn)行計(jì)算較合適。彈性地基梁法的基本假定是：地基反力在順?biāo)鞣较虺手本€分布。對(duì)土層較薄的地基，單位面積上所受的壓力和沉陷成比例。地基為半無(wú)限的連續(xù)彈性體。5.1.2選擇計(jì)算工況完建無(wú)水期時(shí)的水閘不受上

43、、下游水壓力和揚(yáng)壓力的影響，只受自身重力和地基反力的影響，但自重較大，是計(jì)算情況之一；正常擋水期時(shí)的水閘即受上下游水壓力和揚(yáng)壓力的影響，乂受自身重力和地基反力的影響，且上、下游水位差最大，也是計(jì)算情況之一05.1.3用彈性地基梁法計(jì)算閘底板的地基反力分為完建無(wú)水期和正常擋水期兩種情況，其數(shù)值與地基承載力大小相等，方向相反，因此直接采用前邊的計(jì)算結(jié)果可知完建無(wú)水期第二節(jié)列表計(jì)算不平衡剪力計(jì)算表單位：KN荷載稱(chēng)名完建無(wú)水期正常擋水期上游段下游段上游段下游段閘墩中墩32163624一-邊墩13401510_J父*巨橋2279.4結(jié)構(gòu)啟閉機(jī)13.7513.75重力閘門(mén)52.15工作橋720.5720.

44、5底板7355.738288.91合計(jì)12645.9816488.7112645.9816488.71水重62311.67滲透壓力3348.31T2233.27浮托力3064.25T3453T地基反力13700.9t15439.07T10937.9T12325.54t不平衡力1054.921049.641527.191523.1f不平衡剪力1052.281052.28r1525.15r1525.15第三節(jié)確定不平衡剪力在閘墩和底板上的分配5.3.1計(jì)算確定中性軸位置不平衡爽力沮與板分垣日已知：中墩為1.2m,邊墩1mL=26.2m,H墩=4m底板厚為1.5mS=4X6.8=27.2m2,檎=0

45、,y墩=3.5S反=26.2X1.5=39.3m2,x板=0,y板=0.75所以中軸位置e=竺如些里竺=3m6&S反5.3.2在閘墩和底板上分配不平衡剪力.3.3J=一-aAa2A2=269.26m41212不平衡剪力AQ應(yīng)由閘墩及底板共同承擔(dān)，由丁截面較簡(jiǎn)單，采用積分法進(jìn)行分配。閘墩合并和計(jì)算，計(jì)算公式如下：5_QL232,1,3Q板=eeff2JIL339墩=':Ql：q板式中AQ板一一不平衡剪力在閘底板上的分配值，KNQ墩一一不平衡剪力在閘墩上的分配值，KNQ閘墩和閘底板上總的不平衡剪力，KNL中間5孔垂直水流方向的長(zhǎng)度，取為26.2me閘墩和底板截面總的形心到底板地面的

46、距離，為3mJ閘墩和底板截面的慣性矩，m4截面總的形心到底板的距離，為1.5m完建無(wú)水期：Q二些禹3e2f+1f3l=287.97KN板2J如3JAQ墩=AQ-AQ板=1052.28-287.97=764.31KNq中墩=764.31X(1.2/6.8)=134.88KNQ邊墩=(764.31-4X134.88)X0.5=112.4KN正常擋水期：AQ=維|土3e2f+1f3'=417.38KN2J33JQ墩=AQ-AQ板=1525.15-417.38=1107.77KNQ中墩=1107.77X(1.2/6.8)=195.49KNQ邊墩=(1107.77-4X195.49)X0.5=1

47、62.91KN閘墩和閘底板上不平衡剪力分配表單位：KN荷載Q板Q墩一個(gè)中墩Q中墩一個(gè)邊墩AQ邊墩完建無(wú)水期289.97764.31134.88112.4正常擋水期417.381107.77195.49162.91第四節(jié)計(jì)算基礎(chǔ)梁上的荷載5.4.1計(jì)算集中力完建無(wú)水期:均布荷載q：上游段q=W；:Q板=43.44下游段q弋-：板=40.45集中荷載R:上游段耳二虹+竺冬=342.44n5燈n下游段p廣虹+-dl=249.75b25b2b2Zzfa-J+t+lcr'>/-rr/L_邊墩V墩上Q邊墩rAAI-A集中何載P2：上游段P2=+=244.51燈10b1b1W邊墩W墩上Q下游段

48、p2=空+旦-一=210.83b210b2b2正常擋水期：均布荷載q：上游段qM"M滲一盅孚+工=63.78biBbi2L下游段竺冬土絲=15.27b2B集中荷載Pi：W水1=1X3.55X10X1.2=42.6上游段pl+_-W1=102.61b15b1b1WZ中墩W墩上-:Q下游段r=業(yè)+一=424.78b25b2b2集中荷載F2：W水2=1X1X3.55X10=35.5W邊墩W墩上-：Q上游段p2=+-_一宜W水2=126.83b110燈b12下游段P2=W«+虹+土=283.76b210b2b2單寬板條上荷載計(jì)算表計(jì)算情況段別均布何載q(KN/m)集中何或P1(中墩)(KN)集中何載P2(邊墩)(KN完建無(wú)上游段43.44342.44244.51水期下游段40.45249.75210.83正砰:上游63.78102.61126.83水期