函江水利樞紐工程畢業(yè)設(shè)計(jì)（泄水閘的設(shè)計(jì)）畢業(yè)設(shè)計(jì)修改

1、河海大學(xué)函授本科畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)函江水利樞紐工程畢業(yè)設(shè)計(jì)泄水閘設(shè)計(jì) 班 級(jí)：水利水電建筑工程06課程班姓 名：陳 敏指導(dǎo)老師：孫 學(xué) 智 目 錄 TOC o 1 綜合說(shuō)明.31.1工程概況.31.2設(shè)計(jì)依據(jù).41.3設(shè)計(jì)成果.42水文.102.1流域概況.102.2氣象.102.3洪水.103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?12 HYPERLINK l _Toc147304802 3.4 地震.134工程布置及建筑物.144.1設(shè)計(jì)依據(jù).144.1.1工程等級(jí)及建筑物級(jí)別.144.1.2設(shè)計(jì)依據(jù).14 4.1.3設(shè)計(jì)根本資料.154.2工程總

2、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(jì).184.3.2消能防沖設(shè)計(jì).224.3.3防滲排水設(shè)計(jì).274.3.4閘室的布置.314.3.5閘室穩(wěn)定計(jì)算.364.3.6閘室底板結(jié)構(gòu)計(jì)算.404.3.7兩岸連接建筑物設(shè)計(jì).451 綜合說(shuō)明1.1 工程概況函江位于我國(guó)華東地區(qū)。流向自東向西北，全長(zhǎng)375km，流域面積176 萬(wàn)km2，是鄱陽(yáng)湖水系的重要支流，也是長(zhǎng)江水系水路運(yùn)輸網(wǎng)的組成局部。該流域氣候溫和，水量充分，水面平緩，含砂量小，對(duì)充分開(kāi)發(fā)這一地區(qū)的航運(yùn)具有天然的優(yōu)越條件。流域內(nèi)有耕地700多萬(wàn)

3、畝，礦藏資源十分豐富，工礦企業(yè)較興旺，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。原材料及銷(xiāo)售地大局部在長(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(kāi)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、淮河水系相互貫穿形成一個(gè)江河直達(dá)的上游水路運(yùn)輸網(wǎng)。同時(shí)也為沿江各縣市擴(kuò)大直流灌溉創(chuàng)造有利條件。對(duì)促進(jìn)沿河地區(qū)的工農(nóng)業(yè)開(kāi)展具有重要的作用，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。本工程以航運(yùn)為主體，兼任泄洪、發(fā)電、灌溉、供水和適應(yīng)戰(zhàn)備需要的綜合開(kāi)發(fā)工程。1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)1、函江樞紐畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)；2、?水閘設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?(SL2652001)；3、

4、?水力計(jì)算手冊(cè)?武漢水利電力學(xué)院水力學(xué)教研室編4、?水工設(shè)計(jì)手冊(cè)?第6冊(cè)過(guò)壩與泄水建筑物；5、?水工鋼筋混凝土設(shè)計(jì)手冊(cè)?1999年；6、?水利水電鋼閘門(mén)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?DL/T 5039-95；7、?水利水電工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告編制規(guī)程?DL5021-931.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)成果泄水閘根據(jù)?水閘設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?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相對(duì)位置，應(yīng)能保證滿足水閘通暢泄水及各建筑物平安運(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

5、凈寬10m，共35孔，高12m，直升式平板鋼閘門(mén)控制，閉閘時(shí)攔截江流，穩(wěn)定上游水位，開(kāi)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，閘室頂高程，底高程。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)。廠房地面高程，水輪機(jī)安裝高程。水電站設(shè)計(jì)水頭，最高水頭，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。1.3.2 水閘設(shè)計(jì)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(wú)坎平底寬頂堰平底水閘屬無(wú)坎寬頂堰。擬定閘底板頂高程為13.0m。2)、水閘總寬度

6、閘室總寬度：1035+361.6=407.6m。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1.45m，消力池長(zhǎng)L=m，厚度0.8m。2)、海漫 海漫長(zhǎng)度L=40m，海漫水平段長(zhǎng)15m，采用60cm厚鋼筋混凝土澆筑，斜坡段長(zhǎng)25m，1:10放坡，采用60cm厚漿砌塊石砌筑。3)、防沖槽2，沖刷坑采用拋石合金鋼網(wǎng)石兜拋石處理。3、閘室布置1)、閘室結(jié)構(gòu)閘室采用開(kāi)敞式布置，鋼筋砼U型結(jié)構(gòu)，閘門(mén)選擇直升式平板鋼閘門(mén)，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)

7、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(mén)槽深25cm，寬30m；工作門(mén)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(mén)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(mén)上游側(cè)，公路橋載重按汽-20設(shè)計(jì)，掛100校核，雙車(chē)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

8、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(kuò)散角為8，圓弧半徑為20m。上游翼墻頂標(biāo)高為25.0m，下游翼墻頂標(biāo)高為25.0m。4、閘基防滲排水設(shè)計(jì)由于本工程閘址地基主要由砂礫卵石層組成，為強(qiáng)透水土質(zhì)，故在采用水平防滲措施的同時(shí)還必須采取垂直防滲措施。鋪蓋采用C25鋼筋砼結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)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(wú)紡?fù)凉げ挤礊V，排水孔孔徑15cm，間距1.5m，呈梅花形布置，順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度為7.5m。5、閘門(mén)及啟閉機(jī)設(shè)計(jì)1)、閘門(mén)根據(jù)門(mén)頂高程及閘底標(biāo)高，確定平面鋼閘門(mén)高為7m，閘門(mén)凈寬10m，

9、毛寬10.6m。2)、啟閉機(jī)啟閉機(jī)型號(hào)：QPQ23006、閘室穩(wěn)定計(jì)算1)、閘室整體穩(wěn)定水閘整體穩(wěn)定分別對(duì)完建期、正常運(yùn)用期及非常運(yùn)用期三種工況進(jìn)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(jì)算，均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。2)、閘室沉降計(jì)算經(jīng)分析，本次不必計(jì)算閘室的沉降量。7、閘底板配筋經(jīng)計(jì)算，面、底層鋼筋均按25200配置。8、兩岸連接建筑物設(shè)計(jì)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25.00m，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

10、，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(zhǎng)30m，下游翼墻長(zhǎng)36.8m。翼墻采用C25鋼筋砼澆筑。上游護(hù)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(hù)坡。下游護(hù)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(hù)坡。9、水閘特性表綜上所述，水閘特性表如下：水閘特性表基礎(chǔ)資料設(shè)計(jì)依據(jù)工程級(jí)別等工程建筑物級(jí)別主要建筑物3級(jí)次要建筑物4級(jí)臨時(shí)建筑物5級(jí)設(shè)計(jì)洪水P=2%校核洪水P=0.33%水文條件正常水位19.00 灌溉水位19.50 設(shè)計(jì)流量

11、9540m3/s設(shè)計(jì)洪水位校核流量12350m3/s校核水位主要建筑物水閘閘室凈寬1035m總寬閘底板閘室底高程13.0 閘室頂高程25.0 閘墩縫墩厚2工作橋交通橋7m+12m閘門(mén)板鋼,凈寬10m,高7m上下游連接段上游護(hù)底厚60cm,L=10m鋪蓋厚60cm,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上游翼墻下游翼墻上游護(hù)坡下游護(hù)坡2 水文2.1 流域概況函江位于我國(guó)華東地區(qū)。流向自東向西北，全長(zhǎng)375km，流域面積176 萬(wàn)km2，是鄱陽(yáng)湖水系的重要支流，也是長(zhǎng)江水系水路運(yùn)輸網(wǎng)的組成局部。該流域氣候溫和，水量充分，水面平緩，含砂量小。

12、流域內(nèi)有耕地700多萬(wàn)畝，礦藏資源十分豐富，工礦企業(yè)較興旺，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。原材料及銷(xiāo)售地大局部在長(zhǎng)江流域各省、市地區(qū)，利用水運(yùn)的條件十分優(yōu)越。2.2 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(rùn)，四季清楚，雨水充分。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， HYPERLINK :/baike.baidu /view/58537.htm 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。2.3 洪水根據(jù)?畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)?提供

13、的水文資料,函江50年一遇洪峰流量為9540 m3/s,各設(shè)計(jì)頻率洪水流量及相應(yīng)壩下水位見(jiàn)表2-1。洪峰流量及相應(yīng)壩下水位表表2-1 設(shè)計(jì)頻率%220洪峰流量Qm3/s1235095405730壩下水位H下m水位流量關(guān)系曲線見(jiàn)表2-2。水位流量關(guān)系表2-2水位m流量m3/s水位m流量m3/s1450203200153002141401665022534017120023770018180024138001924803 工程地形、地質(zhì)3.1 地形地貌閘址左岸與一座山頭相接，山體順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)700米，垂直水流方向長(zhǎng)2000米，山頂主峰標(biāo)高110米，靠岸邊山頂標(biāo)高65米；山體周?chē)呛勇_擊平原，灘

14、面標(biāo)高18.520.0米；沿河兩岸筑有防洪大堤，堤頂寬4米，堤頂標(biāo)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(biāo)高13.013.0米，右岸灘地標(biāo)高18.5米。3.2 閘址地質(zhì)根據(jù)?畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)?提供的工程地質(zhì)勘察報(bào)告，本工程場(chǎng)區(qū)地基以砂礫卵石層為主,表層為中細(xì)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(qiáng)透水層，滲透系數(shù)K=1.8410-1510-2cm/s，允許坡降J=0.150.25；河床底層為基巖，埋深標(biāo)高從左標(biāo)高10米向右標(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。水閘

15、的防滲處理應(yīng)重點(diǎn)考慮。河床土質(zhì)資料如下：中砂：Dr0.6，E0=310kg/cm2，N=20；砂礫石：Dr0.66，E0=360kg/cm2；3.3 當(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(chǎng)，其儲(chǔ)量50萬(wàn)立方米，平均運(yùn)距1.0公里。砂礫料：閘址上、下游均有寬闊的沖積臺(tái)地，有大量的砂、礫料，可滿足混凝土的粗、細(xì)骨料之用，運(yùn)距35公里，且水運(yùn)極為便利。土料：閘址上游約2公里有劉家、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。3.4 地震根據(jù)?中國(guó)地震參數(shù)區(qū)劃圖?GB18306-2001，參照工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度分區(qū)與地震根本烈度對(duì)照

16、表，相應(yīng)本地區(qū)的地震根本烈度為6度。4 工程布置及建筑物4.1 設(shè)計(jì)依據(jù)4.1.1設(shè)計(jì)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)1?水利工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告編制規(guī)程?DL5021-93；2?防洪標(biāo)準(zhǔn)?GB50286-94；3?水閘設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?SL265-2001；4?水工建筑物荷載設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?DL5077-1997；5?水工建筑物抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?DL5073-1997；6?水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?SL/T191-96；7?建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?GB50007-2002；8?堤防工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?GB50286-98；9?城市防洪工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?CJJ50-92；10?水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)?SL252-2000；14相關(guān)法

17、律、法規(guī)及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。4.1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)函江樞紐的主要建筑物有船閘、泄水閘和水電站三局部組成。船閘的通航能力，按照五級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。水電站總裝機(jī)為6600Kw，設(shè)計(jì)水頭為3.5m，水閘的泄洪能力為13000m3/s。根據(jù)?畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)?，本工程為三等工程，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)。根據(jù)?畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)?，泄水閘的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為300年一遇，最大通航洪水標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇。4.1.3 設(shè)計(jì)根本資料一、水位設(shè)計(jì)洪水Q2%=9540m3/s，相應(yīng)閘下水位H下校核洪水Q0.33%=9540m3/s，相應(yīng)閘下水位H下二、計(jì)算水位組合1、閘孔凈寬計(jì)

18、算水位設(shè)計(jì)洪水Q2%=9540m3/s，相應(yīng)閘下水位H下=23.4m；設(shè)計(jì)水位差H0.25mH上23.65m；校核洪水Q0.33%=9540m3/s，相應(yīng)閘下水位H下=23.8m；計(jì)算閘上雍高水位H上供墩頂高程用；2、消能計(jì)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(mén)開(kāi)啟度e0.5m、e1.0m以及全開(kāi)時(shí)的泄量。3、閘室穩(wěn)定計(jì)算水位關(guān)門(mén)閘上設(shè)計(jì)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)防烈度本地區(qū)地震根本烈度為度，不考慮地震設(shè)防。四、平安系數(shù)1、平安超高水閘為3級(jí)混凝土建筑物，根據(jù)?水閘設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?SL 2652001平安

19、超高低限值：泄洪時(shí) 0.7m(設(shè)計(jì)洪水位)，0.5m(校核洪水位)；關(guān)門(mén)時(shí) 0.4m(設(shè)計(jì)洪水位)，0.3m(校核洪水位)。 2、抗滑穩(wěn)定平安系數(shù) 土基上的3級(jí)混凝土建筑物，根本組合設(shè)計(jì)為1.25；特殊組合核校為1.1。五、其它資料1、單孔凈寬：812m； 2、門(mén)型結(jié)構(gòu)：平面鋼閘門(mén)；3、閘門(mén)類型：直升門(mén)；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、公路橋公路橋載重按汽-20設(shè)計(jì)，掛-100校核，雙車(chē)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根組梁組成，兩側(cè)人行道為懸臂式，每米延長(zhǎng)

20、重量按8T/m計(jì)。4.2 工程總體布置函江樞紐的主要建筑物有船閘、泄水閘和水電站三局部組成。船閘的通航能力，按照五級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。水電站總裝機(jī)為6600Kw，設(shè)計(jì)水頭為3.5m，水閘的泄洪能力為13000m3/s。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)提供的地形地質(zhì)資料，以及功能要求，樞紐總體布置如下：4.2.1 船閘的布置船閘的通航能力，按照五級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。船閘布置在函江的左岸，船閘本身由三局部組成：上游引航道、閘室和下游引航道。上游引航道：長(zhǎng)度不小于5倍設(shè)計(jì)船隊(duì)的長(zhǎng)度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)五級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)船隊(duì)的長(zhǎng)度為91m，故上游引航道的長(zhǎng)度為455m，設(shè)計(jì)時(shí)取為500m；上游引航道的底寬度為35m，兩岸采用漿砌

21、石護(hù)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(zhǎng)度不小于5倍設(shè)計(jì)船隊(duì)的長(zhǎng)度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)五級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)船隊(duì)的長(zhǎng)度為91m，故下游引航道的長(zhǎng)度為455m，設(shè)計(jì)時(shí)取為600m；下游引航道的底寬度為35m，兩岸采用漿砌石護(hù)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(zhǎng)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(jìn)出。4.2.2 水電站的布置考慮河床的主槽比擬靠近右岸，上下游不容易發(fā)生淤積，為最大的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(zhǎng)度

22、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(jī)的型號(hào)為：GE(F02)-WP-380發(fā)電機(jī)的型號(hào)為：SFG200-70/3960總裝機(jī)：32200KW最大引用流量225m3/s。4.2.3 泄水閘的布置泄水閘布置在水電站和船閘之間。泄水閘主要有三局部組成：上游連接段、閘室段和下游連接段。4.3 主要建筑物泄水閘水閘閘孔設(shè)計(jì)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(jì)水位組合情況下有足夠的過(guò)流能力。一、堰型和堰頂高程確定根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)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(jì)采用堰流式閘室，堰型采用無(wú)檻寬頂堰。

23、這種型式閘室對(duì)于泄洪較為有利，它能使閘前漂浮物隨著水流下泄，而不會(huì)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(yùn)行、河道沖刷淤積以及閘孔允許單寬流量和工程造價(jià)等因素，本次設(shè)計(jì)取堰頂高程與河床底高程齊平為13.0m。二、閘孔凈寬計(jì)算、泄流能力校核1、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、閘孔凈寬計(jì)算閘孔總凈寬確實(shí)定，主要涉及兩個(gè)問(wèn)題：一個(gè)是過(guò)閘單寬流量的大?。涣硪粋€(gè)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(guò)小，使過(guò)閘單寬流量過(guò)大，將增加閘下游消能布置的困難，甚至影響水閘工程的平安；反之，

24、如果采用的閘孔總凈寬過(guò)大，使過(guò)閘單寬流量過(guò)小，工程量加大，造成浪費(fèi)。根據(jù)設(shè)計(jì)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倍主河槽寬為350m，閘孔分成35孔，每孔寬10m，中墩厚1.6m，縫墩厚0.8m。水閘底板為無(wú)檻寬頂堰，閘孔泄流能力計(jì)算公式如下： (?水閘設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?以下簡(jiǎn)稱?標(biāo)準(zhǔn)?附A式中：Q過(guò)閘流量m3/s；淹沒(méi)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H0H1Hs行近流速V0H0=H1+V22淹沒(méi)系數(shù)hs/H0查?標(biāo)準(zhǔn)?附表A.0.1-2，得0.556；流量系數(shù)m按P/H0=0查表得m0.38

25、5；側(cè)收縮系數(shù)根據(jù)以上公式可以試算出閘孔總凈寬3/2)=333m3/s/m，小于閘孔允許單寬流量30 m3/s/m，滿足要求。3/s/m，大于閘孔允許單寬流量q=30m3/s/m，假設(shè)本次設(shè)計(jì)水閘總凈寬以校核工況下通過(guò)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(jià)比擬而言，會(huì)造成浪費(fèi)。校核工況稍大于允許單寬流量，可能會(huì)出現(xiàn)局部破壞，但只要工程消能防沖設(shè)施得當(dāng)，個(gè)人認(rèn)為是能滿足工程平安運(yùn)行要求。3、校核工況上游水位根據(jù)水閘泄流能力計(jì)算公式，可以試算出校核情況下的上游水位。設(shè)H0.3m，那么H上23.80+0.324.1m；hs=23.8013.00=10.80m；行近流速V0=Q

26、/A=12350/700(24.1013.00)1.59m/s；H0=H+V22/(29.81)=11.23m；hs/H0=10.80/11.23=0.9617，查?標(biāo)準(zhǔn)?附表A.0.1-2得0.600；按P/H0=0查表2.1得m0.385；0.860；Q試Bm(2g)H3/2=3500.6000.8600.385(29.81)3/2=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(shí)，Q試Q0.33%12350m3/s。相應(yīng)上游洪水位H上=24.20m。4.3.2 消能防沖設(shè)計(jì)消能防沖設(shè)計(jì)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

27、寸設(shè)計(jì)和上下游兩岸護(hù)坡的設(shè)計(jì)。本工程消能形式采用消力池消能，消力池后布置一定長(zhǎng)度的海漫，海漫末端設(shè)置柔性防沖槽。一、消力池尺寸擬定1、消能水力計(jì)算消能計(jì)算水位：H上19.5m，H下14.5m；1單寬流量計(jì)算 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 ?水計(jì)算手冊(cè)?3-3-6水利出版社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(jì)算時(shí)可不計(jì)入，即H0H，因此，q=0e(2gH)1/20.5860.5(29.816.5)1/23/s/m；e/

28、H=1.0/6.5=0.154ht，說(shuō)明都發(fā)生遠(yuǎn)離式水躍銜接，故需修建消力池。當(dāng)q=6.47m3/s/m時(shí)，(h-ht)值最大。因此，應(yīng)按該流量設(shè)計(jì)消力池。2、消力池深度計(jì)算3/s/m，hc=0.60m，hc=3.48m，ht=2.07m；按近似公式估算池深d，即設(shè)d1.58m，那么上游總水頭為T(mén)0=6.5+1.58=8.08m；由公式求得hc=0.53m； hc=(1+8q2/(qhC3)1/21) hC/2 水躍方程 23)1/2=3.75m； 消力池的流速系數(shù)=0.95，那么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 2/1/(0.952.

29、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)教材?11-9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(shí),d試=1.434m，兩者數(shù)據(jù)接近，故取消力池深度d=1.45m。3、消力池長(zhǎng)度計(jì)算水躍長(zhǎng)度按公式：Lj=6.9hc hcLj=6.93.480.6=19.87m；消力池長(zhǎng)度按公式：LsjLsLj水平長(zhǎng)度Lj0.7519.87=14.9m，取Lj=15m斜坡段Ls按1：4放坡，取5.8m。4、消力池底板厚度計(jì)算t=k1(qH) 0.2(6.47(19.5-15.07)0.74m；取消力池底板厚度為0.8m。二、海漫長(zhǎng)

30、度計(jì)算Lp= kS (qsH)=11.5(5.74(19.5-15.07)=39.97m；取Lp=40m；式中kS=1112；qs3/s/m；H下海漫水平段長(zhǎng)15m，采用60cm厚鋼筋混凝土澆筑，斜坡段長(zhǎng)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(jì)1、沖刷坑深度計(jì)算hp=0.164(kq/(d(ht/d)1/6) ?水工設(shè)計(jì)手冊(cè)?25-3-17(2.07/0.0005)1/6)W=Ahd ?水閘設(shè)計(jì)?公式6-32=413.02.01.79222。沖刷坑采用拋合金鋼網(wǎng)石兜拋石處理。4.3.

31、3 防滲排水設(shè)計(jì)一、地下輪廓線設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)提供資料說(shuō)明，本工程閘址地基主要由砂礫石層組成，為強(qiáng)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(zhǎng)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(jià)，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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，鋼筋砼板樁長(zhǎng)度多數(shù)采用57m。-?水閘設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?SL265-2001第162頁(yè)。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。閘基

32、防滲長(zhǎng)度：所需的最小地下輪廓線L=CH=75.5=38.5m根據(jù)地質(zhì)資料取C=7實(shí)際布置滲徑長(zhǎng)度：L=(20+62+20+6.8) =58.8m上游鋪蓋長(zhǎng)20m，閘底板長(zhǎng)20m，垂直防滲墻深6m，LL，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。二、滲流計(jì)算1、計(jì)算水位組合：設(shè)計(jì)工況：上游擋水位，下游相應(yīng)水位，H=。校核工況：上游擋水位20.0m，下游相應(yīng)水位，H=。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)標(biāo)準(zhǔn)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 0.400.501有效深度計(jì)算L0=46.8m，S0=7.5m；L0/S0=46.8/7.5=6.245.0 ；計(jì)算有效深度=0.

33、546.5=23.25m16m 地基實(shí)際透水深度； =16m 2簡(jiǎn)化地下輪廓將地下輪廓?jiǎng)澐殖?個(gè)段，計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)下列圖。3阻力系數(shù)計(jì)算 進(jìn)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，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.

34、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,T=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-地基有效深度或?qū)嶋H深度；4各分段水頭損失計(jì)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/

35、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(jì)算列表如下：改良阻力系數(shù)法滲流計(jì)算表分段名 稱S(m)S1(m)S2(m)T(m)L(m)ihi(m)1進(jìn)口段102內(nèi)部垂直段3水平段204內(nèi)部垂直段5水平段206內(nèi)部垂直段7水平段08出口段H=5.5m5進(jìn)出口段水頭損失修正進(jìn)口段修正系數(shù)11.211/(12(T/T)2+2)(S/T+0.059)1.211/(12(15/16)2

36、+2)(10/16+0.059)1.090，取11.0,無(wú)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；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(yàn)算水平滲透坡降Jxh5/L5=0.0100，需設(shè)加重塊Gj100KN；啟門(mén)力FQ= nt(TzdTsd)+ PS+ G+Gj+Ws =1.2(95.00+2.94)+60+1.1128+1

37、40+291 =749.3KN；nt-摩阻力平安系數(shù)，取1.2；nG-計(jì)算閉門(mén)力時(shí)的閘門(mén)自重修正系數(shù)，取1.1；nG-計(jì)算啟門(mén)力時(shí)的閘門(mén)自重修正系數(shù)，取1.1；G-閘門(mén)自重，為128KN；Ws-作用在閘門(mén)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(jī)選型根據(jù)啟門(mén)力FQ =679.5KN，閘門(mén)高度為7m，選用啟閉機(jī)型號(hào)為QPQ-240，主要參數(shù)如下：?jiǎn)㈤]力240T，啟門(mén)高度9m，啟門(mén)速度1.34m/min，吊距3.19m。C選擇工作橋主橫梁平面尺寸位置 工作橋主梁采用兩根T形梁，梁高1.0m，翼板寬

38、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(jī)平臺(tái)。七、下游護(hù)坡下游護(hù)坡同上游護(hù)坡。4.3.5 閘室穩(wěn)定計(jì)算4.3.5.1 完建工況水閘內(nèi)無(wú)水，計(jì)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(jì)算 二、基底壓力計(jì)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，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。應(yīng)力不均勻系數(shù)Pmax/Pmin=95.5/66.3=1.44KC=1.25，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。四、基底壓力計(jì)算G=49368kn()；H=6322kn()；

39、M=9446knm。壓應(yīng)力P=G/(BL)+6M/(BL2)Pmin=76.4(kn/m2)，Pmax110.6(kn/m2)；PR =230 kn/m2，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。應(yīng)力不均勻系數(shù)Pmax/Pmin=110.6/76.4=1.45KC=1.25 滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。四、基底壓力計(jì)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，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。應(yīng)力不均勻系數(shù)Pmax/Pmin=118.9/81.4=1.462.0，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。4.3.6 閘室底

40、板結(jié)構(gòu)計(jì)算底板結(jié)構(gòu)計(jì)算以閘門(mén)為分界點(diǎn)，分上游段和下游段，本設(shè)計(jì)只作了上游段的計(jì)算。一、計(jì)算荷載W1=1523.21.52.5=1305t；G1=15121.6+0.8+0.825=1440t；G2-1公路橋823.5=188.0T；G2-2工作橋2.2223.52.4=125.21T；G2=354.21T；W2=15206.51.0=1950T；U1=1523.52.01.0=705T；U2=0.51.36+2.041523.51.0=599.3T；R=9.061523.5=3193T；二、總不平衡剪力Q=R+U1+U2W1W2G1G2 552.2T；三、不平衡剪力分配 e122/3.513.

41、5+(23.53.5)1.5=4.42m； Iy3(23.53.5)(3.7111.5)33 =1383.82m； (Sy)abcd=144.28m； (Iy)abcd=Ay2dA=bydy3.5(1/3)y 3 4; Q墩(Q/ Iy) (Sy)abcdae0.5(Iy)abcd =(552.2/1383.82)(144.28120.5902.43) Q板QQ墩552.2(519.5)四、單寬截條上的計(jì)算荷載1由閘墩傳遞的集中荷載Q=(0.8/3.5)Q墩137.4T；Q=(1.6/3.5)Q墩294.4T；縫墩G=374.4+46.4+30.9+13.7=465.4T；中墩G=561.6+

42、89.6+59.67+13.67=724.54T；P縫墩=(G縫墩Q縫墩)/B=(465.4171.71)/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)/2LB=1950+1305/2(705+599.3)32.7/(23.215)=3.64T/m；五、彈性地基參數(shù)E0及0確實(shí)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、整體式底板的根底梁計(jì)算由于本工程的地基根底從高程10 m至15m以下為基巖，H

43、/L=29/11.6=2.54;H-根底以下基巖的埋深；L-根底梁半長(zhǎng)；因此，根據(jù)?水工設(shè)計(jì)手冊(cè)?第6冊(cè)P6-59的說(shuō)明，根底梁計(jì)算可按?有限深彈性根底梁計(jì)算用表?張?jiān)ｂ?，水利出版社?980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(jì)手冊(cè)?按半無(wú)限大彈性根底梁，采用郭氏表計(jì)算。混凝土彈性模量C20E=2.55107KN/m2；地基土彈性模量 E0=36000KN/m2；1、柔度指標(biāo)t=10(E0/E)(l/h)3 10(36000/2.55107)(11.6/1.5)3E0地基土彈性模量，KN/m2；E混凝土彈性模量，KN/m2；l底板半長(zhǎng)；h底板厚度；0tVC 因

44、此，無(wú)需配箍筋。4.3.7 兩岸連接建筑物設(shè)計(jì)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(gè)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(yùn)行特點(diǎn)，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(zhǎng)30m，下游翼墻長(zhǎng)36.8m。翼墻采用C25鋼筋砼澆筑。翼墻穩(wěn)定計(jì)算及配筋計(jì)算采用理正擋土墻計(jì)算軟件完成。5 機(jī)電及金屬結(jié)構(gòu)5.1 電氣5.1.1 接入系統(tǒng)方式本水電站總裝機(jī)為6600Kw，水電站新建管理室，設(shè)置配電箱。供電電源從附近電網(wǎng)引至配電箱。5.1.2 電氣主結(jié)線水閘啟閉機(jī)電機(jī)起動(dòng)采用全壓直接啟動(dòng)方式。其它負(fù)荷包括管理室照明、檢修電源、路燈照明和控制用電等。5.1.3 主要電氣設(shè)備選擇電氣設(shè)備根據(jù)平安可靠、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)的原那么選擇。1低壓配電箱金屬箱體。箱內(nèi)回路開(kāi)關(guān)根據(jù)需要選用配電型或電機(jī)保護(hù)型