水閘工程設(shè)計(jì)萬能模板

1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 設(shè)計(jì)題目： 開封市趙口灌區(qū)東二干渠老飯店節(jié)制閘工程設(shè)計(jì) 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的1鞏固所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)知識，并能運(yùn)用于實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決問題的能力。2明確當(dāng)前工程建設(shè)的任務(wù)，執(zhí)行黨和政府的有關(guān)政策，培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想，掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。3善于運(yùn)用圖表和文字表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，能運(yùn)用有關(guān)參考書籍手冊和規(guī)范。4了解國內(nèi)最新的科學(xué)技術(shù)成就，并能適當(dāng)?shù)剡\(yùn)用到設(shè)計(jì)中。 二、主要設(shè)計(jì)內(nèi)容本次設(shè)計(jì)主要是對東二干渠老飯店節(jié)制閘初步設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)部分是：工程布置設(shè)計(jì)及其穩(wěn)定校核，其中主要內(nèi)容包括水閘等級及洪水標(biāo)準(zhǔn)的確定、工程布置設(shè)計(jì)、防滲排水設(shè)計(jì)、消能設(shè)計(jì)和滲流穩(wěn)定校

2、核、閘室抗滑穩(wěn)定校核。具體如下：1水閘等級及洪水標(biāo)準(zhǔn)的確定由于實(shí)測資料太少，為了增強(qiáng)其代表性，對實(shí)測資料進(jìn)行展延，加入歷史洪水，并對實(shí)測洪水系列中的特大洪水進(jìn)行特大值處，水閘等級照基本資料確定。2工程布置設(shè)計(jì)參照水閘設(shè)計(jì)規(guī)范 SL265-2001，按確定的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)初步擬定閘孔凈寬，進(jìn)行閘室及兩岸連接建筑物設(shè)計(jì)、消能防沖設(shè)計(jì)和防滲排水設(shè)計(jì)。4穩(wěn)定校核參照水閘設(shè)計(jì)規(guī)范 SL265-2001，按水閘布置設(shè)計(jì)確定的相關(guān)參數(shù)，選擇設(shè)計(jì)和校核工況進(jìn)行滲流穩(wěn)定校核，選取不同工況進(jìn)行水閘抗滑穩(wěn)定校核。三、重點(diǎn)研究問題1水力計(jì)算；2閘室穩(wěn)定；四、主要技術(shù)指標(biāo)或主要設(shè)計(jì)參數(shù)1.過閘設(shè)計(jì)流量為60.55m3/s

3、2.工程等別IV3.建筑物級別4級4.沿閘室基底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)允許值，基本組合取1.20，特殊組合取1.05五、設(shè)計(jì)成果要求設(shè)計(jì)成果包括：說明書1份和設(shè)計(jì)圖紙4張（A1）及電子文檔。六、其它畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度安排： 第 1 周： 實(shí)地查勘，熟悉工程概況，完成開題報(bào)告。 第25周： 完成小片地形測量。 第67周： 確定水閘結(jié)構(gòu)形式，完成水閘水力計(jì)算以及結(jié)構(gòu)計(jì)算。第810周： 對水閘基礎(chǔ)閘底板液化提出地質(zhì)處理意見。第1112周： 完成所有施工圖設(shè)計(jì)。第 13 周： 整理畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 周: 畢業(yè)答辯華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 學(xué)生姓名 學(xué)號專業(yè)題目名稱開封市趙口灌區(qū)東二干渠

4、老飯店節(jié)制閘工程設(shè)計(jì)課題來源主要內(nèi)容工程概況： 東二干渠從總干渠末端（總干渠樁號27+545）引水，渠道沿運(yùn)糧河?xùn)|側(cè)南下至扇車?yán)钫巯驏|，途徑老飯店、米店，于劉元寨轉(zhuǎn)向東南，經(jīng)張墳、余元，在小城村退入渦河故道，全長36.8km，渠首至劉元寨樞紐段設(shè)計(jì)流量為60.55m3/s，根據(jù)所處地域的土壤類別及性能，渠道設(shè)計(jì)橫斷面采用單式梯形斷面，邊坡為1:3，并參考自然地面坡降和灌溉要求水位，選用渠道設(shè)計(jì)縱比降為1/4500，水深2.42m，底寬18m，堤頂寬左右岸均為5m,超高為1m,糙率為0.0225。主要建筑物特性： 老飯店節(jié)制閘位于東二干渠13+465處，設(shè)計(jì)流量Q=60.55m3/s，上下游渠道

5、水深均2.42m，閘前流速V0=0.99 m/s，設(shè)閘前壅高水位為0.1m, 閘上、下游水位分別為74.03 m、73.93m。地質(zhì)資料：閘址處在鉆孔揭露深度范圍內(nèi)，主要為低液限粉土和低液限粘土，地層分布穩(wěn)定，厚度變化不大，均勻性較好。本場地存在液化問題，液性指數(shù)3.6976.418，液化等級為輕微液化中等液化，液化位置主要集中在地表下4m內(nèi)的、層，由于水工建筑的重要性，建議針對4m內(nèi)的土層進(jìn)行處理，消除液化影響。采取的主要技術(shù)路線或方法主要參照執(zhí)行的規(guī)程、規(guī)范有：水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)SL252-2000；灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范GB50288-99；水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范SL/T19

6、1-96；水閘設(shè)計(jì)規(guī)范SL265-2001；公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D60-2004；混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50010-2002；水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范SL303-2004；節(jié)水灌溉工程技術(shù)規(guī)范GB/T50363-2006；水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范SL203-97；堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范GB50286-98；地基處理技術(shù)規(guī)范JGJ79-91。預(yù)期的成果及形式畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書1份設(shè)計(jì)圖紙不少于4張2000字左右英文翻譯時(shí)間安排設(shè)計(jì)時(shí)間安排如下：第 1 周：實(shí)地查勘，熟悉工程概況，完成開題報(bào)告。 第25周：完成小片地形測量。 第67周: 確定水閘結(jié)構(gòu)形式,完成水閘水力計(jì)算以及結(jié)構(gòu)計(jì)算。第810周

7、：對水閘基礎(chǔ)閘底板液化提出地質(zhì)處理意見。第1112周：完成所有施工圖設(shè)計(jì)。第 13 周：整理畢業(yè)設(shè)計(jì)第 14 周: 畢業(yè)答辯指導(dǎo)教師意見簽名： 年 月 日 備注目 錄摘 要IAbstractII1工程概況12水文、工程地質(zhì)32.1氣象、水文特征32.2地層巖性32.3地質(zhì)構(gòu)造與地震32.4水文地質(zhì)條件42.5主要建筑材料及電、燃料供應(yīng)42.6自然地理概況53工程任務(wù)和規(guī)模63.1建筑物級別63.2工程布置63.3工程任務(wù)和規(guī)模64工程設(shè)計(jì)74.1設(shè)計(jì)基本參數(shù)74.2結(jié)構(gòu)布置和材料75閘孔設(shè)計(jì)95.1閘孔型式選擇95.2閘址選擇95.3閘地板高程的確定95.4閘孔寬度計(jì)算106消能設(shè)計(jì)136.1

8、消能方式136.1驗(yàn)算過流能力136.2 下游水位與流量關(guān)系136.3消能計(jì)算146.4海漫長度計(jì)算197防滲排水布置217.1閘底地下輪廓線的布置217.2排水設(shè)備的細(xì)部構(gòu)造227.3 滲流計(jì)算238閘室結(jié)構(gòu)布置278.1 閘室底板278.2 閘墩278.3 閘門288.4 閘室分縫布置與止水設(shè)置299穩(wěn)定計(jì)算319.1荷載組合分類319.2閘室穩(wěn)定要求319.3荷載計(jì)算329.4閘室荷載匯總359.5閘室基底應(yīng)力計(jì)算369.6地基承載能力驗(yàn)算379.7閘室抗滑穩(wěn)定計(jì)算388基礎(chǔ)處理409強(qiáng)夯方案設(shè)計(jì)4110.1試夯設(shè)計(jì)41小結(jié)43參考文獻(xiàn)44附錄451. 附圖452.外文翻譯原文453.外

9、文翻譯中文50 摘 要 節(jié)制閘是一種利用閘門擋水和泄水的低水頭水工建筑物，一般在攔河或在渠道上建造。枯水期用于攔截河道，抬高水位，以利上游取水或航道要求；洪水期則開閘泄洪，控制下泄流量。位于河道上的節(jié)制閘稱為攔河閘，水閘由閘室段、上游連接段及下游連接段等三部分組成。，長期以來老飯店節(jié)制閘，由于質(zhì)量缺陷，維修管理不及時(shí)，致使現(xiàn)狀破壞嚴(yán)重，存在嚴(yán)重的安全隱患，加上泄流能力小，灌溉水位低，需要拆除重建。故對該閘進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。本文針對以上現(xiàn)狀，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際水文、地形、地質(zhì)情況，綜合考慮水閘防洪、灌溉要求進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。節(jié)制閘具體布置為：閘室長度為9 m，閘底板進(jìn)口高程為71.61 m，底板厚0.8 m。

10、閘室共設(shè)5孔閘門，閘孔凈寬3.5m。上游采用鋼筋混凝土鋪蓋，長為25 m，厚0.3 m。經(jīng)計(jì)算復(fù)核，該閘滿足過流能力、滲流、穩(wěn)定等要求。該設(shè)計(jì)具有孔數(shù)及啟閉機(jī)少，利于閘門的啟閉、運(yùn)行和管理；閘室工程量小，工程造價(jià)低；上下游銜接相對簡單，結(jié)構(gòu)美觀等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：老飯店節(jié)制閘；重建；初步設(shè)計(jì)AbstractTemperance brake is a use of the gate and discharge water retaining water hydraulic structures, the low head in commonly block river or in the chann

11、el on building. Water, water used to intercept river upstream, eli up water or waterway requirements; According to the flood is four, control self. Located on the river HeZha control gate called block, by the chamber piece, upstream locks section and downstream connection section connecting three pa

12、rts. , long-term since the old hotel regulation gate, because quality defects, maintenance management is not seasonable, causing damage which exists serious situation, plus the safe hidden trouble, irrigation water discharge capacity of small low, the need to demolish rebuild. So the redesign to the

13、 gate.This paper according to the present situation, the union local actual hydrological, terrain, considering the geologic condition, flood control, irrigation damages to the preliminary design requirements. South brake specific arrangement for: for 9 m, length of lock floor 71.61 sluice import ele

14、vation is thick 0.8 m m, bottom. Chamber consists of five hole sluice gate, 3.5 m hole banisters can meet. Upstream adopts reinforced concrete bedding, long for 25 m, thick 0.3 m. Through calculation, review, this brake meet flow capacity, seepage, stable requirements. This design has less aperture

15、count and hoister, favors the gate, operation and management of on-off; Quantity is small, engineering cost chamber low; Upstream and downstream cohesion relatively simple, structure aesthetic advantages.Keywords: old hotel regulation gate; Rebuilt; Preliminary design1 工程概況 東二干渠老飯店樞紐：該樞紐包括東二干老飯店節(jié)制閘和

16、朱仙鎮(zhèn)分干進(jìn)水閘各1座。朱仙鎮(zhèn)分干位于東二干右岸13+465處，其下是老飯店節(jié)制閘。該樞紐現(xiàn)狀情況如下：東二干節(jié)制閘現(xiàn)狀情況：該閘修建于75年，磚結(jié)構(gòu)，6孔，孔寬3m，閘墩腐蝕嚴(yán)重，啟閉機(jī)及砼閘門損毀嚴(yán)重，閘門漏水，啟閉機(jī)工作橋板斷裂，上下游護(hù)坡部分沖毀，閘底板沖壞，需重建?，F(xiàn)有老飯店樞紐管理所占地2畝，房屋面積104m2，較為破舊，無配套生產(chǎn)和辦公設(shè)施，需重建?，F(xiàn)狀具體情況詳見以下圖片：老飯店樞紐現(xiàn)狀圖老飯店樞紐節(jié)制閘閘墩現(xiàn)狀圖2 水文、工程地質(zhì) 該區(qū)地處豫東黃河沖積平原，地勢平坦。全灌區(qū)總地勢西北高，東南低，河谷呈“U”形，岸坡較陡。河底高程71.6172.50m，兩岸堤頂高程73.457

17、4.86m。2.1氣象、水文特征該灌區(qū)位于暖溫帶，屬季風(fēng)型大陸性氣候，其氣候具有明顯的過渡性牲，四季分明。多年平均氣溫在14.2，多年平均降水量為700mm，多集中在79月份，全年無霜期達(dá)216天，年平均風(fēng)速為3.5m/s，年平均最大風(fēng)速為4.3m/s，年平均最小風(fēng)速為2.7m/s。最大風(fēng)速超過20m/s，地面最大凍結(jié)深度2132cm。因而全年除汛期不利于工程施工外，其它月份均可施工。最大年降雨1000mm（1963），最小年降雨量200mm（1986）。2.2地層巖性該區(qū)屬黃河沖積、洪積平原，歷史上黃河多次泛濫改道，沖蝕剝蝕，構(gòu)成了重迭交替的沉積特征，構(gòu)造上屬華北坳陷帶。該區(qū)300米以上為第

18、四系松散沉積物，300米以下為第三系松散沉積物。第四系各更新統(tǒng)地層發(fā)育較完整，約120米以上為黃河沖積層，100200米以下有湖積、洪積和冰積。主要巖性為砂壤土、輕粉質(zhì)壤土、中重粉質(zhì)壤土及粉質(zhì)粘土，細(xì)砂和極細(xì)砂。砂壤土、輕粉質(zhì)壤土：該層分布于地表，厚度1.59.5m，一般厚度6m左右，褐黃色，結(jié)構(gòu)較松散，土質(zhì)不均一，見有植物根系和云母碎片，局部雜棕黃色氧化鐵和鐵錳質(zhì)斑點(diǎn)及花紋，少數(shù)鉆孔揭露并夾有棕黃色粉質(zhì)粘土，較硬平均干容重 1.68g/cm3 ，屬中硬地層。中粉質(zhì)壤土、重粉質(zhì)壤土、粉質(zhì)壤土：該層厚度18m，呈灰黃色、淺灰色、棕紅色，結(jié)構(gòu)中密，土質(zhì)不均，間夾薄層極細(xì)砂和粉砂及粉質(zhì)壤土。土層多豎

19、向孔，孔徑13mm，個別地方有豎向裂縫。平均干容重1.58g/cm3 ，屬中硬地層。2.3地質(zhì)構(gòu)造與地震項(xiàng)目區(qū)所在流域構(gòu)造上屬華北坳陷帶，根據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001），查得項(xiàng)目區(qū)流域所處地區(qū)地震動峰值加速度為0.15g，反應(yīng)譜特征周期為0.350.40s，對照地震基本烈度為VI度。2.4水文地質(zhì)條件該區(qū)地下水資源貧乏，由于近年來連續(xù)干旱，目前地下水超采現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重，且該區(qū)外來水源可利用量較少，降雨產(chǎn)生的地表徑流很少。所以旱災(zāi)為該區(qū)的主要自然災(zāi)害。該區(qū)地下水儲存條件為松散巖類孔隙水類型，由于影響和控制地下水儲存條件的不同，造成地下水儲存的明顯差異性。淺層水因沙層厚度大，松

20、散而富水性較強(qiáng)，而中層水因沙層相對較少、密實(shí)，富水性較弱。淺層地下水該區(qū)淺層地下水底板多在80米以上，由于黃河多次泛濫改道，使不同時(shí)期的古河道疊加出現(xiàn)，形成沙多土少的特點(diǎn)。含水層以粉細(xì)沙、中細(xì)沙為主，局部有中粗沙，含水層厚度為20-50米，單位涌水量10噸/小時(shí)·米，大部分為中等富水區(qū)。地下水礦化度隨地下水流動的不同而異，礦化度為0.51.5克/升，屬重碳酸型水，PH值78，是農(nóng)田灌溉的好水源，適宜飲用。中層地下水中層地下水主要蘊(yùn)藏在第四系中下更新系統(tǒng)與第三系泥砂質(zhì)、砂礫石含水層中，底板埋深約280米左右，含水層巖性分為粉細(xì)砂、中細(xì)砂，可開采資源量僅為淺層地下水的20左右，單位涌水量

21、6.8噸/小時(shí)·米。礦化度為1.5-3.6克/升，屬重碳酸型弱堿水。由于中層地下水補(bǔ)給緩慢，單位涌水量小而開采難度大，且礦化度大，因此不宜作為常用水源開采利用。地下水現(xiàn)狀該區(qū)無客水過境，地下水動態(tài)和類型為降雨入滲開采型。地下水補(bǔ)給主要是降雨入滲和井灌回歸，排泄主要是人工開采。水化學(xué)特征：淺層地下水礦化度為0.51.5克/升，屬重碳酸型水，PH值78，是農(nóng)田灌溉的好水源，適宜飲用。中層地下水礦化度為1.5-3.6克/升，屬重碳酸型弱堿水。2.5主要建筑材料及電、燃料供應(yīng)區(qū)內(nèi)建材資源貧乏，水泥、石料、砂、鋼材全部從外地購進(jìn)，水泥可由安陽廠家訂購，砂子來自山東肥城，塊石、碎石來自山東梁山，

22、木材可在南樂縣建筑市場采購。該處附近村莊有電網(wǎng)，施工期間可架臨時(shí)線路供應(yīng)動力和照明用電，為保證施工期不停工，需要自備發(fā)電機(jī)組。本區(qū)燃料供應(yīng)充分。2.6自然地理概況趙口引黃灌區(qū)位于我省黃河南岸，豫東黃淮平原， 北緯33°4034°54，東徑113°58115°48之間，開封市趙口引黃灌區(qū)主要包括開封縣、杞縣、通許縣、尉氏縣及開封市郊的少部分，本灌區(qū)由充分灌溉節(jié)水灌區(qū)和非充分灌溉節(jié)水灌區(qū)組成。充分節(jié)水灌溉規(guī)劃灌溉邊界：北以三劉寨、狼城崗和黑崗口灌區(qū)為界，南以渦河干流、通許、尉氏縣為界，西起西三分干渠，東至惠濟(jì)河干流、開封和通許與杞縣縣界。非充分節(jié)水灌溉區(qū)為杞

23、縣區(qū)及尉氏西三分干渠以西少部分面積。這兩片灌溉區(qū)規(guī)劃控制總土地面積2413km2，總規(guī)劃灌溉面積為284.99萬畝。3 工程任務(wù)和規(guī)模3.1建筑物級別 老飯店水閘樞紐工程等別為IV，老飯店節(jié)制閘設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)20年一遇，過閘流量60.55m3/s，根據(jù)水閘設(shè)計(jì)規(guī)范SL265-2001,本水閘按IV級建筑物設(shè)計(jì)。3.2工程布置老飯店節(jié)制閘位于東二干渠13+465處，閘軸線與河道中心線平行，稍偏于右岸。工程總長75.5m，由進(jìn)口段(上游翼墻、鋪蓋、護(hù)底、兩岸護(hù)坡及上游防沖槽)、閘室段(地板、閘墩、閘門、胸墻、工作橋、及交通橋等)、出口段(護(hù)坦、海漫、下游防沖槽、下游翼墻及護(hù)坡等)組成。3.3工程任務(wù)

24、和規(guī)模閘過流能力不滿足規(guī)劃要求，工程建筑質(zhì)量不合格，存在嚴(yán)重安全隱患；滲流性態(tài)不安全，多次發(fā)生滲透破壞現(xiàn)象；工程結(jié)構(gòu)存在嚴(yán)重安全問題。老飯店節(jié)制閘如采取除險(xiǎn)加固，安全上不能達(dá)到相應(yīng)要求，經(jīng)濟(jì)上花費(fèi)較大，故老飯店節(jié)制閘須拆除重建，本次設(shè)計(jì)為南閘拆除重建工程初步設(shè)計(jì)。閘址為原址，根據(jù)規(guī)范，既要考慮樞紐上游不能淤積，又要考慮下游不能淤積和過分沖刷，查看原工程的使用狀況，參考選用原閘底板高程。4 工程設(shè)計(jì)4.1設(shè)計(jì)基本參數(shù)節(jié)制閘下游水位可由田間地面高程推算，過閘水頭損失取0.10.2m，以此確定節(jié)制閘上游水位為74.03m，下游水位73.93。消能防沖設(shè)計(jì)根據(jù)閘門運(yùn)行制度，確定下游水位流量關(guān)系曲線，以

25、出閘水流最大能量為消力池設(shè)計(jì)依據(jù)。閘室穩(wěn)定計(jì)算m，下游72.61m；校核情況：上游水位74.03m，下游72.91m。4.2結(jié)構(gòu)布置和材料工程布置總體上分為上游段、閘室段、下游段。上游段包括上游翼墻、鋪蓋、護(hù)底、兩岸護(hù)坡及上游防沖槽。它的作用是引導(dǎo)水流平順地進(jìn)入閘室，上游翼墻的作用引導(dǎo)水流平順地進(jìn)入閘孔并起側(cè)向防滲作用。鋪蓋主要起防滲作用，其表面應(yīng)滿足抗沖要求。護(hù)坡、護(hù)底和上游防沖槽保護(hù)兩岸土質(zhì)、河床及鋪蓋頭部不受沖刷。上游段有扭面鋪蓋段，扭面采用M7.5漿砌石，與舊閘下游護(hù)坡相連接，邊坡與舊邊坡保持一致1：3；河底高程71.61m，扭面頂部高程74.93m；鋪蓋長15m，厚度0.3m，采用C

26、20鋼筋混凝土。閘室段包括地板、閘墩、閘門、胸墻、工作橋、及交通橋等。地板是閘室的基礎(chǔ)，承受閘室全部荷載，并均勻地傳給地基，此外，還有防沖、防滲等作用。閘墩作用是分隔閘孔并支承閘門、工作橋等上部結(jié)構(gòu)。閘門作用是擋水和控制下泄水流。工作橋拱安置啟閉機(jī)和工作人員操作之用。交通橋的作用是連接兩岸交通。閘室段長9米，采用C25混凝土，中墩厚度0.8m，底板厚度0.8m，底板頂部高程71.61m；墩頂高程75.41m；閘門采用鋼閘門。上部為C25砼排架結(jié)構(gòu)，啟閉機(jī)室，20t啟閉機(jī)5臺；啟閉機(jī)室采用框架結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆C25砼啟閉機(jī)梁板及屋面。下游段包括護(hù)坦、海漫、下游防沖槽、下游翼墻及護(hù)坡等。下游翼墻引導(dǎo)水流

27、均勻擴(kuò)散兼有防沖及側(cè)向防滲等作用。護(hù)坦具有效能防沖作用。海漫的作用是進(jìn)一步消除護(hù)坦出流的剩余動能，擴(kuò)散水流，調(diào)整流速分布，防止河床受沖。下游防沖槽的作用是避免沖刷向上游擴(kuò)展。下游段包括護(hù)坦、消力池、扭面和海漫護(hù)坡。消力池厚度0.5m，海漫高程71.51m；護(hù)坡頂部高程74.73m。5 閘孔設(shè)計(jì)5.1閘孔型式選擇 閘孔型式一般有寬頂堰型、低實(shí)用堰和胸墻孔口型三種。它們的特點(diǎn)為：寬頂堰型是水閘中最常用的地板結(jié)構(gòu)型式。其主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、泄流能力比較穩(wěn)定，有利于泄洪、排沙、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)用堰型有梯形、曲線型、和駝峰型。實(shí)用堰自由泄流

28、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)>0.6H以后，泄流能力將急劇降低，不如寬頂堰泄流時(shí)穩(wěn)。上游水位較大時(shí)，采用這種孔口形式，可以減小閘門開度。胸墻孔口型用于上游水位變幅較大，過閘流量較小時(shí)，常采用胸墻孔口型?？梢詼p小閘門高度和啟閉力，從而降低工作橋高和工程造價(jià)。本設(shè)計(jì)地點(diǎn)在平原地區(qū)，水頭差較小，上游水位變幅不大，要求泄流能力穩(wěn)定，從而排除低實(shí)用堰型和胸墻孔口型，采用寬頂堰型。5.2閘址選擇節(jié)制閘閘址宜選擇在河道順直、河勢相對穩(wěn)定的河段，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后也可選擇在彎曲河道裁彎取直的新開河道上。選擇閘址應(yīng)考慮材料來源、對

29、外交通、施工導(dǎo)流、場地布置、基坑排水、施工水電供應(yīng)等條件，同時(shí)還應(yīng)考慮水閘建成后工程管理維修和防汛搶險(xiǎn)等條件。選擇閘址還要考慮下列要求：占用土地及拆遷房屋少；盡量利用周圍已有公路、航運(yùn)、動力、通信等工用設(shè)施；有利于綠化、凈化、美化環(huán)境和生態(tài)環(huán)境保護(hù)；有利于開展綜合經(jīng)營。本設(shè)計(jì)綜合以上因素，決定在原址處重建。 5.3閘地板高程的確定 地板應(yīng)置于較為堅(jiān)實(shí)的土層上，并應(yīng)盡量利用天然地基。在地基強(qiáng)調(diào)能夠滿足要求的條件下，底板高程定得高些，閘室穩(wěn)定得高些，閘室寬度大，兩岸連接建筑物相對較低。對于小型水閘，由于兩岸連接建筑在整個工程中所占比重較大，因而總的工程造價(jià)可能是經(jīng)濟(jì)的，在大型水閘中，由于閘室工程量

30、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，由于單款流量加大，將會增加下游效能防沖的工程量，閘門增高，啟閉設(shè)備的容量也隨之增大。選擇底板高程前，首先確定合適的最大過閘單寬流量，它取決于閘下游河渠的允許最大單寬流量。允許最大過閘單寬流量可按下游河床允許最大單寬流量的1.21.5倍確定。一般情況下，節(jié)制閘的底板頂面可與河床齊平?？紤]經(jīng)濟(jì)條件，本設(shè)計(jì)采取底板頂面與河床齊平。5.4閘孔寬度計(jì)算本閘設(shè)計(jì)流量Q=60.55m3/s，上下游渠道水深均2.42m，閘前流速V0=0.99 m/s，設(shè)閘前壅高水位為0.1m, 閘上、下游水位分別為74.03 m、73.93

31、m，則閘上水深h=2.42m,hs=2.32m。 過水?dāng)嗝婷娣eA：A= h=(18+2.42*3)*2.42=60.13m2行進(jìn)流速計(jì)入行進(jìn)流速的堰上水深m 堰頂算起的下游水深=73.93-71.61=2.32m因?yàn)?，根?jù)水閘設(shè)計(jì)規(guī)范SL26520012，對于平底閘，當(dāng)堰流處于高淹沒度，即，閘孔總凈寬可按下式計(jì)算：B0=式中：B0閘室總凈寬（m）；淹沒堰流的綜合流量系數(shù)；設(shè)計(jì)流量（）； 計(jì)入行進(jìn)流速的堰上水深（m）； 堰頂算起的下游水深（m）。則： B0=15.64m表51 閘孔設(shè)計(jì)水位組合表計(jì)算情況閘前水位（m）閘后水位（m）過水流量（）設(shè)計(jì)情況74.0373.9360.55校核情況74.0

32、373.9361.31 校核情況下:過水?dāng)嗝婷娣eA：A= h=(18+2.42*3)*2.42=60.13行進(jìn)流速計(jì)入行進(jìn)流速的堰上水深m 堰頂算起的下游水深=73.93-71.61=2.32m因?yàn)?，根?jù)水閘設(shè)計(jì)規(guī)范SL26520012，對于平底閘，當(dāng)堰流處于高淹沒度，即時(shí)，閘孔總凈寬可按下式計(jì)算：B0=式中：B0閘室總凈寬（m）；淹沒堰流的綜合流量系數(shù)；校核流量（）； 計(jì)入行進(jìn)流速的堰上水深（m）； 堰頂算起的下游水深（m）。則： B0=17.1mB0取兩種情況下的最大值，即B0=17.5m根據(jù)設(shè)計(jì)具體條件，本節(jié)制閘設(shè)為5孔，閘孔每孔寬為3.5m。確定閘孔總寬度（1） 設(shè)計(jì)閘墩厚度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，

33、一般鋼筋混凝土閘墩厚0.71.2m,本設(shè)計(jì)中墩厚取1.22m ，邊墩厚取0.8m。（2） 鉛直止水縫寬 一般縫寬為23cm,本設(shè)計(jì)采用2cm。（3） 閘孔總寬度。詳見下圖：6 消能設(shè)計(jì)6.1消能方式 對于山區(qū)灌溉渠道上的節(jié)制閘如果下游是堅(jiān)硬的巖體，又具有較大的水頭時(shí)，可以采用挑流消能；當(dāng)下游河道有足夠的水深且變化較小，河床及河岸的抗沖能力較大時(shí)，可采用面流式銜接；平原地區(qū)的水閘，由于水頭低，下游水位變幅大，一般采用底流式效能。底流式消能的作用是通過在閘下產(chǎn)生一定淹沒度的水躍來保護(hù)水躍范圍內(nèi)的河床免遭沖刷。淹沒度過小，水躍不穩(wěn)定，表面旋滾前后擺動；淹沒度過大，較高流速的水舌潛入底層，由于表面旋滾

34、的剪切，摻混作用減弱，消能效果反而減小。淹沒度取1.051.10較為適宜。本設(shè)計(jì)地址處于平原地區(qū)，水頭低，下游水位變化不大，所以采用底流式效能。6.1驗(yàn)算過流能力用堰流計(jì)算公式計(jì)算過流能力。式中：堰流淹沒系數(shù)，可由計(jì)算求得； 堰流側(cè)收縮系數(shù)，由水閘設(shè)計(jì)規(guī)范SL26520012表可取0.91；堰流流量系數(shù)，可取0.385。（1） 設(shè)計(jì)情況下：=0.89Q=61.00>60.55滿足要求（2） 校核情況下：Q=62.34>61.31滿足要求。6.2 下游水位與流量關(guān)系根據(jù)水閘所在河流橫斷面圖，算下游水位與流量關(guān)系。用明渠均勻流公式進(jìn)行計(jì)算，公式如下：式中：A過流斷面面積，（）； Q下泄

35、流量，（）； C謝才系數(shù)，（）； R水力半徑，（m）； n糙率，n=0.0225； 過水?dāng)嗝鏉裰?，（m）； i渠道底坡，1/45006.3消能計(jì)算本水閘工程采用底流式消能,設(shè)消力池。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，消力池深度最大值出現(xiàn)在閘門局部開啟，出流為中小流量，水位差較大時(shí)，計(jì)算消力池長度應(yīng)對不同開啟孔數(shù)和不同開啟高度進(jìn)行計(jì)算，找出最大值。6.3.1消力池深度計(jì)算消力池的深度是各種流量下所需消能池深度的最大值。最大值時(shí)的流量為消力池池深的設(shè)計(jì)流量。根據(jù)水閘設(shè)計(jì)規(guī)范SL26520012和水力學(xué)3，具體計(jì)算公式如下:閘孔出流的流量：躍后水深：， （近似為1）消力池深度：挖池前收縮水深：挖池后收縮水深：出池落差： 式

36、中：消力池首端寬度(m)；消力池末端寬度(m)閘孔開度，；u流量系數(shù)，； H閘前水頭，由于行近流速較小，所以令； 垂直收縮系數(shù)，查水力學(xué)3（上冊），P329 表8.8可知； 水躍淹沒系數(shù)，采用1.05； 水流能動校正系數(shù)，采用1.0； q過閘單寬流量，； 由消力池底板頂面起算的總勢能，； 流速系數(shù)，查水力學(xué)3 下游河床水深, ,根據(jù)流量由圖22可查得。收縮水深計(jì)算 式中：hc收縮水深(m)；T0由消力池底板頂面算起的總勢能(m)；q過閘單寬流量(m3/s/m)；a水流動能校正系數(shù)，“規(guī)范”中可采用1.0-1.05，本設(shè)計(jì)取為1.0；流速系數(shù)，“規(guī)范”規(guī)定，一般采用0.95。躍后水深計(jì)算式中：躍

37、后水深(m);消力池首端寬度(m)；消力池末端寬度(m) 出池落差計(jì)算式中：Z出池落差(m);出池河床水深(m); 消力池深度計(jì)算式中：d池深(m)水躍淹沒系數(shù),取為1.10。確定消力池池深 由計(jì)算,消力池池深為：d=0.5m。對應(yīng)的 6.3.2消力池長度計(jì)算水躍長度計(jì)算式中： 水躍長度(m)消力池長式中 消力池長度(m)；消力池斜坡段投影長；水躍長度校正系數(shù)，規(guī)范中可取為0.7-0.8，本設(shè)計(jì)取為0.75。算出消力池長=16.5m 消力池底板厚度必須同時(shí)滿足抗沖和抗滑要求。前者取決于作用在底板表面的水流沖擊力，后者取決于作用在壩基上的滲透壓力。 水流沖擊力隨著消力池的縱向距離而逐漸減弱，直至

38、水躍尾部臨近消失，所以該處的底板厚度只需滿足構(gòu)造要求即可；同樣，在底流消能情況下，為獲得較好的消能效果，把水躍控制在消力池斜坡末端，這樣斜坡上的揚(yáng)壓力大于其它部位，特別是躍首部位。因此，無論是根據(jù)抗沖或是抗滑要求，首先從抗沖或是抗滑要求計(jì)算池首底板厚度，然后取其中最大值的1/2為底板末端厚度，但不能小于0.5m，對于小型水閘可取0.3m。根據(jù)水閘設(shè)計(jì)規(guī)范SL26520012消力池的厚度可根據(jù)抗沖和抗滑要求，按下式計(jì)算，并取最大值?？箾_ 抗浮 式中：t消力池底板始端厚度，；閘孔泄水時(shí)的上、下游水位差，；消力池底板計(jì)算系數(shù)，可采用0.150.20，本設(shè)計(jì)采用0.18；消力池底板抗浮安全系數(shù)，可采用

39、1.11.3，本設(shè)計(jì)采用1.2；U作用在消力池底板底面的揚(yáng)壓力，；W作用在消力池底板頂面的水重，；作用在消力池底板底面的脈動壓力，其值可取越前收縮斷面流速水頭值的5%；消力池底板的飽和重度，（），本設(shè)計(jì)為25；確定池深時(shí)過閘單寬流量，為2.543。綜合設(shè)計(jì)與校核情況下計(jì)算出的消力池底板厚度，并且根據(jù)規(guī)范要求消力池底板厚度不小于0.3,且消力池末端厚度采用，但不宜小于0.5m。所以本設(shè)計(jì)消力池底板厚度取0.5。消力池構(gòu)造 底流式消力池設(shè)施有三種型式：挖深式、消力檻式和綜合式。當(dāng)閘下游水深度小于躍后水深時(shí)，可采用挖深式消力池消能;當(dāng)閘下尾水深度略小于躍后水深是，可采用消力檻式消力池；當(dāng)閘下尾水深度

40、遠(yuǎn)小于躍后水深，且計(jì)算消力池深度又較深時(shí)，可采用挖深式與消力檻式相結(jié)合的綜合消力池。本設(shè)計(jì)下游水深度小于躍后水深，所以選用挖深式。消力池與基礎(chǔ)底板，翼墻及海漫間均用沉降縫或溫度縫相互分開，以適應(yīng)不均勻沉陷及伸縮。消力池底板分縫，順?biāo)鞣较蚩v縫與基礎(chǔ)底板的縱縫錯開，不設(shè)垂直方向的橫縫?？v縫以不大于2030m 為宜，在此取4m，縫內(nèi)填筑可伸縮材料，消力池的縫兼有防滲作用，縫內(nèi)需配置止水帶。為減少消力池底板上的揚(yáng)壓力，可在池底板后半部分設(shè)置排水孔，孔徑一般為525cm,在此取10cm,間距13m, 在此取1.5m。排水孔以梅花形排列，并在該部位的整個底板下面鋪設(shè)反濾層，但不宜將排水孔設(shè)置于斜坡段末端

41、或水流收縮斷面處，以免排水孔下土料被急流形成的局部真空所吸出。為了增強(qiáng)護(hù)坦板的抗滑穩(wěn)定性常在消力池末端設(shè)置齒墻。消力池末端通常還設(shè)有尾坎，其作用是雍高池內(nèi)水位，促使消力池能在下游水位不足時(shí)形成水躍，并控制縮短水躍長度，將出流挑向水面，調(diào)整出池水流的流速分布，促進(jìn)出池水流的擴(kuò)散作用，以減小下游河床的沖刷。消力池具體布置詳見圖。 消力池布置圖 （單位：cm）6.4海漫長度計(jì)算式中：海漫長度(m)；消力未端單寬流量（m3/s/m）；海漫長度計(jì)算系數(shù)，按規(guī)范附表2.7中粉砂土質(zhì)取為14；泄水時(shí)的上、下游水位差（m）。 綜合設(shè)計(jì)與校核情況，由計(jì)算表分析最后確定海漫長度為25m。經(jīng)計(jì)算該閘消力池池深采用0

42、.5m，消力池底板厚采用0.5m，消力池長采用16.5m，海漫長采用25m，為防止下游渠底沖刷，采用護(hù)坡、護(hù)坦與下游渠道連接，末端設(shè)有齒墻。7 防滲排水布置7.1閘底地下輪廓線的布置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；減少水量損失；合理選用地下輪廓尺寸。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，用以延長滲徑、減小滲透坡降和底板下的滲透壓力；在低水位側(cè)設(shè)置排水設(shè)施，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.地下輪廓線布置1）初擬閘基防滲長度應(yīng)滿足:式中:L-閘基防滲長度，即閘基輪廓線防滲部分

43、水平段和垂直段長度的總和（m）；C-允許滲徑系數(shù)值。由本工程為中粉質(zhì)壤土，取9；H-上、下游最大水頭差(m)。則， L=9×2.42=21.78(m)2）防滲設(shè)備 由于閘基土質(zhì)以黏性土為主，防滲設(shè)備采用黏土鋪蓋，閘底板上、下游側(cè)設(shè)置齒墻，為了避免破壞天然的黏土結(jié)構(gòu)，不宜設(shè)置板樁。3)防滲設(shè)備尺寸及構(gòu)造1. 閘底板順?biāo)鞣较蜷L度根據(jù)閘基土質(zhì)，系數(shù)A取3，則L=3×2.42=7.26m ； 經(jīng)綜合考慮上部結(jié)構(gòu)布置及地基承載力等要求，確定閘底板長度為9m。2.粘壤土地基可取（2.04.0）倍的上下游水位差，則閘底板厚度取0.8m；3. 齒墻深度取為0.7m；4. 鋪蓋長度3-5倍

44、上下游水頭差,取25m，為便于施工，鋪蓋上下游齒墻深度采用0.7m。4）校核地下輪廓線的長度實(shí)際的地下輪廓線布置長度應(yīng)大于理論的地下輪廓線長度。根據(jù)以上設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，通過校核，滿足要求。閘基防滲長度=鋪蓋長度+閘底板長度+齒墻長度=38.6m21.78m,7.2排水設(shè)備的細(xì)部構(gòu)造 1.排水設(shè)備的作用采用排水設(shè)備，可降低滲透壓力，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)地質(zhì)情況和水閘的工作條件，做到既減小滲壓又避免滲透變形。2.排水設(shè)備的設(shè)計(jì) （1）鉛直排水。本工程在護(hù)坦設(shè)排水孔，孔距為1m,孔徑為10cm，呈梅花形布置，孔后設(shè)反濾層。 （2）水平排水

45、。反濾層上部為300g/的土工布，下部為10cm的粗沙墊層。 3止水設(shè)計(jì) 凡是有防滲要求的縫，都應(yīng)設(shè)止水設(shè)備。止水分鉛直止水和水平止水兩種。前者設(shè)在閘墩中間、邊墩與翼墻間以及上游翼墻鉛直縫中；后者設(shè)在黏土鋪蓋保護(hù)層上的溫度沉降縫、消力池與底板溫度沉降縫、翼墻和消力池本身的溫度沉降縫內(nèi)。7.3 滲流計(jì)算計(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。7.3.2計(jì)算方法 計(jì)算方法有直線比例法、流網(wǎng)法和改進(jìn)阻力系數(shù)法，由于改進(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。 地下輪廓線布置及典型流段的劃分水閘地下輪廓線布置及典型流段劃分見圖73 圖73 地下輪廓線布置及典型

46、流段劃分圖7.3.3 閘基滲流計(jì)算依據(jù)文獻(xiàn)2，采用改進(jìn)阻力系數(shù)法對該閘的基底滲流進(jìn)行核算。7.3.3.1 有效深度的確定地下輪廓水平投影長度L0=34m，地下輪廓垂直投影長度S0=1.5m，L0/S0=34/1.5=22 >5，因地下不透水層較深，則有效深度確定為17m。7.3.3.2 計(jì)算各段的阻力系數(shù)及水頭損失首先將滲流區(qū)按地下輪廓線形狀分為若干個典型滲流段，然后計(jì)算各段阻力系數(shù)和水頭值。首先計(jì)算阻力系數(shù)，采用如下公式：進(jìn)出口段： (5-25)內(nèi)部水平段： (5-26)內(nèi)部垂直段： (5-27)相關(guān)參數(shù)的取值見圖5-4。 圖7-3-1 典型流段的阻力系數(shù)計(jì)算示意圖計(jì)算結(jié)果見表。阻力系

47、數(shù)計(jì)算成果表位置流段序號ST進(jìn)口段1 1.50 17.00 0.48 出口段13 2.50 17.00 0.53 內(nèi)部垂直段3 1.00 16.50 0.06 5 1.00 16.50 0.06 7 1.00 15.50 0.06 9 1.50 16.00 0.09 11 1.50 16.00 0.09 阻力系數(shù)計(jì)算成果表位置流段序號S1S2LT水平段 2000.5 170.03 41121 16.51.196000.515.50.03800114.50.07101.51.510 160.491200114.50.07依次算出各滲流段的阻力系數(shù)，并利用公式計(jì)算各段水頭損失。7.3.3.3 進(jìn)出

48、水處水頭損失修正公式，見文獻(xiàn)2 (5-28)式中：阻力修正系數(shù)，當(dāng)計(jì)算1.0時(shí)，采用1.0；S齒墻入土深度，m；T齒墻另一側(cè)地基透水層深度，m。計(jì)算結(jié)果見表7-3-2。表7-7-2 修正值計(jì)算表 參數(shù)位置STT進(jìn)口1.515.5170.642868出口1.515.5170.6428687.3.3.4 進(jìn)出口段齒墻不規(guī)則部位修正參照文獻(xiàn)27-3-3 表5-10 滲流計(jì)算表（校核工況）流段序號阻力系數(shù)水頭損失hi(m)h1(m)進(jìn)出口修正(m)h2(m)齒墻修正(m)滲透坡降J10.48 0.82 0.53 0.53 0.53 0.30 0.20 20.03 0.05 0.05 0.06 0.06

49、 0.04 0.09 30.06 0.10 0.10 0.12 0.21 0.21 0.15 41.19 2.03 2.03 2.30 2.17 2.17 0.11 50.06 0.10 0.10 0.12 0.12 0.09 0.06 60.03 0.06 0.06 0.06 0.06 0.05 0.09 70.06 0.11 0.11 0.13 0.13 0.09 0.09 80.07 0.12 0.12 0.13 0.13 0.10 0.10 90.09 0.16 0.16 0.18 0.18 0.14 0.06 100.49 0.84 0.84 0.96 0.96 0.72 0.10

50、110.09 0.16 0.16 0.18 1.00 1.00 0.47 120.07 0.12 0.12 0.13 0.24 0.24 0.24 130.53 0.90 0.68 0.68 0.68 0.43 0.17 7.3.3.5 出口段、水平段滲透坡降演算滲流出口段：采用公式，基底土質(zhì)為粉質(zhì)砂壤土，查表得=0.400.50，故閘基滲流滿足規(guī)范要求。水平段：采用公式 ，查表得=0.150.25，滲流出口處設(shè)有濾層，根據(jù)規(guī)范，可增大30%，即=0.1950.325，取J=0.25，故閘基滲流滿足規(guī)范要求。8閘室結(jié)構(gòu)布置8.1 閘室底板閘底板是閘室的基礎(chǔ)，承受閘室及上部結(jié)構(gòu)的全部荷載，并較均

51、勻地傳給地基，還有防沖、防滲等作用。結(jié)合本工程的泄洪引水情況、地質(zhì)條件及上下游水位情況，設(shè)計(jì)中本節(jié)制閘底板采用平底板。根據(jù)水閘設(shè)計(jì)規(guī)范SL265-20012規(guī)定：閘室底板厚度應(yīng)根據(jù)閘室地基條件、作用荷載及閘孔凈寬等因素，經(jīng)計(jì)算并結(jié)合構(gòu)造要求確定。對于大、中型水閘，閘室平底板厚度可取閘孔凈寬的1/61/8,其值約為1.02.0m，最小厚度不宜小于0.7m。閘室底板順?biāo)鞣较虻拈L度應(yīng)根據(jù)閘室地基條件和結(jié)構(gòu)布置要求，以滿足閘室整體穩(wěn)定和地基允許承載力為原則，進(jìn)行綜合分析確定。齒墻深度采用0.51.5m。初步擬定：閘室底板厚度取0.8m。閘室順?biāo)鞣较虻拈L度取L=9m，齒墻深度取0.7m，齒墻底寬取0.5m，斜坡比取1:1。 圖51 閘室底板截面圖（單位：cm）8.2 閘墩 閘墩的作用是分隔閘孔并支承閘門、工作橋等上部結(jié)構(gòu)，使水流順利的通過閘室。8.2.1 閘墩順?biāo)鞣较虻拈L度閘墩長度的選定應(yīng)滿足兩個因素：閘墩長度應(yīng)滿足上部結(jié)構(gòu)布置要求。要使閘室基底荷載強(qiáng)度順?biāo)鞣较虻姆植荚诟鞣N工作條件下都比較均勻，避免