H江水利枢纽工程毕业设计

H 江水利枢纽工程毕业设计（重点泄水闸设计） 目 业设计设计题目 土坝枢纽施工组织设计 专 业 水利水电工程 年 级 2012 水工（1）班 姓 名 陈 广 兵 学 号 3120121601 指导教师 王润英、陈海雄、胡秀君 日 期 2014 年 04 月 H 江水利枢纽工程毕业设计（重点泄水闸设计） 目 录23120110935目 录1 工程兴建缘由和效益 .12 设计基本资料 .12.1 工程等级及设计标准 .12.2 枢纽地形、地质及当地材料 .12.3 基本资料 .22.4 建筑物的设计参数 .33 主要设计成果 .63.1 枢纽总体布置 .63.2 水闸设计 .74 水闸水力设计 .104.1 堰型、堰顶高程的确定 .104.2 水闸净宽确定 .104.3 校核泄流能力 .114.4 闸室总宽度的确定 .175 水闸消能防冲设计 .175.1 消力池设计 .175.2 海漫设计 .215.3 防冲槽设计 .216 闸室布置 .226.1 闸室结构布置 .226.2 长度拟定 .256.3 其他尺寸拟定 .277 闸基防渗排水设计 .277.1 拟定地下轮郭线 .277.2 渗流计算 .288 闸门及启闭机设计 .358.1 闸门设计 .35H 江水利枢纽工程毕业设计（重点泄水闸设计） 目 录331201109358.2 启闭机选型 .359 闸室稳定计算 .359.1 闸室稳定计算 .369.2 闸室沉降计算 .4010 两岸连接建筑物设计 .4110.1 上游翼墙计算 .4110.2 下游翼墙计算 .4810.3 上游护坡 .5410.4 下游护坡 .5411 闸底板配筋计算 .5411.1 不平衡剪力计算 .5411.2 不平衡剪力分配值的计算 .5511.3 底板作用荷载计算 .5611.4 弯距计算 .58H 江水利枢纽工程毕业设计（重点泄水闸设计） 设计说明书131201109351 工程兴建缘由和效益涵江位于我国华东地区，流向自东向西北，全长 375km，流域面积 176 万 km，是鄱阳湖水系的主要支流，也是长江水系水路运输网的组成部分。该流域气候温和，水量充沛，水面平缓，含沙量小，对充分开发这一地区的水路运输具有天然的优越条件。流域内有耕地 700 多万亩，土地肥沃，矿藏资料十分丰富，工矿企业发达，有国家最大的有色金属冶炼工程铜基地及腹地内的建材轻工，电力等工业部门和十多个粮食基地；原料及销售地大部分在长江流域各省，市地区，利用水运的条件十分优越。流域梯级开发后，将建成一条长 340km 通航千吨级驳船的航道和另一条长 50km 通航300 吨级驳船的航道，并与长江、淮河水系相互贯通形成一个江河直达的内河水路运输网。同时也为沿江各县市扩大自流灌溉创造条件，对促进沿河地区的工农业发展具有重要的作用，该工程是以航运为主体，兼有泄洪、发电、灌溉、供水和适应站各需要的综合开发工程，它在经济上将会具有非常显著的效益。2 设计基本资料2.1 工程等级及设计标准2.1.1 工程等级本枢纽定为三等工程；主要建筑物按 3 级建筑物设计；次要建筑物按 4 级建筑物设计。2.1.2 洪水标准设计洪水按 50 年一遇标准；校核洪水按 300 年一遇标准；最大通航洪水按 5 年一遇标准。2.2 枢纽地形、地质及当地材料2.2.1 闸址地形闸址左岸与一座山头相接，山体顺流向长 700m，垂直向长 2000m，山顶主峰标高110m，靠岸边山顶标高 65m；山体周围是河漫滩冲积平原，滩面标高（18.520.0）m ；沿河两岸筑有防洪大堤，堤顶宽 4m，堤顶标高 24.5m；闸址处河宽 700m；主河槽宽 500m，深泓区偏右，河床底标高（13.014.0）m，右岸滩地标高 18.5m。H 江水利枢纽工程毕业设计（重点泄水闸设计） 设计说明书231201109352.2.2 闸址地质闸址河床土质，主要由沙砾 卵石层组成，表面为中细砂层，层厚（25）m ，左厚右薄并逐步消失；河床中层主要是砂砾卵石层，卵石含量 3050%，粒径 213cm，层厚（1020）m。属于强透水层渗透系数 K=1.84*10 5*10 （cm/s ）允许坡隆=0.150.25 ；12河床底层为基岩，埋深标高从左标高 10 米向右增深至标高 15 米以下。其岩性为上古生界二迭长兴阶灰岩及硅质岩。河床土质有关资料如下：中砂：Dr=0.6，Eo=310kg/cm，N =205.63砂砾石：Dr=0.66，Eo=360kg/cm2.2.3 当地建筑材料块料石：在闸址左岸的山头上，有符合质量要求的块石料场，其储量 50 万方，平均运距 1.0km。砂砾料：闸址上、下游均有宽阔的冲积台地，在上、下游（35）km 的沙滩台地上，均有大量的砂砾料，可满足混凝土的粗、细骨料之用，且水运方便。土料：闸址上游约 2km 有刘冢、八圩土料场，储量丰富，符合均质土坝质量要求，还有可作为土坝防渗体的粘性土，其质地良好。2.3 基本资料2.3.1 气象洪水期多年平均最大风速；20.7m/s风向：按垂直坝轴线考虑吹程：3km2.3.2 水文2.3.2.1 设计洪水各 设 计 频 率 洪 水 流 量 及 相 应 坝 下 水 位 表设计频率（% ） 0.33 2 20H 江水利枢纽工程毕业设计（重点泄水闸设计） 设计说明书33120110935洪水流量 Q（m/s） 12350 9540 5730坝下水位 H 下（ m） 2380 2340 22252.3.2.2 水位流量关系曲线水位（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 地震本地区地震基本烈度为 6 度。2.3.4 回填土干容重 干(Tm 3)湿容重(Tm 3)饱和容重(Tm 3)内摩擦角粘聚力 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 建筑物的设计参数(一)船闸(五级航道标准)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、船队：船型300 吨驳船，单驳尺度 35 9.21.3m(长宽吃水深)；船队H 江水利枢纽工程毕业设计（重点泄水闸设计） 设计说明书43120110935300 马力+2 300 吨。船队尺度 919.21.3m(长宽吃水深)。3） 船闸、引航道尺寸及高程：闸室有效尺寸闸室顶高程24.0m ，室底高程10.5m；长宽 槛上水深=13512 2.5m。上闸首平面尺寸 长 宽1824m ；墩顶高程 25.0m(注：该高程控制公路桥面高程)，门槛高程16.5m，基底高程 8.5m。下闸首平面尺寸长宽1724m；墩顶高程24.5m 、门底高程10.5m 、基底高程70 米。上、下游导墙段长度 50m。上、下游引航道直线段长度应满足 L5倍设计船队长度，引航道底宽 35m；边坡 1：2.5；引航道底高程；上游 15.0m ，下游11.0m；引航道转弯半径 R5倍设计船队长度；进出口轴线与主河流基本流向的交角 204） 闸上公路桥设在上闸首的上游端。(二)电站1） 机型水轮机型号：GE(F302)WP380 机型；发电机型号：SFG200703960；总装机：32200KW 。2） 水头设计水头 3.5m；最高水头 7.0m，最小水头 2.0m；最大引用流量 225m3/s。3） 主厂房平面尺寸及高程主厂房底板长度 48m；总宽 36.2m；机组进水室宽 2.8m；中墩厚 3.4m；进口高程 7.5m，出口高程 7.8m；基底最低高程 2.0m；基底平均开挖高程 5.0m；进水口前混凝土铺盖长 10m，并在 1：5 反坡向上游与原河床高程衔接，并在上游端应设拦沙槛。尾水出口后设混凝土护坦、护坦水平段 15m并用 1：5 的倒倒坡段与尾水渠相连。上部厂房宽 15 米(顺流向)，长 36.2m，厂房地面高程24.5m ，水轮机安装同程 10.5m厂房屋顶高程 37.0m，厂房边墙距底板上游端 15.0m。4） 站上的公路桥设在三房的上游端。(三)泄水闸1） 水位：正常蓄水位19.0m，灌溉水位19.50m；设计洪水 Q2=9540m 3s，相应闸下水位 H 下 23.40m校核洪水 Q0.33%=12350m 3s，相应闸下水位 H 下 23.80mH 江水利枢纽工程毕业设计（重点泄水闸设计） 设计说明书531201109352） 计算水位组合：闸孔净宽计算水位设计流量 Q2=9540m 3s，相应 H 下 23.40m设计水位差 H：甲组H 0.25m(H 上 23.65m)校核流量 Q0.33%=12350m 3s，相应闸下水位 H 下 23.80m计算闸上壅高水位 H 上 (供墩顶高程用)消能计算水位闸上水位 H 上 =19.50m闸下水位 H 下 =甲组 H 下 14.50m下泄流量：以闸开启启度 e_m、_m、以及全开时的泄量。闸室稳定计算水位(关门)闸上设计水位 H 上 19.5 米，甲：H 下 =14.50m闸上校核水位 H 上 20.0m(与门顶齐平)甲：H 下 =14.5m3） 其它参数单孔净宽：(812)m门型结构：平面钢闸门闸门类型： 升卧门底板与中砂的摩擦系数 f0.4闸孔的允许单宽流量q=30m 3s m(四)公路桥公路功重按汽20 设计，挂 100 校核，双车道桥面净宽 7.0m，两侧人行道 22.0m，总宽 9m，采用 T 型结构。梁高 1.0m，梁腹宽 0.2 米，梁翼宽 1.6m，用 5 根组粱组成，两侧人行道为悬臂式。每米延长重量按 8m 计。3 主要设计成果3.1 枢纽总体布置根据水闸设计规范SL265-2001 第 4.1.6 条规定：水闸枢纽中的船闸、泵站或水电站宜靠岸布置，但船闸不宜与泵站或水电站布置在同一岸侧，船闸、泵站或水电站与水闸的H 江水利枢纽工程毕业设计（重点泄水闸设计） 设计说明书63120110935相对位置，应能保证满足水闸通畅泄水及各建筑物安全运行的要求。因此，本设计在枢纽布置时，将泄水闸布置在河床中间，船闸布置在左岸，水电站布置在右岸。其中：泄水闸每孔净宽 12m，共 27 孔，高 12m，直升式平板钢闸门控制，闭闸时拦截江流，稳定上游水位，开闸时泄水，排沙防淤。设计流量 9540m3/s，校核流量 12350m3/s。船闸 1 座，闸室有效长度为 135m，净宽 12m，槛上水深 2.5m，闸室顶高程 24.0m，底高程 10.5m。闸上公路桥设在上闸首的上游端。水电站厂房宽 15m(顺流向)，长 36.2m。厂房地面高程 24.5m，水轮机安装高程10.5m。水电站设计水头 3.5m，最高水头 7.0m，最大引用流量 225m3/s，总装机32200KW。站上公路桥设在厂房的上游端。具体布置见附图一：总平面布置图。3.2 水闸设计3.2.1 水闸水力设计1)、堰型、堰顶高程闸孔采用结构简单、施工方便的无坎平底宽顶堰（平底水闸属无坎宽顶堰） 。拟定闸底板顶高程为 13.0m。2)、水闸总宽度本次设计分段长度：中块：21.0+122+1.4=27.4m，边块：1.0+1.2+212+1.4=27.6m。闸室总宽度：27.411+27.62 12+2=370.4m。3.2.2 水闸消能防冲设计1)、消力池消力池采用钢筋砼结构，深 1.3m，消力池长 L=15m，厚度 0.6m。2)、海漫海漫长度 L=57m，50cm 厚 C25 砼框格内填 M7.5 浆砌块石。3)、防冲槽防冲槽采用梯形断面，槽深 2.5m，槽底宽 4.0m，上游设板桩，厚 15cm，下游坡比为 1：3，槽内抛填块石，块石直径不小于 0.3m，上方设合金钢丝网石笼护面，厚 0.5m，H 江水利枢纽工程毕业设计（重点泄水闸设计） 设计说明书73120110935下设碎石垫层，厚 30cm，垫层下铺 400g/m2 无纺土工布一层。3.2.3 闸室布置1)、闸室结构闸室采用开敞式布置，钢筋砼 U 型结构，闸门选择直升式平板钢闸门，液压启闭，闸上布置净 7m 交通桥，两侧人行道 21.0m，总宽 9.0m、宽 4m 工作桥和启闭房，启闭房宽11.0m，底板长度取 20m。底板采用整体式，二孔一分缝，最中间一孔，底板长度为 20m，顶高程为 13.0m，闸底板厚 1.5m 。闸墩长度采用与底板同长 20m， 。检修门槽深 25cm，宽 30m；工作门槽深 40cm，宽60cm。闸墩上下游端部均采用半圆形墩头。闸墩顶高程为 25.0m。闸墩厚度受控于闸门槽处最小厚度为 50cm，中墩厚度取1.4m，缝墩厚度为 21.0m，边墩厚度为 1.2m。公路桥布置在闸门上游侧，公路桥载重按汽-20 设计，挂 100 校核，双车道桥面净宽7.0m，两侧人行道 11.0m，总宽 9.0m。公路桥采用 T 型结构，梁底高程为 25.0m，梁高1.0m，梁腹宽 0.2m，梁翼宽 1.6m，用 5 根组梁组成，两侧人行道为悬壁式。2)、上下游翼墙上游连接采用扶壁式翼墙，圆弧