《水工建筑物》课程设计

1、前进闸设计计算说明书学号：1100301041专业:水利水电工程姓名：黄文浩指导教师：起来2014 年 12 月 15第一章设计资料和枢纽设计41. 设计资料42. 枢纽设计5第二章闸孔设计61. 确定闸室结构型式62. 选择堰型63 确定堰顶高程及孔口尺寸6第三章消能防冲设计101.消力池设计102. 海漫的设计123. 防冲槽的设计13第四章地下轮廓设计131.地下轮廓布置形式132闸底板设计143. 铺盖设计144. 侧向防渗155. 排水、止水设计15第五章渗流计算1闸底板渗透压力计算172 闸基渗透变形验算21第六章闸室结构布置211 闸室的底板2：12 闸墩的尺寸213.胸墙结构布

2、置214 闸门和闸墩的布置225.工作桥和交通桥及检修便桥226 闸室分缝布置23第七章闸室稳定计算241 闸室抗滑稳定计算242 闸基应力计算27参考文献28第一章设计资料和枢纽设计1. 设计资料1.1工程聊兄前进闸建在前进镇以北的团结渠上,是一个节制闸。本工程等别为in等,水 闸按3级建筑物设计。该闸有如下的作用：(1)防洪。当胜利河水位较高时,关闸挡水，以防止胜利河的高水入侵团结渠 下游两岸的底田，保护下游的农田和村镇。(2 )灌溉。灌溉期引胜利河水北调,以灌溉团结渠两岸的农田。(3 )引水冲淤。在枯水季节,引水北上至下游红星港,以冲淤保港。12规划数据(1)团结渠为人工渠,其断面尺寸如

3、图1所示。渠底高程为2194.5m ,底宽 50m ,两岸边坡均为1 : 2。(比例1 : 100 )v 2205. 8.1:2 1:2V2194.5V fL<*»-图1团结渠横断面图(单位：m)(2)灌溉期前进闸自流引胜利河水灌溉，弓冰流量为300F/s。此时相应水 位为：闸上游水位2201.83m ,闸下游水位2201.78m ;冬春枯水季节,由前进 闸自流引水至下游红星港，引水流量为1 00m'/s ，此时相应水位为：闸上游水 位2201.44m ,闸下游水位2201.38m。(3 )闸室稳定计算水位组合设计情况上游水位2204.3m，下游水位2201.0m ;

4、校核情况，上游水位2204.7m,下游水位2201.0m。消能防冲不利情况是：上游 水位2204.7m,下游水位2201.78m ,引水流量是300F /s。(4)下游水位流量关系：流呈 F/s0.0050.00100.00150.00200.00250.00300.002201.02201.2220132201.52201.62201.72201.7水位H(m)0084648(5)地质资料: 根据地质钻探报告,闸基土质分布情况见下表:层 序呈(m )土质概况标准贯入击数（击）I2205.75-219604重粉质壯9-13n2196.4-2194.7松散粉质壤土8皿2194.7-2178.7坚

5、硬粉质粘土（局部含铁猛结核）15-21 根据土工试验资料，闸基持力层坚硬粉质粘土的各项参数指标为：凝聚力C二60.0Kpa ；摩擦角0 = 19° ；天然孔隙比e二0.69 ；天然容重/ = 20.3KN/m 3 建闸所用回填土为砂壤土，其摩擦角甲=26° ,凝聚力c = OkPa ,天然容重 / = 18 kN/nr。（6）本工程等别为m等，水闸按3级建筑物设计。（7 ）闸上有交通要求，闸上交通桥为单车道公路桥，桥面净宽4.5g总宽5.5m , 采用板梁结构。每米桥长约重80KN。（8 ）该地区"三材"供应充足。闸门采用平面钢闸门，尺寸自定，由工厂加工

6、。 本地区地震烈度在6度，不考虑风浪的作用，胜利河为少泥沙河道（含少量推移 质泥沙12. 枢纽设计2.1迸水口防沙设施设计胜利河为少泥沙河流,防沙要求不高，为防止泥沙进入引水渠，防沙设施 设拦沙坎即可，水电站进水口设计规DL/T5398-2007中规定其高度为 2.5m3m ,取其高度为2.5m。2.2引水渠的布置 取水方式确定：由于胜利河为少泥沙河道,防沙要求不高,且取水期间河道 的水位和流量能够满足取水要求,故取水方式可设计成无坝取水。 引水口位置选择：胜利河在流经灌区时有一个明显的弯道,可利用弯道环流 原理，将引水渠的引水口设在胜利河凹岸顶点位置稍偏下游处，该位置距弯道水 流拐点的长度可

7、由公式计算：L = KBy/4R/B + 式中：L进水闸至引水口弯道起点的距离K与渠道分沙比有关的系数一般取0.6 1.0 （ K二0.8 ）R河道的弯道半径B河道河槽的宽度由此可确定引水口位置 引水渠的方位确定:为使弯道水流平顺进入引水渠,根据规,取引水渠中心线与河道水流方向夹角即引水角不超过30度。（取25度）第二章闸孔设计1. 闸室结构型式的确定由于闸室地基土质为坚硬粉质粘土，土质均匀，承载力较大，因此选用整体式平底板闸室，且闸前水位最大可达到10.2m ,最低水位可达6.94m ,水位变幅3.26m ,为减少闸门高度,因此设计成胸墙式闸室。2. 堰型选择由于水闸有防洪冲淤的任务,故堰型

8、采用宽顶堰,它有利于泄洪,冲沙,排 污,且泄流能力稳定,结构简单,施工方便。3 确定闸顶高程及孔口尺寸3.1确定闸顶高程设计情况下，上游水位2204.3m ,下游水位2201.0m ;校核情况下,上游 水位2204.7m,下游水位2201.0mo不考虑风浪情况，由水闸设计规 (SL265-2001). +%2204.3 + 0.7 = 2205.0加AH = max A =<吃 +hc 2204.7 + 0.5 = 2205.2m考虑风浪,取厶H = 22O6.O73.2确定闸底板高程闸底板应尽可能置于天然坚实的土层上,在满足强度等条件下，高程应尽可 能高一些。一般情况下，闸底板高程定为

9、2194.5/77,和河底齐平。33确定闸门孔口尺寸3.3.1 ifW闸孔总净宽灌溉期：上游水位2201.83m ,下游水位2201.78m ,流量300用/$上游水深2201.83 2194.5 = 7.33？，下游水深力,=2201 .78 - 2194.5 = 7.28/?过水断面 A = (50 + 2 X 7.33) x 7.33 = 473.96 m2上游行近流速比=手=叮驚=0.633加/s行近水头 H)=H + - = 7.33 += 7.35加2g2x9.81芬箸""皿属淹没出流。由水闸设计规SL2652001查得当么= 0.99时，b = 0.36Ho初

10、步设tHA为2 = 0.385 f = 0.94 r = 5/n z = 0.68 >0.65 ,为堰流。 H由厶式© 一 b刖莎H器 0.36x0.94x0.385x2x9.81 x7.353/2 26A°m300枯水季节：上游水位2201.44m r下游水位2201.38m f流量100"/s上游水深H = 2201.44 21945 = 6.94？ 下游水深人=2201 .38-2194.5 = 6.88/n过水断面 A = (50 + 2 x 6.94) x 6.94 = 443.33/n2上游行近流速v0=- =丄匕=0226m / SA 443.

11、33行近水头 Ho = H + - = 6.94 + 以"()226 = 6 943m2g2x9.81h、施 = °"1>0-8属淹没出流。由水闸设计规SL2652001查得当么= 0.99时，b = 0.36H a初步设tHA为2 = 0.385 , s = 0.94； = 5/rz z = 0.72 >0.65 # 为堰流。 H由公式® =。还曲。.您 Elx6诙” =947加100由于应选用最大过闸单宽流量，故应选最大闸孔总净宽，因此综合两种情况，闸q 3QQ孔总净宽取值为26.10m。此时单宽流量厂方=芮=1150亦心恤），由地 质资

12、料知闸地基处为坚硬粉质粘土，可取5亦/（严，故满足要求332孔数及单孔克度的选定为了保证闸门对称开启z使水流过闸均匀，孔数宜采用单数。我国大中型水 闸单孔宽度一般采用8-120故选 =3孔，选单孔;争宽= 10/n。根据规上游闸墩头部均采用半圆形，下游闸墩头部采用流线形,厚d = 2m ,边 墩取1.5mo闸孑L»总宽度为：厶=叭 +(/? l)xt/= 3x10 + 2x2 = 34m。渠道宽50.0m，闸室总宽度应与渠道宽度相适应，两者的比值为34/50=0.68 大于0.60.75,符合要求。闸孔尺寸示意图见图2-1 (比例1 : 100 )3.3.3.1灌溉期过流验算：上游水

13、位2201.83m ,下游水位2201.78m ,流量300F/$对于中孔：/()= 10/?/ , d = 2m& =1-071(1-)4 ； =1-071x(1-)x4；= 0.973z/()+dWo+10 + 2 V10 + 2对于边孔：/() = 10/h , bh =(50-37)/2 + 7.33x2 = 21.16/h£b =1-0.171(1-)x10 + 1 + 21.16= 0.912+ + lJb冬(舁-1) + 6 = 0973x(3-l) + 0912 =Q953水闸泄流能力(2 =如1/莎瑞2 = 0.36 x 0.953 x 0.385 x 30

14、 x 2x9.81 x 7.353/2 =349.75,/$ 大于300F/s满足要求。3.3.3.2枯水期过流验算：上游水位2201.44m ,下游水位2201.38m ,流量100F/$对于中孔：/(> = 10加,d = 2m& =1-071(1-)4 ；=1-071x(1-一)x4；=0.973zh+d Wo+d10 + 2V10 + 2对于边孔：/(> = 10/n , bh = (50-37)/2 + 6.94x2 = 20.38/?6(”一1) +匂 _ 0.973x(3 1) + 0.9124水闸泄流能力：0 = b劝厶 x、阪力沪=036x 0.953x

15、0.385x 30x 2 x 9.81 x 6.943/2 = 32090F/s大于100m3/5满足要求o第三章消能防冲设计1.消力池设计1.1确定消能型式由于本闸所处渠道底部为粉质粘土，抗冲刷能力较低，故采用底流式消能。12确定消能计算工;兄由第二章计算已知,灌溉期和枯水期水位时闸门全开引水,均为淹没出流, 无须消能。当引水流量为300F/.上游水位2204.7m,下游水位2201.78m 时，为最不利的工况，取该工况为计算工况。13计算工况时上下游水面连接形态的判别引水流量为300/s ,上游水位2204.7m ,下游水位2201.78m ;上游水深 H = 2204.7 - 2194.

16、5 = 10.2加，下游水深九=2201 .78 2194.5 = 7.28”？ 该工况情况下，关闸挡水，部分闸门不完全开启,下游水位较低，闸孔射流速度 大，最容易造成渠道的冲刷。消力池设计采用挖深式消力池,消力池首端宽度采 用闸孔总宽b = 34/n ,末端宽度采用河底宽度50?。13.1为保证水闸安全运行，可以规定闸门的操作规程,本设计按闸孔对称方式开启运行,分别为开启3孔和中间1孔 当闸门不完全开启，闸孔射流速度较大，比闸门完全开启时更容易引起渠床的冲刷，取闸门相对开启从0.1-0.65 （大于0.65属于堰流，由上可知为淹没出流过水断面 A = (50 + 2 x 10.2) x 10

17、.2 = 718.08m2上游行近流速牛號=0.418/?;/ s行近水头心煜= 10.2 +1.0x0.41822x9.81=10.21m下游水深儿=2201.78 一 2194 .5 = 7.28加宽顶堰闸孔出流流量公式Q =如亦()j2gHo ,=££由相对开启高度e/H查水力学表9-7可得，卩取0.9hc0=se ,假设水跃在最小收缩断面开始发生，由水闸设计规可得：跃后水深心二字、仃远-1)(工严,根据心和勺的关系判别水跃形态2 V ghL b2计算表格如下：幵启 孔数n相对开启 高度e/H垂直收缩 系数£闸孔流量 系数叮泄流量Q单宽流Sq收缩断而 水深h

18、co跃后水深 hco2下游水深ht流态30.510. 050.610. 54117. 633. 920.312. 747. 28淹没式31.020. 10. 620. 54232. 247. 740. 633. 737. 28淹没式31.530. 150. 620. 53343. 6711.460. 944.427. 28淹没式32. 040.20. 620. 52451.7315. 061.264.957. 28淹没式可2. 550. 250. 620.51557. 0518. 571.595. 377. 28淹没式3. 060.30. 930. 71919. 5830. 652.836.

19、297. 28淹没式33. 570. 350. 630. 50756. 8625. 232.245. 977. 28淹没式34. 080. 10. 630. 19853. 0328.432. 586. 187. 28淹没式34. 590.450. 640. 19946. 2431.542.936. 347. 28淹没式35. 10.50. 650. 481034. 9334.503. 296. 457. 28淹没式5.610. 550. 650.471119. 7537. 323.666.517. 28淹没式36. 120.60. 660. 161201. 2240. 041.056. 537

20、. 28淹没式10.510. 050.610. 5439.213. 920.312. 747. 28淹没式11.020. 10. 620. 5477.417. 740. 633. 737. 28淹没式11.530. 150. 620. 53114. 5611.460. 944.427. 28淹没式12. 040.20. 620. 52150. 5815. 061.264.957. 28淹没式12. 550. 250. 620.51185. 6818. 571.595. 377. 28淹没式13. 060.30. 930. 71306. 5330. 652.836. 297. 28淹没式13.

21、570. 350. 630. 50252. 2925. 232. 245. 977. 28淹没式14. 080. 10. 630. 49284. 3428.432.586. 187. 28淹没式14. 590.450.610. 49315.4131.542.936. 347. 28淹没式15. 10.50. 650.48344. 9834. 503. 296. 457. 28淹没式15.610. 550. 650. 17373. 2537. 323.666.517. 28淹没式16. 120.60. 660. 46400. 4140. 044. 056. 537. 28淹没式1.3.2验算计算

22、工况闸门全开自由堰流状态下水跃形态由迭代公式求收缩水深hcM =,q = 8.82r /(s * m) , 0 = 0.9令片=0 ；代入迭代公式可得：34 h2 =0.692/?/ 9 h3 = 0.7171 in t h4 = 0.71808 m , h5 = 0.7181 m , /?6 = 0.7181 nt , 由此可得九=0.7181 m = 0.718/n假设水跃在最小收缩断面发生麻后水深人严字（J1 +兽-1）0严=3.95也2 gio 爲%<故也发生淹没式水跃1.3.3结论由以上计算可知，上下游水位的连接形态为淹没式水跃,这种情况对底部冲刷不太严重,不需要修建消力池，但

23、应按要求设计相应的护坦。1.4护坦尺寸设计1.4.1闸孔按一孔和三孔对称开启时跃前水深和跃后水深最大差值为3.78m。以此为计算控制工况水跃长度-=6.9 x 3.78 = 26.08加;按规取卩=0.75考虑到闸底板的厚度,按规取2m ,护坦与闸底板用斜坡连接，坡度1 ： 4护坦长度=厶 + PL =1x4 + 0.75 x 26.08 = 23.56w ,取 Lsj = 24？护坦厚度/ = /如万,人取0.155 , ° = 18.57亦/（"加），H为上下游水位差t = & Jg、，万=0.155x 718.57x792 = 0.873 加，取 / = m1

24、.4.2闸门全开自由堰流状态时跃前水深和跃后水深差值为仏-K = 3.95-0.刀8 = 3.232血水跃长度d =6.9x3.232 = 22.30/h ；按规取0 = 0.75护坦长度L“ =厶 +/3L, =1x4 + 0.75 x 22.30 = 20.12m护坦厚度心匕乔両，/取0-155 , § =挈=10,/（严加）,H为上下游水位a 0差t = kqyH = 0.155 x Jl Ox 血92 =0641z1.4.3综合以上计算情况，可以确定护坦长度厶丁 = 24/h ,护坦厚度/ =加2.海漫的设计水流经过护坦淹没式消能，虽已消除了大部分多余能量，但仍留有一定的剩

25、余动能,特别是流速分布不均,脉动仍较剧烈，具有一定的冲刷能力。因此,护 坦后仍需设置海漫等防冲加固设施,以使水流均匀扩散，并将流速分布逐渐调整 到接近天然河道的水流形态。根据实际工程经验，海漫的起始段采用长为10米的水平段，其顶面高程与护 坦齐平，水平段后采用1:10的斜坡，以使水流均匀扩散；为保护河床不受冲刷， 海漫结构采用干砌石海漫结构按公式L = k2你而,H为上下游水位差込为渠床土质系数，根据地质资料渠床为粉质粘土取爲=10q为护坦出口处单宽流量，取最大值“=晋=10川/（$ *加）L = k1=10x710x792 = 41.34w ,取为 42m根据实际工程经验，海漫的起始段采用长

26、为10米的水平段，其顶面高程与护 坦齐平，水平段后采用1:10的斜坡，以使水流均匀扩散；为保护河床不受冲刷， 海漫结构采用干砌石海漫结构3 防冲槽设计水流经过海漫后，尽管多余能量得到了进一步消除，流速分布接近河床水流 的正常状态，但在海漫末端仍有冲刷现象。为保证安全和节省工程量,在海漫末 端设置防冲槽。海漫末端的河床冲刷深度按公式厂= 1.1彳为海漫末端单宽流量，由消能防冲设计水位组合取q =晋=10"/（卢?） 卜（）为土质的不冲流速,查农田水利学112页表4-12 ,取为0.85m/s ;f为海漫末端河床水深，海漫前端水深为2201.78-2194.5 = 7.2伽，海漫10m水

27、平段后有1:10的斜坡段,斜坡水平长度42-10 = 32m则斜坡段在垂直向下降3.2m，即心7.28 + 3.2 = 10.48？r =1.1 XT-r = 1.1 X -10.48 = 2.46/?v00.85故取防冲槽深度为2.5m z槽顶高程与海漫末端齐平，底宽取5m,上游边坡系数为2 ,下游边坡系数为3。并在海漫末端预留足够块径大于30cm的石块，单宽抛石量U = At' =3x2.5 = 7.5“' （ A值按经验取24 ）第四章地下轮廓设计1.地下轮廓布置形式11综合说明按照防渗和排水相结合的原则，在上游侧采用铺盖、板桩、齿墙等防渗设施, 延长渗径,以减小作用在底

28、板上的渗流压力，降低闸基渗流的平均坡降；在下游 侧设置曲E水反滤设施,如面层排水、排水孔排水或减压井与下游连通,使地基渗 水尽快排出，防止在渗流出口附近发生渗透变形。由于粘性土地基不易发生管涌破坏，底板与地基间的摩擦系数较小，在布置 地下轮廓时，主要考虑降低作用在底板上的渗流压力。为此,在闸室上游设置水 平防渗,而将排水设施布置在护坦底板下。由于打桩可能破坏粘土天然结构,故 粘性土地基不设板桩。1.2最小防渗长度的确定防渗长度应满足式L>CH的要求。根据地基为坚硬粉质粘土 r渗径系数C为43 ,取大值4 ,取校核情况上游水位2204.7m下游水位2201.0m。贝止下游水位差H = 22

29、01.7-2201.0 = 3.7m。于是L = CH =4x3.7 = 14.8m。2.1闸底板长度计算闸底板顺水流方向长度，据闸基土为坚硬粉质粘土，闸室底板取(2.5-4.0)/7为安全起见取系数为4 , 77上下游最大水位差为3.7mL« = 4.0 x 3.7 = 14.8/z?综合考滤取上部结构布置及地基承载力等要求，确定闸底板长15m ,齿墙深取lm ,在轮廓线上长度取2m ,与底板联成一体2.2闸底板厚度计算闸底板厚度f = (1/6-1/8儿(/()为闸孔净宽，为10m)r = (10/6-10/8)加,取=2加2.3闸底板结构底板结构在垂直水流的长度上按经验每25m

30、分段,每隔3m分横缝,防止温度变形和不均匀;几降。3. 铺盖设计3.1铺盖材料选择为充分利用灌区资源，减少投资，铺盖采用粘土铺盖；为防止铺盖被水流冲 刷,应在其表面铺砂层,然后再砂层上在铺设单层或双层块石护面。3.2铺盖尺寸确定铺盖长度L=（3-5） H,H为上下游最大水位差取3.7m厶甫=4x3.7 = 14.8/?/ ,取厶训=15/n为方便施工，铺盖上游端厚取lm ,末端为2m ,以便和底板连接。校核地下轮廓线的长度：根据以上设计数据，实际地下轮廓线长度 厶=15 +15 = 30/? > 14.8/?,满足要求。4 侧向防渗4.1上游翼墙设计上游翼墙除挡土外，最主要的作用是将上游

31、来水平顺导入闸室，其次配合铺 盖其防渗的作用。其平面布置要与上游进水条件和防渗设施相协调。顺水流流向 的长度应满足水流要求，上游段插入岸坡，墙顶要超出最高水位0.5-1.0m ,则 上游翼墙顶部高程H = 2204.7 + 1.0 = 2205 .lm4.2下游翼輙计下游翼墙除挡土外，最主要的作用是引导出闸水流均匀扩散，避免出现回流 漩涡等不利流态。翼墙平均扩散角采用顺水流流向的投影长度应大于或 等于护坦长度24m,下;族插入岸坡,墙顶一般高出最高泄洪水位。则下游翼墙 墙程/F =2201 .78 + 1.0 = 2202 .78用4.3翼埴布置形式根据地基条件,翼墙采用曲线式，从边墩开始向上

32、游延伸铺盖的长度15m, 向下游延伸护坦的长度24m后，上下游翼墙以圆弧的形式转弯90。后与岸边连 接，使水流条件和防渗效果好。5排水止水设计5.1排水设计5.1.1水平排水：水平排水采用反滤层排水，形成平铺式。排水反滤层一般是由2-3层不同粒 径的砂和砂砾石组成的。层次排列应尽量与渗流的方向垂直,各层次的粒径则按 渗流方向逐层增大。该水闸中的反滤层设计由碎石、中砂和细砂组成,其中上部为20cm厚的碎 石，中间为10cm厚的中砂，下部为10cm厚的细砂。如下图所示：° 4 仝召ZAA d 4* .；中缨丄细砂反滤层布置图（单位cm ）5.1.2铅直排水：本水闸在护坦底板上设置三排排水

33、孔,排距1.5/77采用梅花形布置，孑LS取 10C777,孔距为 3/77。5.1.3狈9向排水:侧向排水布置应根据上、下游水位、墙体材料和墙后土质以及地下水位变化 等盾况综合考虑,并应与闸基排水布置相适应,在空间上形成防渗整体。5.2止水设计凡具有防渗要求的缝，都应设止水设备。止水分铅直止水和水平止水两种。 前者设在闸墩中间、边墩与翼墙间以及上游翼墙铅直缝中；后者设在黏土铺盖保 护层上的温度沉陷缝、护坦与底板温度沉陷缝、翼墙和护坦本身的温度沉陷缝。 在黏土铺盖与闸底板沉陷缝中设置沥青油毛毡止水。典型的缝间止水如下图。46止永片V- Z* :沥青河毛毡./I / I它/典型的缝间止水示意图第

34、五章渗流计算闸底板的渗透压力计算采用改进的阻力系数法。地基土为坚硬粉质粘土，厚度为T = 2194.7-2178.7 = 16m,不透水厚度较大,所以应计算有效深度7；:£0 = 15 +15 = 30m t S。= 2 +1 = 3m t LQ /SQ = 30/3 = 10 >5计算深度7 = O.5Lo = 0.5 x 30 = 5m < 6m r古攵有效深度人计算。1闸底板渗透压力计算1.1渗流损失水头计算1.1.1设计情况设计t®兄下上游水位2204.3m ,下游水位2201.0m ,水位差H =3.3叫典型流端的阻力系数计算参照水工建筑物310页表6

35、-4进口处修正系数禹计算A =1.21-=12(*2+2 (y + 0.059)= 1.21-12x(|4)2+2x(丄 + 0.059)13131= 0.80 <1.0h =0.8x0.423 = 0.338 m= 0.423 - 0.338 = 0.085?h2 >% ,所以 “2 = h2 +人=0.996 + 0.085 = 1.081m出口处修正系数足计算队=1.21 -】吟2小尹0 059)=1.21 - 113312x()2+2 x( + 0.059)1515= 0.86 <1.015/?9 = “丿?9 = 0.86 x 0.422 = 0.363 mA/?9

36、 = 0.422 - 0.363 = 0.059/n心 >/% ,所以屁=方8 +A/?9 =0.151+0.059 = 0.21加水头损失列于下表各段渗透压力水头损失（单位：m）编右名称C计算公式SSIS2TLghihi*进口段C=1.5*(S/T)A1.5+0. 4411150. 4670. 4230. 338铺盖水平段C=(L-0.7*(S1+S2)/T0113151.1000. 9961.081齿墙垂直段C=2/3.14*ln cot k/4*(1-S/T)1130. 0770. 0700.070齿堵水平段C=(L-0. 7*(S1+S2)/T001220.1670. 1510.

37、151齿墙矗丸段C=2/3.14*ln cotji/4*(l-S/T)1130. 0770. 0700.070底板水平段C=(L-0.7*(S1+S2)/T1113151. 0460. 9470. 916齿墙垂直段C=2/3.14*ln cot n/4*(1-S/T)1130. 0770. 0700.070齿墙水平段C=(L-0.7*(S1+S2)/T001220.1670. 1510.151出口端C=1.5*(S/T)A1.5+0. 4411150. 4670. 4230. 422总和3. 6453. 3003.299计算示意图如下：（比例1 ： 100 ）2204. 3m 2201.0h

38、w 严叫®3L水闸水头损失计算图（单位：m）水压力沿闸基分布如下图所示：（比例1 : 100 ）水闸渗透压力分布图（单位：m）0I vooo.o(6S0.0+YXe+"(TZIll11Z一 (600+-7) z+"(-7)eI cz卜lfwi 卑el.T.To8 o o9s oLQ-T99 r100A0000006oi(wiaa) ssss(6S0.0 + 心)0IV98.0HX6EC0HL90 0+69I 0H 6./V+ WH 占E 卜900H §.01 口寸0 n vE Lotz.o n §.0 X 98.0 n (wd n £

39、X z£-l-xylf丄心1 r(600 +J) e+C(-7)ZIcz卜 ”、W2JCI H60.0 + 卜二I H WV+ -«A £s§.on 6E0I 寸导.OH WvSS.OH 寸卜寸OX8OH<0水头损失列于下表编号名称L计算公式SSIS2TLhihi,进口段匚二15*(S/T)°1 5+0.4411150.4670.4740. 379铺盖水平段"(L-0 7*(S1+S2)/T0113151.1001.1171.212齿墙垂直段C =2/3.14*ln cotn/4*(l-S/T)1130.0770.0780. 0

40、78齿墙水平段"(L-0.7*(S1+S2)/T001220.1670.1690.169齿墙垂直段C =2/3.14*ln cotn/4*(l-S/T)1130.0770.0780. 078底板水平段X(L-0.7*(S1+S2)/T1113151.0461.0621.061齿墙垂直段C =2/3.14*ln cotii/4*(l-S/T)1130.0770.0780. 078齿墙水平段"(L-0 7*(S1+S2)/T001220.1670.1690. 236出口端二15*(S/T)15+0.4411150.4670.4740. 407总和3.6453.7003. 70各

41、段渗透压力水头损失（单位：m）计算示意图如下：（比例1 : 100 ）水压力沿闸基分布如下图所示：（比例1 : 100 ）1/ / / O1 | 1L17g5 L 一水闸渗透压力分布图（单位：m）各点的渗透压力值列表如下各角点的渗透压力值单位（m ）尽h2凤丹7凤3.342.112.031.861.780.720.640.4102 闸基渗透变形验算21设计情况出口处的逸出坡降J为皿 =0.422 < 0.7 0.8 ,坚硬粘土的出口 S 1段容许坡降为0.70 -0.80 ,小于容许值,满足要求。2.2校核情况出口处的逸出坡降丿为丿=纹= 0.407 < 0.7 0.8 S 1坚硬

42、粘土的出口段容许坡降为0.70-0.80 ,小于容许值，满足要求。第六章闸室结构布置1 闸室的底板采用整体式平底板，闸底板高程定为2194.5/77,和河底齐平，顺水流方向 的长度L = 5m ,底板厚度2.0m。2 闸墩的尺寸考虑防洪要求闸墩高不得低于两岸2205.8-2194.5 = 113”，故闸墩高度取 11.5m ,而且各种工况下上有水位均没有高于2205.8m ,所以定闸墩高度取 11.5m符合运用条件。闸墩的厚度取2m ,上游半圆形,下游流线型。3. 胸墙结构布置胸墙顶宜与闸顶齐平。闸前水位最大可达到10.2m ,最彳氐水位可达6.94m , 为安全和节省投资起见，定闸门高为7.

43、5m ,胸则墙底高程取 2194.5 + 7.5 = 2202/",定胸墙高为4m ,则胸墙顶部高程取2202 + 4 = 2203“， 与闸顶齐平。由于该水闸孔口净宽10m z故采用梁板式胸墙，由墙板，顶梁， 底梁组成；按规墙板板厚取12cm ；顶梁梁高取（1/12 1/15儿=0.83 0.67加， 故顶梁梁高取为1.0m,梁宽取为50cm ;底梁梁高取为1.3m ,梁宽70cm。4 闸门和闸墩的布置闸门选露顶的直升式闸门,根据水闸设计规SL265-2001闸顶的高度 由最高挡水位加0.30.5m的安全加高确定，由第二童闸孔设计可知取为 2206.0m。闸门高度为7.5m,采用平

44、面钢闸门，闸门设置在闸墩中心靠向上游 1.75m处，设有4m高的胸墙。平面闸门的门槽设在闸墩水流平顺的部位，深 度为0.3m，门槽宽度取0.5m ,宽深比1.67 ,闸墩门槽处最小厚度1.4m ,符合 规要求。检修门槽深0.2m，宽0.3m。检修门槽与工作门槽之间的净距取为2.0m。闸墩的尺寸及工作闸门和检修闸门的门缝尺寸如下图:-LJ7i_rnn 33C .-ibCO :1/bOO闸墩细部结构尺寸图(单位:mm)5工作桥和交通桥及检修便桥5.1交通桥设在水闸下游一侧,桥宽5.5m ,两边设栏杆。具体尺寸见下图。交通桥细部结构图单位(mm)5.2工作桥、检修便桥的型式和尺寸参考已建工程和运用要

45、求确定。尺寸见下图工作桥细部结构图（单位：cm） 检修便桥细部结构图（单位：cm）6 闸室分缝布置为了防止和减少由于地基不均匀沉降及遍度变化和混凝土干缩引起的底板 断裂和裂缝，对于多孔水闸需要沿轴线设置永久缝,建在土基上的水闸,缝距一 般为15-30m ,缝宽为2-3cmo整体式底板闸室沉陷缝,般设在闸墩，一孔， 两孔或三孔一联为独立单元。本次设计缝宽为20mm，取一孔为一个独立单元。为避免相邻结构由于荷载 相差悬殊产生不均匀沉降,也设结构缝分开。永久缝和结构缝间必须设止水,止 水片设在闸底板以下lm处。具体止水见第四章止水设计。闸室具体布置见下图： 此例1 : 100）门 /闸室具体布置尺寸

46、（单位：mm）第七章闸室稳定计算1 闸室抗滑稳定计算1.1确定荷载组合水闸承受的荷载主要有：自重、水重、水平静水压力、扬压力、浪压力、地熹等。本地区地熹烈度在6级以下,不用考虑地震。不考虑风浪压力。荷载组合分基本组合和特殊组合。基本组合按完建无水期和正常挡水期情 况；特殊组合按校核挡水期情况。荷载组合见下表。荷载组合表荷勰且合计算情况自重基本组合完建无水期V正常挡水期V特殊组合校核挡水期V水重静水压力扬压力VVVVVV12完建无水情况此时荷载主要是闸室及上部结构自重，取中间一孔为一个独立单元进行计算。钢筋混凝土容重取253/，混凝土容重取24RN/用，砖石容重取,水重取10RN/F。底板顺水流

47、反向长15.0m ,垂直水流方向长37.0m。底面积A = 15x37 = 555/2。力矩为对闸门底板中心所取。计算结果见下表完建无水情况荷载计算表部位r自重(kN)力臂(m)力矩(kN m)X/ +闸底板300750000闸墩345862500交通桥25.46354. 753016. 25排架24.2580.821161.6工作桥15.23802760检修桥& 82205. 551221启闭机估算自重1002200闸门佔算自重100022000合计19040. 82326. 351.3正常挡水情况此时闸室荷载除了永久设备的自重,还包括水重、水压力、扬压力、浪压力等。正常挡水情况为上游水位2204.3m ,下游水位2201.0。计算荷载示意图如下图。荷载计算示意图荷载计算表如下：正常挡水情况荷载计算表荷载垂直力（kN）水平力（kN）力臂（m）力矩(kN. m)f1/ +、闸室自重19040. 82326. 35上游水压 力pl58322.615163.2P215002. 0443066下游水压 力p32812. 51.54218. 75P-l15002. 0443066水重壮淤51456.87535371.88w下游6012. 52.