水工建筑物课程设计说明书

1、水工建筑物课程设计说明书第一章设计资料和枢纽设计1、设计资料1.1工程概况前进闸建在前进镇以北的团结渠上是一个节制闸。本工程等别为川等，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。1.2规划数据(1)团结渠为人工渠，其断面尺寸如图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) 2205.8 2194.51:2图1团结渠横断面图

2、(单位：m(2)灌溉期前进闸自流引胜利河水灌溉，弓冰流量为300m3/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100m3/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；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300m3/s（4）下游水位流量关系:流量m /s0.0050.00100.0015

3、0.00200.00250.00300.002201.02201.22201.32201.52201.62201.72201.7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:层序咼程（m）土质概况标准贯入击数（击）I2205.75-219604重粉质壤土9-13n松散粉质壤土8出坚硬粉质粘土（局部含铁锰结核）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=60.0Kpa；内摩擦角19 °天然孔隙比e=0.69 ;天然容重 20.3KN/m 3建闸所用回填土为砂壤土，其内摩擦角26°，凝聚力c 0kPa，天

4、然容重18kN.m3。本地区地震烈度在6度。（6）本工程等别为III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4.5m,总宽5.5m，采用板梁结构。每米桥长约种80KN （详见设计书插图）（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。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）2. 枢纽设计2.1进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范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

5、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由公式计算：L KB 4R/B 1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 0.61.0 (K=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，根据规范，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)其他相关资料(1)

6、闸上有交通要求。根据当地交通部门的建议，闸上交通桥为单车道公路桥， 桥面净宽为4.5m,总宽为5.5m,采用板梁结构。每米桥长约重 80KN如图。(2) 该地区“三材”供应充足。闸门采用平面钢闸门，尺寸自定，有工厂设计、 加工制造。第二章闸孔设计1. 闸室结构设计1.1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。1.2堰型选择由于水闸有防洪冲淤的任务，故堰型采用宽顶堰，它有利于泄洪，冲沙， 排污，且泄流能力稳定，结构简单

7、，施工方便。1.3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2201.0m。不考虑风浪情况，则课本 76页公式3-78人 c he 2204.3 0.72205.0m H max校 he2204.7 0.5 2205.2m所以取 H 2206m1.4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2194.5 m,和河底齐平。2. 确定闸门孔口尺寸2.1计算闸孔总净宽灌溉期：上游水位 2201.83m,下游水位2201.78m,流量300m3/s上游水深

8、 H 2201.83 2194.5 7.33m，下游水深 hs 2201.78 2194.5 7.28m过水断面A (5022 7.33) 7.33473.96 m上游行近流速V。Q 总 0.633m/sA 473.96行近水头Ho2V02g2rec 1.0 0.6337.332 9.817.35m7.280.99 H07.35hs0.8属淹没出流。由水闸设计规范SL265- 2001 查得当号0,9时,0.36初步设计认为m 0.385，0.94由公式L0_Qm _2gH；/23000.36 0.94 0.3852 9.81 7.353/226.10m枯水季节:上游水位 2201.44m,下

9、游水位2201.38m,流量100 m3/s上游水深H2201.44 2194.5 6.94m，下游水深 hs 2201.38 2194.5 6.88m过水断面A(502 6.94) 6.94443.33m2上游行近流速V。行近水头HoQ 1000.226m/sA 443.332 2V0 cc, 1.00.226 sc06.946.943m2g2 9.81hs 6.88H06.9430.9910.8 属淹没出流。由水闸设计规范SL2込2001查得当応°.99时，°36初步设计认为m 0.385，0.94由公式 L0-m QgH03/21003/29.472m0.36 0.9

10、4 0.3852 9.81 6.943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，闸孔总净宽取值为26.10m。此时单宽流量q Q 著 11.50m3/(s*m)，由地质L026 1资料知闸地基处为坚硬粉质粘土，可取 20-25 m3/(s* m)，故满足要求2.2孔数及单孔宽度的选定为了保证闸门对称开启，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8-12m,故选n 3孔，选单孔净宽l012m。根据规范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1.5m闸孔总宽度为：L, n 10 (n 1) d 3 12 2 2 40m渠

11、道宽50.0m，闸室总宽度应与渠道宽度相适应，两者的比值为 40/50=0.8大于0.60.75，符合要求。闸孔尺寸示意图见图2-1 (比例1： 100)图2-1闸孔布置图（单位：m2.3水闸泄流能力验算（查阅水闸设计规范SL265-2001）灌溉期过流验算：上游水位2201.83m,下游水位2201.78m,流量300m3/s对于中孔:对于边孔:0.171(17.33 218.16ml012ml012m°171 (1 乙 412 2120.9760.171(1-J/Io bb2V0 bb0.171 (11212 11218.16，. 12 1 18.160.913z(n 1) bn

12、0.976 (3 1) 0.9130952水闸泄流能力QmLg .2gH；/20.36 0.952 0.385 362 9.81 7.353/2402.17m3/s大于300m3 /s满足要求232 枯水期过流验算：上游水位2201.44m,下游水位2201.38m,流量100m3/s对于中孔:I。12m, d2m对于边孔:0.171(11 0.171 (1d)I。I。農 42 O'974l011mbb (5043)/2 6.94 218.16m0.171(1l0I0d2-) bbbb0.171 (11212 11218.16) .12 1 18.16 0.913z(n 1)n

13、6;913 (3 ° °913 0.952水闸泄流能力QmLc ,2gH3/20.36 0.952 0.385 362 9.81 6.943/2354.13m3/s大于100m3 /s满足要求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。1.2确定消能计算工况由第二章计算已知，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300m3/s，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1.3计算工况时上下游水面连接形态的判别引水流量为30

14、0m3/s，上游水位2204.7m,下游水位2201.78m；上游水位 H 2204.7 2194.5 10.2m，下游水位 hs 2201.78 2194.57.28m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b1=40m末端宽度采用河底宽度b2 50m。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1enl° . 2gH°，1' . 1 e/H °当闸门不完全开启，闸孔射流速度较大，比闸门

15、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）上游行近流速VoQ3000.418m/sA718.08行近水头H。H2V010.221.0 0.4182g2 9.81下游水深ht2201.782194.57.28m过水断面 A (502 10.2) 10.2718.08m210.21m宽顶堰闸孔出流流量公式 Q由相对开启高度e/H查水力学354页表9-7可得， 取0.9hc0e,假设水跃在最小收缩断面开始发生，由水闸设计规范可得:12跃后水深hc02hT（.1鑒“白25，根据hc02和h的关系判别水跃形态计算表格如下:开启 孔数n开启 高度e相对开启

16、 高度e/H垂直收缩 系数&闸孔流量 系数口1泄流量Q单宽流 量q收缩断面水深hco跃后水 深h co2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32.550.250.620.51557.0518.571.595.377.28淹没式33.060.30.930.71919.5830.

17、652.836.297.28淹没式33.570.350.630.50756.8625.232.245.977.28淹没式34.080.40.630.49853.0328.432.586.187.28淹没式34.590.450.640.49946.2431.542.936.347.28淹没式35.10.50.650.481034.9334.503.296.457.28淹没式35.610.550.650.471119.7537.323.666.517.28淹没式36.120.60.660.461201.2240.044.056.537.28淹没式1r 0.510.050.610.5439.213.

18、920.312.747.28淹没式11.020.10.620.5477.417.740.633.737.28淹没式1r 1.530.150.620.53114.5611.460.944.427.28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13.570.350.630.50252.2925.232.245.977.28淹没式14.080.40.630.49284.3428.432

19、.586.187.28淹没式14.590.450.640.49315.4131.542.936.347.28淹没式15.10.50.650.48344.9834.503.296.457.28淹没式15.610.550.650.47373.2537.323.666.517.28淹没式16.120.60.660.46400.4140.044.056.537.28淹没式验算计算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hci 1i2g(H。he)q 3008.82m3 /(s*m)，340.9 令 h,0代入迭代公式可得:h20.692m， h30.7171mh40.71808mh50.

20、7181m，h60.7181m，由此可得 九 0.7181m0.718m假设水跃在最小收缩断面发生，跃后水深hc02hoc (2(8 q2ghc301)e)b20.253.95mhc02ht，故也发生淹没式水跃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，但应按要求设计相应的护坦。1.4护坦尺寸设计闸孔按1孔和三孔对称开启时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Lj 6.9 3.78 26.08m ；按规范取0.75考虑到闸底板的厚度，按规范取 2m护坦与闸底板用斜坡连接，坡度 1: 4护坦长度 Lsj LsL

21、j 1 4 0.75 26.08 23.56m，取 Lsj 24m护坦厚度t ki . q H ， ki取0.155， q 18.57m3 /(s* m)， H为上下游水位差t 匕 q H 0.15518.57 .2.92 0.873m，取 t 1m闸门全开自由堰流状态时跃前水深和跃后水深差值为 hc02 hc 3.95 0.7183.232 m水跃长度Lj 6.9 3.232 22.30m ；按规范取0.75护坦长度 Lsj LsLj 1 4 0.75 22.30 20.72m护坦厚度t k q H ，k1取0.155，q 竺 8.33m3/(s*m)，H为上下游水位 36差t «

22、 q H 0.1558.33、2.920.584m综合以上计算情况，可以确定护坦长度Lsj 24m，护坦厚度t 1m2. 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 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 k. q H ， H为上下游水位差k2为渠床土质

23、系数，根据地质资料渠床为粉质粘土取k2 10q为护坦出口处单宽流量，取最大值 q 3008.33m3/(s* m)36L k2 . q H 108.332.9237.73m，取为 38m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。I海漫末端的河床冲刷深度按公式t"1.1 丄 tV。q'

24、;为海漫末端单宽流量，由消能防冲设计水位组合取q' 空 10m3 /(s* m)30Vo为土质的不冲流速，查农田水利学112页表4-12，取为0.85m/s ；t为海漫末端河床水深，海漫前端水深为 2201.78 2194.5 7.28m，海漫10m水平段后有1:10的斜坡段，斜坡水平长度 38 1028m则斜坡段在垂直向下降 2.8m，即t 7.28 2.8 10.08mq10t 1.1t 1.110.08 2.86mv00.85故取防冲槽深度为3.0m,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

25、量V At"3 412m3( A值按经验取2-4)第四章 地下轮廓设计1. 地下轮廓布置形式1.1 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， 以减小作用在底板上的渗流压力， 降低闸基渗流的平均坡降； 在下游 侧设置排水反滤设施， 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

26、天然结构， 故 粘性土地基不设板桩。(具体图样见CAD大图)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，渗径系数 C 为43，取大值3,取校核情况上游水位2204.7m下游水位2201.0m。则上下游 水位差 H 2201.7 2201.0 3.7m。于是 L CH 3 3.7 11.1m。2. 闸底板设计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)H 为安全起见取系数为 3， H 上下游最大水位差为 3.7m43.0 3.711.1m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12m齿

27、墙深取1m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t (1/6 1/8)1。(|。为闸孔净宽，为12m)t (12/6 12/8)m，取 t 2m2.3 闸底板结构底板结构在垂直水流的长度上按经验每 25m分段，每隔3m分横缝，防止温 度变形和不均匀沉降。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铺(3 5) H , H为上下游最大水位差取3.7mL铺 4 3.714.8m，取 L铺 15m为方便施工，铺盖上游端

28、取1m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L 12 15 27m 14.8m ，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 上 2204.7 1.0 2205.7m4.2 下游翼墙设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 7

29、°-12°, 顺水流流向的投影长度应大于或等 于护坦长度24m下游插入岸坡，墙顶一般高出最高泄洪水位。则下游翼墙墙顶 高程 H 下 2201.78 0.5 2202 . 28 m4.3 翼墙布置形式根据地基条件，翼墙采用曲线式，从边墩开始向上游延伸铺盖的长度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

30、。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：反滤层布置图 （单位cm）铅直排水：本水闸在护坦底板上设置三排排水孔，排距1.5 m采用梅花形布置，孔径取10cm孔距为3m侧向排水：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 地下水位变化等情况综合考虑，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

31、、翼墙和护坦本身的温度沉陷缝内。 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止水片,J ,4: r"Ljr i£i-山于zd"-沥青油毛毡.'. d '八：一 .-一 厂典型的缝间止水示意图第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T21947 2178.7 16m,不透水厚度较大，所以应计算有效深度TeL012 1527m，S02 1 3m， L0/S027/395计算深度Te 0.5L00.5 2713.5m 16m，故有效深度Te计算。1.设计洪水位情况1.1渗流损失水头计算设

32、计情况下上游水位 2204.3m,下游水位2201.0m,水位差H 3.3m典型流端的阻力系数计算参照水工建筑物310页表6-4进口处修正系数1计算1.01 11 21 1.21芮彳°.84112(T)2 2 (S 0.059)12 ()22(0.059)TT11.511.5h；山1 0.841 0.423 0.356m h|0.423 0.3560.067mh2 h1，所以 h2h2 h1 0.996 0.067 1.063m出口处修正系数2计算1 111.21' 1.210.877 1.012(T)2 2 (T 0.059)12 (罟)2 2(暑 0-059)h92h9

33、0.877 0.422 0.37m h90.422 0.370.052mh8 hg，所以馆hs hg 0.151 0.052 0.203m水头损失列于下表各段渗透压力水头损失（单位：m编号名称Z计算公式SS1S2TLZhihi'进口段z =1.5*(S/T)A1.5+0.4411150.4670.4230.338铺盖水平段Z =(L-0.7*(S1+S2)/T01 113151.1000.9961.081齿墙垂直段Z =2/3.14*1 ncot n /4*(1-S130.0770.0700.070齿墙水平段Z =(L-0.7*(S1+S2)/T001220.1670.1510.151

34、齿墙垂直段Z =2/3.14*1 ncot n /4*(1-S130.0770.0700.070底板水平段Z =(L-0.7*(S1+S2)/T11 113151.0460.9470.946齿墙垂直段Z =2/3.14*ln cot n /4*(1-S130.0770.0700.070齿墙水平段Z =(L-0.7*(S1+S2)/T0:01220.1670.1510.151出口端Z =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）2194.5miLi、/%qL.>it / jr）1 1f1.

35、21O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各点的渗透压力值列表如下各角点的渗透压力值 （单位：mH1H2H3H4H5h6H7H8h92.981.881.811.661.50.640.570.4201.2闸基渗透变形验算I出口处的逸出坡降J为J 空 0.4220.4220.7 0.8S 1坚硬粘土的出口段容许坡降为 0.700.80，小于容许值，满足要求。2.校核洪水位情况2.1渗流损失水头计算校核情况下上游水位 2204.7m,下游水位2201.0m,水位差H 3.7m典型流端的阻力系数计算参照水工建筑物310页表6-4进口

36、处修正系数1计算1 1.211IIT 2 S12()2 ( 0.059)1.211気 0059)0.8411.0h1'1h1 0.841 0.474 0.399 m h10.474 0.3990.075mh2 h1，所以 h2h2 hj 1.117 0.075 1.192m出口处修正系数2计算1 1.211IIT 2 S12()2 ( 0.059)1.21112 畫)2 2 氏 0059)0.8771.0h92h9 0.877 0.473 0.415m h90.473 0.4150.058mh8 h9，所以 h8 h8 hg 0.169 0.058 0.227m水头损失列于下表编号名称

37、Z计算公式S1S2TLZhihi'进口段Z =1.5*(S/T)A1.5+0.44113.50.4410.4480.399铺盖水平段Z =(L-0.7*(S1+S2)/T0111.515.01.1001.1171.212齿墙垂直段Z =2/3.14*ln cotn /4*(1-S/T)11.50.0770.0780.078齿墙水平段Z =(L-0.7*(S1+S2)/T0010.520.1900.1930.169齿墙垂直段Z =2/3.14*ln cotn /4*(1-S/T)11.50.0770.0780.078底板水平段Z =(L-0.7*(S1+S2)/T1111.5151.18

38、31.2001.061齿墙垂直段Z =2/3.14*ln cotn /4*(1-S/T)11.50.0770.0780.078齿墙水平段Z =(L-0.7*(S1+S2)/T0010.520.1900.1930.236出口端Z =1.5*(S/T)A1.5+0.44113.50.4410.4480.415总和3.7773.8343.73各段渗透压力水头损失（单位：m）计算示意图如下：（比例1: 100）水闸水头损失计算图（单位：mf/ / /h 一八-'T1'-；:仁11-v % <1 1L U-J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

39、单位（mH1H2H3H4H5h6H7H8H93.342.112.031.861.780.720.640.4101.2闸基渗透变形验算I出口处的逸出坡降J为J 匹04070.4070.7 0.8S 1坚硬粘土的出口段容许坡降为 0.700.80，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 2194.5m和河底齐平，顺水流方向的长度L 15m，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 11.3m，故闸墩高度取12m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12m符 合运用条件。闸

40、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,最低水位可达6.94m,为安 全和节省投资起见，定闸门高为 7.5m,胸则墙底高程取2194.5 7.5 2202m , 定胸墙高为4m则胸墙顶部高程取2202 4 2206m，与闸顶齐平。由于该水闸 孔口净宽10m故采用梁板式胸墙，由墙板，顶梁，底梁组成；按规范墙板板厚取12cm 顶梁梁高取（1/121/15）1。0.83 0.67m，故顶梁梁高取为1.0m,梁宽取为50cm 底梁梁高取为1.3m，梁宽70cm4. 闸门和闸墩的布置闸门选露顶的直升式闸门，根据水闸设计规范SL265-2

41、001闸顶的高度由最高挡水位加0.30.5m的安全加高确定，由第二章闸孔设计可知取为2206.0m。 闸门高度为7.5m,采用平面钢闸门，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，符合规范要求。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：闸墩细部结构尺寸图（单位： m5. 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

42、构图单位（mm5.2工作桥、检修便桥的型式和尺寸参考已建工程和运用要求确定。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温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2-3cm。整体式底板闸室沉陷缝，一般设在闸墩，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1m处。具体止水见第四章止水设计。

43、闸室具体布置见下图：（比 例 1： 100）闸室具体布置尺寸（单位：mrh第七章闸室稳定计算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 震等。本地区地震烈度在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。荷载组合表何载组合计算情况自重水重静水压力扬压力基本组合完建无水期V正常挡水期VVVV特殊组合校核挡水期VVVV2.闸室抗滑稳定计算和闸基应力验算2.1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2

44、5kN / m3，混凝土容重取24kN / m3，砖石容重取19kN /m3，水重取10kN/m3。底板顺水流反向长 15.0m,垂直水流方向长 43.0m。底面积A 15 43 645m2。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体积（m3）自重(kN)力臂（m力矩（kN . m）/ +闸底板300750000闸墩345862500交通桥25.46354.75P 3016.25排架24.2580.821161.6工作桥15.23802760检修桥8.82205.551221启闭机估算自重1002200闸门估算自重100022000合计19040.82326.35由公式maxW6M计算最大及最小应力，验算地基应力min A ABmaxmin20912 6 2367.7645645 1520912 6 2367.7645645 1533.89kPa30.95kPa查地质资料和水工建筑物知，粘土不均匀系数 容许值为2.0，地基容许承载力 为350kPa （取15次贯入击数）平均应力：maxmin 33.89 30.9532.42kPa350kPa22不均匀系数：max33.891 0942.0min30.95完建期的地基承载力满足要求，地基不会发生不均匀沉陷。