【钢坝闸的初步设计20000字（论文）】

钢坝闸的初步设计摘要本毕业设计的题目是钢坝闸的初步设计，本工程位于王家河，长约5.35km，河道现状为排涝河道，根据河道现状条件和城市规划，结合《防洪标准》，排涝标准为10年一遇，设计流量46.1m3/s，对应设计水位为49.09m，景观水位48.0m。其所担负的任务是：正常情况下拦河截水，抬高水位，以利灌溉，洪水时开闸泄水，以保安全。本工程建成后，调蓄水至两岸，大量补给地下水，有利于进灌，为耕地和林地提供足够的水源，同时对改善环境，美化城乡都是极为有利的。关键词：堰顶高程、流量、消力池、防渗长度、地下轮廓线、稳定计算、闸室、连接建筑目录第一节闸位概述 31.1工程概况 3第二节基本资料与工程勘察报告 31.2.1沿线周边环境及地形地貌 31.2.2地层结构与岩性 31.2.3岩土物理力学性质指标 51.2.3.2静三轴试验统计 61.2.3.3各层土渗透系数结果统计 61.2.4场地水文地质条件 81.2.4.1沿线场地环境类型 81.2.4.2沿线地表水特征 81.2.4.3沿线地下水类型、深度、幅度 81.2.4.4场地不良地质作用及地下埋藏物 81.2.5岩土工程条件分析、评价 91.2.5.1场地稳定性与建设适宜性评价 91.2.6场地土承载力特征值、压缩模量及压缩性评价 91.2.6.1各层土承载力特征值及压缩模量和压缩性 91.2.7场地地震效应评价 91.2.7.1建筑场地类别和建筑抗震地段划分 91.2.7.2抗震设防烈度，设计基本加速度和设计特征周期 101.2.7.3地基土震陷可能性分析 101.2.7.4液化判别 101.2.8河道工程分析与评价 101.2.9天然建筑材料 111.2.10土料 11第三节毕业设计的目的与要求 111.3.1毕业设计的目的 111.3.2主要内容 121.3.3重点研究问题 13第三节工程综合说明 13第二章闸址及形式选择 19第一节闸址选择 19第二节拟定各部分的结构型式和尺寸 21第三章水力计算 233.1确定堰顶高程 233.2闸孔总宽度及孔数 233.3流量计算 253.4消能防冲设计 253.6消能防冲方式选择 273.7消力池设计 27第四章防渗设计与地下轮廓线的布置 334.1防渗设计的原因与目的 334.2防渗排水的布置原则 334.3防渗设施 344.4确定地下轮廓线 354.4.1闸基渗流计算 354.4.2地基有效深度计算 354.4.3分段阻力系数计算 364.4.3.1各分段水头损失 374.4.3.2进出口水头损失的修正 374.4.4出逸坡降的计算 384.4.5抗渗稳定性验算 384.4.6排水孔设计 39第五章闸室稳定分析 415.1荷载计算及组合 415.1.1重力 415.1.2水的重力 415.1.3水平水压力 415.1.4波浪压力 425.1.5扬压力 425.2闸室稳定分析 435.2.1完建（未放水）情况： 435.2.2设计洪水情况： 445.2.3抗滑稳定性验算： 445.2.4地基表层滑动稳定性验算 445.2.5地基承载力计算 45第六章水闸与两岸连接建筑物的布置 476.1连接建筑物的作用 476.2边墩和岸墙 486.3翼墙 496.4刺墙 526.5布置结果 536.5.1上游连接建筑物 536.5.2下游连接建筑物 536.5.3闸室与岸坡连接建筑物 53第一章绪论第一节闸位概述1.1工程概况项目位于王家河，全长约5.35km。这条河的现状是排涝河道。根据河道现状及城市规划，结合防洪标准，排水标准为10年一遇，设计流量46.1m3/s，相应设计水位49.09m，景观水位48.0m。钢闸大坝主要包括上游的铺盖水道段、下游的闸房段、灭电池和上游的海漫水道段。第二节基本资料与工程勘察报告1.2.1沿线周边环境及地形地貌拟建场地地形较平坦，跨度较大，部分为现状河道，地面高程约49.55-51.20m。项目沿线主要为耕地和林地。本次对孔口高程的测量均采用绝对高程测量,各个孔口高程可参见勘查点的平面位置图。根据地貌形态和成因。场地地貌单元为黄淮冲积平原。1.2.2地层结构与岩性根据勘查深度范围内的钻探现场情况描述、静力触摸试验以及岩土实际试验结论,场地区域的地层均属第四系全新统以及上一次更新统。按照场地土壤的物理动力学性质与工程地质特点,将该项目的场地土壤划分出6个单元的地质层。自上而下的划分层次描述表达式如下:第（1）层：粉土（Q4al）黄褐黄色,稍湿,略密,土中缝隙出现的黄土可见多条黄褐色网状条纹和细小黑点,韧性较弱,干硬黄土强度相对较低,砂感强,局部黄土夹杂白色粉土,无明显的黄色光泽和热反应,摇震快和响应快。顶部0-40cm多为耕地。该层在现场局部存在。（1）-1层：粉砂（Q4al）褐色至黄色或白~甚至灰黄色,稍潮湿,略微干燥,成分以云母石英、长岩长石碎块颗粒为主,云母长岩碎块颗粒数量较多次之,颗粒的密度级数分配一般,局部部分是白色粉土的片状薄层。顶部0-40cm多为耕地。该层在现场局部存在。第（2）层：粉土（Q4al）褐色或黄色,稍潮湿,略密,夹有褐色或黄色的粉状条纹和一层灰白色的泥状条纹,韧性较弱,干燥后硬度低,摇震力和反应快,夹有白色薄层的泥状粉质称为黏土。站点中本地缺少此层。层(3):粉质粘土(Q4al)灰棕色,软塑~可塑,土中带有锈色的条纹、灰绿色的条纹和深黑点,韧性中等,干硬强度中等,少量为钙质结核。此层在施工区域内的分布是相对稳定的。第(3)-1层:粉土(Q4al)褐色或黄色,稍潮湿,略密,夹有褐色或黄色的粉状条纹和一层灰白色的泥状条纹,韧性较弱,干燥后硬度低,摇震力和反应快,夹有白色薄层的泥状粉质称为黏土。站点中本地缺少此层。(4)层:粉质粘土(Q4al)灰棕色或黄~褐色或灰色,可塑,土中粗糙的土有锈色网状条纹和细小黑点,韧性中等,干硬泥土强度中等,略带白色光泽,无酸性摇振氧化反应,含钙质不易结核,粉土土壤表面较薄。该层在场地内分布相对稳定。第(5)层:细砂(Q4al)棕黄色，灰黄色,略潮湿,中密细致;矿物性成分以石英、长岩灰泥为主,云母片次之,颗粒级别匹配一般,局部多为薄层粉土或细微的粉质黏土。该层在勘察深度内不会有出露,最大的出现厚度约5.5m。场地的地层厚度、楼面基础埋深、标高等级的统计图见下表2.3场地地层厚度、层底埋深、标高统计表表2.3层号厚度(米)层底深度(米)层底标高(米)最小值最大值平均值最小值最大值平均值最小值最大值平均值11.703.002.341.703.002.3446.5548.2847.411-12.103.902.832.103.902.8346.2147.8047.0920.502.201.463.204.503.8145.1346.6045.9630.602.901.584.106.805.1943.2345.9144.623-10.903.501.825.306.906.1542.6544.6643.6143.105.504.129.4010.8010.1838.7540.5639.635该层未揭穿1.2.3岩土物理力学性质指标1.2.3.1各层土的常规物理力学性质统计表根据室内土工实验的结果,对各层建筑土的化学、动力学特性进行了综合统计和研究。在土工试验方面,首先要针对土工实验中的数据进行初选,剔除异常值,然后针对正常值进行数理统计。分别给出每层砼的各项物理动力学特征的范围数、平均值、变化系数、标准差、尺寸值及样品个数。钻孔土样统计结果见表2.4.1。1.2.3.2静三轴试验统计通过对三轴不固结不排水试验所得的、φ值并结和直剪试验进行筛选，去掉异常值，综合分析后，统计出每层土的三轴不固结不排水抗剪强度指标uu、φUU见表2.4.2三轴不固结不排水抗剪强度标准值一览表表2.4.2层号岩性指标个数最小值最大值平均值标准差变异系数标准值（1）粉土CUU(kPa)610.514.112.61.50.1211.3φUU(度)614.917.615.81.80.1214.2（1）-1粉砂CUU(kPa)//////0φUU(度)//////20(2)粉土CUU(kPa)611.514.113.21.10.0912.2φUU(度)615.917.616.71.60.1015.3（3）粉质黏土CUU(kPa)615.317.816.51.20.0715.3φUU(度)68.213.310.92.40.228.7（3-1）粉土CUU(kPa)812.514.113.20.50.0412.9φUU(度)817.919.618.70.60.0318.3（4）粉质黏土CUU(kPa)715.617.616.60.90.0615.7φUU(度)79.412.811.31.40.139.9注，第（1）-1层粉砂为地区经验值。1.2.3.3各层土渗透系数结果统计对基坑开挖范围内的各层土的渗透试验结果进行统计,统计结果见表2.4.3。渗透试验指标统计表表2.4.3层号土层名称最小值（cm/s）最大值（cm/s）平均值平均值标准差变异系数标准值（cm/s）(cm/s)(m/d)=1\*GB2⑴粉土3.14E-045.38E-044.30E-040.3700.2612.61E-04=1\*GB2⑴-1粉砂1.17E-032.37E-031.92E-031.600.1981.67E-03⑵粉土2.36E-043.81E-043.37E-040.2900.2022.59E-04⑶粉质黏土4.54E-057.48E-055.77E-050.04900.1715.15E-05⑶-1粉土2.36E-043.81E-043.20E-040.2700.1902.50E-04=4\*GB2⑷粉质黏土5.82E-057.56E-056.42E-050.05500.1235.51E-051.2.4场地水文地质条件1.2.4.1沿线场地环境类型根据相关气象资料,本场地的干燥含水率指数一般应小于1.5,属湿润地带,场地的土壤含水率一般应小于30%。按照我国的《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001及2009年修订版)的附录G表G.0.1,综合分析可以判定该路段的沿线施工场地的环境等级是否属Ⅱ类。1.2.4.2沿线地表水特征拟建工程为老河道整治工程。现有河流周围的主要地表水为河水。勘察期间，该河仅有少量地表水，水深小于0.5m。1.2.4.3沿线地下水类型、深度、幅度拟建工程项目沿线的土壤地下水主要属于土壤孔隙深地潜水,赋要储存在当地土壤的深层裂隙及土壤孔隙中,主要就是通过当地大气系统中的天然降水供应进行氧气补给。地下水库的排泄物主要成分来源于雨水蒸发。地下室的水位主要还是受到气候季节性和当地气候的因素影响。勘察期间地下基层水位平均设计埋深4.30～4.50m（绝对高程约45.67m）。根据观测资料，地下水位年变化范围约为2.0～3.0m，历史最高地下水位绝对高程为49.5m（距天然水面以下0.0～1.5m），抗浮水位高程可考虑为49.5m。1.2.4.4场地不良地质作用及地下埋藏物经现场调查,不可能存在危岩、崩塌、采空区、活断层等可能影响项目工程安全和稳定的不良地质条件作用;未检查到的河道、坟墓、防空孔洞、巨石等埋藏物。1.2.5岩土工程条件分析、评价1.2.5.1场地稳定性与建设适宜性评价根据现场勘察及区域性地质数据,本次沿线地质勘察未能找到可能会直接影响该高速公路施工的活动性断裂。不可能存在山体滑坡、山体崩塌、水泥石流、人防工程、旧河道等对工程安全稳定产生的不好地质影响。确定施工场地是否稳定,适合工程建设。1.2.6场地土承载力特征值、压缩模量及压缩性评价1.2.6.1各层土承载力特征值及压缩模量和压缩性根据动态式静力接触、土工测试等方法和指标,结合本区域实际经验,综合考虑确定了各层土的承载力学特征值、压缩模量和压缩系数,见下表3.2.1。各层土的承载力特征值及压缩模量、压缩系数表3.2.1层号（1）（1）-1（2）（3）（3-1）（4）（56）岩性粉土粉砂粉土粉质黏土粉土粉质黏土细砂kPa1009590100120140200Es0。1～0。2（MPa）6.65.05.64.78.26.118.0a1-2（Mpa-1）0.28/0.260.390.210.30/压缩性中中中中中中低1.2.7场地地震效应评价1.2.7.1建筑场地类别和建筑抗震地段划分根据项目工程等效地质测量数据分析估算,该项目工程在20m以上深度覆盖区域内等效地质剪切面的波速厚度应严格控制在208m/s,且不同工程使用场地不同覆盖层间的厚度间距应不得大于50m。根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第4.1.3条,建筑物属于使用抗震区域的建筑场地抗震分类等级应当被作为Ⅲ级,根据《建筑抗震设计规范》第4.1.1条,拟建的建筑场地分类应当同时归入高层建筑物的抗震工程设计总体的剖面。1.2.7.2抗震设防烈度，设计基本加速度和设计特征周期工程区抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.05g，设计特征周期为0.45s。1.2.7.3地基土震陷可能性分析1.2.7.4液化判别1.2.8河道工程分析与评价根据目前拟建的地区沿河干流河道钻孔黏土揭露的具体情况,拟建的沿河流河道钻孔揭露深度1米范围内的黏土地层主要由(1)-1层砂质粉土、(1)层砂质粉土、(2)层不含粉质粘土和(3)层不含粉质土的黏土地块组成。开挖区土质较稳定、均匀，土体粘聚力一般，河道开挖容易；除上部淤泥外，渗透系数较小，有利于河道防渗处理。河道开挖所需各土层三轴剪切试验参数见表2.4.2，渗透系数见表2.4.3。1.2.9天然建筑材料本工程所需土料可在当地取得，建议购买人工骨料和块石。1.2.10土料土壤材料可以从当地获得。河流两岸广泛分布有大量粉土、粉质粘土，厚度稳定，分布均匀，储量充足。第三节毕业设计的目的与要求1.3.1毕业设计的目的1.巩固、拓展和提高理论知识，使之系统化。2.培养了大学生在专业中综合应用所有专业知识,解决现场工程技术中存在的问题等方面的能力,初步熟练掌握了施工组织设计的操作方法与步骤。3.通过这次毕业设计的理论与实践,提升了大学生对于毕业设计的独立思维、研究、解决问题的意识。4.通过这次毕业设计练习,使得学生进一步地树立正确的毕业设计理念和对待政策的看法;进一步牢固树立我们对于热爱中华民族社会主义祖国及对于我们祖国的水利、电力建设的崇高情操;培养大学生敢于爬上高峰,刻苦努力学习,实事求是,谦虚谨慎,认真负责的人格和工作做法。5.研究的成果共计15000多字的毕业设计说明书及4张毕业设计示意书。6、要充分发挥自己独立思维的能力,创造性地完成所需要的设计工作。我们要严格按照相关的技术标准和规范,尽量引进国内外的先进技术和管理经验。7.要有认真细致的工作作风,使设计成果更上一层楼,从中得到锻炼。8、要充分地高度重视和认真阅读熟悉工程相关设计资料,了解其设计规范及对设计技术的基本要求,认真地研究设计其中的具体内容,明确所有必需的各项设计技术任务,并在工程规定的施工时间内顺利地设计完成各项所需的设计内容。1.3.2主要内容1. 确定水闸位置并进行平面布置；2. 拟定各部分的结构型式和尺寸；3. 进行水力计算；(1) 闸孔宽度的确定；a. 计算条件的选择；b. 水流计算；（2）消能防冲设计；确定消能形式和消力池计算4. 防渗设计(1) 防渗布置；(2) 渗流压力计算；5. 闸室稳定计算6. 两岸连接建筑物布置7. 绘制设计图和编写设计说明书8. 英文翻译1.3.3重点研究问题1.水力计算，堰型、堰顶高程和水闸总宽度的确定；2.防渗设计，地下轮廓线布置；3.闸室稳定计算，闸室整体稳定和沉降计算；4.消能防冲设计；上下游连接段的设计方案及稳定和强度计算分析。第三节工程综合说明随着我国水利工程科学技术的不断进步以及对城市园林、自然资源建设、环保管理、灌溉和发电等领域的需求,近年来钢闸坝已经在河道综合整治项目中得到了大规模的应用,已基本替换了橡胶坝。主要原因之一就是钢闸坝克服或者避免了橡胶大坝运营管理复杂、安全性差、可靠度高的问题,橡胶大坝容易出现老化,质量事故的发生率很高。钢闸坝属于一种新型可调节式溢流坝,由土建结构、固定轴承钢坝体、驱动器和设施所组成。该类建筑物特别适用于宽的河口(10m-100m)及小的水位偏差(1m-6m)。因此,钢闸坝在施工中的设计范围是可以说得更广。沈阳市棋盘山泗水河污水防护处理工程两座钢铁坝宽度各限38m和40m,可以同时节省许多桥墩。因此,结构简单,可以节省大量的土建投资,还有的时候可通过建造立坝来蓄水,靠坝放水,利用流经坝顶的雨水形成一个人工瀑布的风光和景观效果,结合其成型的经验及在建筑工程中的实际运用,对新型施工钢闸坝的特点进行了初步的分析。1.钢闸坝使用年限根据制造商提交的设计材料,钢闸门大坝的规模和设计利用年限最高可达50-60年,世界上规模和利用年限最长的有近100年。福建省最早的小溪式水电站始建于1958年,至今还保留着。解放前也曾经有人使用过同样的钢结构,到目前为止,已经有人使用了很多的案例。影响钢闸门大坝使用寿命的影响因素有很多,但直接关系到钢闸门坝的损坏和维护。钢闸门坝的闸门运行部件采用特殊的复合材料。这种材料不需要加润滑油,在水下运行几年也不会生锈。另外,钢闸大坝在正常运行中不易被尖锐物体破坏;洪水过后的泥石流对环境并没有产生很大破坏,也没有严重影响风光和景观的效果。综合考虑上述几个因素,钢闸坝的安装和使用寿命远远高于橡胶桥梁和液压式自动翻板闸门。2.钢闸坝运行2.1运行时间沈阳棋盘山泗水河污水治理项目有两座大型钢坝,孔口宽度为38m×2米、40米×采用yjq-q型液压集成启闭机,启闭功率2台×800kn,2个×1500kn,工作电机运行行程2.6m和4.0m,开度0.5-0.8m/min,电机功率2.5m×15kw、2台×22kw,采用液压式启闭机进行启闭大型钢门坝,在不到5分钟的时间内就已经即可以轻松地完成了大坝的上下升降和垮塌,有效地保证了各种特殊情况下的突发性洪水及时排放和泄洪。橡胶大坝主要是通过曝气或者充水等方式进行升坝,一般每天需要2-3个小时以上才能完全进行升坝或垮土。随着使用次数和年限的增加,大坝结垢导致曝气(水)和排气(水)时间增加。2.2启闭机运行方式正常运行时，全行程启闭闸门；在调试和事故期间，闸门可就地启闭。2.3启闭机控制方式机电一体化的启闭机是采用电气控制系统进行同步操作,实现对闸门的启闭控制,实现就地控制。传感器实时地采集了闸门的开启信号,并在仪表上显示了系统正常运行的状态;闸门的打开与关闭地点位置均可以通过仪表来确定。闸门移动时,到达规定的位置后自动进入闸门停止;闸门的上、下端应有限位开关,保障闸门操作安全。当闸门异步误差超过设定值,电机就会自动停止并产生声光报警信号,保证了设备安全正常运行。2.4运行可靠性2.4.1钢闸坝采用机械锁紧，可任意角度锁紧，当大坝坍塌、上升或调整水位时不移动。2.4.2钢闸桥体水坝溢流能够从钢闸桥体上下部向坝体桥顶上部进行长一段时间的大口径流量水坝溢流,形成瀑布式的钢闸水坝溢流效应。2.4.3钢闸大坝的自动化水平程度很高,能够实现先进的水力自动控制。2.5安全性和可靠性钢闸坝上部设2套液压开启闭合机一体化驱动。这种驱动器是一种全新的、高性能的驱动器。系统结构简单,操作方便,不用担任油管、水泵和机械设备的辅助。另外,这种带有自动控制的驱动器件配有一个手动控制装置,可在出现停电或其它事故时进行手动控制。操作力仅为5kg,这样就可以有效保证坝体坍时塌、升时高,安全性较好。2.6冬季冰冻在冬季,钢闸大坝应该倾斜一个相同的角度。此时,如果钢闸坝结冰,则其表面可沿着倾斜的角度继续向上扩展,从而有效地释放出水结冰的膨胀能力,使得钢闸坝免于严重受损。另一方面,由于钢门坝的硬度,每年春天冰水都能安全地排入到大坝的顶部,而且钢门大坝也能轻松安全地过冬。2.7防腐钢闸门大坝坝体面均采用《水利水电工程钢闸门制造标准规范》对钢闸门进行了热锌涂刷。粘合剂的附着性很好。相关研究结果显示,当泥沙流速小于或等于8m/s时,锌层不会受到破坏,普通河流的流速达不到这一流速。3.钢闸坝解决泥沙问题钢闸阀门坝采用了一种独特的桥梁闸体结构。它没有底部的门槽或者侧部的门槽。它采用了一种门叶沿着底轴方向旋转的机械结构。当三峡大坝上升或下降时,上游的止水并不会从中离开大坝的圆轴线表面,始终处于密封的状态;基于侧向止水相同的工作原理,止水面上并且不离开胸墙,因此其淤积量并不会直接影响到钢闸坝升降。对于淤积很多的河流,在坝前应设置拦污栅,有效地拦挡了大块砂砾石。。二是在进行溃坝泄洪时,增大了坝口的流速,可以有效使得泥砂和水的混合料随着洪水直接向下游冲去。钢闸坝在长期蓄水时容易淤积,但钢闸坝绕底轴线向下游倾倒,因此当大坝垮塌时,淤积的泥沙被水流冲到下游,不可能形成堵塞。此外,还根据洪水后含沙量分析了门体上的泥沙淤积量,并根据泥沙量计算了大坝的升力,充分考虑了大坝升力时克服泥沙的作用。4．钢闸坝能耗小，不影响泄洪断面一座大坝进行抬升和溃坝工作仅需要两台驱动设备,每台驱动设备的最高额定容量功率分别为22kw。这样一个钢闸坝的平均用电负荷仅可以控制在60kw/h左右,每次提水的持续时间约一般是2-3min,节省了相当大的用电。钢门坝底槛与河道同高。大坝垮塌后,会向下游倾倒,完全可以泄水,不能形成阻水段,不影响泄洪。5．结论通过以上分析钢闸坝的设计,可以清楚地看出,钢闸坝是一种新型、美观、实用的拦河坝。它既充分利用了大自然又不会破坏人类的生态,既能够彻底解决大型城市河道和蓄水之间的冲突,又能够更加有利于对生态环境的维护,特别重要的是采用了一体化开关启闭机,不但结构紧凑,安全可靠,而且在各个方向上可以进行任何一个角度的布置。随着钢闸坝在河道整治工程中的不断应用和完善,钢闸坝技术将越来越成熟,在水工建筑物景观中发挥主导作用。第二章闸址及形式选择第一节闸址选择闸址的选取直接影响着工程建设的完成与失败以及经济效益的最大化,这就是水闸结构设计过程中的重点。根据各类水闸的作业功能、性质特征和使用需求,结合本区域的经济条件,综合考虑自然地貌、地质、建筑物、交通、水流、潮汐、冰雪、泥沙、施工、管理、周边环境等多种影响因素,等进行综合分析考虑,通过科学技术和经济比较来确定。闸址宜设置在地势开放、岸边坡度稳定、岩土夯实、地下水位相对较低等地段。门址宜选择具有良好的自然地基条件的地质环境。中砂、粗砂、沙粒均适合使用于闸机的基础。尽量减少淤泥及其他淤泥、细砂等地基,必要时还应该做出相应的防治和处置措施。钢坝的水闸宜选择在河道顺直、河势相对稳定、河床单一的河段,也有可选在新建的垂直弯道河段。应当充分考虑建筑物的资源、外部运输、施工引导、场地设计、基坑的排水、建筑用的水电和能源供给等。同时,还要充分考虑到建筑工程的管理和维护、防洪及水闸建成后的安全和应急救援措施。过程和闸道对水流流动形态的变化影响利用是我们在正确选择利用闸道和地点时必须首先进行考虑的主要一个影响利用因素。要求必须严格做到:过程闭闸时保证水流顺畅,流量来源分配均匀,不至于允许过闸出现具有偏流及其他有毒物质危害的水流冲刷或积水淤积。拦水运河拦水闸适当选择挑选在上游河道顺直、水流平缓地势相对稳定的上游河道沿岸,闸的河道主体运行中心线宜与下游河道主体中心线运行方向形成正交,其上、下游两条河道直接拦水线段的河道长度一般平均不宜控制为河道小于5倍,即在拦水闸的出入口处的两岸水面直线宽度。进行防洪水闸或两河分洪的水闸适当选择地选在沿着一段河岸上游水位基本稳定的弯道顺直流向河段或通过弯道流向凹岸的水位顶点略偏下游的河岸地方。进入河道水闸工程中心线和进出河道工程中央中心线之间的水闸交接口角度相对不宜不得大于2或超过30度,其上游的弯水引河航道工程水闸长度也相对不宜太短;应将位于靠近弯水航道河段的水闸入口式或非进行式的水闸适当地选择布置在一个靠近弯水河道较深的水潭的岸边。水闸主体集中连接线的总体布置设计要求应充分考虑主体到各个闸室和两侧不同楼层高的建筑物之间的均衡对称。一般而言,水闸的深谷中心线位置应该与疏通河流过程中的深谷中心线相互交叉重合。在弯曲桥段河道上进行修筑新新拦截黄河引水闸,为了有效解决工程施工中渠道导流的复杂问题,常将新新拦截黄河引水闸址道的设置地点选在弯曲桥段河道和较大黄河坝体的凸出两岸,利用黄河原有的弯曲河道进行导流,裁剪减弯改曲取直,新新拆开上下游的拦河引水和渠道排泄渠,新新拆开的引水渠道既要尽量减少或大大缩短它们的渠道长度,又一定要使它们的引水进出口渠道能够与原来弯曲桥段河道的导流平顺相互紧密衔接。具体布置见钢坝闸门平面布置图。第二节拟定各部分的结构型式和尺寸闸室按结构形式可分为：开敞式水闸和涵洞式水闸。2.2.1开敞式水闸闸室上面采用无填混凝土密闭水闸。一般在具备泄洪、排水、通风、过木等需要时,多采用无带胸围墙的开启式水闸,多适合作拦河闸、排冰泵闸等。但是当上游由于水位的变幅较大,而对下泄的流量也具有一定的限制性,为了避免闸门太高,常以带胸墙的开启式水闸,如进出口水闸、排入口水闸、挡潮阀多使用这种类型的形式。2.2.2涵洞式水闸闸体上面为填土密实封闭水闸,又称为全封闭水闸。通常被广泛应用在穿堤或者排水等方面。洞内的水流量一般可以分为有压力或者无压力。综合考虑本次工程的特点,上、下游水位之间的误差较小,不须严格控制水流,泄洪过程中可能会出现有漂浮物等情况,可以选择采用一个无胸围墙的全封闭开敞型水闸。2.2.3闸孔形式的选择闸孔形式一般有宽顶堰型、实用堰低型和胸墙孔口型三种。1．宽顶堰型。这种结构是现代水闸中最为普遍广泛采用的一种新型基层桥式底板水闸结构。主要的几个优点之一是那就是该泄流设备整体结构简单、施工方便、泄流运行性能也相对来说比较稳定,有利于有效防止自由泄洪、冲刷泥沙、排淤、通航;它的其他缺点主要在于,当自由泄洪溢流运行过程中,流量损失系数很小,容易随时发生溢流波形和漏水。2．实用堰低型。其中主要包括了柱状梯形、曲线型及梯形驼峰等。实用堰体同类型自由堰体泄流时,流量改变系数相对较大,水流改变情况也比较优良,选择一种比较适宜于改变堰面泄流形态的大型堰体,这样就完全可以有效减少泄流波状堰的积水。但是泄流传动能力在船头尾水位发生变化时所受影响比较明显,不稳定。3．胸墙孔口型。这样的堰既能够减小阀门的高度及开启门力,又能够降低施工桥高及建筑物的造价。2.2.4最终结论根据不同形式的适用情况和条件,综合地考虑了该工程的特点,河槽进行蓄水,闸前基本不会出现淤积,闸底的高程也应尽量下到最低。因此,采用了无底部砍平面的宽顶堰,其坝体高度与河床相等。其中包含上游的连接路线、闸房段和下游的连接路线。上游的连接段主要包括两岸大沙沟河道和路面铺盖段,总长20m,浆砌石护底长度为10m,c25钢筋砼闸的底板长度为10m,两岸干砌石护底长2.2m,防冲槽长1m。闸室段保留了原闸底板及闸墩的基本尺寸,中间为长15m的C25钢筋砼闸底板,两边分别布置有塑钢TG402钢梯,宽为0.8m的钢筋砼边墙以及宽为35m的启闭机室。下游的海岸连接淡水路段主要设施有海水消力池、海流泥沙漫游及海水防冲。消力池隧道全长20m,采用双层钢筋混凝土主体结构,两侧分别设置一个c25混凝土结构重力式排水挡墙;海漫段20m,下游与该区域的连接段道路总长5m,两岸的干砌石护底段长2.2m,防冲槽长1m。具体见钢坝闸平剖面图。第三章水力计算3.1确定堰顶高程一般的正常情况下,拦截黄河拦水闸的主体底板顶面高度应该与其他两岸河底相对平齐,因此水闸堰顶的底板高度一般应该必须是与其他两岸河床的底板高度基本相等,也就是说需要拦截黄河拦水闸的堰顶底板高度一般应该至少是48.0m。3.2闸孔总宽度及孔数(1)拦河闸宽顶堰的出流状况判别：计算如下：设计流量Q=46.10m3/s；上游堰上水深H=50.2-49.2=1m由堰顶算起的下游水深上游河道断面面积A==(5+1×1)×1=6上游行进流速计入行进流速水头的堰上水深为流态判别：>0.8,故为堰流。(2)对于平底闸，当为堰流时，闸孔总净宽按SL265—2001《水闸设计规范》中(A.0.1-1)、(A.0.1-2)公式计算得：(3-1)(3-2)(3-3)其中，——闸孔总净宽(m)；Q——过闸流量(m3/s)；Ho——计入行近流速水头的堰上水深(m)；m——堰流流量系数，采用0.385；ε——堰流侧收缩系数,由表3.1查得;——单孔净宽(m)；——上游河道一半水深处的宽度(m);б——堰流淹设系数，按公式(3-3)计算求得或由表3.2查得；——由堰顶算起的下游水深。b0/≤0.20.30.40.50.60.70.80.91.0ε0.9090.9110.9180.9280.9400.9530.9680.9831.0000.920.930.40.950.960.970.980.990.9950.998б0.770.740.700.660.610.550.470.360.280.19计算如下:由查表3.2得σ=0.19ε假设为0.95，m=0.385,则由公式3-1计算得：根据开启闭机和闸门的生产制造技术能力,确定每个水闸的单孔宽度b=5m,取1孔,总净宽b=20m.3.3流量计算《水力计算手册》表3-2-4得m=0.385由于m已包含侧向收缩的影响，所以取ε=0.95则由公式3-1得：过流能力满足设计要求。3.4消能防冲设计当闸下水闸内部发生冲刷泄水时,部分的排水势能会被转变成部分动能,流速也自然会随之增大,而且由于闸下土质松软河床的排水抗冲抗蚀性能较低,所以,闸下水的冲刷溢水现象本身就是一种常见的泄水现象。不会造成危害整个工业建筑物安全的风险冲刷,一般正常情况下都必须是被国家允许禁止使用,但对于有害的安全冲刷,则必须一定要及时采取妥善的安全风险污染防范和质量控制措施。闸下的排水消能、预冲工程是前进水闸主体结构设计的一项重要技术内容,应当仔细地设计做好,对于一些关键性排水工程,需要经过专业水工技师模拟的现场实验再次检查予以严格验证。闸下出现冲刷问题的原因可分为很多个方面,有的可能是由于工艺设计不正确而造成的,有些可能是由于操作人员运用管理不好而导致的。为了有效防止对河床的有害冲刷,保证水闸的安全正常运行,首先必须选择一个较为适宜的最高过闸单宽流量;其次就是合理进行建筑物的平面布局,以利于控制水流的扩散,避免或缓解水流回归的影响;第三种就是通过消除河道中水流多余的能量并且采取与之相应的灭火、防洪冲击等设施,保护好河床和岸坡;第四个特点就是制订一套合理的执行程序和运营方式,并且严格遵守规定的操作程序。3.5过闸水流的特点3.5.1.水流复杂初期泄洪时,闸下部水深相对较浅,随着闸门启动程度的提高,水深逐步加深。闸下的出流将主要发生在从孔口向堰口,从自由入口向洪水淹没时的出流,流型更为复杂。因此,消能设备应能够完全满足任何一种工况的消能需求,并与下游接触良好。3.5.2.闸门下容易形成波浪形水跃由于海平水闸上下游的船闸水位之间差较小,泄洪时的船闸水流阻力弗劳德韦尔系数相对较低(FS=1～1.7),很容易导致发生洪水释放式或波浪式的船闸水跃,尤其特别是在低于水平水闸底板的积水情况下。此时室内无强烈的湍流水跃动或滚转,水面高度轻微起伏,消能震动效果差,冲刷震动性能大。再者,水流量向局部两侧单元方向处于紧张的缓急流流动状态,不易向两侧局部单元方向扩散,造成两侧单元回流,使下游航道有效宽度明显降低或大幅减小,局部两侧单元有效宽度的增大水流量明显增大,对下游局部航道的水流冲刷严重。3.5.3.闸下易破水一般来说,水闸的宽度相对于上下游的河道狭窄,水流在通过时首先进入水闸,再向上扩散。若由于工程布局或者运行方式不当,出闸内的水流将得到均匀地扩散,将会使干流集中,弯弯曲曲,左右奔腾,形成折流,破坏了消能防冲设施及下游的河道。3.6消能防冲方式选择泄洪建筑物下游水流消能防冲有多种形式。3.6.1.底流消能它的主要优点之一是可以使河道排出高速流动水流在在较短距离内通过快速水跃有效率地转化为能成为慢速的流动水流,消除了河道剩余的水流能量,并与下游支流河道上的正常流动水流紧密相连。平原丘陵地区上游黄河水闸的底部水头水位较低,下游船闸水位水平波动幅度变化较大,适合底部水闸排水和下游消能。3.6.2.挑流消能在建筑物出口处采用挑流斗将水排向下游,不影响建筑物的安全。适合于山区灌溉渠道上的回收式水闸和返回式水泵。下游多为坚固性岩体,水头较大。3.6.3.面流消能在下游排洪沟水深较大且稳定的条件下,可以考虑采用下游排洪沟中水位相对较低的跌坎,将其排出的高速水流输至下游的河面,在跌坎后形成底滚,减少了对河床的冲刷,消除了残余的能量。拟建场地地形平坦，跨度大，部分场地为现状河道，河床抗冲能力低，采用底流消能。3.7消力池设计消力池的功能:闸后由于水流而产生轻微淹没性或水跃,保护闸后水跃区域以内的河道不被侵蚀和冲刷。消力池通常布置于闸室后面。消力池底部通常与船闸底板相连接,坡度为1:3-1:4,坡顶位置可以靠近下游端的船闸底板。为了能够保证无论何种在一次开启时的位置和高度都必须能够同时防止发生一次开启淹没式的闸门水跃开启消能,所以一般需要采用阀门闸前部的水深控制h=50.2-48=2.2m,闸门主体局部的一次开启淹没状态通过情况系数来控制做为对闸门设计过程中的水跃消能和防冲击的控制。3.7.1判断下游水跃衔接形式十年一遇规划设计除涝流量46.1m3/s，即Q设=46.1m3/s。水闸门在建成后五年内每一次遇防雨除涝时的开闸水位均应控制在50.2m。计算表中各参数说明如下：=2.31/1=2.31Eo=消力池池深由《水闸设计规范》附录B式（B.1.1-1）至(B.1.1-4)计算：(3-4)（3-5）(3-6)(3-7)(3-8)其中,——计入行进流速的堰上水深（m）；——孔流自由出流的收缩系数，由e/H参阅《水力计算手册》得；——孔流流量系数，由《水闸设计规范》表(A.0.3-1)查得；——孔流流速系数，可采用0.95～1.0。本设计取=0.95;Q——闸孔出流流量();——过闸单宽流量()；——闸孔总净宽(m);——闸门开度（m）；——重力加速度()；——由消力池底板顶面算起的总势能(m);——收缩水深(m)，孔流时计算得0.499m；——消力池深度(m)；——跃后水深(m)经计算得1.249m；——水流动能校正系数，可采用1.0～1.05。本设计=1.0；——水跃淹没系数，可采用1.05～1.10。本设计=1.10；——出池落差(m)；、——消力池首、末端宽度(m)；——出池河床水深(m)，可根据下游水位与流量之间的关系内插法求得。消力池的深度计算按照公式计算可得，d=0.64m3.7.2消力池的长度计算根据《水闸设计规范》（B.1.2-1）和（B.1.2-2）计算（3-9）（3-10）其中，L——消力池长度(m)；Ls——消力池斜坡段水平投影长度(m)；其中，m为消力池斜坡比，取m=3，d为堰顶与消力池池底的高差，即1.0m。——水跃长度校正系数，可采用0.7~0.8；本设计取0.75L——水跃长度(m);如图程序计算可得，L=8.175m3.7.3消力池底板的厚度消力池排水底板(底层即排水防护坦)在能够承受较大水流底部冲击力、水流底部脉动脉冲压力及底部扬声器压力时,应该保证具备一个足够的底板体积、强度及其它高抗冲击的耐磨性。护坦通常大都是呈中等厚的,也就是用户可以自由选择不同护层厚度,始端的护层厚度较大,向下游逐步逐渐减小。护坦的涂层厚度一般可以按照整体抗冲和耐漂的性能要求,分别对其进行特殊计算,并可以选择其中的最大厚度值。消力池的水闸底板涂层厚度计算可以根据水闸抗冲和耐浮的设计要求,按照lsl265-2001《水闸设计规范》一文中的水闸抗冲和耐浮两个基本计算公式要求进行正确计算,并正确选择其最大抗冲值。抗冲：（3-11）抗浮：（3-12）其中，t——消力池底板始端厚度(m)；Δ‘——闸孔泄水时的上下游水位差(m)；——消力池底板计算系数，可采用0.15~0.20；——消力池底板安全系数，可采用1.1~1.3；U——作用在消力池底板底面的扬压力()；W——作用在消力池底板顶面的水重()；Pm——作用在消力池底板上的脉动压力()，其值可取跃前收缩断面流速水头值50%，计算消力池底板前半部的脉动压力时取正，后半部的脉动压力时取负；——消力池底板的饱和重度(KN/m3)。按照消力池的抗浮性能要求来计算底板厚度时,因为在消力池底部应铺设一个反滤层,护坦上应铺设一个排水孔,其渗透压力应该为零,也就是说消力池上工作的扬压力和水重量的大小都应该相等,彼此可以抵消;则的Pm很小,即对于消力池的底板厚度无须考虑到抗浮性的要求,仅仅可以计算出抗冲性的要求下底板的厚度。=4.01+0.64-0.40=4.25m，取k1=0.175，=m，则底板厚度取为1m。3.8布置海漫3.8.1海漫的作用如下海漫法可以通过减少残流,使得水流均匀地扩散,调节其流速和分布,减少底蚀。3.8.2海漫布置海漫的布置一般与消力池连接，前面设5～10m水平段。为了增加水深和降低流速，海漫全长20m。3.8.3结构设计A.所用材料:由于水平段的流速高,冲刷性能强,故水平段一般采用砂浆砌石或干砖进行砌筑B.厚度：0.3~0.5m为0.4mC.垫层:为了有效提高建筑物的地基内部应力和防渗排水的能力,采用10~15m砂砾作为垫层,取10m。两岸的防水护坡物、厚度和防水垫层一样,同时在河底都有游泳水中的蓝色海漫。护坡从屋顶向下倾斜延伸至两侧岸坡0.5m,护坡底部需要做成一层钢筋砌石齿墙。3.8.4构造要求3.8.4.1消力池材料：采用砼C25分缝：顺水方向分缝，缝距10m，位置不可在孔内。排水：护坦上设排水孔，直径5~10cm，间距1~2m，交错布置，成梅花状布置。下游设反滤层，粒径5~10cm，厚0.5m。3.8.4.1防冲槽内设堆石，粒径20~30cm第四章防渗设计与地下轮廓线的布置4.1防渗设计的原因与目的水闸建成后,由于上游和下游水位的差异,水闸基础、侧墩和翼墙的背面出现渗漏。渗漏不利于建筑物的使用,主要表现在:4.1.1.降低了闸室的耐磨性和两岸机翼墙、侧墩的横梁稳定性;4.1.2.有可能会直接引起建筑物地基渗透或者变形,严重时这种渗透或者变形可能会直接导致建筑物地基受到损坏甚至是崩溃;4.1.3.失水4.1加速溶解后出现物质溶于地基中。防渗排水工程设计的目标是绘制地上水闸等高线,做好建筑物的防渗排水工程设施结构。防止闸门基础的渗透变形;降低闸门基础的渗透压力;减少水分流失;应合理选择地下段的尺寸,并应扩大渗流路径,防止地基和两岸的渗漏破坏。4.2防渗排水的布置原则防渗工程的设计普遍是采用防渗与排水相协调结合的设计原则,即在较高水位侧应采用铺盖、板桩、齿墙等防渗工程,扩大水体的渗径,降低水体的渗坡下沉,降低闸底板上部的渗压;在低水位侧应设置排水装备,如地上的排水、进气管道排水、进气口的排水孔、进气管道排水或减压井连接到下游,使低水位的渗漏物尽快从进气管中排出,降低渗压,防止进气管道渗漏物在入口附近产生渗流或变形。4.3防渗设施按照闸址附近的特殊地质条件,确定了相应的处理方法。⑤砼的抗渗措施往往选择水平垫层替代板桩,避免了破坏粘土自然结构,形成了板桩和地基之间的下部渗流渠。由于砂土容易产生管涌,所以我们应该首先要考虑的一个重点就是如何防止砂土渗透和变形。可以使用毛毯和板桩的组合。1、铺盖法是一种特殊的适用于黏性砂质地基的水平面防渗处理措施。2、板桩是指一种适合于砂质地基的竖向防渗工程。一般选择设置在闸体底板的上游或者铺盖层前端,以减少渗透的压力。3.底板上下游端一般设置齿形墙，有利于抗滑稳定，延长渗径。由于闸基的土壤主要是粘性土，防渗设备被粘土覆盖，齿墙设置在闸门底板的上游和下游侧。为避免破坏天然粘土结构，不宜采用板桩。钢坝闸是一种属于小型的水闸工程,由于其闸基的防渗设施布置简便,因此可以采用直线展开方法对其进行渗流量的计算。按照《水闸设计规范》(SL265-2016)规定的闸基防水渗漏长度必须满足以下各种式子要求。L≥C∆H式中：L——闸基防渗长度；C——允许渗径系数，取值可查《水闸设计规范》（SL265-2016），所以取C=7.∆H——上、下游最大水位差，取0.2m。计算可得，闸基防渗长度需要满足L≥0.2×7=1.4m。4.4确定地下轮廓线地下的基层轮廓和曲线结构布局仅用于考虑覆盖到地下水平面的基层防渗保护设施,由基层铺盖及地下基层防水底板连接做成的基层防渗保护设施。L'因为L'4.4.1闸基渗流计算闸基式渗流法的计算主要目的就是为了计算渗流范围内的水体渗流压力、水体渗流速度、水体渗流坡下沉降率和水体渗流量(大多数情况下水体渗流量都可以忽略不计)。4.4.2地基有效深度计算地下轮廓线水平投影长：L0地下轮廓线垂直投影长度：S0防渗长度按改进阻力系数法计算，按下式计算:地基有效深度计算：式中:

Te-土基上水闸的地基有效深度(m);

L0-地下轮廓的水平投影长度(m);

S0-地下轮廓的垂直投影长度(m)。

计算得由于，则按公式进行Te:=0.5L0

计算，平邑节制闸地基有效深度为13.5m。4.4.3分段阻力系数计算

把实际地下轮廓全部进行了简化,使之分别变成了垂直与水平的两个主要组成部分,根据所简化的地下轮廓中不透水的部分以及各个角度相间的等势曲线,将地基分为了进口段、铺盖水平段、牙墙段、闸房水平段、出口段。

①进口段、出口段阻力系数按下式计算:

式中:

ζ0-进、出口段的阻力系数;S-齿墙的入土深度(m)

T-地基透水层深度(m)。

②内部垂直段阻力系数按下式计算:

式中:ζy--内部垂直段的阻力系数。

③水平段阻力系数按下式计算:

式中:

ζx-水平段的阻力系数;

Lx-水平段长度(m)

;

S1、S2-进、出口段齿墙的入土深度(m)。4.4.3.1各分段水头损失ℎ4.4.3.2进出口水头损失的修正ℎ式中ℎ0ℎ0β——修正系数，按下式计算：其中S‘T‘4.4.4出逸坡降的计算出口渗流平均坡降按下式计算：式中:S‘ℎ0经初步计算，出逸坡降大于允许值，则在底板下游末端打一道深3.5m的短板桩，以降低出逸坡降，此时出口段修正系数β>1，无需修正。计算结果如下表：经过初步计算，出逸坡降大于允许值，则在底板下游末端打一道深3m的短板桩，从而降低出逸坡降，此时出口段修正系数β>1，无需修正。计算结果如下表：阻力系数渗压水头损失h水头损失修正值h'各角隅点渗压水头进口段0.570.660.50H1=5.20铺盖水平段1.341.551.71H2=4.70齿墙垂直段10.140.160.16H3=2.99底板水平段1.551.801.80H4=2.83齿墙垂直段20.060.070.07H5=1.03齿墙平行段0.060.070.07H6=0.96出口段0.780.890.89H7=0.89和值4.115.205.20H8=04.4.5抗渗稳定性验算渗流出口处平均坡降计算为：J0=ℎ底板水平段平均渗透坡降为：Jx=ℎ4‘4.4.6排水孔设计在消力池末端至消力池首端1/3消力池池长处打一排排水孔，间距为0.5m，孔径0.1m，孔深2.0m。第五章闸室稳定分析当水闸的建设全部完成后,地基上的土壤压力最高,沉降也很严重。过大沉降,尤其是不均匀的沉降,会导致使闸室上升和倾斜,影响到水闸的正常运转。因此,当地基上的荷载太高,超过了它们所允许的承载能力,那么整个土壤都会被毁。水闸是指在水平或者浅层推力的作用下,在水平或深层滑动的运行中,可能是沿着地表滑动。因此,有必要针对水闸在刚开始建成、运营、维护、施工周期等各种不同条件下的安全和稳定性做出验算。对于孔少无接缝的小型水闸,可以整个水闸房(其中包括侧墩)作为校核单元;对于孔道数量相对较多、沉降裂缝相对较多的水闸,应该选择两缝之间的水闸单位来进行试验。5.1荷载计算及组合5.1.1重力它们包含了闸室部位的主体结构和其上所有的填筑土地和永久装置的重力,包含了底板的重力、闸墩的重力、胸墙的重力、闸门的重力、开关式闭合器的重力、控制间隙的重力。重力根据各个零件的大小尺寸和材料的重度进行计算可知,本设计选用钢筋混凝土的重度取为25KN/m³,重力分别作用于各自的重心处。5.1.2水的重力计算方法与结构重力一样，水的重度取9.81KN/m³。5.1.3水平水压力闸前为钢筋混凝土进行铺盖时,上游的排水压力按以下式来计算:PP式中：H2pcℎ‘下游水压力参照以上公式进行计算。5.1.4波浪压力本设计取浪高0.6m，波长5.0m，据此计算波浪压力。根据已有数据，H=5.20m>HLj=2沿单位宽度上的波浪压力PL（KN/PℎHLj式中ℎ0HL5.1.5扬压力参照渗流计算部分进行计算。本设计计算基底压力时，以底板底面上游端点为矩心，计算全部荷载对其的力矩之和M0e从而上下游端的基底压力为：pa.完建（未放水）情况下作用荷载和力矩计算表如下：部位重力（KN）力臂力矩底板3570621420闸墩7920647520胸墙1699.281568.32启闭机4149.63974.4闸门4259.64080控制室435.759.64183.2合计13496.8584069.21b．设计洪水情况下作用荷载和力矩计算表如下：荷载名称垂直力水平力力臂力矩竖直向下竖直向上水平向右水平向左顺时针逆时针闸室自重13496.8584069.21上游水压力2788.12.276328.987535.60.5267.858.90.3319.437下游水压力29.40.823.521400.90.25350.22558.40.211.68浮托力1525.969155.4渗透压力257.70.12532.2125450.34.672102.9011220.867324.8水重力7979.34.7437821.8810411.21249.2和值22517.153454.73382.61488.7129756.519000.7419062.451893.9110755.77755.2闸室稳定分析5.2.1完建（未放水）情况：e=P=13496.8512Pmax=73.8（KN/㎡），Pmin=58.6（Kη=96.973.858.65.2.2设计洪水情况：e=P=19062.512Pmax=102.3（KN/㎡），Pmin=84.6（Kη=161.383.15.2.3抗滑稳定性验算：P=2.5=134.7（KN/㎡）Pmax5.2.4地基表层滑动稳定性验算Kc=tan20°×5.2.5地基承载力计算tgδ=取R=140KN/㎡，Pmax=102.3（KN/㎡）<R=140K第六章水闸与两岸连接建筑物的布置6.1连接建筑物的作用水闸就是连接江河两岸的水闸建筑物或者可说是排水土石坝等在进行互相连接的工程时候,必须一定要在两个水闸之间分别设置一个互相连接的水闸建筑物,其中一般包括上下游的水闸翼墙和侧墩(或者可说是下游侧墩及上的岸壁),有时也必须在两个水闸之间分别设置一个水闸防渗墙。它的作用为：1、两侧填筑一块，保持土石坝及两侧稳定。2、水闸泄水或引水时，上游翼墙主要用于引导水流顺利进入闸内，下游翼墙则使水流从闸内均匀扩散，减少冲刷。3、防止闸水流冲刷两岸或土石坝边坡。4、与门体相连的岸坡或土石坝，应采用门体两侧防渗的方法防止渗透变形。5、在软基上设置独立的岸壁时，可以减小地基沉降对闸体应力的影响。在水闸工程中,连接两侧的结构建筑物占到了整个工程中很大的比重,有的甚至能够达到全部工程总造价的15%-40%。门的多余数目越小,所要占用的比重就越多。因此,在水闸的设计过程中,连接构件和建筑物的位置选择及其布局应该引起足够的关注和重视。连接式建筑形态和布局6.2边墩和岸墙当水闸建在比较小的基础上,地基可以与两堤或土石坝直接连接。此时,边墩围墙即需要作为墙体挡土墙,承受上中下游面上的混凝雨水渗透压力、下游面上的混凝泥浆渗水压力和下游混凝土层的雨水渗透力等压力,以及自重、扬重和压力等巨大荷载。侧墩与闸门底板之间的连接可以是整体的或分开的,这取决于基础条件。侧墩可分为重力式、悬臂式或墙承式。重力墙可以用砖石或混凝土建造。其优点是结构简单,施工方便;缺点是它消耗更多的材料。重力墙主要是适用于水闸,其中墙高小于6m。悬臂墙一般是由钢筋混凝土框架结构,其适用的高度范围为6m-10m。支墩墙一般由钢筋混凝土制成,特别是适合安装在墙高小于10m的大型水闸。当闸门体高、基础薄弱时,如果侧墩仍直接作为挡土,由于侧墩和闸体基础之间荷载应力差异较大,会使底板产生较大的不均匀沉降,影响了闸门的开启和封堵,造成底板应力较大,甚至在过程中产生裂缝。此时,可在侧墩背面设置一道岸壁。边墩只是用于支撑闸门和上部结构,土压力则由岸壁来承担。岸壁可做成悬臂、支墩、空箱或拱形。这种连接方式可以是作用于地基上的荷载从锁室传递到两岸,从而减小侧墩和底板的应力和不均匀沉降。如果原有土石坝修筑地基的河岸承载能力属于过低,可以考虑维持其河岸原有的稳定河岸水平坡度,或将原有土石坝地基修复后筑成稳定的河岸边坡,可以考虑采用修筑钢筋混凝土墙或挡土墙等来连接边墩和保护河岸或者也就是修筑土石坝。侧墩不留土。6.3翼墙上游的翼墙不仅有一定的阻力,而且在防洪时,还需要通过引导上游的水流直接进入闸室,二者之间配合着铺盖以发挥抗渗的作用。因此,该工程的平面布局应与上游的进水状态及防渗设施协调一致。沿着水流线方向运行的长度,应该能够满足所有的水流情况。上游端宜直接插入岸坡,墙顶宜不得超过最大蓄水量至少0.5-1.0m。为了尽量减少机场翼墙数量,当泄洪闸的落差很小时,流速很小时,也可以将翼墙顶部淹没在水下。在铺盖梁墙前端搭设板桩时,