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1、水闸设计指导书山东省水利勘测设计院2014年4月1设计依据2工程等别和标准3闸址选择4工程总布置5水力设计6防渗排水设计7结构设计8地基处理设计9安全防护及遗留问题1设计依据1文件依据流域规划、区域规划、防洪规划等相关规划；前期设计文件、批复意见、遗留问题等；其他引用的资料。2规范、规程现行与本工程有关的规范、规程、标准以及强制性条文、水利水电工程节能设计规范、有关劳动安全和环境保护要求的标准规范等。（提示：优先采用水利行业规范）。3前期工作审查意见及遗留问题前期工作审查意见及有关部门批复意见，遗留问题处理意见。2等别和标准1工程等别及建筑物级别闸最大过闸流量为m3s，根据水利水电工程等级划分
2、及洪水标准（SL252-），工程等别为等，为主要建筑物，级别为级，为次要建筑物，级别为级，临时建筑物级别为级。（提示：工程等别需根据规范（SL252-）2.2.1条有关规定及相关规划综合确定）2设计标准闸级别为级，根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-），确定本工程设计洪水（潮水）标准为年一遇，校核洪水标准为年一遇，消能防冲设计标准为年一遇（山区、丘陵区水闸）。交通桥荷载设计等级为。（提示：洪水或潮水标准需根据规范（SL252-）3.3.1、3.3.2条有关规定及相关规划综合确定；平原区水闸或挡潮闸消能防冲洪水标准应与该水闸洪水标准一致）3地震设防烈度根据中国地震动参数区划图（GB1
3、8306-）及地质资料，本工程场区地震动峰值加速度为g，相应地震基本烈度为度，工程设防烈度为度。（提示：地震基本烈度由地震部门测定，除特殊情况外，设防烈度一般与基本烈度一致）4坐标系与高程系本工程坐标系为，高程系为。5主要技术资料（闸门控制运用方式尚需根据防洪、河道综合规划、模型试验等视具体情况综合确定）6材料技术指标及标准说明砼强度、抗渗及抗冻等级防渗体的技术指标要求材料耐久性要求桩基（含复合地基）的完整性、承载力等要求回填土石料的压实度（相对密度）等要求分缝止水技术指标其他2等别和标准3闸址选择对于新建水闸，在项目建议书结论的基础上进行分析，提出比选方案（一般不少于三个）。对各闸址方案，主
4、要从地形、地质、水流、潮汐、施工、管理、建筑材料、环境影响、内外交通、当地人文景观、冲淤等方面进行论证、比选，必要时可进行工程估算比较，经综合论证后选定闸址方案。（提示：各闸址方案需附布置图及布置说明。初步设计阶段需对可行性研究阶段选定的闸址方案进行复核）4工程总布置1枢纽布置简述枢纽工程组成、主要建筑物总体布置、相互位置关系等。包括闸室布置、防渗排水布置、消能防冲布置、两岸连接布置。（土质地基水闸在初设、施工图阶段应采用改进阻力系数法、流网法或数值计算法进行复核）（应根据地基土性质、地形条件、水头差等综合确定消能方式，必要时可进行方案比选；消能防冲布置应注意和防渗系统、排水设施、下游河道等的
5、连接，重视挑流消能引起的雾化现象）（两岸连接布置应满足侧向防渗、岸坡稳定、水流流态、消能防冲等要求）4工程总布置2工程设计方案A单孔净宽比选（提示：初步设计阶段可进行此方案比选。对各方案需对工程布置及主要结构尺寸进行说明，重点突出各方案的布置、结构尺寸等的不同之处。各方案需附平面图、纵剖面及立视图等）（方案比选内容主要为投资、施工条件、实施难易程度、水力条件、控制运用及管理、与当地人文景观的适宜性等）B闸室结构型式比选方案一：分离式底板结构（适用于岩性较均匀的地基）方案二：整体式底板结构（适用于地基均匀性较差的情况）（提示：初步设计阶段可进行此方案比选。对各方案需对主要结构尺寸进行说明，并附剖
6、面图等。主要比选内容为整体稳定性、结构安全性、施工难易度、地基适应性等）4工程总布置2工程设计方案C加固方案比选对于除险加固的水闸，需根据安全复核结论、安全鉴定意见、核查意见，针对工程存在的主要问题，主要从总体方案布置、地形、地质、水流、潮汐、施工、管理、交通、环境、工程投资等方面进行比选、论证，经综合论证后选定加固方案。（提示：初步设计阶段可进行此方案比选。对各方案需对主要结构尺寸进行说明，并附剖面图等。方案比选内容主要为投资、施工条件、实施难易程度、水力条件、地质条件、结构安全性、控制运用及管理、与当地人文景观的适宜性等）4工程总布置2工程设计方案D消能防冲设计方案比选水闸的消能防冲布置应
7、根据闸基地质情况、水力条件及闸门控制运用方式等因素进行综合确定。（提示：一般情况下消能方式可根据工程总布置、地形地质条件、上下游水位初步选定，初步设计阶段如确有必要，可对消能方案进行技术经济比较后选定，方案比选需附剖面图。底流消能方式适用面较广，一般平原区水闸多采用此种消能方式，如果水闸承受水头较高，闸下河床及岸坡为坚硬岩体时，采用挑流式消能；当闸下尾水深度较深、且变化较小，河床及岸坡抗冲能力较强时，可采用面流消能方式。方案比选主要内容包括投资、消能效果、水力条件、水流衔接、工程地质条件等）5水力设计1闸室总净宽计算（首先分析水流基本条件，判断堰流、孔流、淹没系数等，合理选择计算公式，平底闸堰
8、流可采用规范附录A.0.1公式计算，当为高淹没度堰流时也可采用附录A.0.2公式计算，该公式相对简单，应用较多，平底闸孔流采用附录A.0.3公式计算。应注意下游水位选择的合理性，孔流公式中注意跃后水深的确定）（提示：根据过闸流量、闸坎型式、水流流态、上下游水位等计算闸孔总净宽后，尚需结合过闸单宽流量、下游河道宽度、河床地质条件等因素，以不增加消能防冲难度和不缩减河道宽度为原则综合分析比较后选定，必要时应考虑泥沙淤积的影响。对于水库泄洪闸还需要结合水库调节计算并充分考虑下游河道的承受能力。挡潮闸应以可能出现的最不利潮型作为设计潮型，并考虑上游河道调蓄能力、潮汐河口回淤对挡潮闸泄流能力的影响，有条
9、件时可按水库调节计算确定）5水力设计2消能防冲设施的设计计算根据确定的水闸控制运用方案，按各种可能出现的水力条件对消能设施（包括海漫、防冲槽）进行水力计算，并依此结果作为消能设施布置与设计的依据。（一般拦河节制闸宜在保持闸上最高蓄水位的情况下，以排泄上游多余来水量作为设计控制条件，宣泄洪水时应以闸门全开通过设计流量作为控制条件。根据运用工况，逐级开启闸门进行消能计算，一般要求首次开启高度不小于门前总水头的0.1倍。一般情况下，第一至第五级逐级开启和闸门全开宣泄设计流量往往为最不利工况，各闸因具体情况各异）3闸门控制运用方式的拟定控制运用依据、原则、方式。（有淤积问题的水闸，应研究采取妥善的运用
10、方式防淤、排沙和防冲。）一般情况下，闸门尽量同时均匀分级启闭。如不能全部同时启闭，可有中间孔向两侧分段、分区或隔空对称启闭，关闭时与上述顺序相反。严格控制始流条件下的闸门开度，避免闸门停留在振动较大的开度区泄水，同时保证任何情况下水跃均完整发生在消力池内（通过消能计算）。6防渗排水设计1渗透压力计算一般情况下，以正常挡水（闸前为正常挡水位，闸下水位平闸底板或河道常水位）为控制工况。2抗渗稳定性验算（提示：当地基为土基时，进行抗渗稳定性验算，岩基不必验算。闸底为岩基或可研、规划阶段渗透压力计算可采用全截面直线分布法，闸底为土基时可采用改进阻力系数法或流网法，有条件时也可采用有限元法计算。）3滤层
11、设计（滤层级配应满足被保护土的稳定性和滤料的透水性要求，且级配曲线应大致与被保护土级配曲线平行。反滤料每层厚度一般为0.20.3m，滤层铺设长度应使其末端渗流坡降小于地基土在无反滤保护时的允许渗流坡降）4防渗帷幕及排水孔设计（基岩透水性较大时应进行帷幕灌浆，要求防渗帷幕体透水率不大于5Lu，为防止出现过大的压力坡降，增加灌浆帷幕后的排渗能力，一般在帷幕灌浆孔后设排水孔）5永久缝止水设计位于防渗范围内所有永久缝均设651橡胶止水一道（大型水闸2道）。7结构设计（土基上抗滑稳定安全系数按7.3.6-1公式计算，岩基上按7.3.6-1或7.3.8公式计算。采用7.3.8计算时参数选择应根据室内岩石抗
12、剪断试验成果并参照类似工程经验确定，在提交勘探要求时最好明确提出。当闸室承受双向水平荷载时，应验算其合力方向的抗滑稳定性。土基上采用钢筋砼灌注桩基础时，单桩的竖向荷载最大值与最小值之比不宜超出规范中表7.3.5规定的允许值）（当下卧层存在软粘土、淤泥等软弱层时，尚需复核深层滑动和软弱层的地基承载力问题）（如稳定计算成果不能满足规范要求，宜首先分析原因，然后有针对性的调整优化闸室结构、布置等影响闸室稳定的因素，优化调整后仍不能满足要求的需进行地基处理。）8地基处理1地基整体稳定计算当土质地基持力层内夹有软弱土层时，按圆弧滑动法或折线滑动法对软弱土层进行整体抗滑稳定验算。当岩石地基持力层范围内存在
13、软弱结构面时，必须对软弱结构面进行整体抗滑稳定验算。2地基沉降计算按水闸设计规范（SL265-）8.3.2计算土质地基最终沉降量。（水闸土质地基可只计算最终沉降量，地基压缩层计算深度可按计算层面处土的附加应力与自重应力之比为0.10.2的条件确定，要求天然地基最大沉降量不超过15cm，相邻部位沉降差不超过5cm，当不符合上述要求时，可采取规范中8.3.7的措施）3地基处理（平原地区水闸大多建造在第四纪松散覆盖层上，经常遇到松散砂性土、软粘土、淤泥等软弱地基，这些地基的地基土均具有标准贯入击数小、承载力低、粘性土的天然含水量高、砂性土的天然空隙比大等特点。不能满足水闸对地基的要求，必须进行地基处
14、理。水闸地基处理的方法较多：有垫层法等浅层地基处理；有砂井预压、振冲挤密、强夯等中深层地基处理；对深层处理则多采用桩基；对岩基水闸的闸基断裂带局部处理或湿陷性黄土、膨胀土、冻土等特殊土的闸基处理则应采取相应专门处理措施。确定地基处理方案要首先充分考虑利用天然地基的可能性，并进行多方案经济技术综合比较，以求达到技术可靠、结构合理、施工方便、效益显著。）9安全防护遗留问题1安全防护设计（按照水利水电工程劳动安全与工业卫生设计规范（GB50706-）的要求，根据工程所在地的气象、洪水、雷电、地质、地震等自然条件和周边情况，预测劳动安全与工业卫生的主要危险因素，并对各建筑物、交通道路、安全卫生设施、环境绿化等进行统一规划。当工程存在特殊的危害劳动安全与工业卫生的自然因素，且工程布置无法避开时，应进行专题论证。）2遗留问题处理说明前期主要遗留问题及原因分析，根据批复意见及相关政策要求，结合工程实际提出遗留问题处理的具体措施。汇报完毕谢谢！
