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1、广东省水利电力职业技术学院水利工程系2012 届毕业设计（某水闸重建工程设计说明书）专 业 与 班 级 ：水利水电建筑工程（11 工管 2 班）学 生 姓 名 ： 张 太 敬 指导老师姓名 ： 陈 丹、晏 成 明 设计提交日期 ： 2013 年 1 月 9 日 2毕业设计成绩总评：指导教师评语：指导教师签名：年 月 日评阅教师评语：评阅指导教师签名：年 月 日答辩教师评语：答辩教师成员签名：年 月 日3摘要本次设计是对某水闸重建工程的初步设计。本次毕业设计选题为中山市某水闸重建工程。该工程位于中山市某镇境内，是该市中顺大围某堤段上的重要水闸之一，是以防洪、排涝及引水冲污的综合性水利工程。该水闸
2、(旧闸)始建于 50 年代，由于当时设计标准低，加之年代已久，经有关设计部门复核在设计洪水位时，水闸不能安全运行。现决定拆出旧闸，在原闸址上重建新水闸。由于是小型工程且多年平均流量较小，所以本次设计的出发点是简单设计，简单施工，但基本上能满足规范要求。关键词：水闸 校核 渗流稳定 4目 录第一章 概述.4第一节 水闸概况.4第二节 改建原由.4第三节 工程设计资.4第二章 水利枢纽布置.11第一节 枢纽总体布置概述.12第二节 水闸布置.12第三章 水闸设计.12第一节 闸孔型式和尺寸设计.12第二节 消能防冲设计.13第三节 防渗排水设计.16第四节 闸室布置.20第五节 水闸抗滑稳定计算.
3、23第六节 上下翼墙设计.26第七节 基础处理.27附录：参考文献.28水闸平面图及水闸纵剖面图上下游立视图及水闸横剖面图5第一章 概述第一节 水闸概况本次毕业设计选题为中山市某水闸重建工程。该工程位于中山市某镇境内，是该市中顺大围某堤段上的重要水闸之一，是以防洪、排涝及引水冲污的综合性水利工程。该水闸( 旧闸) 始建于 50 年代，由于当时设计标准低，加之年代已久，经有关设计部门复核在设计洪水位时，水闸不能安全运行。现决定拆出旧闸，在原闸址上重建新水闸。第二节 改建原由旧闸建于 50 年代，设计闸孔为一孔，净宽 4.0m，原闸底板高程-1.50m。该闸建成后经过多年的运行，工程质量已经老化,
4、部分结构破损严重，各项工程设施已趋落后，存在着很多安全隐患，严重影响水闸的正常运行。由于旧闸原设计标准低，与前几年的河涌疏浚及环境整治工程不配套，目前整治后的河涌过水断面宽度为米。为使水闸安全运行，并与周边整治后的环境相协调，以适应现代化水利需要。经中山市水利局和市水电设计院论证，决定重建该水闸，以从根本上解决该水闸在防洪、排涝、安全运行方面等问题。第三节 工程设计资料一、气象及工程地质情况水文（一） 水文气象1、 气象特征水闸地处珠江三角洲中心地带，属于亚热带海洋性气候，常年6温暖湿润，偶有霜冻，阳光充足，四季常青。据当地水利及总体规划资料，该区域年平均气温 23，最高七月均温 29左右，最
5、低一月均温 10左右，无霜期 352 天。雨量充沛，雨季多发生在春夏两季，年平均雨量为 1626 mm，最高降雨量为 2444.6mm（1981 年） ，年平均蒸发量为 1331mm，年平均相对温度 82.5%。该区域属季风气候，全年风向系数夏季最大为南风、次为东南风、西南风；冬季最大风为北风；春秋两季有过渡性。年平均风速为 2.23.6m/s。每年 49 月为南海台风季节，年平均 4 次，以79 月频率最高，占全年登陆次数的 73%，偶有飓风，最大风力 12级，并伴有暴雨。2、 水文资料水闸地处西江下游三角洲河网区，全市河道交错。洪水主要是上游来水，其次是台风雨，降雨集中于 4 至 9 月汛
6、期，占全年的80。根据广东省水利厅 2002 年 6 月公布的西、北江下游及其三角洲网河河道设计洪潮水面线 ，通过内插方法，查得该区域相关水文站提供的闸址各频率洪水位值：水闸按 100 年一遇外江水位设计，外江水位 5.40 米，相应内河水位 0.6 0 米。水闸按 50 年一遇外江水位设计，外江水位 5.31 米，相应内河水位 0.6 0 米。（二） 工程地质71、区域地形地貌、地质该区域地处珠江三角洲南部边缘地带、西江冲积平原上，地势平坦，河涌交错，河流（河汊）和阶地地貌发育，阶地高程一般3.5m4.5m。横海水闸座落在西江西岸第四系洪冲积的一级阶地的前缘。场地内第四系沉积环境经历了海陆交
7、互相、河流冲积相等多次沉积，形成多旋回沉积韵律。区内第四系沉积层厚 2030m。 2、闸址地质条件（1） 、地质描述S 水闸位于中山市某镇境内，在中顺大围某堤段上。根据勘探结果，在钻孔控制深度范围内，场地岩土自上而下可划分为：1)人工填土：土黄色，褐灰色，上部松散,下部可塑,主要由粉质土及淤泥质土回填而成,上部含碎石。层厚3.603.80m。 2)淤泥质土：灰黑色，很湿,软塑，主要由粘土及有机质等组成,含少量粉砂及贝壳屑。分布于全场地，层厚5.105.70m。地基承载力标准值 fk取 60KPa。3）淤泥：灰黑色，饱水,流塑，主要由粘土及有机质等组成,少量粉砂及贝壳碎屑等组成。底部为淤质泥土。
8、分布于全场地，层厚 5.506.6m。地基承载力标准值 fk取 50KPa。4) 粉细砂：灰黑色，松散，以粉砂为主。分布于全场地，上8部含粘土。层厚 15.015.6m。地基承载力标准值 fk取80KPa。5)粉质粘土：褐黄色，湿，可塑，主要以粘土、粉砂及少量细砂组成。分布于全场地，层厚 3.40m。地基承载力标准值 fk取 100KPa。6）细中砂：灰黄色，松散，以细砂、中砂为主。分布于全场地，含粉砂及少量粘土，局部含 5的石英砾石。层厚8.30m。地基承载力标准值 fk取 120KPa。7)粉细砂：褐黄色，松散，以粉砂为主，含少量细砂及砾石，局部含少量粘土。地基承载力标准值 fk取 85K
9、Pa。（2） 、地下水 勘察期间，各钻孔均遇见地下水，赋存于第四系各地层中的地下水属上层滞水潜水类型，主要受大气降水及地表水(包括河水)补给，水位变化因气候、季节及潮位而异，勘察期间测得其混合稳定水位埋深介于 4.30m4.60m 之间。该场地地下水对砼无腐蚀性。2）根据工程旧闸情况及地质剖面知，本次设计的闸室及上下游连接段大概位于第(2)层淤泥质土层，该土层承载力基本值为64kPa；其下层为第（3）层次为淤泥质土，该土层承载力基本值为 88kPa，第（4）层粉细砂层，该土层承载力基本值为248kPa。若采用桩基础，宜采用摩擦桩，拟采用(4)砾砂层为该水闸桩基础持力层。93）桩基础设计指标建议
10、值（当桩入土深度 10 米时）qsik 桩的极限侧阻力； q pk 桩的极限端阻力 二、设计基本数据（一） 、 水文气象预制桩序号土层名称 状态qsik（kpa） qpk（kpa） 填筑土 淤泥质土 软塑 1520 淤泥 流塑 1218 细粉砂 松散 20252500 粉质粘土 可塑 40503200 细中砂 松散 25353500 细粉砂 松散 2025101外江校核洪水位 ：5.40 米 （P=1） ， 内河相应水位：0.6 米2. 外江设计洪水位 ：5.31 米 （P=2） ， 内河相应水位：0.6 米3外江多年平均枯水位：0.4 米，内河相应水位：0.6 米4. 围内不涝水位：1.3
11、米，内河不冲刷流速：V=0.8m/s 5.过闸最大流量 Q = 30m3s 6.气象 洪水期多年平均最大风速 Vmax=18m/s；风向：按垂直水闸横轴线考虑；吹程 1.0km。设计风压力 p 风 = 0.45 kN/m2（二） 、 设计防洪标准1. 根据水闸设计规范 （SL265-2001）第 2.2.1 条及省市确定的堤围防洪标准：S 水闸设计洪水标准采用 1 ； 2上游最高设计水位（校核洪水位）为 5.40 米(1)， 下游相应水位为 0.60 米 ； 3. 闸顶高程采用校核洪水位加超高 1.52.0 米（中山市标准为 2 米） ，且不低于现有堤顶高程并应留有适当的安全裕度。（三） 、设
12、计引用数据 1. 材料容重：11土料：回填土的湿容重 18kNm 3，浮容重 9.0 kNm 3；饱和容重 19 kNm 3 ；砼料：钢筋混凝土 25kNm 3，混凝土 24 kNm 3；2地基有关数据：回填土的换算内摩擦角 = 320； 基础抗滑摩擦系数： fk = 0.25 ； 淤泥质土及粉细沙：渗径系数：C = 9；允许坡降：水平段J=0.0650.091 ；垂直段及出口处J=0.3250.390 。淤泥土层承载力标准值： fk = 60 kPa 3地下水位：4.30m4.60m 4. 闸室公路桥按 汽20 设计，挂100 验算。 5. 工作桥（室）人群、检修设备活荷载： q 活 = 3
13、.0kN /m26. 公路桥栏杆（防撞墩）重：6kN/m ；工作桥栏杆重：1.0 kN/m 7.河涌控制断面宽度:15 米8.防洪堤现有堤面宽 6 米，设计外坡为 1：3，内坡为 1：2.5 第二章 水利枢纽布置第一节 枢纽总体布置概述本设计水闸枢纽是以防洪、排涝及引水冲污的综合性水利枢纽。枢纽由泄水闸、交通桥、工作桥以及两岸连接建筑物等组成12根据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)第2.1.3 条及第 2.2.1 条确定本工程为四等小(一)型，但水闸位于中顺大围上，而中顺大围是全省十大联围之一，属二级堤防，即相应的水闸等别也应为二等。因此主要建筑物按二级建筑物设计，次要建筑物按三级建筑物设计。第二节 水闸布置泄水闸居中布置，泄水闸包括闸室，上游铺盖，板桩，下游护坦，下游海漫，下游防冲槽，上下游护岸和翼墙。泄水闸通过土石坝连接，交通桥通过泄水闸和土石坝贯通河流两岸，枢纽采用全闸方案，无拦河坝和水电厂房。水闸枢纽布置根据闸址地形，地质，水流等条件，以及该枢建筑物的功能、特点、运用要求等，合理安排水闸和枢纽其他建筑物的相对位置。泄水闸布置在床上，使水闸建成后的泄流量尽量符合天然河道的水流特性。为保证泄流通畅，减少对上下游河床的冲刷影响和，对提防的威胁，闸轴线宜与河道中心相交。闸轴线一般选在河道狭窄处，以节约工程量。此处闸轴线已选好。将泄水闸底板上游侧定在闸轴线位
