《水工建筑物课程设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水工建筑物课程设计（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学号专业: 水利水电工程2014 年 12 月 15目录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161.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212. 闸墩的尺寸213. 胸墙结构布置214. 闸门和闸墩的布置225. 工作桥和交通桥
2、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III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
3、50m, 两岸边坡均为 1：2 。（比例1：100）222194.5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，引水流量为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2201.78
4、m，引水流量是300m3 /s。4）下游水位流量关系：流量m3 s0.0050.00100.00150.00200.00250.00300.002201.02201.22201.32201.52201.62201.72201.7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高程（m）土质概况标准贯入击数（击）I2205.75-219604重粉质壤土9-13II2196.4-2194.7松散粉质壤土8III2194.7-2178.7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
5、；内摩擦角申二19 ；天然孔隙比e=0.69 ；天然容重丫= 20.3KN/m3建闸所用回填土为砂壤土，其内摩擦角 甲二26o，凝聚力c = 0kPa，天然容重Y = 18 kN m3。（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 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）。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
6、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：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
7、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)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
8、；校核情况下，上游 水位2204.7m,下游水位2201.0m。不考虑风浪情况，由水闸设计规范(SL265-2001)人 + h2204.3 + 0.7 = 2205.0mH = max 0.8 属淹没出流。H 7.350h由水闸设计规范SL2652001查得当亠=0.99时，q = 0.36H0e初步设计认为m = 0.385， = 0.94，e = 5m， = 0.68 0.65，为堰流。 H由公式 L =Q=300= 26 10m0 q mj2 gH 3/20.36 x 0.94 x 0.385 xj2 x 9.81 x 7.353/2枯水季节：上游水位2201.44m,下游水位2201
9、.38m，流量100m3 /s上游水深 H = 2201.44 - 2194.5 = 6.94m，下游水深 h = 2201.38 2194.5 = 6.88m s过水断面 A = (50 + 2 x 6.94) x 6.94 = 443.33m 2上游行近流速v = 0.226m / s0 A 443.33行近水头 H = H + 巴2 = 6.94 + 1.0 x 0.2262 = 6.943m02g2x 9.81hs-H06.886.943=0.991 0.8属淹没出流。h由水闸设计规范SL2652001查得当丄=0.99时，q = 0.36H0e初步设计认为 m = 0.385， =
10、0.94 , e = 5m，一 = 0.72 0.65，为堰流。H由公式L01000.36 x 0.94 x 0.385 2 x 9.81 x 6.9433/2二 9.472m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二L = 1-二11.50%3 /(s * m),由地质0资料知闸地基处为坚硬粉质粘土，可取5m3/(s*m)，故满足要求3.3.2 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米用8-12m,故选n = 3孔，选单孔净宽l = 10m。0根据规范上游
11、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 = nl + (n 1) x d = 3 x 10 + 2 x 2 = 34m。10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)图 3-1 闸孔布置图( 单位： m)333水闸泄流能力验算(查阅水闸设计规范SL265-2001)3.3.3.1 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：l = 10m， d = 2m08 广1 -
12、 0.171(1 -出 U 右=1 -0.171 x (1 -岛)x t岛=0.9730 0对于边孔：l = 10m ,0b 二(50 37)/2 + 7.33x 2 二 21.16mb=1 - 0.171(1-l07 d人/ + b02 b=1 - 0J71 x (1 -106)x VZ2 = 0.9128 (n -1) + 80.973 x (3 -1) + 0.9120 9538=yb = 0.953n水闸泄流能力Q = Q8mL x ；2gH3/2 = 0.36x0.953x0.385x30x “2x9.81 x7.353/2 = 349.75m3 /s 0 w0大于 300m3 /s
13、 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100m3 /s对于中孔： l =10m， d = 2m08 Z = 1 - 0.171(1-出)4 l + d0 0丄=1 - 0.171 x (1-) x 4：丄-10 + 2 410 + 2= 0.973对于边孔： l =10m，0b =(50-37)/2+6.94x2 = 20.38mb8 = 1 - 0.171(1 -bl0) x 4：+ 2+bb 41Io,l + d + b2 b=1-0.171x(1-101010 +1 + 20.38)% 4：10 +1 + 20.38 0.91248 = 8 z(n 一 D + 8 b = 0.973 x (3 一 D + 0.9124 = 0.953水闸泄流能力：Q = G8mL x j2gH3/2 = 0.
