《水工建筑物》课程设计报告书Word下载.docx
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3.确定堰顶高程及孔口尺寸·
第三章消能防冲设计·
10
1.消力池设计·
2.海漫的设计·
12
3.防冲槽的设计·
13
第四章地下轮廓设计·
1.地下轮廓布置形式·
2.闸底板设计·
14
3.铺盖设计·
4.侧向防渗·
15
5.排水、止水设计·
第五章渗流计算·
16
1.闸底板渗透压力计算·
17
2.闸基渗透变形验算·
21
第六章闸室结构布置·
1.闸室的底板·
2.闸墩的尺寸·
3.胸墙结构布置·
4.闸门和闸墩的布置·
22
5.工作桥和交通桥及检修便桥·
6.闸室分缝布置·
23
第七章闸室稳定计算·
24
1.闸室抗滑稳定计算·
2.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50m，两岸边坡均为1：
2。
（比例1：
100）
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300
。
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100
，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300
（4）下游水位流量关系：
流量
0.00
50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
300.00
水位H（m）
2201.00
2201.20
2201.38
2201.54
2201.66
2201.74
2201.78
（5）地质资料：
①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）
Ⅰ
2205.75-219604
重粉质壤土
9-13
Ⅱ
2196.4-2194.7
松散粉质壤土
8
Ⅲ
2194.7-2178.7
坚硬粉质粘土（局部含铁锰结核）
15-21
②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；
摩擦角
°
；
天然孔隙比e=0.69；
天然容重
建闸所用回填土为砂壤土，其摩擦角
，凝聚力
，天然容重
（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，为防止泥沙进入引水渠，防沙设施设拦沙坎即可，《水电站进水口设计规》DL/T5398-2007中规定其高度为2.5m~3m，取其高度为2.5m。
2.2引水渠的布置
①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。
②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：
——进水闸至引水口弯道起点的距离
——与渠道分沙比有关的系数一般取0.6～1.0（K=0.8）
——河道的弯道半径
——河道河槽的宽度
由此可确定引水口位置
③引水渠的方位确定:
为使弯道水流平顺进入引水渠，根据规，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2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；
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（SL265-2001）
考虑风浪，取
3.2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2194.5m，和河底齐平。
3.3确定闸门孔口尺寸
3.3.1计算闸孔总净宽
①灌溉期：
上游水位2201.83m，下游水位2201.78m，流量300
上游水深
，下游水深
过水断面
上游行近流速
行近水头
属淹没出流。
由《水闸设计规》SL265—2001查得当
时，
初步设计认为
，
，为堰流。
由公式
②枯水季节：
上游水位2201.44m，下游水位2201.38m，流量100
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
，由地质资料知闸地基处为坚硬粉质粘土，可取5
，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采用8-12m,故选
孔，选单孔净宽
根据规上游闸墩头部均采用半圆形，下游闸墩头部采用流线形，厚
，边墩取1.5m。
闸孔总宽度为：
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0.6~0.75，符合要求。
闸孔尺寸示意图见图2-1（比例1：
图3-1闸孔布置图（单位：
3.3.3水闸泄流能力验算（查阅《水闸设计规》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300
对于中孔：
对于边孔：
，
则
水闸泄流能力
大于300
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100
水闸泄流能力：
大于100
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300
，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300
，上游水位2204.7m，下游水位2201.78m；
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
，末端宽
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