函江水利枢纽工程毕业设计泄水闸设计.docx
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函江水利枢纽工程毕业设计泄水闸设计
毕业设计说明书
函江水利枢纽工程毕业设计
(泄水闸设计)
第一章综合说明………………………………………………………………………………………..3
1.1工程概况…….....………………………………………………………………………………….3
1.2毕业设计成果(泄水闸).............................................................................................................4
第二章水文............................................................................................................................................10
2.1流域概况..........................................................................................................................................10
2.2气象..................................................................................................................................................10
2.3洪水..................................................................................................................................................10
第三章工程地形、地质
3.1地形地貌..........................................................................................................................................12
3.2闸址地质..........................................................................................................................................12
3.3当地建筑材料..................................................................................................................................12
3.4地震………………………………………………………………….............................................13
第四章工程布置及建筑物....................................................................................................................14
4.1设计依据..........................................................................................................................................14
4.1.1工程等级及建筑物级别...........................................................................................................14
4.1.2设计依据...................................................................................................................................14
4.1.3设计基本资料...........................................................................................................................15
4.2工程总体布置..................................................................................................................................17
4.2.1船闸的布置...............................................................................................................................17
4.2.2水电站的布置...........................................................................................................................18
4.2.3泄水闸的布置...........................................................................................................................18
4.3主要建筑物(泄水闸)..................................................................................................................18
4.3.1闸孔设计...................................................................................................................................18
4.3.2消能防冲设计...........................................................................................................................22
4.3.3防渗排水设计...........................................................................................................................27
4.3.4闸室的布置...............................................................................................................................31
4.3.5闸室稳定计算...........................................................................................................................36
4.3.6闸室底板结构计算...................................................................................................................40
4.3.7两岸连接建筑物设计...............................................................................................................45
第五章电机及金属结构
5.1电气................................................................................................................................................49
5.1.1接入系统方式.....................................................................................................................49
5.1.2电气主接线..............................................................................................................................14
5.1.3主要电气选择...........................................................................................................................15
工程总体布置..................................................................................................................................17
4.2.1船闸的布置...............................................................................................................................17
4.2.2水电站的布置...........................................................................................................................18
4.2.3泄水闸的布置...........................................................................................................................18
4.3主要建筑物(泄水闸)..................................................................................................................18
4.3.1闸孔设计...................................................................................................................................18
4.3.2消能防冲设计...........................................................................................................................22
4.3.3防渗排水设计...........................................................................................................................27
4.3.4闸室的布置...............................................................................................................................31
4.3.5闸室稳定计算...........................................................................................................................36
4.3.6闸室底板结构计算...................................................................................................................40
4.3.7两岸连接建筑物设计...............................................................................................................45
第一章综合说明
1.1工程概况
函江位于我国华东地区。
流向自东向西北,全长375km,流域面积176万km2,是鄱阳湖水系的重要支流,也是长江水系水路运输网的组成部分。
该流域气候温和,水量充沛,水面平缓,含砂量小,对充分开发这一地区的航运具有天然的优越条件。
流域内有耕地700多万亩,矿藏资源十分丰富,工矿企业较发达,有国家最大的有色金属冶炼工程铜基地及腹地内的建材轻工。
原材料及销售地大部分在长江流域各省、市地区,利用水运的条件十分优越。
流域梯级开发后,将建成一条长340km通航千吨级驳船的航道和另一条长50km通航300吨级驳船的航道,并与长江、淮河水系相互贯通形成一个江河直达的上游水路运输网。
同时也为沿江各县市扩大直流灌溉创造有利条件。
对促进沿河地区的工农业发展具有重要的作用,社会和经济效益十分显著。
本工程以航运为主体,兼任泄洪、发电、灌溉、供水和适应战备需要的综合开发工程。
1.2毕业设计成果(泄水闸)
1.2.1枢纽总体布置
根据《水闸设计规范》SL265-2001第4.1.6条规定:
水闸枢纽中的船闸、泵站或水电站宜靠岸布置,但船闸不宜与泵站或水电站布置在同一岸侧,船闸、泵站或水电站与水闸的相对位置,应能保证满足水闸通畅泄水及各建筑物安全运行的要求。
因此,本设计在枢纽布置时,将泄水闸布置在河床中间,船闸布置在左岸,水电站布置在右岸。
其中:
泄水闸每孔净宽10m,共35孔,高12m,直升式平板钢闸门控制,闭闸时拦截江流,稳定上游水位,开闸时泄水,排沙防淤。
设计流量9540m3/s,校核流量12350m3/s。
船闸1座,闸室有效长度为135m,净宽12m,槛上水深2.5m,闸室顶高程24.0m,底高程10.5m。
闸上公路桥设在上闸首的上游端。
水电站厂房宽15m(顺流向),长36.2m。
厂房地面高程24.5m,水轮机安装高程10.5m。
水电站设计水头3.5m,最高水头7.0m,最大引用流量225m3/s,总装机3×2200KW。
站上公路桥设在厂房的上游端。
1.2.2水闸设计
1、水闸水力设计
1)、堰型、堰顶高程
闸孔采用结构简单、施工方便的无坎平底宽顶堰(平底水闸属无坎宽顶堰)。
拟定闸底板顶高程为13.0m。
2)、水闸总宽度
闸室总宽度:
10×35+36×1.6=407.6m。
2、水闸消能防冲设计
1)、消力池
消力池采用钢筋砼结构,深1.45m,消力池长L=20.8m,厚度0.8m。
2)、海漫
海漫长度L=40m,海漫水平段长15m,采用60cm厚钢筋混凝土浇筑,斜坡段长25m,1:
10放坡,采用60cm厚浆砌块石砌筑。
3)、防冲槽
防冲槽采用梯形断面,槽深2.5m,槽底宽10m,上游设C20钢筋砼齿槽,厚50cm,下游坡比为1:
2.0,单宽体积为37.5m2,冲刷坑采用抛石合金钢网石兜抛石处理。
3、闸室布置
1)、闸室结构
闸室采用开敞式布置,钢筋砼U型结构,闸门选择直升式平板钢闸门,液压启闭,闸上布置净7m交通桥,两侧人行道2×1.0m,总宽9.0m、宽4m工作桥和启闭房,启闭房宽11.0m,底板长度取20m。
底板采用整体式,二孔一分缝,最中间一孔,底板长度为20m,顶高程为13.0m,闸底板厚1.5m。
闸墩长度采用与底板同长20m,。
检修门槽深25cm,宽30m;工作门槽深40cm,宽60cm。
闸墩上下游端部均采用半圆形墩头。
闸墩顶高程为25.0m。
闸墩厚度受控于闸门槽处最小厚度为50cm,中墩厚度取1.6m,缝墩厚度为2×0.8m,边墩厚度为1.6m。
公路桥布置在闸门上游侧,公路桥载重按汽-20设计,挂100校核,双车道桥面净宽7.0m,两侧人行道1×1.0m,总宽9.0m。
公路桥采用T型结构,梁底高程为25.0m,梁高1.0m,梁腹宽0.2m,梁翼宽1.6m,用5根组梁组成,两侧人行道为悬壁式。
2)、上下游翼墙
上游连接采用扶壁式翼墙,圆弧连接,半径为20m,下游翼墙采用扶壁式八字型翼墙加圆弧型翼墙连接,扩散角为8°,圆弧半径为20m。
上游翼墙顶标高为25.0m,下游翼墙顶标高为25.0m。
4、闸基防渗排水设计
由于本工程闸址地基主要由砂砾卵石层组成,为强透水土质,故在采用水平防渗措施的同时还必须采取垂直防渗措施。
铺盖采用C25钢筋砼结构,长20m。
铺盖与闸底板之间设水平止水。
在消力池水平段前端与闸底板连接处设置水平止水;消力池末端依次铺设碎石垫层和无纺土工布反滤,排水孔孔径15cm,间距1.5m,呈梅花形布置,顺水流方向长度为7.5m。
5、闸门及启闭机设计
1)、闸门
根据门顶高程及闸底标高,确定平面钢闸门高为7m,闸门净宽10m,毛宽10.6m。
2)、启闭机
启闭机型号:
QPQ2×300
6、闸室稳定计算
1)、闸室整体稳定
水闸整体稳定分别对完建期、正常运用期及非常运用期三种工况进行闸室的偏心距、基底应力、基底应力的不均匀系数及沿闸室底面的抗滑稳定系数计算,均满足规范要求。
2)、闸室沉降计算
经分析,本次不必计算闸室的沉降量。
7、闸底板配筋
经计算,面、底层钢筋均按Φ25@200配置。
8、两岸连接建筑物设计
采用扶壁式挡土墙,上游翼墙顶高程25.00m,底高程12.00m。
下游翼墙顶高程25.00m,底高程10.55~12.00m。
上游挡墙高13.0m,挡墙壁厚1.0m,墙身垂直,墙身高12m,墙底板厚1.0m。
下游挡墙高13~14.45m,挡墙壁厚1.0m,墙身高度12~13.45m,底板厚度1.0m。
翼墙两侧设置1.0×1.0m腋角,两侧悬挑4m,底板总宽11m。
上游翼墙长30m,下游翼墙长36.8m。
翼墙采用C25钢筋砼浇筑。
上游护坡,顶高程为25.0m,底高程13.0m,采用坡比为1:
3,40cm厚浆砌块石护坡。
下游护坡,顶高程为25.0m,底高程13.0m,采用坡比为1:
3,40cm厚浆砌块石护坡。
9、水闸特性表
综上所述,水闸特性表如下:
水闸特性表
基
础
资
料
设计依据
工程级别
Ⅲ等工程
建筑物级别
主要建筑物3级
次要建筑物4级
临时建筑物5级
设计洪水
P=2%
校核洪水
P=0.33%
水文条件
正常水位
19.00
灌溉水位
19.50
设计流量
9540m3/s
设计洪水位
23.40m
校核流量
12350m3/s
校核水位
23.80m
主
要
建
筑
物
水闸闸室
净宽
10×35m
总宽
407.6m
闸底板
长20m,厚1.5m
闸室底高程
13.0
闸室顶高程
25.0
闸墩
中墩厚1.6m
缝墩厚2×0.8m
边墩厚1.6m
顶高程为25.0
工作桥
4.5m
交通桥
7m+1×2m
闸门板
钢,净宽10m,高7m
上下游
连接段
上游护底
厚60cm,L=10m
铺盖
厚60cm,L=20m
消力池
d=1.45m,L=15m
海漫
厚60cm,L=40m
防冲槽
深2.5m,底宽10m
上游翼墙
圆弧连接,顶高25.0m
下游翼墙
八字型,顶高25.0m
上游护坡
底高13.0m,顶高25.0m
下游护坡
底高13.0m,顶高25.0m
第二章水文
2.1流域概况
函江位于我国华东地区。
流向自东向西北,全长375km,流域面积176万km2,是鄱阳湖水系的重要支流,也是长江水系水路运输网的组成部分。
该流域气候温和,水量充沛,水面平缓,含砂量小。
流域内有耕地700多万亩,矿藏资源十分丰富,工矿企业较发达,有国家最大的有色金属冶炼工程铜基地及腹地内的建材轻工。
原材料及销售地大部分在长江流域各省、市地区,利用水运的条件十分优越。
2.2气象
本区位于北纬25°~30°之间,属亚热带季风气候区,温暖湿润,四季分明,雨水充沛。
热量资源丰富,年平均气温介于13℃~20℃之间,1月平均温普遍在0℃以上,7月平均温一般为25℃左右,冬夏风向有明显变化,年降水量一般在1000毫米以上,主要集中在夏季,冬季较少。
洪水期多年平均最大风速为20.7m/s。
2.3洪水
根据《毕业设计任务书》提供的水文资料,函江50年一遇洪峰流量为9540m3/s,各设计频率洪水流量及相应坝下水位见表2-1。
洪峰流量及相应坝下水位表
表2-1
设计频率(%)
0.33
2
20
洪峰流量Q(m3/s)
12350
9540
5730
坝下水位H下(m)
23.80
23.40
22.25
水位流量关系曲线见表2-2。
水位~流量关系
表2-2
水位(m)
流量(m3/s)
水位(m)
流量(m3/s)
14
50
20
3200
15
300
21
4140
16
650
22
5340
17
1200
23
7700
18
1800
24
13800
19
2480
第三章工程地形、地质
3.1地形地貌
闸址左岸与一座山头相接,山体顺水流方向长700米,垂直水流方向长2000米,山顶主峰标高110米,靠岸边山顶标高65米;山体周围是河漫滩冲击平原,滩面标高18.5~20.0米;沿河两岸筑有防洪大堤,堤顶宽4米,堤顶标高24.5米;闸址处河宽700米,主河槽宽500米,