1、1、重粉质壤土:分布在河床表面以下,深约3m。2、细砂:分布在重粉质壤土以下(河床部分高程约在以下。)3、中砂:分布在细砂层以下,在河床部分的厚度约为5m左右。4、重粉质壤土:分布在中砂层以下(深约22m以下)。5、中粉质壤土:分布在重粉质壤土以下,厚度58m。附 闸址附近地址剖面图一张三、土的物理力学性质指标1.物理性质湿容重 a=19kN/m3饱和容重 饱=21kN/m3浮容重 浮=11Kn/m3细砂比重 g= 27kN/m3细砂干容重 干=15kN/m32内摩擦角自然含水量时 =280饱和含水量时 =2503.土基许可承载力: 【】=200kN/m34.混凝土、砌石与土基摩擦系数 密实细
2、砂层 f=5.地基应力不均匀系数粘土()=砂土()=6.渗透系数中细砂层 k=510-3 平均厚度约5m以下土层 k=510-5 作为相对不透水层四、工程材料1、石料:本地区不产石料,需从外地运进,距离公路很近,交通方便。2、粘土:经调查本地区附近有交丰富的粘土材料。3、闸止处有足够的中细砂。五、本地区地震烈度在6度以下。六、水文气象1、气温:本地区年最高气温,最低气温-200C,平均气温。2、风速:最大风速V=20m/s,吹程 。3、径流量:非汛期(16月及1012月)9个月份涡河月平均最大流量s汛期(79)三个月,涡河月平均最大流量为149m3/s,年平均最大流量Q=s,最大年径流总量为亿
3、m3。4、冰冻:闸址处河水无冰冻现象。七、河槽整治断面及水位流量关系曲线经批准的规划决定:对原河槽将适当调整,并在两岸作矮堤,以扩大泄洪能力,提高防洪安全的保证率。规划确定的上下游河道整治后断面如附图。下游河道水位流量关系曲线见图11。图11 上下游河道横断面图(单位:m)八、施工条件1、期为两年2、材料供应 电源:有电网供电,工地距电源线公里。 地下水位 平均 m九、批准的规划成果1、根据水利电力部水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(SDJ 1278)的规定,本枢纽工程为三等工程,其中永久性主要建筑物为3级。2、灌溉用水季节,拦河闸正常挡水位为。3、 洪水标准。项目重现(年)洪水流量m3/s
4、闸前水位(m)下游水位(m)设计洪水201320校核洪水1001660第三节 工程综合说明本工程为拦河闸,建造在河道上。枯水期用以拦截河道,抬高水位,以利上游取水或航运要求;洪水期则开闸泄洪,控制下游流量。一、河闸的特点拦河闸既用以挡水,又用于泄水,且多修建在软土地基上,因而在稳定、防渗、消能防冲及沉降方面都有其自身的特点。1稳定方面关门拦水时,水闸上、下游较大的水头差造成较大的水平推力,使水闸有可能沿基面产生向下游的滑动,为此,水闸必须具有足够的重力,以维持自身的稳定。2防渗方面由于上下游水位差的作用,水将通过地基和两岸的土壤会被掏空,危及水闸的安全。渗流对闸室和两岸连接建筑物的稳定不利。因
5、此,应妥善进行防渗设计。3能防冲方面水闸开闸泄水时,在上下游水位差作用下,过闸水流往往具有较大的动能,流态也较复杂,而土质河床的抗冲能力较低,可能引起冲刷。此外,水闸下游常出现波状水夭和折冲水流,会进一步加剧对河床和两岸的淘刷。因此,设计水闸除应保证闸室具有足够的过水能力外,还必须采用有效的消能防冲措施,以防止河道产生有害的冲刷。4沉降方面土基上的建闸,由于土基的压缩性大,抗剪强度低,在闸室的重力合外部荷载作用下,可能产生较大的沉降影响正常使用,尤其是不均匀沉降会导致水闸倾斜,甚至断裂。在水闸设计时,必须合理选择闸型、构造,安排好施工程序,采取必要的地基处理等措施,以减少过大的地基沉降和不均匀
6、沉降。二、拦河闸的组成拦河闸通常由上游连接段,闸室段和下游连接段三部分组成。(一)上游连接段上游连接段的主要作用是引导水流平稳地进入闸室,同时起防冲、防渗、挡土等作用。一般包括上游翼墙、铺盖、护底、两岸护坡及上游防冲槽等。上游翼墙的作用是引导水流平顺地进入闸孔并起侧向防渗作用。铺盖主要起防渗作用,其表面应满足抗冲要求。护坡、护底和上游防冲槽(齿墙)是保护两岸土质、河床及铺盖头部不受冲刷。(二)闸室段闸室是水闸的主体部分,通常包括底板、闸墩、闸门、胸墙、工作桥及交通桥等。底板是闸室的基础,承受闸室的全部荷载,并比较均匀地传给地基,此外,还有防冲、防渗等作用。闸墩的作用是分割闸孔,并支承闸门、工作
7、桥等上部结构。闸门的作用是拦水和控制下泻流量。工作桥供安置起闭机和工作人员操作之用。交通桥的作用是连接两岸交通。(三)下游连接段下游连接段具有消能和扩散水流的作用。一般包括护坦、海漫、下游防冲槽、下游翼墙及护坡等。下游翼墙引导水流均匀扩散兼有防冲及侧向防渗作用。护坦具有削能防忡作用。海漫的作用是进一步消除护坦出流的剩余动能、扩散水流、调整流速分布、防止河床冲刷。下游防冲槽是海漫末端的防护设施,避免冲刷向上游扩展。第二章 水力计算第一节闸址及形式选择一、闸址选择闸址选择关系到工程建设的成功和经济效益的发挥,是水闸设计中的一项重要内容。应根据水闸的功能、特点和运用要求,以及区域经济条件,综合考地形
8、、地质、建筑材料、交通运输、水流、潮汐、冰情、泥砂、施工、管理、周围环境等因素,经技术经济比较确定。闸址应选择在地形开阔、岸坡稳定、岩土坚实和地下水位较低的地点。闸址应选用地质条件良好的天然地基。壤土、中砂、粗砂、砂砾石适与作为水闸的地基。尽量避免淤泥质土和粉砂、细砂地基,必要时,应采取妥善的处理措施。拦河闸应选择在河道顺直、河势相对稳定和河床断面单一的河段,或选择在弯曲的河段采弯取直的新开河道上。应考虑材料来源、对外交通、施工导流、场地布置、基坑排水、施工水电供应等条件,同时还应考虑水闸建成后工程管理维修和防洪抢险等条件。水闸中心线的布置应考闸室与两岸建筑物均匀,对称的要求。拦河闸的中心线一
9、般应与河道中泓线相吻合。该拦河闸选在鹿邑县城北约1km处,闸轴线如地形图所示。二、闸室型式选择闸室按结构形式可分为:开敞式水闸和涵洞式水闸。(一)开敞式水闸闸室上面不填土封闭的水闸。一般有泄洪、排水、过木等要求时,多采用不带胸墙的开敞式水闸,多用于拦河闸、排冰闸等。当上游水位变幅大,而下泄流量又有限制时,为避免闸门过高,常采用带胸墙的开敞式水闸,如进水闸、排水闸、挡潮闸多用这种形式。(二)涵洞式水闸闸身上面填土封闭的水闸,又称封闭式水闸。常用于穿堤水或排水的水闸。洞内水流可以是有压的或无压的。综合考虑该工程特点,上、下游水位差较小,不须控制流量,泄洪时可能有漂浮物等因素,可采用无胸墙的开敞式水
10、闸。(三)闸孔形式的选择闸孔形式一般有宽顶堰型、实用堰低型和胸墙孔口型三种。1宽顶堰型。这是水闸最常用的底板结构形式。主要优点是结构简单、施工方便、泄流能力比较稳定,有利于泄洪、冲沙、排淤、通航等;其缺点是自由泄流时流量系数小,容易产生波状水。2实用堰低型。有梯形、曲线型和驼峰型。实用堰型自由泄流时,流量系数较大,水流条件较好,选用适宜的堰面形式可以消除波状水。但泄流能力受尾水位变化的影响较为明显,不稳定。3胸墙孔口型。这种堰可以减小闸门高度和启门力,也可降低工作桥高和工程造价。根据各种形式的适用条件,综合考虑该工程特点,河槽蓄水,闸前基本没有淤积,闸底高程应尽可能底。因此,采用无底砍平底版宽
11、顶堰,堰顶高程与河床同高,即闸底板高程为。第二节 闸孔尺寸确定一、底板高程确定底板高程与水闸承担的任务、泄流或引水流量、上下游水位及河床地质条件等因素有关。闸底板应置于较为坚实的土层上,并应尽量利用天然地基。在地基强度能够满足要求的条件下,底板高程定得高些,闸室宽度大,两岸连接建筑物相对较低。对于小型水闸,由于两岸建筑物在整个工程中所占比重较大,因而适当降低底板高程,常常是有利的。当然,底板高程也不能定的太低,否则,由于单宽流量加大,将会增加下游消能防冲的工程量,闸门增高,启闭设备的容量也随之增大。另外,基坑开挖也较困难。选择底板高程前,首先要确定合适的最大过闸单宽流量。它取决于闸下游河渠的允
12、许最大单宽流量。允许最大过闸单宽流量可按下游河床允许最大单宽流量的倍确定。根据工程实践经验,一般在细粉质及淤泥河床上,单宽流量取510m3/(sm);在砂壤土地基上取1015m3/(sm);在壤土地基上取1520m3/(sm);在黏土地基上取2025m3/(sm)。下游水深较深,上下游水位差较小和闸后出流扩散条件较好时,宜选用较大值。一般情况下,拦河闸的底板顶面与河床齐平,即闸底板高程。二、拟定闸孔尺寸及闸墩厚度1由已知上、下游水位及闸底板高程,由公式(21)、式(22)可求得上游水头及下游水深 。 v0=Q/A (21)H0=H+v02/2g (22)其中 v0行进流速,m/s; Q过流流量,m3/s;A过水断面面积,m2;H0含有行进流速水头在内的闸前水头,m。推算的上游水头及下游水深见表21。表21 上游水头计算流量Q(m3/s)下游水深hs(m)上游水深H(m)过水断面积(m2)行进流速v0(m/s)v02/2g上游水头H0(m)设计流量1320校核流量16602判别出流流态闸门全开泄洪时,一般属于淹没条件下的水流,所以采用平底板宽顶堰堰流公式,根据设计,校核情况下的上、下游水位及流量进行计算。对于宽顶堰,其淹没条件为:: hs (23)式中 hs下游水深,m;根据公式(23)判别是否为淹没出流,其判别计算见
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