水利水电水闸毕业设计doc.docx

1、水利水电水闸毕业设计doc第一章 综合说明第一节 概述 本工程闸址位元于龙坝乡驻地龙坝河与其左岸支沟交汇口之上游约150m处，拦河闸所担负的任务是正常情况下拦河截水，抬高水位，以利引水。洪水时开闸泄水，以保安全。主要用于电站引水发电。根据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL2522000)，本引水式电站首部枢纽工程等别为等，主要建筑物级别为五级；设计洪水标准确定为20年一遇，校核洪水标准确定为50年一遇。第二节 基本数据1、基本概况 电站位置：龙坝乡 水 系：岷江水系 开发方式：引水式 引用流量：2.5m3/s2、流域概况 1）、河流概况 坝（闸）址位于龙坝乡驻地龙坝河与其左岸支沟交汇口之上游

2、约150m处。河道顺直，纵坡降约55，河床横宽1520m。左岸漫滩宽约15m，其后为河间三角形洪积阶地，阶面高出河水面1015m，边坡稳定。右岸坡麓有崩坡积块碎石，基岩大面积出露，边坡稳定；坝线处为崩坡积层边坡，坡角3040，边坡稳定。坝线下游向约30 m处出露基岩，顺河长约60m，岩层为三迭系上统侏倭组（T3zh）浅灰色薄中厚层状变质钙质石英砂岩、千枚岩。 沉砂池位于右岸一级阶地上，地形地质条件宜于布置建筑物。阶地表层为砂壤土夹砾碎石，厚度11.5 m，其下为冲洪积砂漂块卵石层，粒度大小悬殊，局部有架空结构，均匀性差。池基持力层为冲洪积砂漂块卵石层，能满足沉砂池对承载、抗滑等稳定性要求。 2

3、）、气象气象特征值统计表多年平均降雨量mm835.3多年平均气温9.0多年平均相对湿度%64多年平均风速m/s1.9多年平均蒸发量mm1459.4 3）、水文、泥沙 （1）径流 多年平均流量42.3m3/s，多年平均年径流深777.6mm，折合年径流量13.37亿m3。径流的年内分配与降雨的年内分配基本一致。年内分配大致为：丰水期510月，主要为降雨补给；枯水期11月次年4月，主要由地下水和融雪水补给。每年4月以后径流随着降雨的增大而逐渐增大，6、7两月水量最丰，8月份相对较小，9月份次丰，11月起由于降雨量的减少，径流开始以地下水补给为主，稳定退水至翌年3月。径流在年内的分配不均匀，丰水期（

4、510月）多年平均流量为69.2m3/s，占年径流量的82.2%，其中主汛期（69月）水量占了年水量的61.5%，枯水期（114月）多年平均流量为15.2m3/s，占年径流量的17.8%，最枯的13月多年平均流量为11.1m3/s，占年径流的6.5%，其中最枯的2月只占1.9%。径流的年际变化不大，最大年平均流量为52.8m3/s（1961年5月1962年4月），最小年平均流量为30.4m3/s（1971年5月1972年4月），相差仅1.7倍。年最小流量一般出现在1、2月份，多数出现于2月，最小月平均流量8.48m3/s。 （2）洪水 年最大流量的年际变化较小，实测年最大洪峰流量的最大值为46

5、5m3/s（1967年7月12日），最小值163m3/s（1966年7月14日），两者之比为2.85倍。洪水过程主要为复峰过程。 （3）泥沙多年平均悬移质输沙量万t7.2169月占全年输沙量百分数%90.769月输沙量万t6.5469月含沙量kg/ m31.036多年平均悬移质含沙量kg/ m30.669多年平均推移质年输沙量万t1.44多年平均年输沙总量万t8.65 4）、地质 龙坝河位于黑水河中游之北部，地形上属于川西北高原向四川盆地过渡的斜坡地带。地势总的趋势是西北高东南低，由海拔50004000m降至约2000m，沿河两岸山势巍峨，层峦迭嶂，高差悬殊，属典型的高山峡谷、构造剥蚀与侵蚀地

6、貌。 本河流全长约26km，河流总体方向由NE流向SW折而由NW流向SE，河流坡降陡，平均坡降约为70，河谷阶地不发育，间有漫滩断续分布。两岸支沟不对称，左岸比较发育。按河谷地貌形态的表现特征，从上自下大致可分为三段：王母寨沟以上河段，河谷相对开阔，两岸谷坡坡度大致在4050左右，谷宽约4060m；龙坝乡以上至王母寨沟河段，河谷狭窄，河床深切，左岸陡峭，坡度大致在5070左右，右岸稍缓, 坡度大致在4050左右，谷宽只有2050m；龙坝乡及以下河段，谷底相对开阔，宽约70m，两岸谷坡坡度大致为4075。 工程区在大地构造上位处秦岭东西向构造带、龙门山北东向构造带与金汤弧形构造带间的三角地块内，

7、构造形迹比较复杂。工程区位元于较场和知木林两个山字型构造之间，属较场山字型构造与西尔北西向构造带的复合地带。区内断裂不发育，以弧形线状褶皱构造为主。 坝址位于龙坝河与其左岸支沟交汇口之上游约150m处。河道顺直，纵坡降约55，河床横宽1520m。左岸漫滩宽约15m，其后为河间三角形洪积阶地，阶面高出河水面1015m，边坡稳定。右岸坡麓有崩坡积块碎石，基岩大面积出露，边坡稳定；坝线处为崩坡积层边坡，坡角3040，边坡稳定。坝线下游向约30 m处出露基岩，顺河长约60m，岩层为三迭系上统侏倭组（T3zh）浅灰色薄中厚层状变质钙质石英砂岩、千枚岩。 距坝线下游约100160m ，有倾斜状一级阶地，顺

8、河长约60m，横向宽约30m，适宜布置沉砂池；坝线上游两岸有较宽阔的河。 坝基为第四系全新统冲洪积砂漂块卵石层，石质以变质砂岩、板岩为主，少量岩浆岩，粒径一般630cm，次园次棱角状，砂砾石含量约占20%，漂石、块石含量约占50%，卵碎石约30%，结构稍中密，局部具架空现象，均匀性差，透水性强，地下水丰富。该层作为低坝坝基持力层是适宜的，能满足其对承载、抗滑稳定等要求。 左岸为洪积阶地前沿泥砂漂块卵碎石层，结构松散，抗冲刷能力极弱，透水性较强，不宜直接作为坝肩。建议：坝肩嵌入岸坡内23m， 上游必须护岸，并与枢纽防渗工程连成一体。右岸为坡麓崩坡积块碎石，结构松散，透水性较强，亦不宜直接作为坝肩

9、。建议：坝肩嵌入岸坡内12m，坝线上游须护岸，并与防渗工程连成一体。 此外，在基坑开挖中，地下水量大，应采取降排水措施；区内有冰冻现象，对建筑物有不良影响，需采取相应工程措施。 沉砂池位于右岸一级阶地上，地形地质条件宜于布置建筑物。阶地表层为砂壤土夹砾碎石，厚度11.5m，其下为冲洪积砂漂块卵石层，粒度大小悬殊，局部有架空结构，均匀性差。池基持力层为冲洪积砂漂块卵石层，能满足沉砂池对承载、抗滑等稳定性要求。主要工程地质问题是：地基不均匀变形，需采取相应工程结构措施；河岸易受洪水冲刷袭击，需沿岸构筑防冲保坎。 沉砂池至坝线，前段为崩坡积层边坡坡麓，适宜设置箱型暗渠，并与防洪堤工程结合；后段为基岩

10、边坡，其地形地质条件可以设置暗渠。首部枢纽地基土石主要地质参数建议值岩 性重力密度r（kn/m3）允许承载力c（MPa）变形模量E。Gpa）摩擦系数f粘聚力CMpa渗透系数K（cm/s）允许渗透比降J砂漂块卵石层210.300.400.030.040.500(45)10-20.15泥砂漂块卵碎石层200.200.250.020.0250.330.05(12)10-20.15泥砂块碎石16180.170.180.010.0150.260.1(0.51)10-20.203、水位及流量 电站设计引用流量：2.5m3/s 坝（闸）正常挡水位：2063.00m 隧洞进口水位：2061.00m洪水资料：P

11、0.5 Q=147.0m3/s； P1.0 Q=137.0m3/s； P2.0 Q=126.0m3/s； P3.3 Q=117.0m3/s； P5.0 Q=110.0m3/s；第三节 工程综合说明书 本工程闸孔形式采用无胸腔的开敞式水闸，闸底板形式采用宽顶堰。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

12、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。因此，应妥善进行防渗设计。 3消能防冲方面 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

13、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

14、部分，通常包括底板、闸墩、闸门、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。护坦具有消能防冲 0.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。

15、第二章 水力计算第一节结构型式及孔口寸、断面尺寸的确定 一、闸室结构型式及底板高程本工程孔口采用无胸腔的开敞式水闸，闸底板型式采用宽顶堰。一般情况下，拦河闸的底板顶面与河床齐平，即闸底板高程2061m。 二、拦河闸下游水位 已知设计洪水标准确定为20年一遇，即：Q设=1103/s，校核洪水标准确定为50年一遇，即：Q校=126m3/s。根据水闸所在的河道断面图,假设水位高度(H)求各水位断面流量，并绘制下游水位流量关系曲线。 用明渠均匀流公式进行计算：Q=AC，C=，R=A/x （水力学教材）式中 A过流断面面积，m2；C谢才系数，m1/2/s；R水力半径，m；n河槽的糙率，查水力学教材63，取n=0.04；x过水断面的湿周，m；i渠道底坡，本设计i=0.055。假设下游水深hs，求得相应的流量Q，可列表计算。计算结果如下表