完整word版水闸设计Word文档格式.docx

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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2201.78m,引水流量是300m3/s

（4）下游水位流量关系:

流量m/s

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

水位H（m）

2201.00

2201.2C

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

咼程（m）

土质概况

标准贯入击数（击）

I

2205.75-219604

重粉质壤土

9-13

n

2196.4-2194.7

松散粉质壤土

8

出

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；

内摩擦角19°

;

天然孔隙比e=0.69;

天然容重20.3KN/m

18kN..；

m3。

本地区地震烈度在6度。

（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。

每米桥长约种80KNo（详见设计书插图）

（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。

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范》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:

LKB4R/B1

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0.6〜1.0（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.闸室结构设计

1.1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。

1.2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。

1.3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，则课本76页公式3-78

人△c忧2204.30.72205.0m

△Hmax

△校hc2204.70.52205.2m

所以取△H2206.0m

1.4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。

2.确定闸门孔口尺寸

2.1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300m3/s

上游水深H2201.832194.57.33m，下游水深hs2201.782194.57.28m

过水断面A（5027.33）7.33473.96m2

Q

300

0.633m/s

A

473.96

V：

2

1.00.6332c

7.33

7.35m

2g

29.81

上游行近流速v0

行近水头HoH

初步设计认为m0.385，0.94

②枯水季节：

上游水位2201.44m,下游水位2201.38m,流量100m3/s

上游水深H2201.442194.56.94m，下游水深hs2201.382194.56.88m

过水断面A（5026.94）6.94443.33m

22

行近水头H0H上6.94100.2266.943m

2g29.81

hs

诙°

.991°

8属淹没出流

由公式L0

_Q

m_2gH；

/2

100

0.360.940.38529.816.9433/2

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

11.50m3/（s*m），由地质

孔总净宽取值为26.10m。

此时单宽流量q洛

L。

26.1

资料知闸地基处为坚硬粉质粘土，可取20-25m3/（s*m），故满足要求

2.2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n3孔，选单孔净宽l010m。

根据规范上游闸墩头部均采用半圆形，下游闸墩头部采用流线形，厚d2m，

边墩取1.5m

闸孔总宽度为：

L1nl0（n1）d3102234m

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2-1闸孔布置图（单位：

m

2.3水闸泄流能力验算（查阅《水闸设计规范》SL265-2001）

2.3.1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：

l010m，d2m

ll

10.171（10）4—10.171（1

10d10d

对于边孔：

l010m，bb（5037）/27.33221.16m

水闸泄流能力

mg•2gH（3/20.360.9530.38530.29.817.353/2349.75m3/s

大于300m3/s满足要求

2.3.2枯水期过流验算：

上游水位2201.44m,下游水位2201.38m,流量100m3/s

大于100m3/s满足要求。

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300m3/s，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300m3/s，上游水位2204.7m，下游水位2201.78m；

上游水位H2204.72194.510.2m，下游水位hs2201.782194.57.28m

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b134m，末端宽度采用河底宽度b250m。

1.3.1为保证水闸安全运行，可以规定闸门的操作规程，本设计按闸孔对称方式

开启运行，分别为开启3孔和中间1孔

当闸门不完全开启，闸孔射流速度较大，比闸门完全开启时更容易引起渠床的冲刷，取闸门相对开启从0.1-0.65（大于0.65属于堰流）

过水断面A（50210.2）10.2718.08m2

上游行近流速

V0A

0.418m/s

718.08

行近水头H。

HV0

10.2

1.00.4182

下游水深ht

2194.5

7.28m

10.21m

宽顶堰闸孔出流流量公式Q1enl。

；

.2gH0，1

由相对开启高度e/H查《水力学》354页表9-7可得，取0.9

hc0e,假设水跃在最小收缩断面开始发生，由《水闸设计规范》可得:

计算表格如下:

开启孔数n

开启高度e

相对开启高度e/H

垂直收缩系数&

闸孔流量系数口1

泄流量Q

单宽流

量q

收缩断面

水深hco

跃后水深hco2

下游水

深ht

流态

3

「0.51

0.05

0.61

0.54

117.63

3.92

0.31

2.74

7.28

淹没式

「1.02

0.1

0.62

232.24

7.74

0.63

3.73

P1.53

0.15

0.53

343.67

11.46

0.94

4.42

2.04

0.2

0.52

451.73

15.06

1.26

4.95

「2.55

0.25

0.51

557.05

18.57

1.59

5.37

3.06

0.3

0.93

0.71

919.58

30.65

2.83

6.29

P3.57

0.35

0.50

756.86

25.23

2.24

5.97

4.08

0.4

0.49

853.03

28.43

2.58

6.18

「4.59

0.45

0.64