浊沟蓄水闸设计课案Word文件下载.docx
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沟口宽(m)
40
沟底宽(m)
10
1.2工程总体布置
1.2.1水闸结构型式
1)闸室型式
闸室型式为胸墙式,整体式闸室。
2)底槛高程
根据规划数据,清淤整治后的浊沟0+000处沟底高程为20.61m。
根据水力分析,闸槛高程低,单宽流量大,闸室宽度相应减小。
为防止淤积,保证水流畅通,闸槛高程应稍高于沟底高程。
综合考虑取闸底槛高程为21.11m。
3)闸孔净宽
闸槛高程确定后,根据水闸的设计流量及其水位组合,计算确定闸室总净宽为9m。
取3
孔,单孔净宽3.0m。
4)闸顶高程
浊沟顶规划高程为25.11m,水闸下游防洪水位为24.96m,安全超高0.5m,取闸顶高程25.46m。
1.2.2闸基防渗措施
主要利用闸室底板防渗,同时利用上游护底及下游消力池底板兼作防渗铺盖进行水平防渗。
1.2.3水闸总体布置
建筑物由上游连接段、闸室段、下游连接段等几部分组成。
(1)上游连接段包括:
上游设圆弧型翼墙,顺水流方向长10.0m,采用浆砌石重力式结构;
铺盖采用钢筋砼结构,长10.0m、厚0.4m,与闸室、翼墙底板接头处采用橡皮止水;
上游护坡长度为24.0m;
护底长度为14.0m,其中浆砌石护底长8.0m,厚0.4m,下设0.1m碎石垫层,砼护底0.4m厚,设忙0冒水孔、梅花形布置,间距1500m;
砼护底下设反滤层0.6厚。
(2)闸室段包括:
底板采用C25钢筋砼平板结构,垂直水流向长为11.8m,顺水流向长为
10.3m,厚度为0.6m,下设C10素砼垫层;
闸墩采用钢筋混凝土实心结构,其长度与闸室底板等长,闸墩厚度根据主门槽及启闭机台排架柱的布置要求确定,中墩厚0.8m,边墩厚0.6m,
中墩上下游作成圆弧形墩头,以改善进出水流态;
闸室启闭机台设在上游侧;
排架、工作台为钢筋砼结构,上部启闭机房采用砖混结构,层高3.0m,屋面为现浇钢筋砼平顶屋面,0.5m高挑檐;
闸门采用平面钢闸门。
启闭机采用一台1X100kN手电两用螺杆式启闭机。
交通桥宽
6.0m,采用钢筋砼平板式。
(3)下游连接段:
消力池长为钢筋砼综合式结构,长12.0m,深度0.5m,其中斜坡段长
2.0m,底板厚0.4m,后段6.0m范围设忙0冒水孔、梅花形布置,间距1500m,下设反滤层0.6厚;
消力池两侧为圆弧型翼墙,采用浆砌石重力式结构。
海漫长度为18.0m,其中8.0m护底、护坡为M10浆砌块石,10.0m为干砌石结构,厚度0.3m,下设碎石垫层厚0.1m;
海漫末端设深
1.5m、底宽2.0m的防冲槽。
1.3水力计算
1.3.1闸孔净宽计算
浊沟蓄水闸底板高程21.11m、上游蓄水位24.70m、设计下游水位24.96m。
闸门过流能力采用平底宽顶堰高淹没度(hs/H0>
0.9公式计算:
B。
二0/・血化(叫二入)
式中:
B0――闸孔总净宽(m);
Q――过闸流量(39.2m3/s);
H0――计入行进流速的堰前水深,计算得3.5m;
hs
2――淹没堰流的综合流量系数,计算得0.971;
由堰顶算起的下游水深(m),取3.35m;
经计算,需闸孔宽度8.39m,取B0=9.0m
1.3.2消能防冲设计
(1)消力池深度按下式计算
18^32-1
ghc
d=-0hc—hc—AZ
22
山2^?
—igh?
d—消力池深度(m);
'
0—水跃淹没系数,采用1.05~1.10;
hc-跃后水深(m);
h-收缩水深(m);
To—总势能(m);
bl-消力池首端宽度(m);
b2—消力池末端宽度(m);
q—过涵单宽流量(m3/s);
a—水流动能校正系数,米用1.0;
W一
—流速系数采用0.95;
△Z—出水落差(m);
—出池河床水深(m)
(2)消力池长度计算可由下式确定
Lsj=Ls+BL
Lj=6.9(hc〃-he)
Lsj—消力池长度(m);
Lj—水跃长度(m);
Ls—消力池斜坡段水平投影长度(m);
B—水跃长度校正系数,取B=0.7~0.8
(3)消力池底板厚度计算
根据抗冲要求,消力池底板始端厚度可按下式计算:
t=k1.q,=h
t—消力池底板厚度(m);
H•—泄水时的上、下游水位差(m);
K1—消力池底板计算系数,采用0.15~0.20。
-W—Pm
y
当有扬压力作用时,根据抗浮要求,消力池底板厚度可按下式计算:
K1—消力池底板计算系数,取K仁0.2;
K2—消力池底板安全系数,取K2=1.2;
—作用在消力池底板底面的扬压力(KPa);
t=k2
b
W—作用在消力池底板顶面的水重(kPa);
Pm—作用在消力池底板上的脉动压力(KPa),其值可取跃前收缩断面流速水头值的5%;
通常计算消力池底板前半部的脉动压力时取牛”号,计算消力池底板后半部的脉动压力时取
•”号;
b—消力池底板的饱和重度(KN/m3)。
(3)海漫长度按下式计算
Lp=Ks.q$..:
H
LP—海漫长度(m);
qs—消力池末端单宽流量(m3/sm);
H•—上、下游水位差(m)
Ks—海漫长度计算系数,根据河床不同土质查《水闸设计规范》表B.2.1。
(4)海漫末端的河床冲刷深度计算
dm=1.1-hm
[V。
]
dm—海漫末端河床冲刷深度(m);
qm—海漫末端单宽流量(m3/sm);
[Vo]—河床土质允许不冲流速(m/s);
hm—海漫末端河床水深(m)。
浊沟蓄水闸消能防冲设计工况采用设计排涝流量下恶劣放水工况:
设计流量39.2m3/s,恶
劣放水水位:
上游水位24.70m,下游水位21.70m。
经计算分析,闸消能防冲计算结果详见表132-1。
根据计算结果,浊沟蓄水闸采用的消力池长12m、池深0.5m、底板厚0.4m、海漫长18.0m、防冲槽深1.5m,均满足要求。
表1.3.2-1浊沟蓄水闸消能防冲计算结果
过闸流量
(m3/s)
收缩断面
水深h(m)
跃后水深
(m)
消力池深
水跃长度
消力池底板
厚(m)
海漫长
防冲槽深
39.2
0.531
2.04
0.376
10.41
0.355
16.0
1.38
1.3.3防渗排水设计
(1)初拟渗径长度
闸基渗径长度按下式计算:
L=C-AH
L—闸基防渗长度(m);
AH—上下游水位差;
4.35m为设计防洪工况;
C—渗径系数,壤土取C=5。
浊沟蓄水闸:
L=4.35>
5=21.75m,实际布置的地下轮廓总长约30.0m,大于渗径长度计算值。
(2)排水设计
为降低上游护坦、下游消力池底板的渗透压力,浊沟蓄水闸上游护底及下游消力池底板内设排水孔,排水孔直径0.06m,纵横间距1.5m,其下铺设反滤层,反滤层要求由下至上铺设各0.2m厚的中粗砂、瓜子片、碎石。
1.4结构计算
1.4.1闸室稳定及基底应力计算
蓄水闸分别计算完建期和防洪期二种设计条件下的基底应力及抗滑安全系数。
完建期的
荷载组合为:
自重+土压力+其它施工时可能产生的力;
防洪校核期荷载组合为:
自重+水重+
静水压力+扬压力+土压力。
1)抗滑稳定计算:
rG
汨
Kc――抗滑稳定安全系数;
f――基础底面与地基土之间的摩擦系数,取0.30;
工G作用在计算单元上的全部竖向荷载(KN);
工H——作用在计算单元上的全部水平荷载(KN)。
2)基底应力计算:
max
Pmin
P
基底应力的最大最小值
kpa);
工G■乍用在计算单元上的全部竖向荷载(KN);
工M作用在计算单元上的全部荷载对基础底面形心轴产生的力矩(KN.m);
A计算单元基础底面面积(m2);
W——计算单元基础底面对形心轴的截面矩(m3)。
3)计算结果及评价
蓄水闸基底应力计算结果详见表141-1
表141-1蓄水闸稳定及地基应力计算成果
水闸名称
计算条件
基底压力(kPa)
不均匀系数(n)
抗滑稳定安全系数
最大(T
最小CT
计算值
允许值
浊沟蓄水闸
完建期
72.9
47.9
1.52
2.0
防洪期
59.8
38.8
1.54
3.26
1.2
根据上表计算成果,闸基最大基底应力为72.9kPa,由于缺少地质勘探报告,本次设计地基承载力标准值按120kPa进行复核,故闸基承载力满足要求;
闸基底应力不均匀系数及抗滑稳定安全系数均在规范规定范围内,满足设计要求。
1.4.2翼墙稳定及基底应力计算
浊沟蓄水闸翼墙为浆砌石重力式挡土墙,上游翼墙高4.7m~0.5m,(水流方向投影)长10m;
下游翼墙高5.2m~0.5m,(水流方向投影)长12m。
因上、下游翼墙尺寸相差不大,故选取下游翼墙最高处进行计算。
计算结果详见表142-1。
表1.4.2-1蓄水闸挡土墙稳定及地基应力计算成果
部位
计算条件
抗滑安全系数
墙咼
117.3
86.4
1.36
1.44
5.65m
109.4
60.8
1.80
2.13
上表计算结果表明浊沟蓄水闸翼墙抗滑稳定安全系数、闸基承载力和地基压应力不均匀系数均满足规范要求。
(地基承载力标准值为120kPa))
1.5电气设计
供电电源:
本工程供电电源“T接至附近10kV线路,导线型号为LGJ-35。
电气主接线及保护:
根据用电负荷计算,均选用一台S11-30/1010i5%/0.4kV变压器。
变
压器采用户外杆上布置方式,高压侧采用RW10-10型户外高压跌落式熔断器作为变压器短路及过负荷保护。
启闭机房内设一XL-21(改)型动力箱,动力箱装设一只NS型断路器作为低压母线的短路保护。
闸门启闭机控制方式:
采用就地操作控制方式
防雷、接地及照明:
为防止雷电波沿10kV配电线路侵袭变压器,在变压器高压侧装设丫5WS-12.7/50型避雷器,为防止直击雷侵害,在启闭机房顶四周敷设避雷带,利用启闭机房四周柱内钢筋作为防雷引下线与闸底板接地网可靠连接。
利用闸底板作为自然接地网,其接地电阻值不应大于4Q。
涵上所有电气设备的金属外壳及金属构架都应可靠接地。
启闭机房照明采用吸顶式荧光灯。
1.6主要工程量
浊沟蓄水闸主要工程量见表5.6-1。
表5.6-1浊沟蓄水闸主要工程量
编号
分项工程名称、部位或规格
单位
工程量
备注
-一-
建筑工程
㈠
土方工程
1
土方开挖
3m
2641.78
2
土方回填
1216.18
压实度》0.92
㈡
砼及钢筋砼工程
C15砼垫层
38.92
C25钢筋砼闸底板
82.52
C25钢筋砼闸墩
138.11
4
C25钢筋砼启闭台及排架
15.27
5
C25钢筋砼交通桥
28.78
6
C25钢筋砼护坦
32.05
7
C25钢筋砼消力池
86.64
8
C25砼预块护坡
36.92
9
启闭机房
2m
37.17
含装修
㈢
砌石丄程
M10浆砌石挡土墙
467.5
M10浆砌石护底
77.24
干砌石护底
35.84
防冲槽抛石
63.44
碎石垫层
103.02
反滤
88.01
含排水管细部
㈣
其它
止水橡皮
延米
23.52
紫铜止水
螺旋钢梯
座
高5.0m
水尺
根
均长3m
-二二
金属结构制作及安装工程
平面滑动钢闸门
t
13.5
埋件
7.5
QLSD-100kN手电两用螺杆启闭机
台
三
电气采购及安装工程
XL(F)-21-05G
单管荧光灯(1*28W)
套
双联单相二孔•三孔插座
只
单极跷板式暗开关
水煤气管SC5O
m
60
水煤气管SC25
YJV22-1kV-4*16
80
YJV22-1kV-3*4
BV-0.5kV-1*2.5
160
镀锌扁钢-40*4
30
11
镀锌扁钢-25*4
25
12
镀锌圆钢①10
35
13
电线管PVC20
四
自动控制工程
- 配套讲稿:
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