水工建筑物水闸设计实例

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1、水工建筑物课程设计说明书指导教师：张春娟作者：水利工程27班赵文瑾灌区水闸设计目录：一、设计基本资料二、设计说明书<一>闸址选择<二>枢纽布置<三>水力设计：闸孔设计<四>消能防冲设计<五>防渗排水设计<六>闸室结构布置三、设计感想一、设计基本资料前进闸建在前进镇以北的红旗渠上，闸址的地理位置见图1.该闸的作用是：1、防洪。当胜利河水位较高时，关闸挡水，以防止胜利河的高水入侵红旗渠下游两岸的低田，保护下游农田和村镇；2、灌溉。灌溉期引胜利河水北调，以灌溉红旗渠两岸的农田；3、引水冲淤。在枯水季节，引水北上至下游的红星港，以冲淤保港。（一）、规划数据红旗渠为人工渠道，其断面尺寸如

2、图2所示。渠底高程为-5.5m，底宽为50m，两岸边坡均为1:2。该闸的主要设计水位组合有以下几方面：第19页水工建筑物课程设计说明书指导教师：张春娟作者：水利工程27班赵文瑾红旗渠断面示意图（单位：m）1、孔口设计水位、流量根据规划要求，在灌溉期前进闸自流引胜利河水灌溉，引水流量为250/s。此时相应的水位为：闸上游水位为1.80m，闸下游水位为1.74m。冬春枯水季节，有前进闸自流引水送至下游的红星港冲淤保港，引水流量为100/s。此时相应的水位为：闸上游水位为1.44m，闸下游水位为1.38m。2、闸身稳定计算水位组合（1）设计情况：上游水位为4.3m，浪高0.8m，下游

3、水位为1.0m。（2）校核情况：上游水位为4.7m，浪高0.5m，下游水位为1.0m。3、消能防冲设计水位组合根据分析，消能防冲的不利组合是：引水流量250/s，相应的上游水位为4.5m，下游水位为1.74m。4、下游水位流量关系下游水位~流量关系见表1。第19页水工建筑物课程设计说明书指导教师：张春娟作者：水利工程27班赵文瑾表1下游水位流量关系Q0.050.0100.0150.0200.0250.0300.0H1.01.201.381.541.661.741.78（二）、地质资料1、闸基土质分布情况根据钻探报告，闸基土质分布情况见表2。2、闸基土工试验资料根据土工试验资料，

4、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；天然空隙比e=0.69；天然容重。建闸所用的回填土为沙壤土，其内摩擦角，凝聚力c=0kpa，天然容重。表2闸基土层分布层序高程（m）土质概况标准贯入击数（击）I5.75~-3.60重粉质壤土9~13II-3.60~-5.30松散粉质壤土8III-5.30~-21.30坚硬粉质壤土（局部含铁锰结核）15~21（三）、闸的设计标准根据《水闸设计规范》，前进闸按III级建筑物设计。（四）、其他有关资料1、闸上有交通要求。根据当地交通部门的建议，闸上交通桥为单车道公路桥，按汽车-10设计，履带-50校核。桥面净

5、宽4.5m，总宽5.5m，采用板梁式结构，见图3所示，每米桥长约重80KN。第19页水工建筑物课程设计说明书指导教师：张春娟作者：水利工程27班赵文瑾2、该地区“三材”供应充足。闸门采用平面钢闸门，尺寸自定，由工厂设计、加工制造。3、该地区地震设计烈度为6度，故可不考虑地震的影响。（五）、设计任务（1）闸址选择（定性分析）；（2）枢纽布置；（3）水力设计（确定闸孔型式闸底板高程及孔口尺寸）；（4）消能防冲设计（消能防冲设施包括消力池、海漫及防冲槽三部分）；（5）防渗排水设计（底板和防渗铺盖）（6）闸室稳定验算。三、实施时间、地点2011年5月23日至2011年5月28日，第14

6、周，本班教室。早8：00——12:00；下午2:30——4:30。四、主要做法步骤时间任务结果星期一熟悉、查找资料，枢纽布置超找结果星期二水利设计计算结果星期三消能防冲设计设计结果星期四防渗排水设计设计结果星期五稳定验算，答辩答辩结果五、成果要求设计说明书一份；第19页水工建筑物课程设计说明书指导教师：张春娟作者：水利工程27班赵文瑾剖面设计图纸一张六、指导老师张春娟二、设计说明书<一>闸址选择闸址选择关系到工程建设的成败和经济效益的发挥，是水闸设计的一项重要内容。在本次课程设计中。通过对红旗渠周围地质、地形以及施工等因素的考虑，通过技术经济比较，选定最佳方案，即进水闸在前进镇

7、以北的红旗渠上，闸址地理位置如图1所示。图1第19页水工建筑物课程设计说明书指导教师：张春娟作者：水利工程27班赵文瑾<二>枢纽布置枢纽布置规范：水闸枢纽布置应根据闸址地形、地质、水流等条件以及枢纽中各建筑物的功能、特点、运用要求等确定，做到紧凑合理、协调美观、组成整体、效益最大的有机联合体。1、防沙设施闸所在河流为少泥沙河道，故防沙要求不高，仅在引水口设拦沙坎一道即可。拦沙坎高0.8m，底部高程-5.5m,顶部高程-4.7m，迎水面直立，背流坡为1:1的斜坡，其断面见图2。2、引水渠的布置