水闸课程设计(南工)

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1、水闸设计水利与生态工程学院水工建筑物课程设计——水闸设计班级：学号：姓名：指导老师：28水闸设计目录1基本资料1.1工程概况1.2地质资料1.3水文气象1.4建筑材料1.5批准的规划成果2闸孔设计2.1闸址的选择2.2闸型的确定2.3拟定闸孔尺寸及闸墩厚度2.4校核泄洪能力3消能设计3.1消能防冲设计的控制情况3.2消力池尺寸及构造3.3海漫设计3.4防冲槽设计3.5上下游岸坡防护4防渗排水设计4.1闸底地下轮廓线的布置4.2排水设备的细部构造4.3防渗计算5闸室布置5.1底板和闸墩5.2闸门与启闭机5.3上部结构5.4闸室的分缝与止水28水闸设计6闸室稳定

2、计算6.1设计情况及荷载组合6.2完建无水期地基承载力验算6.3正常挡水期闸室抗滑稳定验算7上下游连接建筑物7.1上游连接建筑物7.2下游连接建筑物28水闸设计水闸设计1基本资料1.1工程概况及拦河闸的任务某拦河闸闸址以上流域面积2234平方公里，流域内耕地面积288万亩，河流平均纵坡1/6200。本工程属三级建筑物。本工程投入使用后，在正常高水位时，可蓄水2230万立米。上游5个县25个乡已建成提灌站42处，有效灌溉面积25万亩。闸上游开南、北两干渠，配支干23条，修建各种建筑物1230座，可自流灌溉下游三县21万农田，效益巨大，是解决某河流域农田的灌溉动

3、脉，同时，也是解决地区浅层地下贫水区的重要水源。1.2地质资料（一）根据地质钻探资料，闸址附近地层中粉质壤土，厚度约25m，其下为不透水层，其物理力学性质如下：1、湿重度r湿=20.2KN/m3土壤干重度r干=16.0KN／m3饱和重度r饱=22.2KN／m3浮重度r浮=12.2KN／m32.自然含水量时，内摩擦角φ=230饱和含水量时，内摩擦角φ=200土壤的凝聚力C=0.1KN／m23.地基允许承载力[P地基]=150KPa4.混凝土、砌石与土基摩擦系数f=0.365.地基应力的不均匀系数[η]=1.5～2.06.渗透系数K=9.29×10-3cm／s(

4、二)本地区地震烈度为60以下1.3文水气象(一)气温：本地区年最高气温42度，最低气温为-18度。(二)风速：最大风速V=20m／s，吹程D=0.6Km。28水闸设计(三)降雨量：非汛期(1～6月及10～12月)9个月河流平均最大流量为10m3/s；汛期(7～9月)3个月河流平均最大流量为130m3/s。年平均最大流量36.1m3/s，最大年径流总量为9.25亿m3。年平均最小流量15.6m3/s，最小年径流总量为0.42亿m3。(四)冰冻：颖河流域冰冻时间短，冻土很薄，不影响施工。(五)上下游河道断面1.4建筑材料本工程位于平原地区、山丘少，石料需从外地供

5、给，距京广线很近，交通条件较好。经调查本地区附近有较丰富的粘土材料。闸址处有足够多的砂料。1.5批准的规划成果(一)灌溉用水季节，拦河闸的正常挡水位为58.63m，下游无水。(二)洪水标准。1.设计洪水位50年一遇，相应的洪峰流量1113m3／s，闸上游的洪水位为59.5m，相应的下游水位59.35m。2.校核洪水位200年一遇，相应洪峰流量1642.35m3／s，闸上游的洪水位6l.00m，闸下游水位60.82m。2闸孔设计2.1闸址的选择闸址、闸轴线的选择关系到工程的安全可靠、施工难易、操作运用、工程量及投资大小等方面的问题。在选择过程中首先应根据地形、

6、地质、水流、施工管理应用及拆迁情况等方面进行分析研究，权衡利弊，经全面分析比较，合理确定。28水闸设计本次设计中闸轴线的位置已由规划给出。2.2闸型确定本工程主要任务是正常情况下拦河截水，以利灌溉，而当洪水来临时，开闸泄水，以保防洪安全。由于是建于平原河道上的拦河闸，应具有较大的超泄能力，并利于排除漂浮物，因此采用不设胸墙的开敞式水闸。同时，由于河槽蓄水，闸前淤积对洪水位影响较大，为便于排出淤沙，闸底板高程应尽可能低。因此，采用无底坎平顶板宽顶堰，堰顶高程与河床同高，即闸底板高程为51.92m。2.3拟定闸孔尺寸及闸墩厚度由于已知上、下游水位，可推算上游水头

7、及下游水深，如表1所示：表1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）行近流速（m3/s）上游水头H0（m）设计流量11137.437.58759.711.470.117.69校核流量1642.358.99.08947.691.730.159.23注：考虑壅高15~20cm。闸门全开泄洪时，为平底板宽顶堰堰流，根据公式1判别是否为淹没出流。 表2淹没出流判别表计算情况下游水深hs（m）上游水头H0（m）流态设计水位7.437.697.43≥6.152淹没出流校核水位8.909.238.9≥7.384淹没出流 按照闸门总

8、净宽计算公式(2)，根据设计洪水和校核洪水两种情况分