某水利枢纽工程拦河闸设计毕业设计说明书doc 52页.docx
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某水利枢纽工程拦河闸设计毕业设计说明书doc52页
标题----------------------------------------------------------------------------6
设计总说明-----------------------------------------------------------------7
第1章基本资料------------------------------------------------------------8
1.1工程概况----------------------------------------------------------------8
1.3工程地质及水文地质---------------------------------------------------8
1.4水文资料-----------------------------------------------------------------9
1.4.1渠首处河道水位~流量关系----------------------------------------9
1.4.2泥沙资料---------------------------------------------------------------9
1.4.3气象资料---------------------------------------------------------------9
1.5设计补充资料---------------------------------------------------------10
第2章选线、选型、枢纽布置------------------------------------------11
2.1闸坝的选择------------------------------------------------------------11
2.2枢纽布置形式-----------------------------------------------------------11
2.3拦河建筑物形式（即采用拦河闸还是壅水坝）-------------------12
2.4枢纽防沙设计-----------------------------------------------------------12
第3章水闸的水力计算---------------------------------------------------13
3.1闸孔设计---------------------------------------------------------------13
3.2闸孔型式---------------------------------------------------------------13
3.3闸底板高程的确定-----------------------------------------------------13
3.4闸孔尺寸的确定-------------------------------------------------------13
3.4.1闸孔净宽计算----------------------------------------------------13
3.4.2孔数几，单孔净宽b及闸孔总宽B-------------------------14
3.5闸孔高度-------------------------------------------------------------15
3.5.1闸顶高程-----------------------------------------------------------15
3.5.2闸门顶高程--------------------------------------------------------15
第4章消能计算--------------------------------------------------------16
4.1过闸水流特点-------------------------------------------------------16.
4.2消能防冲设计说明------------------------------------------------16
4.2.1消能采用的方式--------------------------------------------------16
4.2.2消能设计的内容-------------------------------------------------16
4.2.3闸门的运用方式---------------------------------------------------17
4.2.4闸门开启操作规程----------------------------------------------18
４.３池深设计----------------------------------------------------------18
4.3.1池深设计条件-----------------------------------------------------18
4.3.2求Q控-------------------------------------------------------------18
4.3.3求池深d-----------------------------------------------------------20
4.3.4确定池长LK--------------------------------------------------------20
4.4确定底板厚度--------------------------------------------------------21
4.5海漫长L漫的确定--------------------------------------------------21
4.6防冲槽设计-----------------------------------------------------------22
4.7消力池构造-----------------------------------------------------------23
4.7.1配筋----------------------------------------------------------------23
4.7.2分缝止水------------------------------------------------------------23
第5章防渗排水设计-----------------------------------------------------24
5.1设计说明--------------------------------------------------------------24
5.2水闸地下轮廓线的型式和尺寸的设计----------------------------24
5.3渗透计算--------------------------------------------------------------25
5.3.1地下轮廓线的简化-------------------------------------------------25
5.3.2确定控制层的计算深度T计----------------------------------------26
5.3.3分区并计算各区的阻力系数ξi-----------------------------------26
5.3.4求每一区的水头损失hi-------------------------------------------27
5.4.5求渗压水头Hi--------------------------------------------------------27
5.4.6求渗压水头Hi分布图-----------------------------------------------27
5.4.7求逸出坡降J出------------------------------------------------------28
第6章闸室结构设计------------------------------------------------------29
6.1底板---------------------------------------------------------------------29
6.2闸墩-----------------------------------------------------------------------30
6.3闸门-------------------------------------------------------------------31
6.4工作桥----------------------------------------------------------------32
6.5检修桥----------------------------------------------------------------33
6.6交通桥----------------------------------------------------------------33
6.7启闭机----------------------------------------------------------------34
第7章闸室稳定及基底应力计算-----------------------------------------35
7.1设计说明---------------------------------------------------------------36
7.1.1计算的任务---------------------------------------------------------36
7.1.2计算单元------------------------------------------------------------36
7.1.3计算工况------------------------------------------------------------36
7.1.4采用的公式---------------------------------------------------------36
7.1.5控制标准------------------------------------------------------------37
7.2荷载计算-------------------------------------------------------------37
7.2.1结构自重------------------------------------------------------------37
7.2.2水载------------------------------------------------------------------38
7.2.3扬压力---------------------------------------------------------------38
7.2.4水压力---------------------------------------------------------------38
7.2.5地震荷载------------------------------------------------------------38
7.3完建期闸室抗滑稳定及地基承载验算----------------------------39
7.3.1.由上节计算的荷载简化结果--------------------------------------39
7.3.2地基承载力验算-----------------------------------------------------40
7.4正常挡水时闸室抗滑稳定及地基承载力验算---------------------40
7.4.1正常挡水时的荷载简化表-----------------------------------------40
7.4.2地基承载力验算-----------------------------------------------------41
7.5正常挡水+地震时验算抗滑稳定及地基承载力--------------------41`
7.5.1简化结果列表-------------------------------------------------------41
7.5.2地基承载力验算-----------------------------------------------------42
第8章两岸连接建筑物--------------------------------------------------43
8.1闸室与上下游连接----------------------------------------------------43
8.1.1水闸上下游翼墙的平面布置形式----------------------------------43
8.1.2岸翼墙结构形式------------------------------------------------------43
8.1.3构造--------------------------------------------------------------------44
8.2与两岸的连接----------------------------------------------------------44
8.3竖向连接---------------------------------------------------------------44
8.4下游翼墙完建期稳定计算-------------------------------------------45
8.4.1设计说明-------------------------------------------------------------45
8.4.2完建期稳定计算---------------------------------------------------46
谢辞-----------------------------------------------------------------------49
参考文献---------------------------------------------------------------------50
附录---------------------------------------------------------------------51
东明水利枢纽工程设计
——拦河闸设计
设计总说明
本枢纽位于清河东明市附近河段,以清河明山水库为水源,除工业.城市及电站用水外,由该库至东明市区见的水量供给灌溉用水7.07亿立方米。
渠首工程主要任务是保证大明.东光两灌溉区全部净灌溉88.3万亩,其中大明灌区48.8万亩,东光灌区39.5万亩。
本枢纽总体布置包括四部分：
进水闸、冲沙槽、拦河闸、冲沙闸。
总设计分三组进行，本组为拦河闸设计。
设计分为七部分：
第一部分，选线、选型枢纽布置，闸址选在漠家堡，为有坝引水式拦河闸；第二部分，闸孔设计；第三部分，消能防冲设计；第四部分，防渗排水设计；第五部分，闸室结构布置；第六部分，闸室稳定、基底应力；第七部分，两岸及上下游连接建筑物设计。
[关键词]：
拦河闸、有坝引水式、消能计算、闸室稳定、基底应力验算
第1章基本资料
1.1工程概况
本枢纽位于清河东明市附近河段,以清河明山水库为水源,除工业.城市及电站用水外,由该库至东明市区见的水量供给灌溉用水7.07亿立方米。
渠首工程主要任务是保证大明.东光两灌溉区全部净灌溉88.3万亩,其中大明灌区48.8万亩,东光灌区39.5万亩。
1.2地形资料
清河在东陵以上为山谷河道,距离主要灌区大明.东光较远。
西苏堡以下因河道弯曲，水位低，控制面积过小不宜布置娶首，故灌区渠首须在东陵和西苏堡之间选择。
该河段长约19.0km，河道纵坡在1：
1400~1：
2100之间，东陵至浑河堡为1：
1400，浑河堡至水清公路桥为1：
2000，公路至西苏堡为1：
2100。
东陵以上河槽宽浅，河道絮乱，切多河叉，东陵以下至曹仲屯河道逐渐归整，一般主河道约为400m，曹仲屯至西苏堡河宽250~300m，沿河两岸有广阔滩地，宽约1—2km。
除局部地区有沙滩外多为耕地。
清河自东陵至水清公路河段右岸为东明市防洪大堤，全长27.7km，左岸在曹仲屯至前漠家堡段有堤防2.9km，以下中点给出李官堡和漠家堡附近河道情况。
李官堡附近河道情况，河道顺直长为1.5km，因有东清铁路控制，河道比较稳定，河槽宽400~420m，河底高程34.2m，深槽靠近左岸，右岸为河滩地，两岸滩地高程为38.0~38.5m，右岸距堤防160m，左岸无堤，河床比降1：
2000，洪水比降1：
2500。
漠家堡附近河道情况：
此段河道规整，顺直段长2.5km，河槽宽270~300m，深槽靠近右岸，河底高程最深处31.3m，一般为32m。
河岸较陡，高约4米，两岸滩地高程35.0~36.0m，多为耕地。
左岸堤防距河槽1200m，堤高2.5m，堤顶宽4.5m，迎水坡1：
2.5，被水坡1：
3.0。
右岸滩地内有音乐低洼沟一条，蜿蜒下伸达后漠家堡村北，长约3km，河道自1991年以来尚无变动，自修永清公路路基后情况更为稳定。
按防洪总体规划要求，闸址右岸大堤顶高程为百年一遇洪水加超高1.5m，即39.24m。
为便于堤防维护，保证100年一遇洪水~1000年一遇洪水威胁下东明市区安全，希望两岸堤高不小于4m。
1.3工程地质及水文地质
在推荐渠首处，河段顺直，河床宽270m左右，河床部分均为铄质粗砂，在深度30m内由上到下可概分为：
铄沙含卵石,厚4.7~11.9m；
铄质粗砂和铄石及土,厚6~18m；
以下为粗砂含土：
河床两岸滩地表层为散粉砂及中覆盖，厚2.4~4.5m，其下仍为铄质粗砂。
地下水埋深分布随地形变化，一般在2.5m左右，风积沙丘较深，大于3.5m，洼地较浅.约1.5m，因土质透水性较强，地下水位变化受河道水位影响，丰水期河水补给地下水，水位较高；枯水期、平水季节底下水补给河水。
1.4水文资料
1.4.1渠首处河道水位~流量关系（见表0—1）
表0—1
洪水频率（%）
流量（立方米/s）
上游水位（m）
下游水位（m）
0.1
5000.0
38.35
37.87
1
4020.0
37.74
37.38
5
3320.0
37.26
36.98
10
2800.0
36.84
36.63
25
2015.0
36.10
35.98
75
400.0
33.9
33.75
85
287.0
33.56
33.54
1.4.2泥沙资料
根据现有泥沙资料估算,灌溉保证率为75%时推移质泥沙（dcp=10mm）来量为16.735万立方/年，洪水期推移质（dcp=5.0mm,dmax=6~10mm）来量为：
w1%=85.5万立方米,w2%=172.7万立方米,设计中必须考虑冲沙问题
1.4.3气象资料
推荐渠首东明气象站较近,该站观测项目较完整,降雨,风速,地温`气温均可采用其资料。
1）年平均降雨量729mm，大部集中在7.8月份，占全年雨量的48.8%。
水稻生长期在5~9月上旬，降雨量552.5mm占全年雨量75.7%，平均月雨量最大者为7.8两个月，均在160mm以上，最小者为12.1.1月，不足10mm。
2）风速:
年平均风速4.1m/s，各月份平均风速一3~5月为大，极端最大风速发生在农历一九五四年三月二十，达29.7m/s，汛期最大风速21.0m/s，多年平均最大风速8.4m/s。
3）气温：
分句1905~1995年资料统计，年平均气温7.5度，7月份最高，月平均气温24.8度，1月份最低，月平均气温-12.8度，月平均气温最高为7月，达32.3度；月平均最堆气温为1月，打-18.6度。
4）冻层深度1.5m。
1.5设计补充资料
1）闸下游引水干渠底部高程33.1m，边坡1：
1.75，干渠底宽26.0m纵坡1：
3500。
2）大引水流量78.0立方米/m，闸下相应水位35.8m两岸引水量相同，引水条件相似。
3）河闸上交通桥按二级公路桥设计，桥面宽按双车道考虑，净宽7.0m，总宽9.0m。
4）枢纽为二等工程，枢纽中主要建筑物为2级，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级。
设计洪水标准为100年1遇。
地震设计烈度按7度考虑。
拦河闸闸址下游河道流水量~水位关系可按表0—1绘制。
第2章选线、选型、枢纽布置
2.1闸坝的选择
水闸闸址选择时，应综合考虑地形、地质、水流、泥沙施工及管理运用等因素。
总的说来，闸址应选择在水流平顺、河床按坡稳定，地基坚硬密实.材料运输方便，施工导流简单.占地少，便于管利的地段。
具体而言，由于水闸承担的任务不同，闸址选择考虑的主要因素也不相同。
通过熟读基本资料，作出如下分析：
东陵以上为深山峡谷，河槽宽浅，河道絮乱，切多河叉，距离主要灌区大明.东光较远，并且没有足够宽广的施工场地，开挖土方的工程量较大，造价很高，不宜选择此河道附近。
浑河堡地处弯道，河槽狭窄，水位较其他河道高，便于取水。
但由于地处弯道，右岸取水方便；水流很急泥沙被淤泥积左岸，堵塞左岸进水口，不利于左岸取水，也不宜选择此河道。
西苏堡以下因河道弯曲，水位控制面积过小，灌溉区在其上方可能由于水位过低须使用水泵，造价相应就高，选择此河道不经济合理。
这样只剩下李官堡和漠家堡两个河道可供选择了，作为两侧取水李官堡和漠家堡都可以，河床岸坡稳定性都较好。
李官堡直段长1.5km，河宽大、水位高，距灌溉区远相应渠道长度也就长，水位较漠家堡高，不满足城市区防洪要求；漠家堡河道归整，顺直段长2.5km，便于施工。
河宽小，较李官堡水位低，拦河坝修的相应要高，满足市区防洪要求。
由于距离灌溉区近，相应渠道长度短。
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