渡槽课程设计指导书.doc

渡槽课程设计指导书 课程设计指导书黑龙江省农垦林业职业技术学院1水闸课程设计指导书 一、资料分析了解本工程在国民经济中的作用,熟悉各种水位特征及相应的流量等规划成果。 研究地形、地质、水文气象，分析这些条件对水闸设计和施工的影响。 二、闸室型式的选定及上下游渠道的布置在给定的轴线上，通过计算设计渠道的纵横断面。 根据运用要求选定闸室的型式。 三、水力计算1.闸孔口尺寸设计 (1)闸底板高程的确定根据水闸下游的地质条件及水闸工程量的经济比较，确定闸底板高程。 本次设计建议采用平底板。 (2)闸孔总宽度的计算根据水闸的上下游水位及闸底高程判断过闸水流的性质。 按相应的水力学公式计算闸孔总宽度。 (3)孔数及孔宽的选定根据计算和遵照水利水电工程钢闸门的设计规范”SL7495的规定选定合理的单孔宽及相应的孔数。 (4)水闸泄流能力验算根据初步确定的孔数，孔宽及相应的水位验算孔口泄流能力。 2.消能防冲设计根据平原地区水闸及地质条件，建议采用消力池消能。 本设计需要确定消能防冲各设计尺寸及构造。 (1)确定消能控制情况及消力池尺寸根据情况分析，在闸门局部开启时多为最不利的消能情况，应根据列表试算法来确定消力池的各项尺寸。 (2)护坦的厚度根据公式并参考相似的已建工程确定之。 (3)海漫及防冲槽尺寸及构造的确定可按教材中所介绍公式及参考已建工程确定之。 四、防渗设计1.闸底轮廓布置渗径长度应满足防渗要求，渗径系数应大于57。 2.建议采用粘土铺盖，长度在(35)倍水头范围内选取。 参考教材及已建工程实例拟定铺盖的各项尺寸及构造3.排水及反滤层的布置参教科书4.侧向防渗布置两岸防渗布置必须与闸室防渗相配合，两岸各个可能的渗径都不得小于闸室渗径。 5.闸底板渗透应力计算建议采用改进的阻力系数法计算 五、闸室布置1.闸室建议采用整体式平底板，底板顺水流方向不宜过长，主要根据上部结构布置要求及满足闸室稳定的需要。 2.闸门及闸墩型式的选择和尺寸的拟定建议采用钢筋混凝土平板闸门，可参考教材根据水闸的运用要求确定闸墩高度。 3.交通桥宽6m，其中人行道宽lm，两边设栏杆混凝土路面。 4.工作桥的型式和尺寸可参考已建工程和运用要求确定之。 5.按比例绘制闸室布置草图并注明尺寸。 六、闸室稳定及地基应力验算以中联为计算单元。 1.地基应力验算按完建无水及关门挡水，下游无水两种情况计算，要求22.稳定计算 (1)正常情况按关门挡水时上游为正常水位58.72米，下游无水。 (可认为地下水位与闸底板齐平)闸室稳定计算。 (2)校核情况，按上游正常洪水位59.50m，下游相应水位59.35m验算稳定情况。 以上稳定计算均要求满足规范规定的抗滑稳定安全系数，如不能满足时应采用相应的措施解决。 七、闸室与两岸连接建筑物的布置参考已建工程及教材。 八、主要参考书1.水闸设计华东水利学院主编2.水工钢筋混凝土结构华东水利学院主编；3.水闸张世儒编4.水工手册(泄水与过水建筑物)华东水利学院主编5.水闸设计规范SL265xx6.钢闸门设计规范SL7495 九、编写设计说明书参考提纲第一章总论第一节概述第二节基本资料第三节工程综合说明书第二章水力计算第一节闸室的结构型式及孔口寸确定第二节消能防冲设计第三章水闸防渗及排水设计第一节闸底轮廓布置。 第二节防渗和排水设计及渗透压力计算第三节防渗排水设施和细部构造第四章闸室由置第一节闸底板、闸墩第二节工作桥、公路桥、检修便桥第三节闸门和启闭机第四节闸室的分缝和止水设备第五章闸室稳定计算第一节荷载及其组合第二节地基应力验算第三节闸室稳定验算第六章上下游连接建筑物第一节上游连接建筑物下游连接建筑物土坝课程设计指导书 一、了解任务书及分析原始资料设计任务及原始资料是设计工作的依据，因此必须首先全面了解本设计的任务。 熟悉该河流的一般自然地理条件，坝址附近的水文、气象特性、枢纽及水库的地形、地质条件。 当地材料、对外交通及有关规划设计的基本数据，只有在熟悉资料的基础上才能正确地选择建筑物3的类型，进行枢纽布置、建筑物设计及施工组织设计，因此应该把必要的资料到说明书中去，了解每一项资料在设计中的用处，通过对资料的了解和分析，初步掌握原始资料中对设计和施工有较大的影响的主要因素和关键性的问题，为以后设计工作的进行和进一步深入掌握资料打下基础。 二、坝根据坝址地形、地质、建筑材料、施工条件、工程量、投资并结合枢纽布置，对给出的上、下两条坝轴线进行比较，选定一条有利的坝轴线。 三、选取三种坝型，根据地形、地质、建筑材料、气候条件、施工情况及工程量、投资等方面，综合比较，首先根据给出的土石料判断有可能选择的坝型，由水库最高水位初估坝顶高程，并按该种坝型的一般情况初拟其剖面尺寸，再按河谷形状估算所需的土石方量，由此确定一种坝型。 四、枢纽布根据选定的坝轴线从地形、地质、施工、运用等方面大致确定建筑物的相对位置、建筑物形式，并加以定性分析和论述，确定枢纽工程的等别及建筑物级别。 五、建筑物设计（一）、确定断面尺寸及平面布置根据规范要求，参照已建工程并考虑本工程的具体情况，确定坝坡、坝顶高程、坝顶宽度、防渗体及排水体尺寸，确定岸坡坝段的坝型及断面尺寸。 绘出坝的剖面及平面布置图(考虑河岸坝段与岩坡坝段的连接)。 （1）、坝坡设计。 土石坝的坝坡一般与坝型、坝高、土石料的性质等因素有关，其范围大致在12-14之间。 当坝较高时，可每隔8-15m变一次坡，相邻坡率差取0.25-0.5，变坡处下游通常设置1.52.0m宽的马道。 设计坝坡时，可参照已建工程进行类比，初拟一个坝坡。 （2）、确定坝顶高程。 计算水库静水位以上的超高值时，风速值的选取采用多年平均最大风速。 坝顶高程分别按正常情况和非正常情况计算。 正常情况的库水位可取设计洪水位，非正常情况的库水位可取校核洪水位。 按上述两种情况计算后，取两者中的高值。 （3）、坝顶宽度。 坝顶的最小宽度按下面的方法确定当坝高小于lOOm时，坝顶最小宽度bmin取为H10，并不小于3m；当坝高大于100m时，坝顶最小宽度bmin取为并不小于lOm；当坝顶有公路通过时，应满足交通要求以及防汛抢险等要求。 （4）、排水体设计。 可根据实际情况选择贴坡排水或棱体排水，再进行构造设计。 （二）、渗流计算用水力学法，计算正常高水位时最大断面浸润线及单宽渗流量。 （三）、坡稳定计算用圆弧滑动有效应力法校核最大坝高断面的上、下游坝坡的稳定。 四）、细部构造设计包括坝顶、护坡、反滤、坝体及坝基有防渗透、排水。 （1）、坝顶构造。 坝顶如果没有公路运输要求，可以不做特殊路面，只需铺设碎石、砾石或草皮即可。 若有公路通过，要按交通要求铺设。 坝顶上下游两侧要铺设路缘石。 为了排水，坝顶应有2-3的倾斜度。 当上游设置防浪墙时，防浪墙应由坚固、稳定、不透水并与防渗体紧密结合的浆砌石或钢筋混凝土构成。 墙高自坝顶起应高于1m。 此时坝顶下游侧应设置沟槽，以汇集雨水，经坡面排水沟排走。 （2）、护坡设计。 若坝址附近石料充足，通常采用砌石或堆石护坡；此时上、下游护坡的下面需设碎石或砾石垫层。 下游坡面上要设置表面排水系统(纵、横排水沟及坝坡与岸坡连接处的排水沟)。 此外还应布置阶梯等通行道路。 4 （3）、反滤层、过渡层、垫层的设计。 选择合适的土料，确定其各自的厚度。 六、“土石坝枢设计说明书”编写提纲书中包括土坝的最大剖面、细部大样、坝顶构造、护坡、马道、反滤层、排水、基础防渗设施等细部构造图，要求内容全面，但不重复。 且图幅布置匀称美观，可利用50x75cm方格纸绘制。 说明与计算书包括设计中的全部计算步骤和过程，对自己的设计阐明设计思想，说明充分，文字既要简明扼要，又能表达出设计者的设计思想。 说明与计算书的最后应对设计成果进行分析和评论。 第二章基本资料第二章土坝设计第一节坝型选择第二节坝的断面设计一坝顶高程确定二坝顶宽度确定三边坡确定四防渗体尺寸确定五排水设备的形式及其基本尺寸的确定第二节土坝的渗透计算一计算情况二计算方法及计算公式三渗量及浸润线计算第三节土坝的稳定计算一计算的基本数据及计算情况二计算方法及计算公式三上下游坝坡的安全系数值第五节土坝的细部结构一坝体结构(指河床及河岸坝体)二坝顶的构造(包括防浪墙的结构及尺寸)三上游护坡的结构尺寸四下游护坡的结构及尺寸等五反滤层及过渡层的设计六排水的结构七截水槽的结构及尺寸八地基处理1清基2基岩灌浆3削坡九坝与两岸的连接渡槽课程设计指导书 一、了解任务书及分析原始资料设计任务及原始资料是设计工作的依据，因此必须首先全面了解本设计的任务。 熟悉槽址附近的水文、气象特性、枢纽及地形、地质条件。 当地材料、对外交通及有关规划设计的基本数据，只有在熟悉资料的基础上才能正确地选择渠系建筑物的类型，进行枢纽布置、建5筑物设计及施工组织设计，因此应该把必要的资料到说明书中去，了解每一项资料在设计中的用处，通过对资料的了解和分析，初步掌握原始资料中对设计和施工有较大的影响的主要因素和关键性的问题。 二、建筑物型式选择当渠道需要跨河、沟、渠、路或洼地时需修建交叉建筑物，如渡槽、倒虹吸等，修建渡槽一般要满足一定的高差要求，以满足行洪和交通要求，它比修建倒虹吸管水头损失小，施工简单、管理运用方便。 所以在渠河或渠路高差满足要求时，应优先考虑渡槽方案。 同时在低洼地修建渡槽比修建填方渠道占用土地少，对河道的行洪阻碍小。 但它要求有较好的地质条件，如较高地基承载力和较小的地基沉降。 过大的不均匀沉降易使槽身产生裂缝而漏水。 在设计过程中，要对基本资料进行周密细致的分析，说明采用哪种方案可行，各种方案存在的问题。 三、总体布置渡槽总体布置的主要内容包括槽址选择、型式选择、进出口布置、基础布置。 渡槽总体布置的基本要求是；流量、水位满足灌区需要；槽身长度短，基础、岸坡稳定，结构选型合理；进出口顺直通畅，避免填方接头；少占农田，交通方便，就地取材等。 总体布置的步骤，一般是先根据规划阶段初选槽址和设计任务，在一定范围内进行调查和勘探工作，取得较为全面的地形、地质、水文气象、建筑材料、交通要求、施工条件、运用管理要求等基本资料，然后在全面分析基本资料的基础上，按照总体布置的基本要求，提出几个布置方案，经过技术经济比较，选择最优方案。 （一）槽址选择选择槽址时，一般须考虑以下几个方面 （1）应结合渠道线路布置，尽量利用有利的地形、地质条件，以便缩短槽身长度，减少基础程量、降低墩架高度。 （2）槽轴线力求短直，进出口要避免急转弯并力求布置在挖方渠道上。 （3）跨越河流的渡槽，槽轴线应与河道水流方向正交，槽址应位于河床及岸坡稳定、水流顺直的地段，避免选在河流转弯处。 （4）少占耕地，少拆迁民房，并尽可能有较宽敞的施工场地，争取靠近建筑材料产地，以便就地取材 （5）交通方便，水电供应条件较好，有利于管理维修。 （二）渡槽选型长度不大的中小型渡槽，可采用一种类型的单跨或等跨渡槽。 对于地形、地质条件复杂而长度较大的大中型渡槽，可根据具体情况，选用一种或两种类型和不同跨度的布置方式，但变化不宜过多，否则将增加施工难度和影响槽墩受力状况。 具体选择渡槽形式时，主要应考虑以下几个方面 1、地形、地质条件地形平坦、槽高不大时，一般采用梁式渡槽，施工与吊装均比较方便；对于窄深的山谷地形，当两岸地质件较好，有足够的强度与稳定性时，宜建大跨度拱式渡槽，避免很高的中间墩架；地形、地质条件比较复杂时，应作具体分析。 例如，跨越河道的渡槽，当河道水深流急、槽底距河床高度大、水下施工较困难，而滩地部分槽底距地面不高且渡槽较长时，可在河床部分采用大跨度的拱式渡槽，在滩地采用梁式或中小跨度的拱式渡槽，当地基承载能力较低时，可采用轻型结构的渡槽。 2、建筑材料建筑材料方面，应贯彻就地取材和因材设计的原则，结合地形地质及施工等其它条件，采用经济合理的结构型式。 3.施工条件6应尽可能采用预制构件进行装配的结构型式，以加快施工速度，节省劳力。 同一渠系有几个渡槽时，应尽量采用同一种结构型式，以便利用同一套吊装设备，便于设计施工定型化。 三）进出口段布置为了使渠道水流平顺地进入渡槽，避免冲刷和减小水头损失，布置渡槽的进出口段时，应注意以下几个方面 （1）进出口前后的渠道上应有一定长度的直线段。 渡槽进出口渠道的直线段与槽身连接，在平面布置上要避免急剧转弯，防止水流条件恶化，影响正常输水，造成冲刷现象，对于流量较大、坡度较陡的渡槽，尤其要注意这一问题。 （2）设置渐变段。 渠道与渡槽的过水断面，在形状和尺寸上均不相同，为使水流平顺衔接，渡槽进出口均需设置渐变段。 渐变段的形状以扭曲面形式水流条件较好，应用较多；八字墙式施工简单，小型渡槽使用较多。 （3）设置护底与护坡，防止冲刷。 (四)、基础布置渡槽基础的类型较多，根据埋置深度可分为浅基础及深基础，埋置深度小于5m时为深基础。 应结合渡槽型式选定基础结构的型式，基础结构的布置尺寸须在槽墩或槽架布置的基础上确定。 下面仅对基础高程的确定问题作简单介绍。 对于浅基础，基底面高程（或埋置深度）应根据地形、地质等条件选定。 对于冰冻地区，基底面埋入冰冻层以下不少于0.3m,以免因冰冻而降低地基承载力。 耕作地内的基础，基顶面以上至少要留有0.50.8m的覆盖层，以利耕作。 软弱地基上基础埋置深度，一般在1.52.0米左右，如果地基的允许承载力较低时，可采取增加埋深或加大基底面尺寸的办法以满足地基承载力的要求。 当上层地基土的承载能力大于下层时，宜利用上层土作持力层，但基底面以下的持力层厚度应不小于1.0米。 坡地上的基础，基底面应全部置于稳定坡线之下，并应削除不稳定的坡土和岩石以保证工程的安全。 河槽中受到水流冲刷的基础，基顶面应埋入最大冲刷深度之下以免基底受到淘刷危及工程的安全。 对于深基础，计算的入土深度应从稳定坡线、耕作层深、最大冲刷深度等处算起，以确保深基础的承载能力。 最大冲刷深度的计算可参考有关书籍和资料。 四、建筑物设计（一）、渡槽型式选择、初拟槽身断面 1、根据渡槽的支承结构的情况，渡槽分为梁式和拱式渡槽两大类，其中又分为多种不同的支承形式。 每种形式均有各自的优缺点，在设计时要根据工程的地形地质条件、施工条件及工程规模、经济效益等加以