水闸工程设计万能模板

1、毕 业 设 计 任 务 书 设计题目： 开封市赵口灌区东二干渠老饭店节制闸工程设计 一、毕业设计的目的1巩固所学的基础理论知识和专业知识，并能运用于实际设计工作中，培养独立分析和解决问题的能力。2明确当前工程建设的任务，执行党和政府的有关政策，培养正确的设计思想，掌握现代设计方法。3善于运用图表和文字表达设计意图，能运用有关参考书籍手册和规范。4了解国内最新的科学技术成就，并能适当地运用到设计中。 二、主要设计内容本次设计主要是对东二干渠老饭店节制闸初步设计。本设计的重点部分是：工程布置设计及其稳定校核，其中主要内容包括水闸等级及洪水标准的确定、工程布置设计、防渗排水设计、消能设计和渗流稳定校

2、核、闸室抗滑稳定校核。具体如下：1水闸等级及洪水标准的确定由于实测资料太少，为了增强其代表性，对实测资料进行展延，加入历史洪水，并对实测洪水系列中的特大洪水进行特大值处，水闸等级照基本资料确定。2工程布置设计参照水闸设计规范 SL265-2001，按确定的设计洪水标准初步拟定闸孔净宽，进行闸室及两岸连接建筑物设计、消能防冲设计和防渗排水设计。4稳定校核参照水闸设计规范 SL265-2001，按水闸布置设计确定的相关参数，选择设计和校核工况进行渗流稳定校核，选取不同工况进行水闸抗滑稳定校核。三、重点研究问题1水力计算；2闸室稳定；四、主要技术指标或主要设计参数1.过闸设计流量为60.55m3/s

3、2.工程等别IV3.建筑物级别4级4.沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数允许值，基本组合取1.20，特殊组合取1.05五、设计成果要求设计成果包括：说明书1份和设计图纸4张（A1）及电子文档。六、其它毕业设计进度安排： 第 1 周： 实地查勘，熟悉工程概况，完成开题报告。 第25周： 完成小片地形测量。 第67周： 确定水闸结构形式，完成水闸水力计算以及结构计算。第810周： 对水闸基础闸底板液化提出地质处理意见。第1112周： 完成所有施工图设计。第 13 周： 整理毕业设计 第 14 周: 毕业答辩华北水利水电学院本科生毕业设计（论文）开题报告 学生姓名 学号专业题目名称开封市赵口灌区东二干渠

4、老饭店节制闸工程设计课题来源主要内容工程概况： 东二干渠从总干渠末端（总干渠桩号27+545）引水，渠道沿运粮河东侧南下至扇车李折向东，途径老饭店、米店，于刘元寨转向东南，经张坟、余元，在小城村退入涡河故道，全长36.8km，渠首至刘元寨枢纽段设计流量为60.55m3/s，根据所处地域的土壤类别及性能，渠道设计横断面采用单式梯形断面，边坡为1:3，并参考自然地面坡降和灌溉要求水位，选用渠道设计纵比降为1/4500，水深2.42m，底宽18m，堤顶宽左右岸均为5m,超高为1m,糙率为0.0225。主要建筑物特性： 老饭店节制闸位于东二干渠13+465处，设计流量Q=60.55m3/s，上下游渠道

5、水深均2.42m，闸前流速V0=0.99 m/s，设闸前壅高水位为0.1m, 闸上、下游水位分别为74.03 m、73.93m。地质资料：闸址处在钻孔揭露深度范围内，主要为低液限粉土和低液限粘土，地层分布稳定，厚度变化不大，均匀性较好。本场地存在液化问题，液性指数3.6976.418，液化等级为轻微液化中等液化，液化位置主要集中在地表下4m内的、层，由于水工建筑的重要性，建议针对4m内的土层进行处理，消除液化影响。采取的主要技术路线或方法主要参照执行的规程、规范有：水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000；灌溉与排水工程设计规范GB50288-99；水工混凝土结构设计规范SL/T19

6、1-96；水闸设计规范SL265-2001；公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004；混凝土结构设计规范GB 50010-2002；水利水电工程施工组织设计规范SL303-2004；节水灌溉工程技术规范GB/T50363-2006；水工建筑物抗震设计规范SL203-97；堤防工程设计规范GB50286-98；地基处理技术规范JGJ79-91。预期的成果及形式毕业设计说明书1份设计图纸不少于4张2000字左右英文翻译时间安排设计时间安排如下：第 1 周：实地查勘，熟悉工程概况，完成开题报告。 第25周：完成小片地形测量。 第67周: 确定水闸结构形式,完成水闸水力计算以及结构计算。第810周

7、：对水闸基础闸底板液化提出地质处理意见。第1112周：完成所有施工图设计。第 13 周：整理毕业设计第 14 周: 毕业答辩指导教师意见签名： 年 月 日 备注目 录摘 要IAbstractII1工程概况12水文、工程地质32.1气象、水文特征32.2地层岩性32.3地质构造与地震32.4水文地质条件42.5主要建筑材料及电、燃料供应42.6自然地理概况53工程任务和规模63.1建筑物级别63.2工程布置63.3工程任务和规模64工程设计74.1设计基本参数74.2结构布置和材料75闸孔设计95.1闸孔型式选择95.2闸址选择95.3闸地板高程的确定95.4闸孔宽度计算106消能设计136.1

8、消能方式136.1验算过流能力136.2 下游水位与流量关系136.3消能计算146.4海漫长度计算197防渗排水布置217.1闸底地下轮廓线的布置217.2排水设备的细部构造227.3 渗流计算238闸室结构布置278.1 闸室底板278.2 闸墩278.3 闸门288.4 闸室分缝布置与止水设置299稳定计算319.1荷载组合分类319.2闸室稳定要求319.3荷载计算329.4闸室荷载汇总359.5闸室基底应力计算369.6地基承载能力验算379.7闸室抗滑稳定计算388基础处理409强夯方案设计4110.1试夯设计41小结43参考文献44附录451. 附图452.外文翻译原文453.外

9、文翻译中文50 摘 要 节制闸是一种利用闸门挡水和泄水的低水头水工建筑物，一般在拦河或在渠道上建造。枯水期用于拦截河道，抬高水位，以利上游取水或航道要求；洪水期则开闸泄洪，控制下泄流量。位于河道上的节制闸称为拦河闸，水闸由闸室段、上游连接段及下游连接段等三部分组成。，长期以来老饭店节制闸，由于质量缺陷，维修管理不及时，致使现状破坏严重，存在严重的安全隐患，加上泄流能力小，灌溉水位低，需要拆除重建。故对该闸进行重新设计。本文针对以上现状，结合当地实际水文、地形、地质情况，综合考虑水闸防洪、灌溉要求进行初步设计。节制闸具体布置为：闸室长度为9 m，闸底板进口高程为71.61 m，底板厚0.8 m。

10、闸室共设5孔闸门，闸孔净宽3.5m。上游采用钢筋混凝土铺盖，长为25 m，厚0.3 m。经计算复核，该闸满足过流能力、渗流、稳定等要求。该设计具有孔数及启闭机少，利于闸门的启闭、运行和管理；闸室工程量小，工程造价低；上下游衔接相对简单，结构美观等优点。关键词：老饭店节制闸；重建；初步设计AbstractTemperance brake is a use of the gate and discharge water retaining water hydraulic structures, the low head in commonly block river or in the chann

11、el on building. Water, water used to intercept river upstream, eli up water or waterway requirements; According to the flood is four, control self. Located on the river HeZha control gate called block, by the chamber piece, upstream locks section and downstream connection section connecting three pa

12、rts. , long-term since the old hotel regulation gate, because quality defects, maintenance management is not seasonable, causing damage which exists serious situation, plus the safe hidden trouble, irrigation water discharge capacity of small low, the need to demolish rebuild. So the redesign to the

13、 gate.This paper according to the present situation, the union local actual hydrological, terrain, considering the geologic condition, flood control, irrigation damages to the preliminary design requirements. South brake specific arrangement for: for 9 m, length of lock floor 71.61 sluice import ele

14、vation is thick 0.8 m m, bottom. Chamber consists of five hole sluice gate, 3.5 m hole banisters can meet. Upstream adopts reinforced concrete bedding, long for 25 m, thick 0.3 m. Through calculation, review, this brake meet flow capacity, seepage, stable requirements. This design has less aperture

15、count and hoister, favors the gate, operation and management of on-off; Quantity is small, engineering cost chamber low; Upstream and downstream cohesion relatively simple, structure aesthetic advantages.Keywords: old hotel regulation gate; Rebuilt; Preliminary design1 工程概况 东二干渠老饭店枢纽：该枢纽包括东二干老饭店节制闸和

16、朱仙镇分干进水闸各1座。朱仙镇分干位于东二干右岸13+465处，其下是老饭店节制闸。该枢纽现状情况如下：东二干节制闸现状情况：该闸修建于75年，砖结构，6孔，孔宽3m，闸墩腐蚀严重，启闭机及砼闸门损毁严重，闸门漏水，启闭机工作桥板断裂，上下游护坡部分冲毁，闸底板冲坏，需重建。现有老饭店枢纽管理所占地2亩，房屋面积104m2，较为破旧，无配套生产和办公设施，需重建。现状具体情况详见以下图片：老饭店枢纽现状图老饭店枢纽节制闸闸墩现状图2 水文、工程地质 该区地处豫东黄河冲积平原，地势平坦。全灌区总地势西北高，东南低，河谷呈“U”形，岸坡较陡。河底高程71.6172.50m，两岸堤顶高程73.457

17、4.86m。2.1气象、水文特征该灌区位于暖温带，属季风型大陆性气候，其气候具有明显的过渡性牲，四季分明。多年平均气温在14.2，多年平均降水量为700mm，多集中在79月份，全年无霜期达216天，年平均风速为3.5m/s，年平均最大风速为4.3m/s，年平均最小风速为2.7m/s。最大风速超过20m/s，地面最大冻结深度2132cm。因而全年除汛期不利于工程施工外，其它月份均可施工。最大年降雨1000mm（1963），最小年降雨量200mm（1986）。2.2地层岩性该区属黄河冲积、洪积平原，历史上黄河多次泛滥改道，冲蚀剥蚀，构成了重迭交替的沉积特征，构造上属华北坳陷带。该区300米以上为第

18、四系松散沉积物，300米以下为第三系松散沉积物。第四系各更新统地层发育较完整，约120米以上为黄河冲积层，100200米以下有湖积、洪积和冰积。主要岩性为砂壤土、轻粉质壤土、中重粉质壤土及粉质粘土，细砂和极细砂。砂壤土、轻粉质壤土：该层分布于地表，厚度1.59.5m，一般厚度6m左右，褐黄色，结构较松散，土质不均一，见有植物根系和云母碎片，局部杂棕黄色氧化铁和铁锰质斑点及花纹，少数钻孔揭露并夹有棕黄色粉质粘土，较硬平均干容重 1.68g/cm3 ，属中硬地层。中粉质壤土、重粉质壤土、粉质壤土：该层厚度18m，呈灰黄色、浅灰色、棕红色，结构中密，土质不均，间夹薄层极细砂和粉砂及粉质壤土。土层多竖

19、向孔，孔径13mm，个别地方有竖向裂缝。平均干容重1.58g/cm3 ，属中硬地层。2.3地质构造与地震项目区所在流域构造上属华北坳陷带，根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），查得项目区流域所处地区地震动峰值加速度为0.15g，反应谱特征周期为0.350.40s，对照地震基本烈度为VI度。2.4水文地质条件该区地下水资源贫乏，由于近年来连续干旱，目前地下水超采现象相当严重，且该区外来水源可利用量较少，降雨产生的地表径流很少。所以旱灾为该区的主要自然灾害。该区地下水储存条件为松散岩类孔隙水类型，由于影响和控制地下水储存条件的不同，造成地下水储存的明显差异性。浅层水因沙层厚度大，松

20、散而富水性较强，而中层水因沙层相对较少、密实，富水性较弱。浅层地下水该区浅层地下水底板多在80米以上，由于黄河多次泛滥改道，使不同时期的古河道叠加出现，形成沙多土少的特点。含水层以粉细沙、中细沙为主，局部有中粗沙，含水层厚度为20-50米，单位涌水量10吨/小时·米，大部分为中等富水区。地下水矿化度随地下水流动的不同而异，矿化度为0.51.5克/升，属重碳酸型水，PH值78，是农田灌溉的好水源，适宜饮用。中层地下水中层地下水主要蕴藏在第四系中下更新系统与第三系泥砂质、砂砾石含水层中，底板埋深约280米左右，含水层岩性分为粉细砂、中细砂，可开采资源量仅为浅层地下水的20左右，单位涌水量

21、6.8吨/小时·米。矿化度为1.5-3.6克/升，属重碳酸型弱碱水。由于中层地下水补给缓慢，单位涌水量小而开采难度大，且矿化度大，因此不宜作为常用水源开采利用。地下水现状该区无客水过境，地下水动态和类型为降雨入渗开采型。地下水补给主要是降雨入渗和井灌回归，排泄主要是人工开采。水化学特征：浅层地下水矿化度为0.51.5克/升，属重碳酸型水，PH值78，是农田灌溉的好水源，适宜饮用。中层地下水矿化度为1.5-3.6克/升，属重碳酸型弱碱水。2.5主要建筑材料及电、燃料供应区内建材资源贫乏，水泥、石料、砂、钢材全部从外地购进，水泥可由安阳厂家订购，砂子来自山东肥城，块石、碎石来自山东梁山，

22、木材可在南乐县建筑市场采购。该处附近村庄有电网，施工期间可架临时线路供应动力和照明用电，为保证施工期不停工，需要自备发电机组。本区燃料供应充分。2.6自然地理概况赵口引黄灌区位于我省黄河南岸，豫东黄淮平原， 北纬33°4034°54，东径113°58115°48之间，开封市赵口引黄灌区主要包括开封县、杞县、通许县、尉氏县及开封市郊的少部分，本灌区由充分灌溉节水灌区和非充分灌溉节水灌区组成。充分节水灌溉规划灌溉边界：北以三刘寨、狼城岗和黑岗口灌区为界，南以涡河干流、通许、尉氏县为界，西起西三分干渠，东至惠济河干流、开封和通许与杞县县界。非充分节水灌溉区为杞

23、县区及尉氏西三分干渠以西少部分面积。这两片灌溉区规划控制总土地面积2413km2，总规划灌溉面积为284.99万亩。3 工程任务和规模3.1建筑物级别 老饭店水闸枢纽工程等别为IV，老饭店节制闸设计洪水标准20年一遇，过闸流量60.55m3/s，根据水闸设计规范SL265-2001,本水闸按IV级建筑物设计。3.2工程布置老饭店节制闸位于东二干渠13+465处，闸轴线与河道中心线平行，稍偏于右岸。工程总长75.5m，由进口段(上游翼墙、铺盖、护底、两岸护坡及上游防冲槽)、闸室段(地板、闸墩、闸门、胸墙、工作桥、及交通桥等)、出口段(护坦、海漫、下游防冲槽、下游翼墙及护坡等)组成。3.3工程任务

24、和规模闸过流能力不满足规划要求，工程建筑质量不合格，存在严重安全隐患；渗流性态不安全，多次发生渗透破坏现象；工程结构存在严重安全问题。老饭店节制闸如采取除险加固，安全上不能达到相应要求，经济上花费较大，故老饭店节制闸须拆除重建，本次设计为南闸拆除重建工程初步设计。闸址为原址，根据规范，既要考虑枢纽上游不能淤积，又要考虑下游不能淤积和过分冲刷，查看原工程的使用状况，参考选用原闸底板高程。4 工程设计4.1设计基本参数节制闸下游水位可由田间地面高程推算，过闸水头损失取0.10.2m，以此确定节制闸上游水位为74.03m，下游水位73.93。消能防冲设计根据闸门运行制度，确定下游水位流量关系曲线，以

25、出闸水流最大能量为消力池设计依据。闸室稳定计算m，下游72.61m；校核情况：上游水位74.03m，下游72.91m。4.2结构布置和材料工程布置总体上分为上游段、闸室段、下游段。上游段包括上游翼墙、铺盖、护底、两岸护坡及上游防冲槽。它的作用是引导水流平顺地进入闸室，上游翼墙的作用引导水流平顺地进入闸孔并起侧向防渗作用。铺盖主要起防渗作用，其表面应满足抗冲要求。护坡、护底和上游防冲槽保护两岸土质、河床及铺盖头部不受冲刷。上游段有扭面铺盖段，扭面采用M7.5浆砌石，与旧闸下游护坡相连接，边坡与旧边坡保持一致1：3；河底高程71.61m，扭面顶部高程74.93m；铺盖长15m，厚度0.3m，采用C

26、20钢筋混凝土。闸室段包括地板、闸墩、闸门、胸墙、工作桥、及交通桥等。地板是闸室的基础，承受闸室全部荷载，并均匀地传给地基，此外，还有防冲、防渗等作用。闸墩作用是分隔闸孔并支承闸门、工作桥等上部结构。闸门作用是挡水和控制下泄水流。工作桥拱安置启闭机和工作人员操作之用。交通桥的作用是连接两岸交通。闸室段长9米，采用C25混凝土，中墩厚度0.8m，底板厚度0.8m，底板顶部高程71.61m；墩顶高程75.41m；闸门采用钢闸门。上部为C25砼排架结构，启闭机室，20t启闭机5台；启闭机室采用框架结构，现浇C25砼启闭机梁板及屋面。下游段包括护坦、海漫、下游防冲槽、下游翼墙及护坡等。下游翼墙引导水流

27、均匀扩散兼有防冲及侧向防渗等作用。护坦具有效能防冲作用。海漫的作用是进一步消除护坦出流的剩余动能，扩散水流，调整流速分布，防止河床受冲。下游防冲槽的作用是避免冲刷向上游扩展。下游段包括护坦、消力池、扭面和海漫护坡。消力池厚度0.5m，海漫高程71.51m；护坡顶部高程74.73m。5 闸孔设计5.1闸孔型式选择 闸孔型式一般有宽顶堰型、低实用堰和胸墙孔口型三种。它们的特点为：宽顶堰型是水闸中最常用的地板结构型式。其主要优点是结构简单、施工方便、泄流能力比较稳定，有利于泄洪、排沙、排淤、通航等；其缺点是自由泄流时流量系数较小，容易产生波状水跃。 低实用堰型有梯形、曲线型、和驼峰型。实用堰自由泄流

28、时流量系数较大，水流条件较好，选用适宜的堰面曲线可以消除波状水跃；但泄流能力受尾水位变化的影响较为明显，当>0.6H以后，泄流能力将急剧降低，不如宽顶堰泄流时稳。上游水位较大时，采用这种孔口形式，可以减小闸门开度。胸墙孔口型用于上游水位变幅较大，过闸流量较小时，常采用胸墙孔口型。可以减小闸门高度和启闭力，从而降低工作桥高和工程造价。本设计地点在平原地区，水头差较小，上游水位变幅不大，要求泄流能力稳定，从而排除低实用堰型和胸墙孔口型，采用宽顶堰型。5.2闸址选择节制闸闸址宜选择在河道顺直、河势相对稳定的河段，经技术经济比较后也可选择在弯曲河道裁弯取直的新开河道上。选择闸址应考虑材料来源、对

29、外交通、施工导流、场地布置、基坑排水、施工水电供应等条件，同时还应考虑水闸建成后工程管理维修和防汛抢险等条件。选择闸址还要考虑下列要求：占用土地及拆迁房屋少；尽量利用周围已有公路、航运、动力、通信等工用设施；有利于绿化、净化、美化环境和生态环境保护；有利于开展综合经营。本设计综合以上因素，决定在原址处重建。 5.3闸地板高程的确定 地板应置于较为坚实的土层上，并应尽量利用天然地基。在地基强调能够满足要求的条件下，底板高程定得高些，闸室稳定得高些，闸室宽度大，两岸连接建筑物相对较低。对于小型水闸，由于两岸连接建筑在整个工程中所占比重较大，因而总的工程造价可能是经济的，在大型水闸中，由于闸室工程量

30、所占比重较大，因而适当降低底板高程，常常是有利的。当然，底板高程也不能定的太低，否则，由于单款流量加大，将会增加下游效能防冲的工程量，闸门增高，启闭设备的容量也随之增大。选择底板高程前，首先确定合适的最大过闸单宽流量，它取决于闸下游河渠的允许最大单宽流量。允许最大过闸单宽流量可按下游河床允许最大单宽流量的1.21.5倍确定。一般情况下，节制闸的底板顶面可与河床齐平。考虑经济条件，本设计采取底板顶面与河床齐平。5.4闸孔宽度计算本闸设计流量Q=60.55m3/s，上下游渠道水深均2.42m，闸前流速V0=0.99 m/s，设闸前壅高水位为0.1m, 闸上、下游水位分别为74.03 m、73.93

31、m，则闸上水深h=2.42m,hs=2.32m。 过水断面面积A：A= h=(18+2.42*3)*2.42=60.13m2行进流速计入行进流速的堰上水深m 堰顶算起的下游水深=73.93-71.61=2.32m因为，根据水闸设计规范SL26520012，对于平底闸，当堰流处于高淹没度，即，闸孔总净宽可按下式计算：B0=式中：B0闸室总净宽（m）；淹没堰流的综合流量系数；设计流量（）； 计入行进流速的堰上水深（m）； 堰顶算起的下游水深（m）。则： B0=15.64m表51 闸孔设计水位组合表计算情况闸前水位（m）闸后水位（m）过水流量（）设计情况74.0373.9360.55校核情况74.0

32、373.9361.31 校核情况下:过水断面面积A：A= h=(18+2.42*3)*2.42=60.13行进流速计入行进流速的堰上水深m 堰顶算起的下游水深=73.93-71.61=2.32m因为，根据水闸设计规范SL26520012，对于平底闸，当堰流处于高淹没度，即时，闸孔总净宽可按下式计算：B0=式中：B0闸室总净宽（m）；淹没堰流的综合流量系数；校核流量（）； 计入行进流速的堰上水深（m）； 堰顶算起的下游水深（m）。则： B0=17.1mB0取两种情况下的最大值，即B0=17.5m根据设计具体条件，本节制闸设为5孔，闸孔每孔宽为3.5m。确定闸孔总宽度（1） 设计闸墩厚度根据经验，

33、一般钢筋混凝土闸墩厚0.71.2m,本设计中墩厚取1.22m ，边墩厚取0.8m。（2） 铅直止水缝宽 一般缝宽为23cm,本设计采用2cm。（3） 闸孔总宽度。详见下图：6 消能设计6.1消能方式 对于山区灌溉渠道上的节制闸如果下游是坚硬的岩体，又具有较大的水头时，可以采用挑流消能；当下游河道有足够的水深且变化较小，河床及河岸的抗冲能力较大时，可采用面流式衔接；平原地区的水闸，由于水头低，下游水位变幅大，一般采用底流式效能。底流式消能的作用是通过在闸下产生一定淹没度的水跃来保护水跃范围内的河床免遭冲刷。淹没度过小，水跃不稳定，表面旋滚前后摆动；淹没度过大，较高流速的水舌潜入底层，由于表面旋滚

34、的剪切，掺混作用减弱，消能效果反而减小。淹没度取1.051.10较为适宜。本设计地址处于平原地区，水头低，下游水位变化不大，所以采用底流式效能。6.1验算过流能力用堰流计算公式计算过流能力。式中：堰流淹没系数，可由计算求得； 堰流侧收缩系数，由水闸设计规范SL26520012表可取0.91；堰流流量系数，可取0.385。（1） 设计情况下：=0.89Q=61.00>60.55满足要求（2） 校核情况下：Q=62.34>61.31满足要求。6.2 下游水位与流量关系根据水闸所在河流横断面图，算下游水位与流量关系。用明渠均匀流公式进行计算，公式如下：式中：A过流断面面积，（）； Q下泄

35、流量，（）； C谢才系数，（）； R水力半径，（m）； n糙率，n=0.0225； 过水断面湿周，（m）； i渠道底坡，1/45006.3消能计算本水闸工程采用底流式消能,设消力池。根据经验，消力池深度最大值出现在闸门局部开启，出流为中小流量，水位差较大时，计算消力池长度应对不同开启孔数和不同开启高度进行计算，找出最大值。6.3.1消力池深度计算消力池的深度是各种流量下所需消能池深度的最大值。最大值时的流量为消力池池深的设计流量。根据水闸设计规范SL26520012和水力学3，具体计算公式如下:闸孔出流的流量：跃后水深：， （近似为1）消力池深度：挖池前收缩水深：挖池后收缩水深：出池落差： 式

36、中：消力池首端宽度(m)；消力池末端宽度(m)闸孔开度，；u流量系数，； H闸前水头，由于行近流速较小，所以令； 垂直收缩系数，查水力学3（上册），P329 表8.8可知； 水跃淹没系数，采用1.05； 水流能动校正系数，采用1.0； q过闸单宽流量，； 由消力池底板顶面起算的总势能，； 流速系数，查水力学3 下游河床水深, ,根据流量由图22可查得。收缩水深计算 式中：hc收缩水深(m)；T0由消力池底板顶面算起的总势能(m)；q过闸单宽流量(m3/s/m)；a水流动能校正系数，“规范”中可采用1.0-1.05，本设计取为1.0；流速系数，“规范”规定，一般采用0.95。跃后水深计算式中：跃

37、后水深(m);消力池首端宽度(m)；消力池末端宽度(m) 出池落差计算式中：Z出池落差(m);出池河床水深(m); 消力池深度计算式中：d池深(m)水跃淹没系数,取为1.10。确定消力池池深 由计算,消力池池深为：d=0.5m。对应的 6.3.2消力池长度计算水跃长度计算式中： 水跃长度(m)消力池长式中 消力池长度(m)；消力池斜坡段投影长；水跃长度校正系数，规范中可取为0.7-0.8，本设计取为0.75。算出消力池长=16.5m 消力池底板厚度必须同时满足抗冲和抗滑要求。前者取决于作用在底板表面的水流冲击力，后者取决于作用在坝基上的渗透压力。 水流冲击力随着消力池的纵向距离而逐渐减弱，直至

38、水跃尾部临近消失，所以该处的底板厚度只需满足构造要求即可；同样，在底流消能情况下，为获得较好的消能效果，把水跃控制在消力池斜坡末端，这样斜坡上的扬压力大于其它部位，特别是跃首部位。因此，无论是根据抗冲或是抗滑要求，首先从抗冲或是抗滑要求计算池首底板厚度，然后取其中最大值的1/2为底板末端厚度，但不能小于0.5m，对于小型水闸可取0.3m。根据水闸设计规范SL26520012消力池的厚度可根据抗冲和抗滑要求，按下式计算，并取最大值。抗冲 抗浮 式中：t消力池底板始端厚度，；闸孔泄水时的上、下游水位差，；消力池底板计算系数，可采用0.150.20，本设计采用0.18；消力池底板抗浮安全系数，可采用

39、1.11.3，本设计采用1.2；U作用在消力池底板底面的扬压力，；W作用在消力池底板顶面的水重，；作用在消力池底板底面的脉动压力，其值可取越前收缩断面流速水头值的5%；消力池底板的饱和重度，（），本设计为25；确定池深时过闸单宽流量，为2.543。综合设计与校核情况下计算出的消力池底板厚度，并且根据规范要求消力池底板厚度不小于0.3,且消力池末端厚度采用，但不宜小于0.5m。所以本设计消力池底板厚度取0.5。消力池构造 底流式消力池设施有三种型式：挖深式、消力槛式和综合式。当闸下游水深度小于跃后水深时，可采用挖深式消力池消能;当闸下尾水深度略小于跃后水深是，可采用消力槛式消力池；当闸下尾水深度

40、远小于跃后水深，且计算消力池深度又较深时，可采用挖深式与消力槛式相结合的综合消力池。本设计下游水深度小于跃后水深，所以选用挖深式。消力池与基础底板，翼墙及海漫间均用沉降缝或温度缝相互分开，以适应不均匀沉陷及伸缩。消力池底板分缝，顺水流方向纵缝与基础底板的纵缝错开，不设垂直方向的横缝。纵缝以不大于2030m 为宜，在此取4m，缝内填筑可伸缩材料，消力池的缝兼有防渗作用，缝内需配置止水带。为减少消力池底板上的扬压力，可在池底板后半部分设置排水孔，孔径一般为525cm,在此取10cm,间距13m, 在此取1.5m。排水孔以梅花形排列，并在该部位的整个底板下面铺设反滤层，但不宜将排水孔设置于斜坡段末端

41、或水流收缩断面处，以免排水孔下土料被急流形成的局部真空所吸出。为了增强护坦板的抗滑稳定性常在消力池末端设置齿墙。消力池末端通常还设有尾坎，其作用是雍高池内水位，促使消力池能在下游水位不足时形成水跃，并控制缩短水跃长度，将出流挑向水面，调整出池水流的流速分布，促进出池水流的扩散作用，以减小下游河床的冲刷。消力池具体布置详见图。 消力池布置图 （单位：cm）6.4海漫长度计算式中：海漫长度(m)；消力未端单宽流量（m3/s/m）；海漫长度计算系数，按规范附表2.7中粉砂土质取为14；泄水时的上、下游水位差（m）。 综合设计与校核情况，由计算表分析最后确定海漫长度为25m。经计算该闸消力池池深采用0

42、.5m，消力池底板厚采用0.5m，消力池长采用16.5m，海漫长采用25m，为防止下游渠底冲刷，采用护坡、护坦与下游渠道连接，末端设有齿墙。7 防渗排水布置7.1闸底地下轮廓线的布置1. 防渗设计的目的防止闸基渗透变形;减小闸基渗透压力；减少水量损失；合理选用地下轮廓尺寸。2.布置原则防渗设计一般采用防渗和排水相结合的原则，即在高水位侧采用铺盖、板桩、齿墙等防渗设施，用以延长渗径、减小渗透坡降和底板下的渗透压力；在低水位侧设置排水设施，使地下渗水尽快排出，以减小渗透压力，并防止在渗流出口附近发生渗透变形。3.地下轮廓线布置1）初拟闸基防渗长度应满足:式中:L-闸基防渗长度，即闸基轮廓线防渗部分

43、水平段和垂直段长度的总和（m）；C-允许渗径系数值。由本工程为中粉质壤土，取9；H-上、下游最大水头差(m)。则， L=9×2.42=21.78(m)2）防渗设备 由于闸基土质以黏性土为主，防渗设备采用黏土铺盖，闸底板上、下游侧设置齿墙，为了避免破坏天然的黏土结构，不宜设置板桩。3)防渗设备尺寸及构造1. 闸底板顺水流方向长度根据闸基土质，系数A取3，则L=3×2.42=7.26m ； 经综合考虑上部结构布置及地基承载力等要求，确定闸底板长度为9m。2.粘壤土地基可取（2.04.0）倍的上下游水位差，则闸底板厚度取0.8m；3. 齿墙深度取为0.7m；4. 铺盖长度3-5倍

44、上下游水头差,取25m，为便于施工，铺盖上下游齿墙深度采用0.7m。4）校核地下轮廓线的长度实际的地下轮廓线布置长度应大于理论的地下轮廓线长度。根据以上设计数据，通过校核，满足要求。闸基防渗长度=铺盖长度+闸底板长度+齿墙长度=38.6m21.78m,7.2排水设备的细部构造 1.排水设备的作用采用排水设备，可降低渗透压力，排除渗水，避免渗透变形，增加下游的稳定性。排水的位置直接影响渗透压力的大小和分布，应根据地质情况和水闸的工作条件，做到既减小渗压又避免渗透变形。2.排水设备的设计 （1）铅直排水。本工程在护坦设排水孔，孔距为1m,孔径为10cm，呈梅花形布置，孔后设反滤层。 （2）水平排水

45、。反滤层上部为300g/的土工布，下部为10cm的粗沙垫层。 3止水设计 凡是有防渗要求的缝，都应设止水设备。止水分铅直止水和水平止水两种。前者设在闸墩中间、边墩与翼墙间以及上游翼墙铅直缝中；后者设在黏土铺盖保护层上的温度沉降缝、消力池与底板温度沉降缝、翼墙和消力池本身的温度沉降缝内。7.3 渗流计算计算闸底板各点渗透压力;验算地基土在初步拟定的地下轮廓线下的渗透稳定性。7.3.2计算方法 计算方法有直线比例法、流网法和改进阻力系数法，由于改进阻力系数法计算结果精确，采用此种方法进行渗流计算。 地下轮廓线布置及典型流段的划分水闸地下轮廓线布置及典型流段划分见图73 图73 地下轮廓线布置及典型

46、流段划分图7.3.3 闸基渗流计算依据文献2，采用改进阻力系数法对该闸的基底渗流进行核算。7.3.3.1 有效深度的确定地下轮廓水平投影长度L0=34m，地下轮廓垂直投影长度S0=1.5m，L0/S0=34/1.5=22 >5，因地下不透水层较深，则有效深度确定为17m。7.3.3.2 计算各段的阻力系数及水头损失首先将渗流区按地下轮廓线形状分为若干个典型渗流段，然后计算各段阻力系数和水头值。首先计算阻力系数，采用如下公式：进出口段： (5-25)内部水平段： (5-26)内部垂直段： (5-27)相关参数的取值见图5-4。 图7-3-1 典型流段的阻力系数计算示意图计算结果见表。阻力系

47、数计算成果表位置流段序号ST进口段1 1.50 17.00 0.48 出口段13 2.50 17.00 0.53 内部垂直段3 1.00 16.50 0.06 5 1.00 16.50 0.06 7 1.00 15.50 0.06 9 1.50 16.00 0.09 11 1.50 16.00 0.09 阻力系数计算成果表位置流段序号S1S2LT水平段 2000.5 170.03 41121 16.51.196000.515.50.03800114.50.07101.51.510 160.491200114.50.07依次算出各渗流段的阻力系数，并利用公式计算各段水头损失。7.3.3.3 进出

48、水处水头损失修正公式，见文献2 (5-28)式中：阻力修正系数，当计算1.0时，采用1.0；S齿墙入土深度，m；T齿墙另一侧地基透水层深度，m。计算结果见表7-3-2。表7-7-2 修正值计算表 参数位置STT进口1.515.5170.642868出口1.515.5170.6428687.3.3.4 进出口段齿墙不规则部位修正参照文献27-3-3 表5-10 渗流计算表（校核工况）流段序号阻力系数水头损失hi(m)h1(m)进出口修正(m)h2(m)齿墙修正(m)渗透坡降J10.48 0.82 0.53 0.53 0.53 0.30 0.20 20.03 0.05 0.05 0.06 0.06

49、 0.04 0.09 30.06 0.10 0.10 0.12 0.21 0.21 0.15 41.19 2.03 2.03 2.30 2.17 2.17 0.11 50.06 0.10 0.10 0.12 0.12 0.09 0.06 60.03 0.06 0.06 0.06 0.06 0.05 0.09 70.06 0.11 0.11 0.13 0.13 0.09 0.09 80.07 0.12 0.12 0.13 0.13 0.10 0.10 90.09 0.16 0.16 0.18 0.18 0.14 0.06 100.49 0.84 0.84 0.96 0.96 0.72 0.10

50、110.09 0.16 0.16 0.18 1.00 1.00 0.47 120.07 0.12 0.12 0.13 0.24 0.24 0.24 130.53 0.90 0.68 0.68 0.68 0.43 0.17 7.3.3.5 出口段、水平段渗透坡降演算渗流出口段：采用公式，基底土质为粉质砂壤土，查表得=0.400.50，故闸基渗流满足规范要求。水平段：采用公式 ，查表得=0.150.25，渗流出口处设有滤层，根据规范，可增大30%，即=0.1950.325，取J=0.25，故闸基渗流满足规范要求。8闸室结构布置8.1 闸室底板闸底板是闸室的基础，承受闸室及上部结构的全部荷载，并较均

51、匀地传给地基，还有防冲、防渗等作用。结合本工程的泄洪引水情况、地质条件及上下游水位情况，设计中本节制闸底板采用平底板。根据水闸设计规范SL265-20012规定：闸室底板厚度应根据闸室地基条件、作用荷载及闸孔净宽等因素，经计算并结合构造要求确定。对于大、中型水闸，闸室平底板厚度可取闸孔净宽的1/61/8,其值约为1.02.0m，最小厚度不宜小于0.7m。闸室底板顺水流方向的长度应根据闸室地基条件和结构布置要求，以满足闸室整体稳定和地基允许承载力为原则，进行综合分析确定。齿墙深度采用0.51.5m。初步拟定：闸室底板厚度取0.8m。闸室顺水流方向的长度取L=9m，齿墙深度取0.7m，齿墙底宽取0.5m，斜坡比取1:1。 图51 闸室底板截面图（单位：cm）8.2 闸墩 闸墩的作用是分隔闸孔并支承闸门、工作桥等上部结构，使水流顺利的通过闸室。8.2.1 闸墩顺水流方向的长度闸墩长度的选定应满足两个因素：闸墩长度应满足上部结构布置要求。要使闸室基底荷载强度顺水流方向的分布在各种工作条件下都比较均匀，避免