某排水闸稳定及结构计算书

排水闸稳定及结构计算

1.各排水闸概况

1.1水文资料

根据XX县城堤防总体规划，县城河堤共有5个排水闸，西林河有两个排水闸：

xx中学排水闸和老干局排水闸，白沙河有三个排水闸：师范排水闸、石龙头排水

闸、及罗江围排水闸。河堤上的排水闸主要作用是：平时能正常排泄内积水，洪

水到来时关闸挡水，不让洪水涌入。根据水文资料，排水闸排涝标准按十年一遇

(P=1O96)洪水，24小时暴雨产生的洪水总量，24小时排干计算。根据《xx县城

区防洪工程洪水计算书》可知各排水闸的水位资料，详见排水闸洪水成果表1.1-1。

表1.1T各排水闸洪水成果表

地面控内江洪水成果

编河流支流名外江洪水位(m)

排水闸名称桩号制水位(P=10%)

号名称称

(m)P=2%P=20%Q设(m3/s)

西左

1西樟洞水XX中学68.6069.0767.9897

2+567.56

林

江水、龙西左

2河老干局68.1068.4467.5087

洞水3+548.53

白右

3哪村水师范学校70.8072.4570.2622

5+949.92

白热水锅白右

4沙石龙头73.4074.1672.8243

水8+203.84

河

盘龙水、白左

5罗江围66.9068.4466.6543.4

王宾水1+191.00

1.2地质资料

根据《XX县城区防洪工程地质勘探可行性研究报告》，可知各排水闸地基主要

物理指标表L2T。

表1.2-1各排水闸地基土质主要物理指标表

排水闸名闸底承载力标

闸基土质摩擦系数渗透情况备注

称高程准值(kPa)

0.35〜

XX中学64.90残积土200弱透水层

0.40

0.35〜

老干局64.40砂砾层180强透水层

0.40

0.35〜

师范学校66.30中粗砂180强透水层

0.40

0.35〜

石龙头68.70中粗砾砂180强透水层

0.40

0.30〜

罗江围61.90中细砂130强透水层

0.35

1.3等级与平安系数

根据《XX县城堤防加固工程可行性研究报告》西林河、白沙河大堤加固工程

等级为三等，水闸为主要建筑物，其等级为三等，根据《水闸设计标准SL265-200O,

水闸整体抗滑稳定平安系数为：根本组合：1.25；特殊组合I：1.10o士基上闸

室基底应力最大值与最小值之比的允许值为：根木组合：2.50；特殊组合3.0.闸

基抗渗稳定性要求水平段和出口段的渗流坡降必须小于标准要求，见下表。

表水平段和出口段允许渗流坡降值

允许渗流坡降值

地基类别

水平段出口段

粉砂0.05-0.070.25-0.30

细砂0.07-0.100.30-0.35

中砂0.10-0.130.35-0.40

粗砂0.13-0.170.40—0.45

中砾、细砾0.17-0.220.45-0.50

粗砾夹卵石0.22-0.280.50-0.55

砂壤土0.15-0.250.40〜0.50

壤土0.25-0.350.50〜0.60

软粘土0.30-0.400.60-0.70

坚硬粘土0.40-0.500.70-0.80

极坚硬粘土0.50-0.600.80-0.90

1.4地震烈度

xx县根本地震烈度为VI,按《水闸设计标准SL265-2001》，设计时不考虑地震

作用。

2.主要计算公式及工况

2.1闸孔净宽Bo计算公式

根据《水闸设计标准SL265-200O,水闸的闸孔净宽及可按公式

(A.0.1-6)计算:

B°=——---㈠)

(ran^2gH2()

单孔闸£=1-0.1711

多孔闸，闸墩墩头为圆弧形时

£=£Z(N-\)+4(-3)

N

%

&二1-017114(一4)

%+"z/vb。+dz

4

(一5)

—瓦十?3—+%

b。+g+2

\0.4

0=2.314-1h.

(一6)

%)

式中B°——闸孔总宽度（m）；

Q——过闸流量（n?/s）；

H。——计入行近流速水头的堰上水深（m）,在此忽略不计;

g---重力加速度，可采用9.81（m/s?）；

m——堰流流量系数，可采用0.385；

£——堰流侧收系数,对于单孔闸可按公式（-2）计算求得或由表A.0.1-1

查得；对于多孔闸可按公式（A.0.1-3）计算求得;

bo——闸孔净宽5）；

bs——上游河道一半水深处的宽度（m）；

N——闸孔数；

”——中闸孔侧收系数，可按公式（-4）计算求得或由表A.O.1-1查得,

但表中bs为bo+dz；

山——中闸墩厚度（m）；

£b——边闸孔侧收系数，可按公式（-5）计算求得或由表A.0.1T查

得，但表中b,为d+9+为；

仄——边闸墩顺水流向边缘线至上游河道水边线之间的距离（m）；

。——堰流淹没系数，可按公式（-6）计算求得或由表A.0.1-2查得;

hs——由堰顶算起的下游水深5）。

2.2整体稳定及应力计算公式

整体稳定及应力计算公式

根据《水闸设计标准SL265-2001X利用闸室基底应力和闸室抗滑稳定平安系

数计算公式可分别计算各工况下排水闸的整体稳定及基底应力。

闸室基底应力成:'=—±—（7.3.4-1）

AW

抗滑稳定平安系数（-1）

EH

式中嚅——闸室基底应力的最大值或最小值（kPa）；

EG——作用在闸室上的全部竖向荷载（包括闸室根底底面上的扬压力在内，

kN）；

ZM——作用在闸室上的全部竖向和水平荷或对于根底地面垂直水流方向的

形心轴的力矩（kN.m）；

A——闸室基底面的面积（/）；

W——闸室基底面对于该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩：m3）；

Kc——沿闸室基底面的抗滑稳定平安系数；

f——闸室基底面与地基之间的摩擦系数；

EH——作用在闸室上的全部水平向荷载(kN)。

计算工况

根据每个排水闸的具体运行情况，西林河两个排水闸的计算工况为：①完建

期,上下游无水；②下游常年蓄水位67.Oni,上游无水，关闸清淤；③下游P=2%洪

水位，

上游水位至孔洞顶。白沙河四个排水闸的计算工况为：①完建期,上下游无水;

②下游42%洪水位，上游水位至孔洞顶。

主要荷载

①自重：水闸、设备自重

②静水压力

③浮托力、渗透压力、水重

2.3消能计算

计算工况

初步拟定，消能防冲计算工况为：上游十年一遇的过闸设计流量，上游设计

水位与地面控制水位齐平，相应下游五年一遇的洪水位。

消力池计算公式

先根据《水力计算手册》(武汉水利电力学院水力学教研室编)判别是否需要

建立消力池：如跃后水深瓦〈出池河床水深瓦那么不需建立消力池；如跃后水

深〃;〉出池河床水深,那么需建立消力池，根据《水闸设封标准》(SL265-2001)

附录B,消力池深度可按公式(〜)计算：

d=a()he-hx-AZ()

以哈5¥-吟严0

工0

2g（p-g,2gh；

式中d——消力池深度5）;

。0------水跃淹没系数，可采用1.05〜1.10,取oo=Ll；

<1）——孔流流量系数，可采用0.95〜1.0,取6=1.0；

h：——跃后水深5）；

he-----收缩水深（m）;

a——水流动能校正系数，可采用1.0〜1.05,取a=1.05；

q——过闸单宽流量（m7s）,q=Q/B0;

b——消力池首端宽度（m）；

b2——消力池末端宽度（m）；

%——由消力池底板顶面算起的总势能向），这里，不计行近流速；

△Z------出池落差（m：;

儿----出池河床水深（m）。

2.4防渗计算

计算工况

西林河两个排水闸的计算工况为：①建设期，上游无水，下游施工洪水；②下

游常年蓄水位67.0m,上游无水，关闸清淤；③下游P=2%洪水位，上游水位至孔洞

顶。白沙河三个排水闸的计算工况为：①建设期，上游无水，下游施工洪水；②下

游P二2%洪水位，上游水位至孔洞顶。

计算公式

.1渗径长度计算

水闸渗径长度必须满足闸基防渗长度要求，因此按下式计算：

式中：L——闸基防渗长度（m）

△H上、下游水位差所）

C——渗经系数

.2闸基抗渗稳定计算

利用改良阻力系数法计算水闸各段的渗透压力，得出水闸水平段和出口段的

的渗流坡降值。

土基上水闸的地基有效深度可按公式（C.2.1T）或公式（C.2.1-2）计算：

当425时Te=0.54

当Jy5时Te=—^—

S。1.64+2

S（）

式中：Te——地基上水闸地基的地基有效深度（m）；

L0——地下轮廓的水平投影长度（m）；

SO——地下轮廓的垂直投影长度（m）o

分段阻力系数可按公式（C.2.2-1）〜62.2-3）计算:

1进、出口段

3

=1.5[-]2+0.441（C.2.2T）

式中：宫0——进出口段的阻力系数；

S——板桩或齿墙的入土深度加）；

T——地基透水层深度（m）o

2内部垂直段

式中：3——内部垂直段的阻力系数。

3水平段

式中：Wx——水平段的阻力系数；

Lx——水平段长度5）

SI、S2——进、出口段板桩或齿墙的入土深度（m）。

各分段水头损失值可按公式（C.2.3）计算:

式中：hi——各分段水头损失值5）；

U——各分段的阻力系数；

n——总分段数。

进、出口段水头损失值和渗透压力分布图形可按以下方法进行局部修正：

1进出口段修正后的水头损失值可按公式（C.2.4T）〜式（C.2.4-3）计算

%=8瓜（C.2.4—1）%=$>（C.2.4—2）

»=|

4=1.21-「-------C2.4-3）

[1/—1+2f—+0.059

式中：h（y——进、H口段修正后的水头损失值（m）；

h0——进、出口段水头损失值（m）；

P——阻力修正系数，当计算的f一。时,采用6=1.0；

S——底板埋深与板桩入土深度之和（in）;

T——板桩另一侧地基透水层深度（m）。

2修正后水头损失的减小值，可按（C.2.4-4）计算

△h=（1-4,）（C.2.4~4）

进、出口段齿墙不规则局部可按以下方法进行修正

1当4时，可按公式（C.2.5T）进行修正

2当儿YM时，可按以下两种情况分别进行修正：

1）假设4+%之凶，可按公式（C.2.5-2）和式1C.2.5-3）进行修正进行修

正：

2）假设4+4YM,可按公式（C.2.5-2）、式（C.2.5-4）和式（.2.5-5）

进行修正进行修正：

出口段渗流坡降值可按公式C.2.6）计算：J吟

2.5结构计算

水闸闸室结构计算利用PC—1500程序集中G—14带斜拉杆带弹性地基梁的平

面

框架内力及配筋计算程序，箱涵结构计算利用PC—1500程序集中G—13多孔涵洞

内力的有限元法分析及配筋计算程序，水闸上下游挡墙分别利用PC—1500程序集

中G-14带斜拉杆带弹性地基梁的平面框架内力及配筋计算程序和PC-1500程序

集中G-8悬臂式挡土墙计算程序。

3.xx中学排水闸

3.1计算闸孔净宽员

xx中学排水闸采用胸墙式结构，为平底闸。由以上资料可知：N=2,孔口高

度e=3.0m,bo=4.43m,bi,=l.4m,dz=l,2m,H0=68.6~64.9=3.7m,

hs=67.98-64.9=3.08m,o=0.941,£尸0.966,口尸0.952,e=0.959,Q=97m3/s,

m=0.385；经计算，Bo=8.86m.考虑综合因素，取Bo=10m。

xx中学排水闸孔口尺寸有两方案：(1)设2孔，单孔净宽5m,闸孔净高3m；

(2)设3孔，单孔净宽3.5m,闸孔净高3m。经方案比拟，可确定xx中学排水

闸设2孔，单孔净宽5m,净过水宽10m,闸孔净高301。

3.2闸室布置

龙中排水闸位于西林河堤左岸3+500,风景河出口处。排水闸垂直内河堤布

置，为胸墙式排水闸，闸底板高程64.9叱闸底板顺水流方向长8.0m,2孔，

单孔净宽5m,闸孔高3叱中墩厚1.2m,边墩厚1.0m,闸底板宽13.2m。底

板厚1.0m；闸墩顶高程与该处堤顶齐平70.36m。详见“xx中学排水闸布置图工

3.3水闸整体稳定及地基应力计算

计算工况

①完建期，上下游无水

②下游常年蓄水位67.0m,上游无水，关闸清淤

③下游P二2%洪水位69.07m,上游水位至孔洞顶67.90m

荷载计算（受荷示意图见附图3.3.2T）

・1水闸自重荷载值计算及对A点求力矩（力矩逆时针为正）

①胸墙G=25x10x0.3x2.46=184.5kN=184.5x0.65=119.93AMm

②工作便桥G?=25x10x3.2x0.3=240kNM2=240x2.4=576ZM，〃

③中闸墩G3=25x8x1.2x5.46=1310.4ZN%=0

④边闸墩G4=25x8x1x5.46x2=2184.（UN/%=0

⑤闸底板G$=25x8x13.2x1=2640.（UN%=0

⑥钢闸门G6=57650kNM6=0

⑦启闭机G?=100.8ZN%=（）

⑧启闭机室G"800AN%=0

水闸自重荷载值和弯距值为：LG,=8036.2kNEM,=695.93kMm

・2水闸其它荷载值计算及对A点求力矩（力矩逆时针为正）

工况①：上游水重W1=0,下游水重照二0

渗透压力Gui=O,浮托力GU2=0

上游水平压力PFO,下游水平压力2=0

工况②：上游水重WFO,下游水重吗=9.81x3.8x10x2.1=782.84kN,

MW2=782.84x1.9=-1487.39kN.m

浮托力Gll2=0,渗透压力G“=；X9.8lx（67-64.9）X8=1605.7ZN,

上游水平压力P尸0,

下游水平压力£=；x9.81x（67-63.9）2x13.2=622.2IkN

工况③：上游水重W；=9.81x3.8xl0x3=1118.34AW,

MWi=1118.34x1.9=2124年kN.m

下游水重IV,=9.81x3.8x10x4.17=1554.49^,

M、,、=-1554.49xl.9=-2953.乱kN.m

渗透压力G0=』x9.81x(69.07-67.9)x8x13.2=606.02ZN,

MGW1=606.02xl.33=808.03ZN.〃z

浮托力G〃2=x9.81x(67.9-64.9)x8x13.2=4143.7^,MGu2=0

上游水平压力［=；x9.81x(67.9-63.9了x!3.2=622.2IkN,

Mp、=-622.21xl.33=-1381.25kN.m

下游水平压力6=gx9.81x(69.07-63.9)2x13.2=1730.59ZN,

Mpz=1730.59xl.65=2982米kN.m

表.3-1荷载汇总表

工况£G(kN)EH(kN)EM(kN.m)

①8036.20695.93

②7213.34622.211992.42

③5959.27694.652276.40

计算稳定及地基应力

根据公式和(7.3.6T)可分别计算各工况下水闸的整体稳定及基底

应力，见表-1。

表-2水闸的整体稳定及基底应力表

基底平均应力基底应力最大值与最小值之

工况抗滑稳定平安系数

(kN/m2)比

①76.101.14

②68.311.524.41

③56.431.803.26

经计算xx中学排水闸的整体稳定及基底应力均满足标准要求。

3.4消能防冲计算

计算工况

消能防冲计算工况为:上游十年一遇的过闸流量97m'/s,上游设计水位68.6m,

下游五年一遇的洪水位67.98mo

消力池的计算

根据以上公式，先判断是否需要设置消力池:先求出收缩水深hc=l.54m,再

代入其它公式求出〃；=2.49〃?＜队=67.98-64.9=3.08〃?，可不需设置消力池。按构

造处理，设8m长0.5m厚的钢筋舲护底。

3.5渗径长度L计算

工况

①建设期，上游无水，下游施工洪水65.35m,AH=65.35-64.9=0.45m；

②下游常年蓄水位67.0m,上游无水，关闸清淤，△11=67-64.9=2.1m；

③下游P=2%洪水位69.07m,上游水位至孔洞顶67.90m,△

H=69.07-67.9=1.17m；

3.5.2渗径长度L计算

根据《水闸设计标准SL265-2001》，砂砾层容许渗径系数03〜2.5,故L=3X

2.1=6.3m,小于水闸渗径长度28.94m,满足标准要求。

闸基抗渗稳定计算

根聚水闸的实际情况，水闸简单分成9段计算其渗透压力，经计算的各段阻

力系数、水头损失值、修正后各段水头损失值及水头坡降值见下表:

表-3各段阻力系数和水损值

分段

工程进口铺盖水板桩垂闸底板板桩垂出口底板齿墙垂卷墙水出口

段平段直段水平段直段水平段直段平段段

0.650.59

阻力系数1.4310.3101.5870.3102.5960.0990.109

22

工况0.030.03

0.0840.0180.0930.0180.1520.0060.006

水损185

值工况0.170.16

0.3910.0850.4340.0850.7090.0270.030

282

工况0.090.09

0.2180.0470.2420.0470.3950.0150.017

390

工况0.030.03

0.0890.0180.0930.0180.1520.0010.013

133

修正

工况0.150.15

后水0.4160.0850.4340.0850.7090.0050.059

234

损值

工况0.080.08

0.2300.0470.2420.0470.3950.0030.033

356

表-4水头坡降值

工程工况水平段出口段

工况10.0120.033

水头坡降值工况20.0540.154

工况30.0300.086

允许值0.40.7

故闸基稳定渗流满足标准要求。

3.6水工结构计算

附xx中学排水闸闸室结构、挡墙计算稿。

4.老干局排水闸

4.1计算闸孔净宽B。

老干局排水闸采用胸墙式结构，为平底闸。根据《水闸设计标准SL265-2001》,

排水闸的闸孔净宽Bo可按公式(-1)〜(A.0.1-6)计算,由以上资料可知：N=2,

孔口高度e=3.0m,b0=3.95m,b尸0m,dz=l.2m,H0=68.1-64.4=3.7m,

3

hs=67.50-64.4=3.Im,o=0.935,ez=0.97,eb=0.963,£=0.978,Q=87m/s,

m=0.385；经试算,Bo=7.90mo考虑综合因素,取Bo=lOm。

老干局排水闸孔口尺寸有两方案：(1)设2孔，单孔净宽5m,闸孔净高3m；

(2)设3孔，单孔净宽3.5m,闸孔净高3m。经方案比拟，可确定老干局排水

闸设2孔，单孔净宽5m,净过水宽10%闸孔净高3in。

4.2闸室布置

排水闸垂直河堤布置，为胸墙式排水闸，闸底板高程64.4m；闸底板顺水流

万向长8.0m,2孑L,单孔净宽5m,闸孔高3叱中墩厚1.2m,边墩厚1.0m,

闸底板宽13.2m。底板厚1.0m；闸墩顶高程与该处堤顶齐平69.44m。详见“老

干局排水闸布置图

4.3排水闸整体稳定及地基应力计算

计算工况

①完建期，上下游无水

②下游常年蓄水位67.0m,上游无水，关闸清淤

③下游P=2%洪水位68.44m,上游水位至孔洞顶67.40m

荷载计算（受荷示意图见附图4.3.2-1）

.1水闸自重荷载值计算及对A点求力矩（力矩逆时针为正）

①胸墙&=25x10x0.3x2.04=153.OkNMx=153.0x0.65=99.45kN”

②工作便桥G?=25x10x32x0.3=240左NM2=240x2.4=576^./w

③中闸墩G3=25x8x1.2x5.04=1209.6ZN%=0

④边闸墩=25x8xlx5.（）4x2=2016.（MNM4=0

⑤闸底板G5=25x8x13.2x1=2640.（UN=0

⑥钢闸门G157650kNMf,=0

⑦启闭机G?=100.8AN%=0

⑧启闭机室G,=800AN%=0

水闸自重荷载值和弯距值为：LG,=7735.9kNEM,=675A5kN.m

・2水闸其它荷载值计算及对A点求力矩（力矩逆时针为正）

工况①：上游水重M=0,下游水重%二0

渗透压力Gui=0,浮托力GU2=0

上游水平压力Pi=0,下游水平压力P2=0

工况②：上游水重W,=0,下游水重％=9.81x3.8x10x2.6=969.23AN,

MW2=-969.23x1.9=-1841.53kN.m

浮托力GU2=0,渗透压力

%=gx9.81X(67-64.4)x8xl3.2=l864.68ZN，

上游水平压力P尸0,

下游水平压力=1x9.81x(67-64.4)2x13.2=839.11AN

工况③：上游水重VV；=9.81x3.8xlOx3=1118.34AW

Mw=1118.34x1.9=2124诙kN.m

下游水重W2=9.81x3.8xlOx4.(M=1506.034N,

M.=-1506.03x1.9=-2861.46kN.m

渗透压力G%=gx9.81x(68.44-67.4)x8xl3.2=538.69ZN,

MGlA=538.69X1.33=718.25

浮托力G%=-x9.81x(67.4-64.4)x8x13.2=4143.74W,MGu2=0

2

上游水平压力/>=-x9.81x(67.4-63.4)2x13.2=1035.94AN,

Mp]=-1035.94xl.33=-1381.25kN.m

下游水平压力鸟=」x9.81x(68.44-63.3)2x13.2=1644.65火N,

MP2=1644.65X|.6=2763.02AM机

表.3-1荷载汇总表

工况EG(kN)EH(kN)EM(kN.in)

①7735.90675.45

②6840.45839.112327.09

③5677.84608.722038.85

计算稳定及地基应力

根据荷载计算成果表和《水闸设计标准SL265-200D,利用公式(T)和

(7.3.6-1)可分别计算各工况下排水闸的整体稳定及基底应力，见表4.3.3-1。

表T水闸的整体稳定及基底应力表

基底平均应力基底应力最大值与最小值之

工况抗滑稳定平安系数

(kN/m2)比

①73.261.14

②64.781.693.10

③53.771.743.54

经计算老干局排水闸的整体稳定及基底应力均满足标准要求。

4.4消能防冲计算

计算工况

消能防冲计算工况为:上游十年一遇的过闸流量87m3/s,上游设计水位68.1m,

下游五年一遇的洪水位67.50mo

消力池的计算

根据以上公式，先判断是否需要设置消力池:先求出收缩水深hc=l.28m,再

代入其它公式求出后=2.01〃?＜队=67.5-64.4=3.1〃?，可不需设置消力池。按构造

处理，设5m长0.5m厚的钢筋松护底。

4.5渗径长度L计算

计算工况

①建设期，上游无水，下游施工洪水64.72m,AH=64.72-64.4=0.32m；

②下游常年蓄水位67.0m,上游无水，关闸清淤，△11=67-64.4=2.6叱

③下游P=2%洪水位68.44m,上游水位至孔洞顶67.40m,△

H=68.44-67.4=1.04m；

4.5.2渗径长度L计算

根据《水闸设计标准SL265-2001》，砂砾层容许渗径系数03〜2.5,故L=3X

2.6=7.8m,小于水闸渗径长度20m,满足标准要求。

闸基抗渗稳定计算

根聚水闸的实际情况，水闸简单分成9段计算其渗透压力，经计算的各段阻

力系数、水头损失值、修正后各段水头损失值及水头坡降值见下表:

表一3各段阻力系数和水损值

分段

工程进口铺盖水板桩垂闸底板板桩垂出口底板齿墙垂代墙水出口

段平段直段水平段直段水平段直段平段段

0.540.49

阻力系数0.8110.1720.8110.6630.6630.0530.056

76

工况0.040.04

0.0690.0150.0690.0150.0560.0050.005

162

水损工况0.370.34

0.5580.1180.5580.1180.4560.0370.038

值261

工况0.150.13

0.2230.0470.2230.0470.1820.0150.015

316

工况0.030.03

0.0810.0150.0690.0150.0560.0090.009

143

修正

工况0.270.26

后水0.6580.1180.5580.1180.4560.0700.076

269

损值

工况0.110.10

0.2630.0470.2230.0470.1820.0280.031

308

表-4水头坡降值

工程工况水平段出口段

工况10.0090.033

水头坡降值工况20.0700.269

工况30.0280.108

允许值0.170.45

故闸基稳定渗流满足标准要求。

4.6水工结构计算

附老干局排水闸闸室结构、挡墙计算稿。

5.师范排水闸

5.1计算闸孔净宽Bo

师范排水闸采用胸墙式结构，为平底闸。根据《水闸设计标准SL265-2001》,

排水闸的闸孔净宽及可按公式H)〜(A.0.1-6)计算，由以上资料可知：N=l,

孔口高度e=3.0m,b0=l.7m,bs=4.6m,Ho=7O.8-66.3=4.5m,hs=70.26-66.3=3.96m,

3

o=0.87,e=0.914,Q=22m/s,m=0.385；经试算，B0=l.59mo考虑综合因素，

取Bo=3m。可确定师范排水闸设1孔，闸孔净宽3m,闸孔净高3m。

5.2闸室布置

排水闸垂直河堤布置，为胸墙式排水闸，闸底板高程66.30m；闸底板顺水

流方向长8.0m,1孔，单孔净宽3m,闸孔高3叫边墩厚0.8m,闸底板宽4.6

mo底板厚0.8m；闸墩顶高程与该处堤顶齐平73.74m。详见“师范学校排水闸布

置图

5.3水闸整体稳定及地基应力计算

计算工况

①完建期，上下游无水

②下游P=2%洪水位72.45m,上游水位至孔洞顶69.30m

荷载计算（受荷示意图见附图5.3.2T）

・1水闸自重荷载值计算及对A点求力矩（力矩逆时针为正）

①胸墙G=25x3x0.3x4.44=99.9RN

②工作便桥G?=25x3x2.2x0.3=49.5ZN

④边闸墩G4=25x8x0.8x7.44x2=2390.=0

⑤闸底板G5=25x8x4.6x0.8=736.0ZN=0

⑥钢闸门G6=⑻.49ANA/6=181.49x1=⑻.49ZM〃z

⑦启闭机G7=27kN/W7=27x1=27AM"?

⑧启闭机室G&=300kN=300x1=300kN.m

水闸自重荷载值和弯距值为：EG】=37743kNZM】=816.88攵N.m

・2水闸其它荷载值计算及对A点求力矩（力矩逆时针为正）

工况①：上游水重W尸0,下游水重％=0

渗透压力Giii=0,浮托力Gii2=0

上游水平压力PLO,下游水平压力P2=0

工况②：上游水重用=9.81x2.8x3x3=247.2MN,A/阴=247.1x1.4=346.MN.”

下游水重吗=9.81x4.8x3x6.15=868.77AN,

MW2=-868.77x2.4=-2085.06kN./n

渗透压力Gu}=；x9.81x(72.45-69.3)x8x4.6=568.59ZN,

浮托力G%=；x9.81x(69.3-65.)x8x4.6=1371.8^,MCM2=0

上游水平压力6'x9.81x(69.3-65.5)2x4.6=325.8\kN,

2

Mpi=-325.81x1.27=-412.69AN.相

2

下游水平压力P2=^x9.81x(72.45-65.8)x4.6=1089.85ZN,

MP2=1089.85x2.32=2524致kN.m

表.3-1荷载汇总表

工况EG(kN)EH(kN)EM(kN.m)

①3774.690816.88

②2950.261948.16764.04

计算稳定及地基应力

根据荷载计算成果表和《水闸设计标准SL265-200O,利用公式)和

(7.3.6T)可分别计算各工况下排水闸的整体稳定及基底应力，见表5.3.3-1。

表T水闸的整体稳定及基底应力表

基底平均应力基底应力最大值与最小值之

工况抗滑稳定平安系数

(kN/m2)比

①102.571.39

②80.172.961.35

经计算师范排水闸的整体稳定及基底应力均满足标准要求。

5.4消能防冲计算

计算工况

消能防冲计算工况为:上游十年一遇的过闸流量22m3/s,上游设计水位70.80m

下游五年一遇的洪水位70.26m。

消力池的计算

根据以上公式，先判断是否需要设置消力池:先求出收缩水深hc=0.91%再

代入其它公式求出力；=3.05〃?＜人=70.26-66.3=4.26机，可不需设置消力池。按构

造处理，设置M7.5浆砌石消力池深度0.50m,池长约14.2m,厚0.5m。

5.5渗径长度L计算

工况

①建设期，上游无水，下游施工洪水66.56m,△H=66.56-66.3=0.23叱

②下游P=2%洪水位72.45m,上游水位至孔洞顶69.30m,△

H=72.45-69.3=3.15m；

5.5.2渗径长度L计算

根据《水闸设计标准SL265-2001X中细砂容许渗径系数07〜5,故L=7X

3.15=22.05m,小于水闸渗径长度33.68m,满足标准要求。

闸基抗渗稳定计算

根聚水闸的实际情况，水闸简单分成9段计算其渗透压力，经计算的各段阻

力系数、水头损失值、修正后各段水头损失值及水头坡降值见下表:

表-3各段阻力系数和水损值

分段

工程进口铺盖水板桩垂闸底板板桩垂出口底板齿墙垂齿墙水出口

段平段直段水平段直段水平段直段平段段

0.490.46

阻力系数0.6670.0480.4260.0481.0670.0290.030

12

工况0.03