水闸设计与施工习题集试卷及答案

水闸设计与施工习题集试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）水闸按承担的任务分类，以下不属于该分类体系的是（）A.进水闸B.节制闸C.涵洞式水闸D.分洪闸水闸闸室抗滑稳定计算中，沿闸室基底面的抗滑安全系数在基本荷载组合下的最小值为（）A.1.2B.1.3C.1.4D.1.5水闸消力池深度计算的核心目的是保证泄流时产生（）A.远驱式水跃B.临界式水跃C.淹没式水跃D.稳定水跃砂性土地基上水闸的防渗长度确定主要依据（）A.接触冲刷控制B.渗透变形控制C.沉降控制D.抗滑控制水闸胸墙的主要作用是（）A.增加闸室刚度B.降低闸门高度，减小启闭力C.防浪D.承担水平水压力水闸施工中，闸室底板浇筑时温度控制的核心是防止产生（）A.干缩裂缝B.温度裂缝C.沉降裂缝D.荷载裂缝水闸翼墙按结构形式分类，以下不属于的是（）A.重力式翼墙B.悬臂式翼墙C.扶壁式翼墙D.扭面式翼墙水闸闸门止水装置中，止水压板的螺栓间距一般不大于（）A.200mmB.300mmC.400mmD.500mm软土地基上水闸常用的地基处理方法中，复合地基法不包括（）A.水泥土搅拌桩B.振冲碎石桩C.换填垫层D.CFG桩水闸试运行时，闸门开度应按（）顺序分级提升，避免水流骤变。A.由小到大B.由大到小C.对称同步D.间隔交替二、多项选择题（每题3分，共15分，多选、少选、错选均不得分）水闸的组成部分通常包括（）A.闸室段B.上游连接段C.下游连接段D.启闭机房E.管理设施闸室结构计算的主要荷载包括（）A.水压力B.扬压力C.土压力D.地震荷载E.风浪压力水闸消能防冲设施包括（）A.消力池B.海漫C.防冲槽D.铺盖E.护坦水闸混凝土施工的质量控制要点包括（）A.原材料质量检验B.配合比设计C.浇筑振捣D.养护E.外观装饰水闸防渗设施常见类型有（）A.铺盖B.板桩C.防渗墙D.海漫E.止水带三、判断题（每题1分，共10分，对的打“√”，错的打“×”）开敞式水闸适用于水位变化大、过闸流量大的河道枢纽工程。（）水闸防渗长度的确定原则是使渗流的平均坡降不超过允许坡降。（）闸室沉降缝的设置仅为了适应地基不均匀沉降。（）水闸消力池的长度应等于水跃长度。（）水闸施工中，闸墩的浇筑应分层进行，每层厚度不超过2m。（）当闸室基底面出现拉应力时，可适当增加底板齿墙深度以改善应力分布。（）弧形闸门的支铰座应埋设在闸墩混凝土内，且需保证铰轴水平。（）水闸上游翼墙的扩散角越大，水流条件越好，工程量越省。（）反滤层的作用是防止渗透变形，其铺设顺序是沿渗流方向颗粒由细到粗。（）水闸竣工验收前需进行满水试验，检验闸室结构的密封性和稳定性。（）四、简答题（每题5分，共25分）简述水闸设计中确定闸孔总净宽的主要依据和步骤。闸室抗滑稳定分析的方法有哪些？分别适用于什么地基条件？水闸下游连接段的主要作用是什么？包含哪些主要设施？简述水闸混凝土底板施工的主要工艺流程。水闸门槽埋件安装的精度要求有哪些？如何保证安装质量？五、计算题（共30分）1.（12分）某开敞式节制闸，单孔净宽10m，共3孔，闸底板高程为10.0m，闸前设计水位为15.5m，闸下游设计水位为12.0m，闸门全开时过闸流量为360m³/s，堰顶高程与闸底板齐平，为宽顶堰流，流量系数m=0.385，侧收缩系数ε=0.95，不计行近流速。试验算该闸孔总净宽是否满足过流要求（宽顶堰自由出流公式：Q=εmB2参考答案一、单项选择题C2.B3.C4.B5.B6.B7.D8.B9.C10.A二、多项选择题ABC2.ABCDE3.ABCE4.ABCD5.ABCE三、判断题√2.√3.×4.×5.√6.×7.√8.×9.√10.√四、简答题主要依据：设计过闸流量、上下游设计水位、堰型及流量系数、允许过闸单宽流量等。步骤：①根据闸址地形、地质条件初选堰型和闸孔布置形式；②计算过闸所需水头，结合上下游水位差判断出流状态；③根据宽顶堰或实用堰流量公式反算所需闸孔总净宽；④结合闸孔孔数、单孔尺寸的模数要求，调整总净宽并验算过流能力；⑤结合闸室结构稳定性、地基承载力等因素最终确定总净宽。主要方法及适用条件：①摩擦公式：适用于岩基或密实的砂性土地基，假定抗滑力由基底摩擦力提供；②抗剪断公式：适用于岩基，考虑混凝土与基岩面的黏结力和摩擦力共同作用；③深层抗滑稳定计算：适用于地基存在软弱夹层、破碎带等情况，需验算沿软弱面的滑动稳定性，常用刚体极限平衡法；④有限元法：适用于复杂地基或结构形式的水闸，可同时计算应力和变形，判定抗滑安全度。作用：消减过闸水流的剩余能量，引导出闸水流均匀扩散，调整流速分布，保护下游河床和河岸免受冲刷，衔接闸室与下游河道。主要设施：护坦（消力池）、海漫、下游防冲槽、下游翼墙、下游护坡、消力坎（辅助消能工）等。工艺流程：①施工准备：地基验槽、测量放线、铺设垫层；②模板安装：底板侧模、齿墙模板安装加固，涂刷脱模剂；③钢筋加工与安装：钢筋下料、绑扎，埋设止水带、预埋件；④混凝土制备与运输：按配合比拌制混凝土，罐车运输至现场；⑤混凝土浇筑：分层下料、振捣密实，做好施工缝处理；⑥养护：浇筑后及时覆盖保湿养护，养护期不少于14天；⑦模板拆除：达到强度要求后拆除侧模，做好成品保护。精度要求：门槽轨道的垂直度、扭曲度、中心线偏差、轨距偏差均需符合规范要求，一般中心线偏差不大于±2mm，轨距偏差为±3mm，垂直度偏差不大于1/1000且全长不大于5mm。保证措施：①埋件加工时严格控制尺寸精度，出厂前进行检验；②安装前精确测量放线，设置基准控制点；③采用预埋螺栓或二期混凝土固定，安装过程中反复校核调整；④二期混凝土浇筑时采取对称下料、分层振捣措施，防止埋件移位；⑤安装完成后进行专项验收，合格后方可进行下一道工序。五、计算题解：（1）计算堰上水头：闸前水位15.5m，堰顶高程10.0m，堰上水头H=15.5-10.0=5.5m；下游水深ht=12.0-10.0=2.0m。

（2）判断出流状态：ht/H=2.0/5.5≈0.36<0.8，为自由出流，不计行近流速时H0≈H=5.5m。（3）现有闸孔总净宽B=3×10=30m，代入自由出流公式计算过闸流量：Q=εmB2gH（4）设计过闸流量为360m³/s，计算过流能力627m³/s>360m³/s，满足过流要求。解：（1）计算作用在闸室上的水平力总和：水平推力∑H=上游水压力-下游水压力=12000-3000=9000kN

（2）计算闸室基底的法向反力总和：垂直力总和∑V=闸室总重量-扬压力合力=28000-800