广东某大型水闸完整工程设计

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1 固扇水闸基本资料 ........................................................... 1

1.1 概述 ................................................................. 1 1.2 工程地质 ............................................................. 3 1.2.1 地形地貌 ........................................................... 3 1.2.2 地层岩性 ........................................................... 3 1.2.3 地质构造 ........................................................... 3 1.2.4 水文地质条件 ....................................................... 3 1.2.4.1地表水 ........................................................... 3 1.2.4.2 地下水 ........................................................... 3 1.3 交通要求 ............................................................. 4 2 闸孔设计................................................................... 6 2.1闸孔的设计任务 ....................................................... 6

2.2 设计工况 ............................................................. 6 2.3闸孔形式的确定 ....................................................... 6 2.4 闸孔尺寸设计 ......................................................... 6 2.4.1 确定闸孔净宽 ....................................................... 6 2.4.2 分孔 ............................................................... 9 2.4.3 闸墩构造设计内容 ................................................... 9 2.5 水力计算 ............................................................. 9 2.6 确定闸墩顶高程 ....................................................... 9 2.6.1 泄水要求 ........................................................... 9 2.6.2 挡水要求 .......................................................... 10 3消能防冲设计 .............................................................. 11

3.1 概述 ................................................................ 12 3.1.1 消能防冲设计内容主要包括 .......................................... 12 3.1.2消能方式及消能工型式 .............................................. 12 3.1.3 水闸开启方式及操作规程 ............................................ 12 3.1.4 池深d设计工况及计算方法与公式 .................................... 12 3.1.5 池深L的不利计算工况 .............................................. 13 3.1.6 护坦厚度的计算工况 ................................................ 14 3.1.7 海漫长度的计算工况 ................................................ 14 3.1.8 防冲槽尺寸的计算工况 .............................................. 14 3.2 消力池设计 .......................................................... 14 3.2.1 消力池设计任务 .................................................... 14 3.2.2 池深设计 .......................................................... 15

3.2.3 消力池长度

Lsj的确定 ............................................... 18

3.3消力池护坦厚度 ...................................................... 19 3.4消力池的构造 ........................................................ 20

4 防渗排水设计 .............................................................. 24 5闸门、启闭机的设计 ........................................................ 25 6闸墩、闸底板设计 .......................................................... 28 7 闸室稳定计算 ............................................................. 34 8 水闸两岸连接建筑物设计 .................................................... 39 参考文献.................................................................... 41

1 固扇水闸基本资料

1.1 概述

广州市南沙万顷沙联围固扇闸重建工程位于广州市南沙区万顷沙联围，根据《广州城市建设总体战略概念规划纲要》提出的“南拓北优、东进西连”的空间发展战略，南沙区位于珠江出海口、珠江三角洲地理几何中心和联结珠江两岸城市群的枢纽性节点，依靠其独特的地理区位优势、交通条件及岸线资源成为广州“南拓”发展的重点地区。万顷沙联围位于南沙地区的南端，北邻下横沥，西以洪奇沥为界与中山市相邻，东隔蕉门水道与龙穴岛相邻，龙穴岛为未来广州重要的大型深水港区。万顷沙被定位为以石化、钢铁、机械装备工业为主的现代化临港工业基地，近期，1500万吨/年炼油厂（石化基地）项目选定在万顷沙联围15～18涌西侧和沥心沙围。考虑到万顷沙联围15～18涌石化基地区域和沥心沙围的水利工程现状不能满足石化基地对防洪（潮）和排涝的高标准要求。通过新的规划，对这一区域的水利工程将进行整治，使区域防洪（潮）标准达到200年一遇，排涝标准达到20年一遇。

现有的固扇建于70～80年代，闸孔尺寸（孔数×宽×高）为3孔×14.2m×7.5m，底板高程为-3.5m，存在的主要问题是工程老化，运用不便。拟建的固扇闸自现有闸位往内涌移约20m，防洪（潮）标准按200年一遇标准建设。

场地交通位置图见图1-1

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广州市西佛山市江洪奇沥水道蕉虎门水道门子狮洋东东莞市江番禺区南沙钢铁基地图例省级公路高速公路河流深圳市中山市伶仃洋珠海市澳门铁路城市珠江口香港图1.1：交通位置示意图（ “●”为勘察场地位置）表1-1 工程规模与主要设计指标序号一二三四 1

工程等别主要建筑物级别抗震设计烈度水闸排涝面积项目位度 km

排涝流量

外江设计洪潮水位多年平均最高潮位

征水位

多年平均最低潮位内涌设计高水位

m m

-1.21 1.42/2.07

吹程1000

特

多年平均低潮位

-0.51

风速42

单数量 Ⅰ等 1级 7 3.51

备注

m m

2.75/3.15 1.87

80/100

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内涌常水位内涌设计低水位

m m

0.20 -0.5

1.2工程地质

本工程闸址范围内先后钻孔9个，总进尺500多米。 1.2.1 地形地貌

勘察场地属珠江三角洲冲积平原地貌单元，经多年围海造田，勘察场地附近区域平坦开阔，河塘众多。地面高程较低，多在-0.5～1.0m之间，外江堤顶高程3.5～4.3m，内涌堤顶1.2～2.0m。拟建固扇闸位于万顷沙新垦，西侧紧连洪奇沥水道，东连蕉门水道，东南侧有新垦大道，可通往各支涌堤防及外江堤围，区内有南沙港快速穿越。

1.2.2 地层岩性

在勘探深度范围内，勘察场地地层岩性自上而下总体由四部分组成，分别为人工填土、第四系海陆交互相沉积层、冲洪积层和下部燕山期花岗岩。场地内各埋藏地层的工程特性指标建议采用表二值。

1.2.3 地质构造

勘察场地位于广州断陷盆地的南端，上部覆盖层为第四系海陆交互相冲积物（Qmc），下伏燕山期（γ3）花岗岩，根据1/20万区域地质资料，场区及邻近区域地质构造活动迹象不明显，根据本次勘察结果，场地内未发现有断层等不良地质构造。

1.2.4 水文地质条件 1.2.4.1地表水

固扇闸以洪奇沥为界与中山市相邻，东连蕉门水道，洪奇沥水道呈南北走向贯穿整个南沙开发区，水流自北向南，最终汇入珠江水系，固扇闸为连接洪奇沥水道与蕉门水道的内涌，水位变化主要受潮汐影响。勘察期间测得河涌最高水位标高为0.56m，最低水位标高为-2.10m。

1.2.4.2 地下水

勘察场地地下水类型主要分两种类型：（1）潜水、承压水

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（2）人工填土层中的上层滞水有所给资料可得勘察场地地下水位变化主要受潮汐及气候控制。具体如下：每年4-9月为雨季，是地下水的补给期，其水位会明显上升，10-3月为水分消耗期，地下水位随之下降。

勘察期间，场地各钻孔均遇见地下水，勘察时测得初见水位埋深为0.80～3.10m，相当于标高为-1.52～0.64m；潜水稳定水位埋深为1.00～2.20m，相当于标高为-1.82～0.44m；承压水稳定水位埋深为13.50～16.00m，相当于标高为-15.60～-12.06m。

根据勘察场地采取的2件地下水试样进行分析，根据水质分析结果，按《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-1999）中有关腐蚀性评价标准判定：勘察场地内地下水水质对混凝土具侵蚀性CO2弱腐蚀性和PH值型中等腐蚀性。 1.3交通要求

该水闸连接防洪堤，有交通要求，按二级公路做交通桥设计。

表1-2渠道数据

项目渠道比降渠道底宽(米) 渠道边坡糙率

内涌侧 40 1:1 0.017

外江侧 45 1:3 0.017

表1-3 岩土层工程特性指标建议值

一

岩性

淤泥

含水量

w(%) ρ(g/cm)

干密度

d 3

二淤泥质粉质粘土

50.2

三淤泥质粉细砂

21.9

四中粗砂 18.

五花岗岩 12.1 2.10 1.89 0.459 24.

66.4

湿密度

1.54

1.67

2.02

3 1.7

0.93

1.11

1.71

孔隙比液限

1.820 43.9

1.379 36.9

0.671

22.9

20.0.52.0

(g/cm

)

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(%)

塑限

(%)

塑性指数液性指数

k(cm/s)

渗透系数十字板剪切凝聚力

压缩系数压缩

压缩模量无侧限抗压强度地基土的容许承载力

实测

标贯评定

承载力建议特征

值

(kPa) (kPa)

50 50

65 65

70 70

击数修正

(击)

0.8

1.7

1.4

击数

(击)

1.0

2.3

3.3

Es (MPa) qu(kPa) σ0 (kPa)

7.6

1.49

2.40

5.60

Cu(kPa) a0.1-0.2 (MPa)

-1

27.25

23.0 14.0 1.96

15.3

16.4 2.40 4.00×10 27.4

21.6

-7

3 16.4 7.9 0.00 5.47×10

-4

Wp 14.

Ip IL

8.2 2.33

6.7 0.33

4.70×10

-6

5.29×10

-4

1.07×10

-3

1.794 1.050 0.339

79 3.9

5.5

0.20.3

150 11.7 8.2

200 21.4 11.2

120 120

200 200

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2 闸孔设计

2.1闸孔的设计任务

确定闸孔的形式

确定闸孔的孔口尺寸、数目确定闸底板高程。 2.2 设计工况

3由所给资料可得，正常情况下，Q设80110%88m正常情况下，通

过设计流量

Q设

时闸前水面壅高设0.1m,取设0.1m。

由资料可得，非常情况下，

Q校100m3/s，且通过

Q校

时的闸前水面壅高

校0.2m，取

校0.2m。

由以上资料可得，本设计采用淹没宽顶堰。 2.3闸孔形式的确定

闸孔形式包括孔口形式和底板形式。本设计闸孔形式需要确定

孔口形式：采用无胸墙开敞式孔口形式。

底板形式：本设计地形较为平缓，用来排水作为排水闸，有经验可得采用平底板形式，底板高程取为与原排水闸底板高程（2.4 闸孔尺寸设计

闸孔尺寸设计的主要任务有确定闸孔净宽，闸孔总宽确定底板开挖基坑宽度确定闸顶高程，闸门高度

2.4.1 确定闸孔净宽

有水工建筑物可得确定闸孔净宽的方法是：按正常情况设计，按非常情况校

底板3.5m）齐平即可。

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核。

3/2BQ/m2gHoso堰流情况公式：（2--1） 3 式中：Q——过闸流量；取88 m/s

Ho——计入行近流速水头m；取6.25m

m——堰流流量系数；

s——淹没系数

具体计算步骤如下：

按外江工况设计洪潮水位

3/2BQ/m2gHoso （2--2） 3 式中：Q——过闸流量；取88 m/s

Ho——计入行近流速水头m；取6.25m

m——堰流流量系数；

s——淹没系数系数计算如下：

H设2.753.56.25m

h=H设0.1=6.15m

由hs/H0hs/H设6.15/6.250.984 查《水闸设计规范》SL265-2001得

s=0.40

——侧收缩系数，由《水力学手册》查出，初拟时可取0.85-0.95，选用0.85

所以 B088/0.3850.40.8529.86.259.7m 取

B023=10m

按内涌设计高水位

3/2BQ/m2gHoso （2--3） 3 式中：Q——过闸流量；取88 m/s

——计入行近流速水头m；

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m——堰流流量系数；

s——淹没系数系数计算如下：

H设1.423.54.92m

hsH设0.14.82m

hs/H0hs/H设4.82/4.920.980查《水闸设计规范》SL265-2001得

s=0.40

——侧收缩系数，由《水力学手册》查出，初拟时可取0.85-0.95，——侧收缩系数，由《水力学手册》查出，初拟时可取0.85-0.95，选用0.85

所以 B088/0.3850.40.8529.84.9213.91m 取

B032=14m

按内涌设计低水位

3/2BQ/m2gHoso （2--4） 3 式中：Q——过闸流量；取88 m/s

Ho——计入行近流速水头m；

m——堰流流量系数；

s——淹没系数系数计算如下：

hs30.12.9m

H设3.50.53mhs/H0hs/H设2.9/1.30.97，查《水闸设计规范》SL265-2001得，

s0.50

所以 B088/0.3850.40.8529.8329.2m 取

32B0=30m

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(4) 经比较，选取最大闸孔净宽。2.4.2 分孔

B0=30m

由以上计算得最大闸孔净宽为30m，所以做五孔闸门，每孔6米。 2.4.3 闸墩构造设计内容

边墩厚一般取0.7～1.2m。本设计取0.8m,头部采用方形; 中墩厚dz1.2m;头部采用半圆形；

本设计不进行缝墩设计.B3020.821.234m 2.5 水力计算

1、验算正常情况下的过流能力

3QmB29.86.25Q80m/s满足设计洪水过流能力。S0设由公式：

322、校核非常情况下的过流能力上游水深H上3.153.56.65m 下游水深H下6.650.16.55m

h下6.550.980.40

由h上6.65查《水闸设计规范》SL265-2001得，sQsmB02g0H00.850.400.3853029.86.65Q校100m3/s 满足非常过流能力。 2.6 确定闸墩顶高程

要求：要求闸墩顶高程满足泄水、挡水要求。 2.6.1 泄水要求

3232顶1设洪设（2--5） 顶2校校（2--6）

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2.6.2 挡水要求

顶2正常h （2--7）

hRPhc （2--8）

式中： RP——波浪爬高，波浪中心线净水位的高度

波浪爬高按“莆田海堤试验站公式”计算确定，计算公式如下:

gF0.450.0018(2)gHgdV0.13th0.7()0.7th (2--9) 2gdV2V0.13th0.7()0.7V2gHgT13.9 V2V0.5 (2--10)

式中：g------重力加速度，（9.81m/s2）

H------平均波高，（m） T------平均波周期，（s）

F------风区长度，（m），取1000m V------设计风速，（m/s），为42m/s d------风区的平均水深，（m），为6.25m 算得平均波高H为0.73m，平均波周期T为3.782s。

gT2dth L (2--11) 2L2试算得到 L=21.126m。波浪爬高RP计算：计算公式 RPKKw1m2HL (2--12) 式中：m------斜坡坡率,选用m=3

K------斜坡的糟率系数及渗透性采用砌石护面，所以系数K查《堤防工

程设计规范》为0.75

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Kw---------经验系数，由V420.691，查《水工建筑物》gH9.86.25表5-2得Kw=1

所以 RPKKw1m2HL0.7511320.7321.1260.93m

即波浪爬高为0.93m。

hc——安全超高，hc设0.7m，hc校0.5m

所以 hRPhc0.930.71.63m 闸墩高程：顶2正常+h=2.75+1.63=4.38m 闸门高程：取4.3m

闸墩高： H墩底+顶23.54.387.88m。取8.0m

闸门高: H门底门=3.5+4.3=7.8m

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3消能防冲设计

3.1 概述

3.1.1 消能防冲设计内容主要包括

（1）消力池深度及长度（2）海曼长度.防冲槽尺寸（3）两岸护坡及相应构造 3.1.2消能方式及消能工型式

消能方式：水利工程上必须采取一些减小泄水建筑物下泄水流动能的措施，以满足工程的经济和安全的要求。在设计水工建筑物时，要选择合理地消能工程形式。本闸门属于平原河道水闸，下游水位变化幅度较大，闸下池水水流低，所以采用底流消能。消能工型式：采用控深式消力池。 3.1.3 水闸开启方式及操作规程

1、开启方式：对于五孔闸门，开启方式又五种形式。 A：五孔闸门均匀同步开启 B：两侧边孔闸门均匀同步开启 C：两中间闸孔均匀同步开启 D：四孔闸门均匀同步开启 E：中间闸门单独均匀开启 2、操作规程：均匀，匀速同步开启。 3.1.4 池深d设计工况及计算方法与公式

1、池深d的不利计算工况按水跃理论最大池深

dmax发生在跃后水深与下游水深

hcht差值最大的情

hcht(hh)ctmax况，即：。确定差值最大需对各种运用方式及相应开度e下的

情况进行计算。根据经验，取外江设计排洪最高水位

H0=2.75 + 3.5=6.25m作

为设计水位，初始开度e=0.5m作为池深最不利计算工况。

2、计算方法与公式

求开度e=0.5m时下泄流量Q公式采用自由孔流公式：

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Qunbe2gH0 (3--1) 式中：Q——下泄流量

——宽顶堰型闸孔自由流的流量系数

n——闸孔数

b——一个闸孔的净宽 e——闸孔开度

H0——闸孔全水头

求跃后水深h采用共轭水深计算公式：

hc8q2hc1312ghc (3--2)

求下游水深h采用明渠均匀流公式：

QACRi (3--3) A(bmh)h (3--4)

2b2h1m (3--5) RA

(bmh)hb2h1m2 (3--6)

式中：m——收缩角，取2

n——护坡粗糙系数，取0.025

i——下游河底坡率，取1：4000 b——下游河宽，取40m 3.1.5 池深L的不利计算工况

1、工况的确定

根据经验，最大池长发生在通过计算的计算工况。

2、计算方法及公式

求

cQmax时，本设计采用校核流量

Q校作为池长

hc,hc采用水跃公式:

8q2113ghc (3--7)

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hhc2

Q校100m3/s

3.1.6 护坦厚度的计算工况

本设计护坦厚度按抗冲要求计算，公式采用：

tk1qH (3--8) 式中：q——护坦上的单宽流量

H——泄放q时的水闸上下游水位差

k1——经验系数，可采用0.175——0.20

tmax由公式可知，

发生在qH最大时，应对个运用方式及相应开度e的情

况进行计算。

本设计取以下两种情况的较大者作为护坦厚度的计算工况：

（1）正常蓄水位2.75+3.5=6.25m时下泄水时初始开度e=0.5的情况qH；（2）取通过校核流量Q校时的情况qH； 3.1.7 海漫长度的计算工况

Lk1qH按抗冲设计要求设计，采用由公式可知

Lmax。

发生在qH最大时，应对各运用方式及相应开度e的情况

tmax进行计算。本设计取与相同计算工况。

3.1.8 防冲槽尺寸的计算工况

防冲槽尺寸的计算工况取通过最大流量Q时，取3.2 消力池设计 3.2.1 消力池设计任务

池深，池长，护坦厚度及构造尺寸。

Q控Q校100m3/s。

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3.2.2 池深设计

不利工况下水力要素

不利工况下水力要素，取上游正常蓄水位H06.25m闸门开度按e=0.5的倍数取值，初始开度e=0.5m。

u0.600.176eH0 (3--9)

计算公式:

Qunbe2gH0 (3--10)

Q控B控q控求单宽流量: (3--11)

q2hk3g (3--12) 临界水深:

0E0H0hkhk (3--13)

根据

0chcchk查<<水力学>>四川大小编下册附图可得。。

求下游水深

表3-1单孔开启时计算



Q q

hk 0 0'

hc''

备注知

0.500 0.586 19.457 0.586 0.187 33.422 3.049 0.570

查《水力学Ⅱ》附录Ⅰ得

0

1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000

0.571 0.558 0.544 0.530 0.516 0.501 0.487

37.916 55.578 72.245 87.983 102.790 116.436 129.351

1.142 1.674 2.176 2.650 3.096 3.507 3.896

0.365 0.535 0.695 0.847 0.989 1.120 1.245

17.123 11.682 8.993 7.379 6.320 5.580 5.020

2.700 2.490 2.345 2.220 2.198 2.095 2.045

0.986 1.332 1.630 1.880 2.174 2.346 2.546

0'

1.0

B控33mhc''0hk''

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表3-2 双孔对称开时计算



0.586 0.571 0.558 0.544 0.53 0.516 0.501 0.487

Q q

0.374 0.73 1.069 1.39 1.693 1.978 2.241 2.489

0

16.711 8.562 5.847 4.496 3.692 3.160 2.789 2.511

0'

hc''

备注

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

38.912 75.831 111.157 144.491 175.965 205.581 232.872 258.702

1.172 2.284 3.348 4.352 5.300 6.192 7.014 7.792

2.680 2.290 2.100 1.985 1.857 1.815 1.748 1.655

1.002 1.672 2.245 2.759 3.144 3.590 3.917 4.119

表3-3 三孔全开时计算



Q q

0

'0

hc''

备注

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

0.586 0.571 0.558 0.544 0.53 0.516 0.501 0.487

58.367 113.747 166.735 216.736 263.948 308.371 349.308 388.053

1.758 3.426 5.022 6.528 7.950 9.288 10.521 11.688

0.562 1.094 1.604 2.085 2.540 2.967 3.361 3.734

11.121 5.713 3.897 2.998 2.461 2.107 1.860 1.674

2.490 2.125 1.825 1.753 1.650 1.580 1.498 1.358

1.399 2.325 2.927 3.655 4.191 4.688 5.035 5.071

表3-4四孔对称开始计算



0.586 0.571 0.558 0.544 0.53 0.516

Q q

0

'0

hc''

备注

0.5 1 1.5 2 2.5 3

77.823 151.662 222.314 288.982 351.931 411.161

2.344 4.568 6.696 8.704 10.600 12.384

0.749 1.459 2.139 2.139 3.386 3.956

8.344 4.284 2.922 2.922 1.846 1.580

2.490 2.125 1.825 1.753 1.650 1.580

1.865 3.100 3.904 3.750 5.587 6.250

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3.5 4

0.501 0.487

465.744 517.404

14.028 15.584

4.481 4.978

1.395 1.256

1.498 1.358

6.713 6.760

表3-5五孔全开时计算



0.586 0.571 0.558 0.544 0.53 0.516 0.501 0.487 Q q

0.936 1.824 2.674 3.475 4.233 4.945 5.602 6.223 0

6.677 3.427 2.337 1.799 1.476 1.264 1.116 1.004 0'

2.490 2.125 1.825 1.753 1.650 1.580 1.498 1.358 hc''

备注

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

97.279 189.578 277.892 361.227 439.913 513.951 582.180 646.755 2.930 5.710 8.370 10.880 13.250 15.480 17.536 19.481 2.331 3.876 4.880 6.092 6.984 7.813 8.392 8.451

表3-6水头-流量计算

ht（m） A=(b+mh)h

Xb2h1m2R=A/x C=(1/n)R

1/6

QACRi

8.17 26.21 50.56 82.36 120.36 164.20

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

20.5 42 64.5 88 112.5 138

41.12 42.83 46.71 48.94 51.18 53.42

0.5 0.98 1.38 1.8 2.2 2.58

35.64 39.87 42.21 44.12 45.62 46.85

（3）消力池深度d的确定：

d0hchsZ由图知,当开度e=1.0,中孔单开时hcht最大。

0hcdhtZ (3--14)

q2q2 (3--15) Z2222ght2ghc式中：d——消力池深度，（m）

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ht——下游水深，（m） hc——跃后水深，（m）

——水流动能校正系数，可采用1.0～1.05。本设计=1.0 0——水跃淹没系数，可采用1.05～1.10。本设计0=1.1 ——流速系数，一般采用0.95，本设计采用1.0 q——过闸单宽流量，（m Z——池池落差，（m）

中孔开度e=3.0m时ht0.79m,hc''ht最大,q=3.096m3/s.m，。所以 d0hchsZ=1.1×0.986-0.79-0.125 =0.2m

Lsj2s）

3.2.3 消力池长度的确定

1、池长计算公式

LsjLsL=+βj （3—16） Ljhc\"hc=6.9（-） (3--17)

LsjLs式中：

——消力池长度（m）

——消力池斜坡段水平投影长度(m)

β——水跃长度校正系数，可采用0.7～0.8，取0.80

Lj——水跃长度(m)

2、池长不利工况下的水利要素

A：计算流量：水跃长度系随流量的增大而增大，所以消力池长度的设计流量应为建筑物通过的最大流量。

Q控Q较100m3/sB：单宽流量：3、求

q控Q校B控/=100/33.2=3.01m/s

，

hc

闸底板与挖深后的消力池之间常用1:3～1:4的斜坡连接，本设计取1：3。

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确定消力池长度的条件：hc”- hC最大时。由上表知发生在中孔单开e=1.0

q233.012hk31.0mg9.8时：

T0H校d2.311.03.31m

T03.313.31hk1.0

查<<水力学>>(第三版)下册37页附图得

c1.832c0.470

hcchk0.4701.250.588m

hcchk1.8231.252.279m 4、求

Lj,L

Lj6.9(hchc)6.9(2.2790.588)11.668mL(34)d(0.70.8)Lj4d0.8Lj11.93m偏安全的选消力池长度3.3消力池护坦厚度

Lsj

为12米。

消力池底板需要用来承受水流的冲击力、水流脉动压力和底部扬压力等，所以死消力池底板应该具有足够的强度和抗冲耐磨，护坦一般是等厚的，也可采用不同的厚度，始端厚度大，向下游逐渐减小。

护坦厚度可根据抗冲和抗浮要求，分别计算，并取其最大值。按抗冲要求计算消力池护坦厚度公式为：

t=k1

UWPm按抗浮要求计算消力池护坦厚度公式为：

γbt=k2 式中 t——消力池底板始端厚度，m；

k1——消力池底板计算系数，可采用0.15-0.20； k2——消力池底板安全系数，可采用1.1-1.3； ΔH＇——泄水时上、下游水位差，m；

U——作用在消力池底板底面的扬压力（kPa）；

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qHW——作用在消力池底板底面的水重（kPa）；

Pm——作用在消力池底板上的脉动压力（kPa），；

γ1——消力池底板的饱和重度，kN/m。由所给数据可得其中k1取为0.18；

q为确定池深时的过闸单宽流量取为q=3.096m3/（sm）， ΔH`为相应于单宽流量的上、下游水位差H2.0751m 可取消力池底板厚度为t=0.4m。 3.4消力池的构造

底流式消力池设施有三种形式：挖深式、消力槛式和综合式。①当闸下游尾水深度小于跃后水深时，可采用挖深式消力池消能；②闸下游尾水深度略小于跃后水深时，可采用消力槛式消力池消能；③闸下游尾水深度远小于跃后水深，且计算深度应较深时，可采用挖深式与消力槛式相结合的综合式消力池消能。

护坦与闸室、岸墙及翼墙之间，以及其本身沿水流方向均应用缝分开，以适应不均匀沉陷和温度变形。

（1）各个缝距尺寸如下：护坦缝距取10～20m，缝宽2.0～2.5cm。护坦在垂直水流方向通常不设缝，以保证其稳定性。缝若在闸基防渗范围内，缝中应设止水设置，其他一般铺设沥青油毛毡。

（2）护坦的尺寸为：为增强护坦的抗滑稳定性，常在消力池末端设置齿墙，深一般为0.9～1.6m，宽为0.5～1.0m。

结合本工程的特点，选用挖深式消力池。为了便于施工，消力池的底板作成等厚，为了降低底板下部的渗透压力，在水平底板的后半部设置排水孔，孔下铺设反滤层，排水孔孔径为5cm，间距为1m，呈梅花形布置。消力池末端设置齿墙，深为0.8m，宽为0.6m。 3.5防冲加固措施 3.5.1海漫的作用

使消能后的水流均匀扩散，流速接近天然河道的水流形态。 3.5.2海漫的布置和构造

海漫一般采用将起始端做成5m水平段，顶面高程在消力池尾坎顶以下0.5m，水平段后作成不陡于1：10的斜坡以使水流均匀扩散，同时沿水流方向在平面上向两侧逐渐扩散，以便使水流均匀扩散，调整流速分布，保护河床不受冲刷。对海漫的要求有：①表面有一定的粗糙度，以利进一步消除余能；②具有一定的透

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水性，以便使渗水自由排除，降低扬压力；③具有一定的柔性，以适应下游河床可能的冲刷变形。本工程采用干砌石海漫。 3.5.3海漫长度计算

海漫的长度计算主要包括（1）消力池末端的单宽流量（2）上下游水位差、下游水深（3）河床土质抗冲能力（4）闸孔与河道宽度的比值（5）海漫结构形式等当

qsH=1～9，

LPKSqsH'93.0966.254.9217m

式中 Lp——海漫长度，m；

qs ——消力池末端单宽流量，m3/（sm）； ΔH＇——泄水时上、下游水位差，m；

ks ——海漫长度计算系数，查《水工建筑物》，取ks=9。故确定海漫长度为17m。 3.5.4海漫的构造

因为对海漫要求进一步消除余能，所以要求海漫有一定的粗糙度、透水性、一定的柔性，本设计在海漫的起始段为5m长的浆砌石水平段，其顶面高程与护坦齐平。后作成坡度为1：10的干砌石段，以便使水流均匀扩散，调整流速分布，保护河床不受冲刷。海漫厚度为0.4m，下面铺设15cm的砂垫层。 3.6防冲槽设计

3.6.1作用防止冲刷坑向上游扩展，保护海漫末端的安全。 3.6.2工作原理

为了使水流经过海漫时能量进一步消除，流速分布接近水流的正常状态水流经，但在海漫末端仍有冲刷现象。为了保证安全和节省工程量，常在海漫末端设置防冲槽或采取其他加固措施。 3.7上、下游岸坡防护

为了保护上、下游翼墙以外的河道两岸岸坡不受水流的冲刷，需要进行护坡。采用浆砌石护坡，厚度为0.3m，下设0.1m的砂垫层。

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4防渗排水设计

4.1防渗设计的目的

防止闸基渗透变形；减小闸基的渗透压力；减少水量损失；合理选用地下轮廓的尺寸，以延长渗径，防止闸基和两岸产生渗透破坏。 4.2防渗排水的布置原则及方式

原则：防渗和排水相结合

方式：（1）高水位侧采用铺盖、板桩、齿墙等防渗设施; (2)低水位侧设置排水设施 4.3防渗设施

本工程根据自身地质条件，防渗措施常采用水平铺盖。砂性土易产生管涌，要求防止渗透变形是其考虑的主要因素，可采用铺盖与板桩相结合的形式。

（1）铺盖

为水平防渗措施，适用于粘性和砂性土基。（2）板桩

为垂直防渗措施，适用于砂性土基，一般设在闸底板上游或铺盖前端，用于降低渗透压力。

（3）齿墙

一般设在底板上、下游端，利于抗滑稳定，延长渗径。 4.4地下轮廓线布置 4.4.1闸底板长度拟定

本工程采用整体式底板，影响底板顺水方向的长度的因素主要有（1）闸室地基条件（2）上部结构布置（3）满足闸室整体稳定和地基允许承载力等

初拟时可参考已建工程的经验数据选定，当地基为碎石土和砾（卵）石时，底板长度取（2-4）H（H为水闸上下游最大水位差）；砂土和砂壤土取（2-3.5）H；粉质壤土和壤土取（2-4）H；黏土取（2.5-4.5）H。

本工程取底板长度L底=3.5×4.6=16.1 取闸底板长度为18m。 4.4.2闸底板厚度的拟定

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对于小型水闸，底板厚度不小于0.3可取t=1.0m。两端设齿墙。 4.4.3齿墙尺寸的确定

一般深度为0.5-1.5m，厚度为闸孔净宽的1/5-1/8。该设计深度取0.7m，厚度取1.0m。如图4—1所示。

图4—1 底板尺寸图（单位：cm）

4.4.4铺盖

主要用来延长渗径，具有相对不透水性和一定的柔性。铺盖常用材料有黏土、黏壤土或沥青混凝土等。铺盖的长度采用上、下游最大水头差的3-5倍。根据上述原则，本工程铺盖采用混凝土铺盖，其混凝土强度等级一般不低于C20，其长度确定取L=18m；铺盖的厚度，取0.4m，两端设齿墙深度取0.6m，宽度取0.5m，以便和闸底板连接。 4.4.5闸基防渗长度的确定

初步拟定闸基防渗长度应根据《水闸设计规范》公式 L≥C×H 式中 L——闸基防渗长度，m；

C——允许渗径系数值，见《水工建筑物》教材表4-6，查表取C=7； H——上、下游最大水头差，m。 L=C×H=7×4.6=32.2（m） 4.4.6校核地下轮廓线的长度

根据以上设计数据，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。

铺盖长度+闸底板长度=18+18m ≥L=32.2（m）

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通过校核，地下轮廓线的长度满足要求。 4.5 排水设施的设计

为降低闸底渗透压力，在闸下游应设置排水设施，即渗流的出口。而排水体的位置直接影响闸底渗透压力的大小。

反滤层的设计应遵循下列原则： 1、各层内部颗粒不应发生移动;

2、较细一层颗粒不应穿过较粗一层的空隙； 3、被保护土层的颗粒不应穿过反滤层而被深水带走，个别特别细小的颗粒即使被渗流带走，亦不应在反滤层空隙中停留而堵塞反滤层。

排水体由透水性较强的大颗粒砂石料组成。土基水闸一般采用平铺式排水体。

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5闸门、启闭、闸墩的设计

闸室是水闸的主体部分。开敞式水闸闸室的主要组成部分有底板、闸墩、闸门、工作桥、交通桥、胸墙等。 5.1 闸门和启闭机

1、闸门形式

采用直升平面钢闸门，因为闸孔数为5个，闸门两侧挡水，闸门宽度为6m，在6m～9m范围内采用平板钢闸门较为合理，高度取为8m。

2、尺寸

高×宽=8m×6m 3、闸门重

露顶式平面闸门

当5m﹤H﹤8m时（查《水工建筑物手册》6.P131页）

GKZKCKgH1.43B0.889.8KN (5--1)

式中：H.B---分别为孔口高度和宽度（m）

KZKC

----闸门行走支承系数;对滑动式支承取为0.81。 -----材料系数，闸门采用普通碳素钢取为1.0。 -----孔口高度系数；当5KgKg=0.13。

所以：

4、启闭力计算滑道摩阻力

TZdfzPG0.811.00.1381.4360.889.897KN

(5--2) ---------滑动支承的摩擦系数，钢对钢0.5～0.6取0.6。

式中：

fzP-----闸门上总水压力：

11212PH外江H内涌9.8(6.25232)147.31222KN

所以： Tzd0.5147.3173.655KN 启闭力：

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FWnt(TzdTzs)nGG (5--3）式中：

nG —— 门重修正系数，0.9～1.0取1.0。则：

Fw1.273.6551.07.880.586KN 因此选用卷扬式启闭机。

加配重后的启门力

T启FwGj147.3180.586227.896KN

5、选择启闭机

根据《水工设计手册》，选择液压卷扬机QPQ—2×16，参数如下：

表5—1启闭机的参数

类别双节耳集中驱动

启闭机型号

QPQ—2×16

启闭力（t）

2×16

启闭

启门速度

吊距（m）

2.1—7.5

重(Kg)

3500

量

高度（m）（m/min）

2.23

5.2 闸墩

中墩厚度取1.2m，边墩厚度取0.8m。工作门槽、检修门槽的布置如图5—1

所示：

上游下游

图5-3 闸墩结构图(单位:图5-1 闸墩示意图

5.3工作闸门与检修闸门高程

)门外江设0.7m超高河床6.250.53.53.25m 闸墩高程：

墩门0.75超高4.0m

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闸墩最顶部与工作桥底高程：

顶河床hmaxh门高A (5--4) 式中：hmax-----校核流量时水位高，取3.15+3.5=6.65m h门-----为闸门高,取7.3m A——安全超高，0.5～1.0m,取0.65m

则: 顶3.56.657.30.6511.0m 下游部位与上游齐平。

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6闸墩、闸底板设计

6.1闸底板的设计

作用闸底板是闸室的基础，承受闸室及上部结构的全部荷载，并较均匀地传给地基，还有防冲、防渗等作用。

形式常用的底板有平底板和钻孔灌注桩底板。在特定的条件下，也可采用低堰底板、箱式底板、斜底板、反拱底板等。平底板按底板与闸墩的联结方式，有整体式和分离式两种。

闸墩与底板浇筑成整体即为整体式底板。其顺流向长度可根据闸身稳定和地基应力分布较均匀等条件来确定，同时应满足上层结构布置的需要。水头愈大，地基愈差，底板应愈长。底板厚度必须满足强度和刚度的要求。大中型水闸可取闸孔净宽的1/5-1/8，一般为1-2m，最薄不小于0.6m，底板内配置钢筋。底板混凝土强度等级应满足强度，抗渗及防冲要求，一般选用C15或C20。根据本工程的地质资料，采用整体式平底板。

（1）底板长度

根据前面设计已知闸底板长度为18m。（2）垂直水流方向布置

垂直水流方向为了满足闸门的顺利提升以及地基不均匀沉陷的要求，一般要对垂直水流方向布置要进行分段。

（3）底板厚度

考虑强度、刚度的要求，一般厚度为1m，并另外设置齿墙，取厚度为0.7m。 6.2闸墩的设计

作用分离闸孔并支撑闸门，工作桥等上部结构，使水流顺利地通过闸室。长度的确定应能满足过闸水流平顺，侧向收缩小，过流能力大的要求。上游墩头采用半圆形，下游墩头采用流线型。其长度为18m。

厚度的确定由本设计中的闸孔孔径、受力条件、结构构造要求、施工方法等因素的条件。厚度为中墩1.2m，边墩0.8m。

6.3 工作桥、检修便桥、公路桥

1、工作桥和检修桥

工作桥是供设置启闭机和管理人员操作时使用。其高度应保证闸门开启后不影响泄放最大流量，并考虑闸门的安装及检修吊出需要。为了安装、启闭和检修时的方便，工作桥尽量应设置在工作闸门的正上方。其机座尺寸可根据启闭机型

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号来确定。检修桥的作用为放置检修闸门，观测上游水流情况，设置在闸墩的上游端。桥的高度约为门高的两倍加上1.0-1.5m的富裕高度，h=8m

工作桥总长 3B+2dz+2db=5×6+2×1.2+2×0.8=34m 基本尺寸

1111梁高为桥跨的810，取80cm，纵深的梁宽为25cm，（梁高的2.54）。翼板厚度取20cm。

盖板尺寸

111160302横梁的高度为3纵梁高3×80=27cm。横梁宽取2梁高m盖板长取

0.6m，厚度取0.1m。

工作桥桥宽的确定

1.6+2×1.0+0.2×2=4，取4.0m。工作桥的支承方式

工作桥的支承方式采用简支型式： 2、交通桥的设计

本设计要求水闸上有条按二级公路设计的交通桥，宽8.5m。交通桥布置在水闸的下游部位。交通桥桥面的高程应使其纵梁不影响水闸泄水又能与两岸道路平滑连接。交通桥的支承方式、跨度、纵梁尺寸等基本同于工作桥。纵梁底高程取与闸墩顶同高程，即4.0m。

交通桥长度长度与跨度同工作桥，即长为34m。

交通桥面布置桥面总宽取8.5m，桥面设铺装层厚10cm，泥结碎石。行车道宽6.5m，人行道宽0.8m。两侧栏杆取1.2m高，0.2m宽。

图5-5 交通桥布置(单位:图6-1 交通桥示意图

) 3、检修桥设计：跨长、支承方式、梁高尺寸与工作桥相同，宽度取2.0m。 6.4闸室的分缝和止水设备

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1、分缝方式与布置

除闸室本身分缝以外，凡是相邻结构荷重相差悬殊或结构较长，面积较大的地方也要设缝分开，如铺盖与闸室底板、翼墙的连接处以及消力池与闸室底板、翼墙的连接处要分别设缝。另外，翼墙本身较长，混凝土铺盖、消力池护坦在面积较大时也需要设缝，以防产生不均匀沉降。

2、止水设备

凡是具有防渗要求的缝中都应设置止水设备。对止水设备的要求是：①应防渗可靠；②应能适应混凝土收缩及地基不均匀沉降的变形③应结构简单，施工方便。按止水所设置的位置不同可分为水平止水和铅直止水两种，两种止水交叉处的构造必须妥善处理，以便形成一个完整的止水体系。 6.5 工作桥设计 6.5.1 资料

bfT型梁截面如图所示,b=300mm,h=900mm。上翼缘实有宽度

hf=1700mm,

=250 mm(为偏于安全,取平均值)；梁总长8200 mm,支座宽600 mm。

图6-14 形梁截面尺寸(单位图6-2 T型梁截面尺寸（单位：mm）

)由受力分析图可得：支承启闭机传来的启闭力2 16(t)；桥面人群荷载3.0KN/㎡；机墩及启闭机重3500Kg。

采用

C25

混凝土(

fc22f310N/mmmmY12.5N/)及Ⅱ级钢筋()。

由<<钢筋混凝土结构学>>附录一表1, 级水工建筑物的结构安全级别为级,故

01.1正常运行期为持久状况,因此1.0；结构系数d1.20。

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6.5.2荷载计算

该梁承受的荷载有均布永久荷载(梁自重及活动铺板重),均布可变荷载(人群荷载),集中永久荷载(机墩及启闭机重),集中可变荷载(启门力),下面分别进行计算。

梁自重及铺板重：

Gk(0.250.80.250.730.730.250.250.1)0.2514.75KN gk(0.30.90.250.730.730.30.30.1)0.2517.54(KN) 设计值 gGgk1.0517.5418.42 KN/m G=14.75×1.05=15.49

KN/m

机墩及启闭机重：标准值GK35009.834.3 KN

设计值 GGGK1.0534.336.02 KN 启门力(以最大值计算): 标准值 QK169.8156.8 KN 设计值

QQQK1.1156.8172.48 KN

人群荷载: 标准值 qk(1.760.3)3.06.18 KN 设计值 6.5.3内力计算

lT形梁搁在闸墩墩墙上,为一以墩墙为支座的简支梁如图,计算跨度0取两支ll7.6m座中心间的距离和1.05 n两者中的较小者. 0。

qQqk1.681.27.42 KN

跨中弯矩设计值

12M0gql0GQa8

11.11.018.427.427.6236.02172.481.48

=451.967KN. m

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6.5.4配筋计算

估计为双排钢筋,由<<水工钢筋混凝土结构学>>

p56,表3—2查,取

a=60mm,则h80060740mm。确定翼缘计算宽度(按<<水工钢筋混凝土结构学>>

p70

hf表3--3):

=250 mm(平均)

2500.3>0.1740

属独立T形梁所以:

上述两值均大于翼缘实有宽度1700 mm,故取 dM1.2451.967542.360KNM

'hffcb'fh'fh02

bfl07600253333mm

bfh=b+12f=25012250=3250mm

bf=1700 mm。

鉴别T形梁所属情况.按<<水工钢筋混凝土结构学>>(式3--31)进行:

250740=12.5×1700×250×（2）=3267KN. M

dMfcbhff(h0hf2)

所以属于第一种情况的T形梁(

xhf),按宽度为1700 mm的矩形梁计算。

s1.2451.967102fcbfh012.5170074020.047

dM0112s1120.0470.048

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Asfcb'ffy12.517007400.0482434mm2 3102328220(A18476282475mm). s选用

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7 闸室稳定计算

7.1设计情况选择

根据设计水闸在运用过程中可能出现的情况进行分析，从众找出最不利的情况，以此情况来进行闸室稳定以及地基承载力验算。

（1）完建无水期（2）正常挡水期

作用于闸室上的荷载和组合：

荷载包括：底板重，闸墩重，闸门重（加重块）交通桥重，工作桥重及启闭设备重。这些重量分别作用与各自中心处。钢筋砼的容重为25KN∕m。

.35KN (1) 底板重G116618闸墩重G216416KN 闸门重G3590450KN 交通桥重G41085KN 工作桥重G5651.5KN 启闭设备重水重

G698KN

W水H1bl1H2BL26.25304.89.833014.29.821344KN

水平水压力（采用混凝土铺盖）

121PHB9.86.25235.66814KN1总22 111P2H2B总2HhhB9.826.52.22.235.64144KN222 112P3rH2B总9.8（3.02.2）25331222KN (4) 扬压力：水闸底板底部受到的铅直向上的水压力称扬压力，它包括渗透

压力和浮拖力两部分。

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11PbP下bPsbHBLH下BL2219.86.2535.6199.83.035.61934679KN2

7.2闸室基底压力﹑抗倾及抗滑稳定验算

1、完建期

计算完建期情况下作用荷载﹑力矩计算见表下7 .1

表7.1 完建期力矩计算表（对底板形心取矩）

部位底板闸墩工作桥交通桥闸门启闭机合计

重力 16618.35 16416 651.5 1085 450 98 35318.85

力臂(m) 0.0 0.0 0.0 3.5 0.0 0.0

力矩(逆) 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

力矩(顺) 0.0 0.0 0.0 3778.7 0.0 0.0 3778.7

计算闸基上下游边缘最大﹑最小压应力公式《水工建筑物》（7—1）得

maxminG6MABL2 (7--1)

式中：A——底板面积。

B——底板沿水流方向的宽度

G——作用于基底以上的所有铅直力的总和

M——所有铅直力和水平力对基底顺河方向对称中心的力矩总和

所以:

35231.863778.776.682192519225KN∕m

max

min35231.8563778.771.66KN219251925∕㎡

地基承载力验算由《水工建筑物》（8—34）（8—35）得

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maxmin2 (7--2)



maxmin (7--3)

76.6871.6674.17KPa147KPa2 满足

要求

 max76.68KPa1.2147176.4KPa 满足要求

式中:——加大系数，取1.2～1.5



max1.071.5min 满足要求

2、正常运用情况

计算正常运用情况下作用荷载﹑力矩计算见表7.2

表7.2正常运用情况下作用荷载﹑力矩计算见表

力矩（KN逆顺

名称

闸室结构重力

水

↓ ↑ 35231.85

0.0 0.0

压

0.0 0.0

6814 4414

0.0 0.0

4.4 0.13

0.0 0.0

29981.6 573.82

0.0

0.0 0.0

0.0

→ ←

（m）

荷载竖向力（KN）水平力（KN）力臂

n）

力

0.0

3312

3.0

9936

0.0

浮托力

渗透压力

水重力

14941

0.0

2.7

40340.7

0.0

13965

0.0

2.4

0.0

33516

0.0

14546.9

0.0

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50172

合计

.85

21660.95

28511.9 11228 3312 50276.7

64071.42



7916



13794.72(顺)

闸室地基压力计算，由表可知

G21660.95KN

M13794.72KNM

21660.9567916235KN/m21935.61935.6

P7916KN由公式（7--3）可得：

maxmin21660.95679162229KN/m1935.61935.62 min3529max32KPa147KPa22

满足要求

不均匀系数：

max351.2061.5min29 满足要求

闸室抗滑稳定验算由《水闸设计规范》7.3. 7—4得：

kcfGPkc (7--4)

式中：f——沿闸室基底面与地基之间的摩擦系数，按本规范标7.3.10选用。

对于壤土，粉质壤土，f取0.25～0.40，由资料取0.35

G——作用在闸底板以上的全部垂直荷载总和KN P——作用于闸底板上的全部水平荷载总和KN

Kc——容许抗滑稳定安全系数，由《水闸设计规范》表7.3.13查得，对

于I级建筑物，基本荷载组合时取1.35，特殊荷载时取：施工及检修校核时取1.20，地震情况取1.10

所以：

kc0.3521660.95kc7916 抗滑稳定满足要求。

3、正常运用+地震情况

表7.3 正常运用+地震荷载情况下的荷载力矩计算表（对底板形心求矩）

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荷载名称

↓ ↑

正常挡水时全部荷载

底板闸墩启闭机工作桥交通桥闸门地震动水压力

合计

50172.85

28511.9

8825.93

3312

0.0

130.6

0.0

4.1

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

415.46 574.56 12.25 65.1 54.25 12.71

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

0.0 6.1 10.5 10.5 6.7 6.1

50172.85

28511.9

7561

3312

→ ←

（m）

竖向力 (KN) 水平力 (KN) 力臂

力矩 (KNm) 逆顺

50276.7 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 51276.7

54930.9 0.0 3504.8 129.63 683.55 363.48 777.53 535.46 60224.35

闸室基底压力计算，由表可知，G21660.95KNP5513.93KN 

M9947.65KN

由公式（8--3）得：

max21660.9569947.6552.22KN192519225∕㎡ 21660.95611499.4128.99219251925KN∕㎡

minmaxmin245.61KPa147KP 满足要求

不均匀系数：

max1.342.0min 满足要求

闸室抗滑稳定验算：由公式（7--4）得：

Kc0.3521660.951.37Kc1.105513.93 抗滑稳定满足要求

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8 水闸两岸连接建筑物设计

水闸与两岸连接是指闸室与两侧河岸和闸室与上下游河道的连接,建筑物包括边墩或岸墙, 上下游翼墙与防渗刺墙等.其作用是侧墙挡土保护两岸边坡不受进出闸水流冲刷,岸墙与上下游翼墙的背面轮廓起侧向防渗作用,下游翼墙可排出侧向绕流渗水防止发生渗透变形,独立的岸墙可减少边载对闸室结构的不利影响,改善其受力状况。

8.1 闸室与两岸的连接及上下游的连接 8.1.1 闸室与两岸的连接

闸室与两岸的连接主要取决于地基情况和闸身高度,常见的有以下几种: （1）当地基较好并且闸身高度不大时,可直接用边墩直接挡土,此连接方式的优点为：结构简单,工程量省。

（2）当闸身较高地基软弱时,若采用边墩直接挡土,由于边墩地基所受荷载常远大于闸身地基上荷载,地基可能会产生较大的不均匀沉降影响闸门开启,或在底板和边墩内产生较大的应力,恶化结构受力条件,这时易在边墩后设轻型岸墙挡土,岸墙可起使到使作用在地基上的荷载从闸室向两岸进行过渡的作用,减小地基不均匀沉降对闸室结构的不利影响。

（3）当地基承载力过低时,可用护坡无岸墙连接形式,此种形式为自边墩及上下游翼墙背面底部做斜坡与堤顶连接,优点为：可改善闸室边孔受力状态,但由于此种连接侧向防冻和防渗性能较差,所以在边墩背部做齿墙伸入岸坡内,可以增加侧向渗径齿墙与边墩之间设止水。

由于根据本设计情况,需要设计交通通道,故采用第一种形式,即:直接用边墩挡土,但由于地基软弱,需进行处理,采用和闸室地基处理相同的结果。 8.1.2 闸室与上下游连接

闸室翼墙一般与上下游河道连接,上游翼墙常常取铺盖同长或稍长或者取不小于3-5倍水闸下游最大水位差,下游翼墙常常至效力池末端或稍长。

水闸与上下游翼墙的平面布置型式常用的有以下几种: （1）八字形翼墙和圆弧形反翼墙。

（2）圆弧式翼墙:自边墩两边开始,用圆弧形直立翼墙与上下游两岸连接。（3）扭曲面翼墙:由边墩处的直立面,随着向上下游延伸逐渐变为与河岸边坡相同的斜坡面。水流条件好,且工程量小,多采用浆砌石结构适宜建在坚硬的黏土地基上。

本设计采用圆弧式翼墙,上游取与铺盖同长,下游至消力池末端。圆弧式翼墙

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对地基承载力要求低。

8.2 岸墙、翼墙的结构型式及防渗排水设计 8.2.1 岸墙.翼墙的结构型式

从受力情况而言,作为两岸建筑物的岸墙翼墙属于挡土墙,常用的结构型式有以下几种:

（1）重力式:主要依靠自重来维持挡土向的稳定性,重力式挡土墙大多由浆砌石或混凝土建造,一般用于墙高不超过5-6米的情况；墙基础宽度为0.6-0.7倍墙高。

（2）悬臂式:常用悬臂式挡土墙常为钢筋混凝土结构,厚度小自重轻，结构简单，由直墙和底板组成,适宜墙高6-9米。

（3）扶臂式:当墙高度大于9米时,为增加悬臂式挡土墙与底板的刚度或为减小墙厚,可在立墙与地板之间设置与之固结的钢筋混凝土扶臂即成为扶臂式结构,与同高度的悬臂式结构相比扶臂式较为经济,但施工复杂。

（4）空箱式:适用于挡土高度较大但是地基承载力较低时,组成部分为底板,前墙,后墙,扶臂,顶板和隔墙。具有重量轻,地基应力分布均匀等优点。

本设计采用空箱式岸墙，扶臂式翼墙。

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参考文献

[1] 马文英、刘建中、李显中等编《水工建筑物》，黄河水利出版社，2003. [2] 华东水利学院编《水工设计手册》第六卷，水利水电出版社，1987. [3] 华东水利学院编《水工设计手册》第七卷，水利水电出版社，1987. [4] 《水闸设计规范》 SL265-2001实施指南水利部水电规划设计总院江

苏省水利勘察设计研究院.

[5] 高速水力学国家重点实验室（四川大学）编、吴持恭主编《水力学》高

等教育出版社.

[6] 河海大学、清华大学《水工钢筋混凝土结构学》中国水利水电出版社 [7] 《水力学手册》.

[8] 《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2002. [9] 《建筑地基处理技术规范》 JGJ79-91.

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