4水闸设计

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水闸设计

水闸设计
' p s s
流量 Q(m3 / s) 下游水深H 上游水深 hs 1490 1650 1806 1.76 2.07 2.38 3.25 3.47 3.67
单宽流量 12.41 13.75 15.05
qs
上、下游 海漫长度L p 水位差 H ' 1.49 1.4 1.29 46.7 48.4 49.6
则为淹没出流,列表计算
表 2 流态判别
流量Q(m3/s) 下游水深hs(m)
H 0 (m)
Hs 0.8H 0
流态
设计流量2010
校核流量2265
2.76
3.21
4.11
4.43


非淹没出流
非淹没出流

(3)、闸孔总净宽计算 计算结果列入下表 表 3 闸孔总净宽计算
流量Q (m3/s) 下游水深 hs(m) 总净宽
1.05 消力池出口流速系数: ' 0.95 水跃淹没系数:
消力池长度:L 4m 0
P 1 0.25H 0 H 0
" Lj 6.9 hc hc


L L0 L j
其中:
m 0.385 , H0 1.61m ,由于本水闸为无坎宽顶堰,P1 d 。
冲刷变形;具有一定的透水性,以便使渗水自由流出,降低扬压力;表面具有一 定的粗糙度,以利进一步消除余能。 所以选择在海漫的起始段为10米长的浆砌石水平段,因为浆砌石的抗冲性能 较好,其顶面高程与护坦齐平。后45米做成坡度为1:15的干砌石段,以使水流 均匀扩散,调整流速分布,保护河床不受冲刷。海漫厚度为0.5米,下面铺设 15cm的砂垫层。如下图所示
由于
L0 / S0 5时:Te 0.5L0

水闸设计要点及方法总结

水闸设计要点及方法总结

水闸设计要点及方法总结水闸设计是指根据特定的河流、湖泊或水库等水系统,设计并安装防洪、调节水位的设施。

水闸设计是水利工程设计的重要部分,合理的水闸设计能够提高水闸的性能和安全性,保护周边环境和人民生命财产安全。

下面将从水闸设计的要点和方法两个方面进行总结。

一、水闸设计的要点1.考虑上下游水位差:水闸设计的首要考虑因素是上下游水位的差异。

根据具体情况选择合适的闸门类型和数量,以及合理的开启方式,确保水闸能够有效地控制水位。

2.考虑水流量及泥沙量:在水闸设计中,需要考虑水流量的大小和泥沙量的变化。

根据不同的水流量和泥沙量,选择合适的闸门尺寸和形式,以及合理的布置方式,以保证水闸的正常运行和防止淤积现象的发生。

3.考虑水闸的稳定性:水闸设计中需要考虑水闸的稳定性,即在不同水位下,水闸是否能够稳定地承受水压力的作用。

设计时应充分考虑水闸的结构形式、材料选择和加强措施,以提高水闸的稳定性和安全性。

4.考虑水闸的可操作性:水闸设计中需要考虑操作人员对水闸的操作和维护是否便捷。

合理的闸门布置和控制机构设置可以减少操作人员的劳动强度,提高水闸的可操作性和可靠性。

5.考虑环境影响:水闸设计中需要考虑水闸对周边环境的影响。

合理的水闸设计可以减小水闸运行时的噪音和振动,减少对周边建筑物和人民的影响。

二、水闸设计的方法1.综合考虑水位变化:在水闸设计中,需要对上下游的水位变化进行全面的分析和研究。

通过水位站的观测数据和数学模型的建立,预测不同季节和不同天气条件下的水位变化趋势,以确定水闸的设计水位范围。

2.水流与泥沙运动分析:在水闸设计中,需要对水流的速度和方向进行分析,并确定闸门合适的开启方式和布置方式,以防止水流速度过大或方向变化过快导致的水闸受损。

同时,对水流中的泥沙进行分析,根据不同的泥沙悬浮情况确定闸门的尺寸和形式。

3.结构稳定性计算:在水闸设计中,需要进行结构稳定性的计算,即分析水流和水压力对水闸结构的影响,并通过计算确定合适的结构形式、材料选择和加固措施。

水闸设计规范

水闸设计规范

水闸设计规范水闸是一种用于控制水流的水工结构,广泛应用于河流、水库、灌溉渠道等水利工程中。

水闸的设计规范旨在确保水闸的安全可靠运行,保护周边环境,提供有效的水利调度和灌溉功能。

以下是水闸设计规范的主要内容:一、设计依据和要求:1. 设计应符合国家有关水利工程设计的规范和标准,如《水闸工程设计规范》等。

2. 设计要求结构合理、技术可行、安全可靠、经济合理。

二、基本设计原则:1. 水闸应能在规定条件下实现控制水流的目的。

2. 水闸的结构应能满足各种工况下的荷载和变形要求。

3. 水闸设计应考虑易于操作和维护,并保证正常的水利调度。

4. 设计应考虑水闸的防冲刷和抗风、抗震能力。

5. 设计时应考虑水闸对环境的影响,保护生态环境和周边建筑物。

三、水闸类型和选型:1. 根据工程需要和实际情况选择合适的水闸类型,如引水闸、挡潮闸、泄洪闸等。

2. 水闸的选型应考虑工程的水文、水力条件和使用要求。

3. 水闸的尺寸和形状应适应工程需要和实际施工条件。

四、水闸结构设计:1. 设计水闸的材料应符合强度要求,耐久性和抗腐蚀能力应好。

2. 应考虑水闸在正常和非正常工况下的荷载和变形,确保结构稳定和安全。

3. 水闸的闸门应具有良好的密封性,灵活开闭,能够快速响应调度要求。

4. 设计应考虑水闸的排水、防冲刷和泄洪功能。

5. 水闸的决策系统应可靠、准确,确保水流控制的效果。

五、水闸施工和验收:1. 水闸的施工应按照设计要求进行,确保质量和安全。

2. 施工过程中应及时记录和处理施工问题,确保设计要求的实现。

3. 水闸竣工后,应进行验收,并检查主要结构和设备的性能和功能。

六、水闸运行和维护:1. 水闸应设有运行和维护规程,规定水闸的操作流程和维护要求。

2. 水闸的运行和维护人员应经过专业培训,熟悉水闸的结构和操作要点。

3. 定期对水闸进行巡视、检修和保养,确保水闸的正常运行和安全性能。

总之,水闸设计规范旨在确保水闸的安全可靠运行,提供有效的水利调度和灌溉功能。

学习分享-节制闸计算(个人整理)

学习分享-节制闸计算(个人整理)

1、工程等级划分及洪水标准根据《水闸设计规范》SL265-2001对工程规模的划分规定,确定本工程等别为IV 等,主要建筑物按4级设计,本设计确定防洪标准为20年一遇。

2、闸顶高程、闸门高程确定根据《水闸设计规范》,闸顶高程需根据水闸挡水和过水两种运用情况确定。

外江(西小江)设计洪水位为20年一遇高水位5.10m (钱清站),常水位为3.9m ;内河20年一遇设计洪水位5.38m (萧山站),常水位水位3.9m 。

2.1闸顶高程挡水运用情况闸顶高程需满足:闸顶高程≥正常蓄水位(或最高挡水位)+波浪计算高度+相应安全超高,泄水运用情况闸顶高程需满足:闸顶高程≥设计洪水位(或校核洪水位)+相应安全超高; ⑴波浪要素计算年最大风速v 0=22.5m/s 风区长度 D=80m 风区平均水深H m =3.9m根据SL265-2001规范规定,采用下列公式计算波浪要素:⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=7.02045.0207.020207.013.00018.07.013.0v gH th v gD th v gH th v gh m mm5.02009.13⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=v gh v gT m mmm m L H th gT L ππ222=计算得平均波高h m =0.11m平均波周期T m =1.49s 平均波长L m =3.46m本工程主要建筑级别为4级,波浪累计频率为p=10%, 由h m /H m =0.11/4.02≈0.0,故计算波高h p=5%=0.11×1.71=0.188m ⑵闸顶高程确定挡水工况:闸顶高程≥(正常蓄水位)或最高挡水位+波浪计算高度+相应安全超高外江常水位3.9m ,安全超高为0.3m外江20年一遇设计洪水位5.10m ,安全超高值0.2m 正常蓄水位情况闸顶高程:m d 388.430.0188.09.3=++=∇ 最高当水情况闸顶高程:m c 488.52.0188.01.5=++=∇ 泄水工况:闸顶高程≥设计洪水位+相应安全超高 内河设计洪水位5.38m ,安全超高值0.5m , 故:泄水工况闸顶高程:m d 88.550.038.5=+=∇ 即:取闸顶高程为m 0.6=∇。

水闸工程管理设计规范标准

水闸工程管理设计规范标准

水闸工程管理设计规作者:听海来源:监测人发表时间:2009-12-17 12:25 热点:96水闸工程管理设计规1 总则1.0.1 为水闸工程正常运用、保证工程安全和充分发挥工程效益,促进水闸管理正规化、规化,不断提高科学管理水平,特制定本规。

1.0.2 本规适用于平原区大、中型工程中的1、2、3级水闸设计,山区、丘陵区的泄水闸及平原区的4、5级水闸设计可参照使用。

1.0.3 水闸工程管理设计是水闸工程设计的组成部分,应与主体工程设计同步进行。

1.0.4 新建水闸的工程管理设计,必须根据有关规定,确定管理体制、机构设置和人员编制。

1.0.5 改建、扩建的水闸工程,应在现有管理基础上,按照本规的要求进行管理设计。

1.0.6 水闸工程管理设计,除执行本规外,还应执行现行国家颁布的有关技术标准。

1.0.7 水闸工程管理设计,应符合我国的国情,要安全可靠、经济合理、技术先进、管理方便。

应积极采用新技术、新材料、新设备。

2 管理围和保护围2.0.1 水闸工程管理设计应根据工程管理的需要,规划确定工程管理围和保护围。

2.0.2 水闸工程的管理围是水闸管理单位直接管理和使用的围,应包括:(1)水闸工程各组成部分的覆盖围。

包括上游引水渠、闸室、下游消能防冲工程和两岸联接建筑物。

(2)为保证工程安全,加固维修、美化环境等需要,在水闸工程建筑物覆盖围以外划出的一定围,其值可参照表2.0.2确定。

表2.0.2 水闸工程建筑物覆盖围以外的管理围┌────────────┬─────┬────┬────┬────┬────┐│建筑物等级│l │ 2 │ 3 │ 4 │ 5 │├────────────┼─────┼────┼────┼────┼────┤│水闸上、下游的宽度(m)│500~1000 │300~500│100~300│50~100 │50~100 │├────────────┼─────┼────┼────┼────┼────┤│水闸两侧的宽度(m)│100~200 │50~100 │30~50 │30~50 │30~50 │└────────────┴─────┴────┴────┴────┴────┘注: 1. 若1、2、3级水闸,其规模为中型,则管理围标准相应降低一级;若为小型则相应降低两级。

04.第四章-水闸

04.第四章-水闸
种型式。 (2)涵洞式水闸。
水闸修建在河、渠堤之下时,便成为涵洞式水闸。根 据水力条件的不同,可分为有压式和无压式两类。
(三)按过闸流量大小分类
大(1)型水闸。过闸流量大于5000m³/s。 大(2)型水闸。过闸流量1000~5000m³/s。 中型水闸。过闸流量为1000~100m³/s。 小(1)型水闸。过闸流量为20~100m³/s。 小(2)型水闸。过闸流量小于20m³/s。
建闸后,为便于行人或车马通行,通常也在 闸墩上设置交通桥。交通桥的位置应根据闸室稳 定及两岸交通连接的需要而定,一般布置在闸墩 的下游侧。
四、分缝与止水
(一)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。
(二)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。
(2)节制闸。在河道上或渠道上建造,枯水期用以抬高水位满足上游 取水或航运的需要;洪水期控制下泄流量,保证下游河道安全。
(3)冲沙闸。主要建在多泥沙河道上,用于排除进水闸、节制闸前或 渠道淤积的泥沙,减少引水水流的含沙量。
(4)分洪闸。建于天然河道的一侧。用来将超过下游河道安全泄量的 洪水泄入湖泊、洼地等滞洪区,以削减洪峰保证下游河道安全。
四、水闸的等级划分和洪水标准
见书中表格。
第二节 水闸的孔口尺寸确定
一、底板型式选择
闸底板型式有宽顶堰和低实用堰两种。 (1)平底板宽顶堰具有结构简单、施工方便、有利于排 沙冲淤、泄流能力比较稳定等优点;其缺点是自由泄流时 流量系数小,闸后比较容易产生波状水跃。 (2)低实用堰有WES低堰、梯形堰和驼峰堰等型式,其 优点是自由泄流时流量系数较大,可缩短闸孔宽度和减小 闸门高度,并能拦截泥沙入渠;缺点是泄流能力受下游水 位变化的影响显著,当淹没度增加时,泄流能力急剧下降。

最新《水闸设计规范》条文说明

最新《水闸设计规范》条文说明

水闸设计规范(山区、丘陵区)条文说明目次1 范围 (134)4 总则 (135)5 闸址选择 (136)6 总体布置 (138)7 水力设计 (157)8 防渗排水设计 (164)9 结构设计 (170)10 防震抗震设计 (186)11 地基计算及处理设计 (190)1 范围本标准规定了水电工程山区、丘陵区水闸的闸址选择、枢纽布置、水力设计、防渗排水设计、结构计算、基础处理及监测设计等设计原则、技术要求和计算方法。

本次修订是在原《水闸设计规范(试行)》(SD133-84)的基础上,结合近二十多年来我国西部地区水电工程建设中水闸建设的实践经验而对原规范进行修订,其适用的范围主要是山区、丘陵区的水闸设计,平原地区的小型水闸可参照使用。

4 总则4.0.1 水闸是具有挡水、调节水位和引水、泄水作用的低水头水工建筑物,在发电、灌溉、供水、航运等方面应用十分广泛。

水电系统现行的《水闸设计规范》SD133-84(试行)自1984年12月31日颁布试行以来,在我国水电工程的水闸建设中发挥了重要作用,但是随着我国水电建设的发展,水闸的布置型式和结构型式不断创新,规模不断发展,在深厚土质地基上修建近40m高的水闸也相继出现。

由于多年来水闸设计和建设积累了丰富的经验,使我国水电工程水闸的设计、科研和施工方面有了长足的发展。

为使水闸设计更加符合技术先进、经济合理的要求,对《水闸设计规范》SD133-84(试行)进行修订。

原水闸规范所规定的适用范围为平原区大、中型工程中的1级、2级、3级水闸,山区、丘陵区的水闸设计只是参照使用;该规范编制所参照的很多都是我国平原区的工程,其挡水高度均在10m左右。

目前国内很多水电站的水闸都是修建在山区、丘陵区的河道上。

所以本标准修订的目的是为了适应山区、丘陵区水闸工程建设的需要,统一山区、丘陵区水闸设计标准和技术要求,进一步提高水闸设计水平,更全面的反映我国山区、丘陵区河流水闸设计的特点。

水闸1-4(new)

水闸1-4(new)

抗浮:
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3.布置
(1)下挖式消力池、突槛式消力池和综合式消力池是底流式消 能的三种主要形式 。 (2)下挖式消力池与闸室底板之间直接用斜坡段连接即可,规 范规定消力池斜坡段坡度不应陡于1:4。 (3)倾斜段不宜设排水孔,护坦后部设铅直排水孔以降低池底 板渗透压力,并在该部位底面铺设反滤层。
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三.辅助消能工 1.作用: (1)加大水流阻力; (2)加强水流紊动和撞击; (3)稳定水跃; (4)利于扩散水流 2.类型: 消力墩,池首坎,消力梁,散流墩等
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四.上下游防护
1.闸下防冲设施: (a)海漫: 紧接护坦,进一步消除余能,调整流速分布, 达到不冲流速; 要求:抗冲、有一定柔性、表面粗糙、透水; 材料:浆砌石、干砌石; 长度:按经验公式计算。
河床土质 Ks 粉砂,细砂 14~13 中砂,粗砂, 粉质壤土 12~11 粉质粘土 10~9 坚硬粘土 8~7
堰流式闸孔 孔流式闸孔
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三、 底板高程 除考虑运用条件外,还要考虑地质条件和经济要求。 ⒈运用条件: 底板高程低→q↑,底板上水深↑→闸室总宽度↓ 节制闸与河底齐平或略高;进水、分洪闸比河底略高 (防泥沙),排涝闸低。 ⒉经济要求: 底板高程低→q↑,底板上水深↑→闸室总宽度↓, 但增大闸身和两岸结构高度,消能防冲费用↑,泥 沙淤积。 ⒊地质条件:避免复杂地基处理;抗冲刷能力q
*规范: 《水闸设计规范》(SL265-2001) 《水闸施工规范》(SL27-91) 《水闸工程管理设计规范》(SL170-96) 《水闸技术管理规程》(SL75-94) 《水闸安全鉴定规定》(SL214-98)
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第二节 水闸的孔口设计
一、 水闸孔口设计的主要内容 1.确定闸孔型式 2.拟定闸底板高程(即堰顶高程) 3.计算孔口尺寸及溢流前沿总宽 4.泄流能力验算 二 、水闸的闸孔型式(开敞式) 根据水流流态分 : 堰流式,孔流式
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项目四水闸设计【教学目标】1、掌握水闸的工作特点及分类;熟悉水闸的设计标准、水闸设计规范;2、掌握闸孔口设计方法(1)了解闸孔类型的选择方法,(2)掌握水闸总净宽的计算方法及公式应用,(3)理解闸孔的分孔方法、单孔净宽、闸墩厚度拟定、分缝方法及有关构造规定等概念,(4)熟悉水闸的构造要求;3、培养学生绘制水闸横剖面的动手能力及空间想象能力。

【教学要求】图4-1 广东省东莞石龙水闸实景引例某排水闸建筑物等级为2级,水闸设计排水流量s,相应闸上设计水位(内河涌),浪高,闸下设计水位(外江)。

防洪水位(外江),浪高,相应闸上水位(内河涌)。

排水渠为梯形断面,渠底宽为12m,底高程,,渠顶高程,两岸边坡均为1:2。

闸基持力层为粉质粘土,承载力为140kPa,渗透系数为×10-5 cm/s 。

闸上无交通要求。

,该地区地震烈度为Ⅵ度。

设计该水闸。

知识点水闸设计应符合中华人民共和国行业标准SL265-2001 《水闸设计规范》和现行的有关标准的规定。

水闸设计的内容有:闸址选择,确定孔口形式和尺寸,防渗、排水设计,消能防冲设计,稳定计算,沉降校核和地基处理,选择两岸连接建筑物的形式和尺寸,结构设计等。

水闸设计应认真搜集和整理各项基本资料。

选用的基本资料应准确可靠,满足设计要求。

水闸设计所需要的各项基本资料主要包括闸址处的气象、水文、地形、地质、试验资料以及工程施工条件、运用要求,所在地区的生态环境、社会经济状况等。

【基本知识学习】水闸的类型与工作特点4.1.1 概述水闸是一种低水头建筑物,兼有挡水和泄水的作用,用以调节水位、控制流量,以满足水利事业的各种要求。

关闭闸门,可以拦洪、挡潮、蓄水抬高上游水位,以满足上游取水或通航的需要。

开启闸门,可以泄洪、排涝、冲沙、取水或根据下游用水的需要调节流量。

水闸在水利工程中的应用十分广泛,多建于河道、渠系、水库、湖泊及滨海地区。

中国修建水闸的历史悠久。

公元前598~前591年,楚令尹孙叔敖在今安徽省寿县建芍陂灌区时,即设五个闸门引水。

新中国成立以来,为防洪、排涝、灌溉、挡潮以及供水、发电等各种目的,修建了上千座大中型水闸和难以数计的小型涵闸,促进了工农业生产的不断发展,给国民经济带来了很大的效益,并积累了丰富的工程经验。

如长江葛洲坝枢纽的二江泄水闸,最大泄量为84000km3/s,位居中国首位,运行情况良好。

国际上修建水闸的技术也在不断发展和创新,如荷兰兴建的东斯海尔德挡潮闸,闸高53m,闸身净长3km,被誉为海上长城。

当前水闸的建设,正向形式多样化、结构轻型化、施工装配化、操作自动化和远动化方向发展。

4.1.2 水闸的类型水闸的种类很多,通常按其所承担的任务和闸室的结构形式来进行分类。

(一)按水闸所承担的任务分类1 节制闸(或拦河闸)拦河或在渠道上建造。

枯水期用以拦截河道,抬高水位,以利上游取水或航运要求;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,见图4-1。

2 进水闸建在河道、水库或湖泊的岸边,用来控制引水流量,以满足灌溉、发电或供水的需要。

进水闸又称取水闸或渠首闸,见图4 -2。

3 分洪闸常建于河道的一侧,用来将超过下游河道安全泄量的洪水泄入预定的湖泊、洼地,及时削减洪峰,保证下游河道的安全,见图4 -2。

4 排水闸常建于江河沿岸,外河水位上涨时关闸以防外水倒灌,外河水位下降时开闸排水,排除两岸低洼地区的涝渍。

该闸具有双向挡水,有时双向过流的特点,见图4 -2。

5挡潮闸建在入海河口附近,涨潮时关闸不使海水沿河上溯,退潮时开闸泄水。

挡潮闸具有双向挡水的特点,如图4-2所示。

此外,还有为排除泥沙、冰块、漂浮物等而设置的排沙闸、排冰闸、排污闸等。

图4-2 水闸的类型及位置示意图(二)按闸室结构型式分类1开敞式水闸开敞式水闸[图4- 3 (a)]当闸门全开时过闸水流通畅,适用于有泄洪、排冰、过木或排漂浮物等任务要求的水闸,节制闸、分洪闸常用这种形式。

2 胸墙式水闸胸墙式水闸[图4- 3 ( b)]和涵洞式水闸[图4 - 3 (c)],适用于闸上水位变幅较大或挡水位高于闸孔设计水位,即闸的孔径按低水位通过设计流量进行设计的情况。

胸墙式的闸室结构与开敞式基本相同,为了减少闸门和工作桥的高度或为控制下泄单宽流量而设胸墙代替部分闸门挡水,挡潮闸、进水闸、泄水闸常用这种形式。

如中国葛洲坝泄水闸采用12m×12m活动平板门胸墙,其下为12m×12m弧形工作门,以适应必要时宣泄大流量的需要。

3 涵洞式水闸涵洞式水闸[图4 - 3 (c)]又称封闭式水闸。

多用于穿堤引(排)水,闸室结构为封闭的涵洞,在进口或出口设闸门,洞顶填土与闸两侧堤顶平接即可作为路基而不需另设交通桥,排水闸多用这种形式。

涵内水流可以是有压的或者是无压的。

同胸墙式水闸一样,涵洞式水闸适用于闸上水位变幅较大或挡水位高于闸孔设计水位,即闸的孔径按低水位通过设计流量进行设计的情况。

图4-3 水闸的类型及位置示意图(a)开敞式;(b)胸墙式;(c)封闭式4.1.3 水闸的工作特点水闸既能挡水,又能泄水,且多修建在软土地基上,因而它在稳定、防渗、消能防冲及沉降等方面都有其自自身的特点。

1 稳定方面水闸关门挡水时,闸室将承受上下游水位差所产生的水平推力,使闸室有可能向下游滑动。

闸室的设计,须保证有足够的抗滑稳定性。

2 防渗方面在上下游水位差的作用下,水将从上游沿闸基和绕过两岸连接建筑物向下游渗透,产生渗透压力,对闸基和两岸连接建筑物的稳定不利,尤其是对建于土基上的水闸,由于土的抗渗稳定性差,有可能产生渗透变形,危及工程安全,故需综合考虑闸址地质条件、上下游水位差、闸室和两岸连接建筑物布置等因素,分别在闸室上下游设置完整的防渗和排水系统,确保闸基和两岸的抗渗稳定性。

3 消能防冲方面水闸开闸泄水时,在上、下游水位差的作用下,过闸水流往往具有较大的动能,流态也较复杂,而土质河床的抗冲能力较低,可能引起冲刷。

此外,水闸下游常出现波状水跃(图4-4)和折冲水流(图4-5),会进一步加剧对河床和两岸的淘刷。

因此,设计水闸除应保证闸室具有足够的过水能力外,还必须采取有效的消能防冲措施,以防止河道产生有害的冲刷。

图4-4 波状水跃图4-5 折冲水流4 沉降方面建于平原地区的水闸地基多为较松软的土基,承载力小,压缩性大,在水闸自重与外荷载作用下将会产生沉陷或不均匀沉陷,导致闸室或翼墙等下沉、倾斜,甚至引起结构断裂而不能正常工作。

为此,对闸室和翼墙等的结构形式、布置和基础尺寸的设计,需与地基条件相适应,尽量使地基受力均匀,并控制地基承载力在允许范围以内,必要时应对地基进行妥善处理。

对结构的强度和刚度需考虑地基不均匀沉陷的影响,并尽量减少相邻建筑物的不均匀沉陷。

4.1.4水闸等级划分及洪水标准(一)工程等别及建筑物级别平原区水闸枢纽工程应根据水闸最大过闸流量及其防护对象的重要性划分等别,其等别应按表4-1确定。

规模巨大或在国民经济中占有特殊重要地位的水闸枢纽工程,其等别应经论证后报主管部门批准确定。

表4-1 平原区水闸枢纽工程分等指标工程等别ⅠⅡⅢⅣⅤ规模大(1)型大(3)型中型小(1)型小(2)型注:当按表列最大过闸流量及防护对象重要性分别确定的等别不同时,工程等别应经综合分析确定。

水闸枢纽中的水工建筑物应根据其所属枢纽工程等别、作用和重要性划分级别,其级别应按表4-2确定。

表4-2 水闸枢纽建筑物级别划分山区、丘陵区水利水电枢纽中的水闸,其级别可根据所属枢纽工程的等别及水闸自身的重要性按表4-2确定。

山区、丘陵区水利水电枢纽工程等别应按国家现行的SL252-2000 《水利水电工程等级划分及洪水标准》的规定确定。

灌排渠系上的水闸,其级别可按现行的GB50288-99 《灌溉与排水工程设计规范》的规定确定。

对失事后造成巨大损失或严重影响,或采用实践经验较少的新型结构的2~5级主要建筑物,经论证并报主管部门批准后可提高一级设计;对失事后造成损失不大或影响较小的1~4级主要建筑物,经论证并报主管部门批准后可降低一级设计。

(二)洪水标准平原区水闸的洪水标准应根据所在河流流域防洪规划规定的防洪任务,以近期防洪目标为主,并考虑远景发展要求,按表4-3所列标准综合分析确定。

表4-3 平原区水闸洪水标准山区、丘陵区水利水电枢纽中的水闸,其洪水标准应与所属枢纽中永久性建筑物的洪水标准一致。

山区、丘陵区水利水电枢纽中永久性建筑物的洪水标准应按国家现行的SL252-2000的规定确定。

灌排渠系上的水闸,其洪水标准应按表4-4确定。

表4-4 灌排渠系上的水闸设计洪水标准注:灌排渠系上的水闸校核洪水标准,可视具体情况和需要研究确定。

平原区水闸闸下消能防冲的洪水标准应与该水闸洪水标准一致,并应考虑泄放小于消能防冲设计洪水标准的流量时可能出现的不利情况。

闸址选择和闸孔设计4.2.1闸址选择闸址选择关系到工程建设的成败和经济效益的发挥,是水闸设计中的一项重要内容。

应根据水闸所负担的任务和运用要求,综合考虑地形、地质、水流、泥沙、施工、管理和其他方面等因素,经过技术经济比较选定。

闸址一般设于水流平顺、河床及岸坡稳定、地基坚硬密实、抗渗稳定性好、场地开阔的河段。

由于各类水闸作用功能不一样,闸址选择时对不同的水闸有不同的要求。

节制闸或泄洪闸闸址宜选择在河道顺直、河势相对稳定的河段,经技术经济比较后可选择在弯曲河段裁弯取直的新开河道上。

进水闸、分水闸或分洪闸闸址宜选择在河岸基本稳定的顺直河段或弯道凹岸定点稍偏下游处。

但分洪闸闸址不宜选择在险工堤段和被保护重要城镇的下游堤段。

排水闸(排涝闸)或泄水闸(退水闸)闸址宜选择在地势低洼、出水通畅处,排水闸(排涝闸)闸址宜选择在靠近主要涝区和容泄区的老堤堤线上。

挡潮闸闸址宜选择在岸线和岸坡稳定的潮沙河口附近,且闸址泓滩中淤变化较小、上游河道有足够的蓄水容积的地点。

4.2.2水闸的组成水闸通常由上游连接段、闸室段和下游连接段三部分组成,如图4-6所示。

图4-6 水闸的组成1上游连搬i闸室J_下游连接段图5-3水闸的组成1一闸室底板; 2一闸墩; 3一胸墙; 4一闸门; 5一工作桥; 6一交通桥; 7一堤顶; 8一上游翼墙; 9一下游翼墙;10一护坦; 11-排水孔; 12消力坎; 13一海漫; 14一下游防冲槽; 15一上游防冲槽; 16一上游护底; 17一上、下游护坡(一)上游连接段上游连接段的主要作用是引导水流平稳地进入闸室,同时起防冲、防渗、挡土等作用。

上游连接段包括:在两岸设置的翼墙和护坡,在河床设置的防冲槽、护底及铺盖,用以引导水流平顺地进入闸室,保护两岸及河床免遭水流冲刷,并与闸室共同组成足够长度的渗径,确保渗透水流沿两岸和闸基的抗渗稳定性。

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