《水闸设计与施工》-2-水力设计1(闸孔设计)
水闸设计
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
否
否
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
△H′ 1.92 1.75 1.63 1.50 1.40 1.29 1.17 1.10 1.02 1.01 0.93
Lp 36.65 38.55 40.37 41.86 43.29 44.38 45.69 46.32 46.86 48.00 47.63
二、消能防冲设计
主要内容：1.消力池、2.海幔、3.防冲槽 3.防冲槽 设在海漫末端，采用宽浅式梯形断面防冲，槽深为2，底宽为5m， 上游坡率为3，下游坡率为3。
三、防渗排水设计
2.排水设计 ①水平排水：反滤层由碎石，中砂，细砂组成，其中上部为25cm厚的碎 石，中部为10cm厚的中砂，下部为10cm厚的细砂。
②铅直排水：本工程在护坦的中后部设排水孔，孔距为2m，孔径为10cm ，呈梅花形布置，孔下设反滤层。 ③侧向排水设计：在消力池两岸翼墙设2~3层排水孔，呈梅花形布置，孔 后设反滤层，排出墙后的侧向绕渗水流。
闸墩坝顶高程取▽1、▽2中较大者，取28.00m。
闸墩上设两道门槽（检修门槽、工作门门槽）。检修门槽在上游，槽深0.3m，宽0.2m。工作门门槽深0.3m，宽0.6m。 下游不设检修门。闸墩上、下游头部均为半圆形，R=0.5m。
四、闸室设计──闸室布置
四、闸室设计──闸室布置
4.检修便桥：检修桥的作用为放置检修闸门，
上游水深 2.55 2.79 3.03 3.25 3.47 3.67 3.93 4.07 4.23 4.26 4.45
下游水深 0.63 1.04 1.40 1.75 2.07 2.38 2.76 2.97 3.21 3.25 3.52
q 6.73 7.80 8.87 9.93 11.00 12.04 13.40 14.20 15.10 15.27 16.33
第一部分 设计说明书(水闸)
第一部分设计说明书1 概述1.1 水闸设计目的蓟运河张头窝扬水站位于蓟运河右堤，张头窝村东南。
该站于1973年7月建成，主要担负林黄路以东、箭杆河以南、蓟运河以西、宁宝界以北的排涝任务,并兼顾张头窝村部分农田引水灌溉。
该扬水站泄水涵闸运行30多年，已不能正常使用，影响防洪安全，不但影响了农业生产，而且也是蓟运河右堤上的一个隐患。
[1]因此，急需对该扬水站泄水涵闸进行维修加固，在保留灌溉和排涝功能的前提下，确保蓟运河堤防的安全。
1.2 水闸设计内容1.2.1 整体布置(1)根据任务书确定闸址位置(2)确定该闸结构形式及闸室主要部分的结构尺寸(3)确定闸上下游连接方式、结构形式、尺寸1.2.2 水力计算(1)闸孔宽度：根据选择的堰型确定闸孔尺寸(2)水闸过闸流态的判别及计算1.2.3 闸基渗流计算(1)由地址资料等确定防渗措施(2)选择防渗设施的形式和尺寸1.2.4 结构布置(一）闸室布置(1)确定闸底板的结构尺寸(2)确定闸墩的结构尺寸(3)确定闸门形式、根据闸门选择启闭机形式(4)确定工作桥的结构尺寸(5)确定交通桥的结构尺寸（二）闸室上下游连接段的布置(1)确定闸上下游翼墙的结构形式、尺寸(2)确定两岸护坡的结构形式、尺寸1.2.5 闸室稳定计算(1)确定闸室稳定计算的计算情况(2)根据各种计算情况验算闸室的稳定1.2.6 进口和出口翼墙的稳定计算(1)根据计算确定进口翼墙的稳定(2)根据计算确定出口翼墙的稳定1.3 工程概况蓟运河张头窝扬水站共安装900mm直径立式轴流泵12台，设计流量24m³/s，工程排涝标准为3年一遇，兼顾张头窝村部分农田引水灌溉。
泵房上游145m为灌溉进水涵闸，上游245m为张头窝退水闸。
泄水闸底板高程0.7m,排沥最高水位6.20m。
沥水经扬水站水泵提升压力池通过泄水涵闸及排水渠进入蓟运河，关闭泄水涵闸闸门灌溉引水可经扬水站水泵提升至压力池经偏口闸进入张头窝联结渠灌溉农田。
水闸课程设计南工
水利与生态工程学院水工建筑物课程设计——水闸设计班级：学号：姓名：指导老师：目录1基本资料工程概况地质资料水文气象建筑材料批准的规划成果2闸孔设计闸址的选择闸型的确定拟定闸孔尺寸及闸墩厚度校核泄洪能力3消能设计消能防冲设计的控制情况消力池尺寸及构造海漫设计防冲槽设计上下游岸坡防护4防渗排水设计闸底地下轮廓线的布置排水设备的细部构造防渗计算5闸室布置底板和闸墩闸门与启闭机上部结构闸室的分缝与止水6闸室稳定计算设计情况及荷载组合完建无水期地基承载力验算正常挡水期闸室抗滑稳定验算7上下游连接建筑物上游连接建筑物下游连接建筑物水闸设计1 基本资料工程概况及拦河闸的任务某拦河闸闸址以上流域面积2234平方公里，流域内耕地面积288万亩，河流平均纵坡1/6200。
本工程属三级建筑物。
本工程投入使用后，在正常高水位时，可蓄水2230万立米。
上游5个县25个乡已建成提灌站42处，有效灌溉面积25万亩。
闸上游开南、北两干渠，配支干 23条，修建各种建筑物1230座，可自流灌溉下游三县21万农田，效益巨大，是解决某河流域农田的灌溉动脉，同时，也是解决地区浅层地下贫水区的重要水源。
地质资料（一）根据地质钻探资料，闸址附近地层中粉质壤土，厚度约25m，其下为不透水层，其物理力学性质如下：1、湿重度r湿=m3土壤干重度r干=／m3饱和重度r饱=／m3浮重度r浮=／m32.自然含水量时，内摩擦角φ=230饱和含水量时，内摩擦角φ=200土壤的凝聚力C=／m23.地基允许承载力[P地基]=150KPa4.混凝土、砌石与土基摩擦系数f=5.地基应力的不均匀系数[η]=～6.渗透系数K=×10-3cm／s(二)本地区地震烈度为60以下文水气象(一)气温：本地区年最高气温42度，最低气温为-18度。
(二)风速：最大风速V=20m／s，吹程D=。
(三)降雨量：非汛期(1～6月及10～12月)9个月河流平均最大流量为10m3/s；汛期(7～9月)3个月河流平均最大流量为130m3/s。
水闸设计与施工
水闸设计作者：孙佳宝单位：黄河水利职业技术学院水利系项目研究：水闸设计与施工指导老师：丁秀英 吴伟学 号：2009050937学 生：孙佳宝完成日期：2011年9~8月1项目基本资料 (3)1.1工程概况 (3)1.2地质、地形资料 (4)1.3水文气象 (4)1.4建筑材料 (5)1.5批准的规划成果 (5)1.6施工条件 (6)2水闸布置 (7)2.1闸址选择及水闸等级确定 (7)2.1.1闸址的选择 (7)2.1.2水闸等级的确定 (7)2.1.3洪水标准的确定 (7)2.2闸孔形式选择及闸底板高程确定 (7)2.2.1闸孔形式的选择 (7)2.2.2闸底板本高程的确定 (7)2.3闸室布置 (7)2.3.1闸底板 (7)2.3.2闸墩 (7)2.3.3闸门与启闭机 (7)2.3.4上部结构 (7)2.3.5岸墙 (7)2.4两岸及上下游连接建筑物的布置 (7)2.4.1两岸连接建筑物的结构形式 (7)2.4.2上下游翼墙布置 (7)2.4.3混凝土的强度、抗渗及抗冻性能要求 (8)3水力设计 (8)3.1闸孔尺寸确定 (8)3.1.1闸孔形式 (8)3.1.2闸孔尺寸 (8)3.2水闸的消能防冲设计 (8)3.2.1消力池设计 (8)3.2.2海漫设计 (8)3.2.3防冲槽设计 (8)3.2.4上、下游河岸的防护 (8)3.3水闸的防渗排水设计 (8)3.3.1闸室地下轮廓线布置 (8)3.3.2渗流计算 (8)3.3.3排水设计 (8)4闸室稳定分析 (8)4.1荷载计算及荷载组合 (8)4.1.1设计工况 (9)4.1.2荷载计算 (9)4.1.3荷载组合 (9)4.2闸室地基承载力验算 (9)4.3.1计算单元 (9)4.3.2验算单元 (9)4.3.3抗滑措施 (9)4.3.4抗浮稳定验算 (9)4.3.5岸墙、翼墙稳定计算 (9)5整体式闸底板结构计算 (9)5.1计算闸底板纵向地基反力 (9)5.1.1选择计算方法 (9)5.1.2选择计算工况 (9)5.1.3用弹性地基梁法计算 (9)5.1.4计算闸底板纵向地基反力 (9)5.2计算板条及墩条上的不平衡剪力 (9)5.2.1选取计算单元 (9)5.2.2列表计算 (10)5.3确定不平衡剪力在闸墩和底板上的分配 (10)5.3.1计算确定中性轴位置 (10)5.3.2在闸墩和底板上分配不平衡剪力 (10)5.4计算基础梁上的荷载 (10)5.4.1计算集中力 (10)5.4.2不平衡剪力的处理 (10)5.4.3考虑边荷载的影响 (10)5.5计算地基反力及梁的内力 (10)6设计依据及参考资料 (10)7总结 (10)8水闸施工 (10)1项目基本资料1.1工程概况2234km，流域中原拦河闸位于河南省某县境内，闸址位于淮河某支流上。
水闸设计
水闸设计设计题目：水闸设计指导教师：何小梅、陈道英（老师）班级：12 级水工 4 班姓名：明智昊学号：1 2 0 2 0 1 0 4 2 1成绩：前言该闸为建筑在某平原河道上的一节制闸，主要是用来灌溉、防洪、排涝等。
排放水量通过该闸排到下游，所以该闸设计必须满足以上几方面的要求。
首先设计闸孔、闸门、闸底板等基础设施的尺寸，闸门宽为8.0m，高为6.7m，闸室总净宽45.0m。
在对以上建筑进行稳定验算使其满足有关规定的要求。
如不满足在进行修改，校核直到满足为止。
该工程主要设施有闸门、闸底板、消能设施、闸墩、工作桥、交通桥和挡土墙等。
在对闸底板进行配筋计算，选用单孔一联为研究对象，采用弹性地基梁法进行设计计算，求出所需配筋面积，最后进行挡土墙设计。
关键词水闸：闸底板：地下轮廓线：闸室稳定：钢筋混凝土：浆砌石目录前言 (2)第一章节制闸工程设计资料 (4)第二章确定闸门、闸孔设计 (7)第三章消能防冲设计 (11)第四章防渗排水设计 (15)第五章闸室布置 (22)第六章连接建筑物 (24)相关文献 (25)课程总结报告 (26)第一章节制闸工程设计资料1.1 工程概况某平原河道上拟建一节制闸，以抬高水位引水灌溉农田。
闸上游控制流积360K㎡，利用该闸控制水位可灌溉20万亩农田。
同时结合河道治理，要求满足除涝标准为5年一遇的排涝任务和20年一遇的排洪任务。
排放水量通过本闸排入下一级排水河道内。
1.2 规划资料5年一遇规划设计除涝流量，Ｑ设＝230m3/s，水闸建成后相应闸下游水位为39.9ｍ，要求泄洪时闸上、下游允许水面壅高 ｈ≤0.1ｍ。
1.2.120年一遇洪水校核流量Ｑ校＝495m3/s，闸下游相应水位41.8ｍ，要求建闸后泄洪时上、下游水面允许壅高Δｈ校≤0.2ｍ。
1.2.2正常灌溉蓄水位为41.0ｍ。
1.2.3该河经治理后的下游河道水位流量关系见表1－1。
表1-1 河道水位流量关系流量Ｑ（m3/s） 6.22 19.92 39.6 64.5 94.6 129.3 水深（ｍ）0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.01.3 闸址处地形情况该河原河道过水断面较小，不能满足排涝和排洪要求。
第二节水闸的孔口设计
第二节水闸的孔口设计水闸是用于控制水流的一种水利工程设施，其孔口设计对于水闸的正常运行和水流控制起着至关重要的作用。
合理的孔口设计能够减小水力损失，提高水闸的效率。
本文将从孔口形状、数量、尺寸、布置等方面介绍水闸的孔口设计。
首先，孔口形状是水闸孔口设计的重要因素之一、常见的孔口形状有矩形、梯形、圆形等多种。
矩形孔口适用于较小的水闸，具有结构简单、施工方便的优点，但相比其他形状孔口，其水力损失较大。
圆形孔口的水力损失相对较小，适用于小型和中型水闸，但施工和维修较为困难。
梯形孔口则是综合了矩形和圆形孔口的优点，能够在一定程度上降低水力损失，并且施工较为方便。
因此，在进行孔口设计时，需要根据具体情况选择合适的孔口形状。
其次，孔口的数量也是影响水闸设计的重要因素。
孔口数量的确定需要考虑水闸的流量要求和运行要求等因素。
孔口数量过多会增加维护成本和施工难度，同时还会增加水闸的水力损失。
而孔口数量过少会导致流量压力较大，增加了孔口的防渗措施，增加了水闸的工程量。
因此，在进行孔口数量设计时，需要综合考虑水闸的实际情况，确保孔口数量的合理性。
此外，孔口的尺寸也是影响水闸设计的重要因素之一、孔口尺寸的设计需要根据水闸的流量要求、水位变化范围和孔口形状等因素进行综合考虑。
孔口尺寸过小会导致流量较小，降低水闸的出水能力；而孔口尺寸过大则会增加水流的速度和水力损失。
因此，在进行孔口尺寸设计时，需要合理确定孔口的宽度和高度，以满足水闸的实际运行需求。
最后，孔口的布置也是影响水闸设计的重要因素之一、合理的孔口布置能够控制水流，减小流速差，降低水力损失。
常用的孔口布置方式有竖列式孔口、横列式孔口和交错式孔口等。
竖列式孔口适用于流量相对较小的水闸，能够方便地进行维护和清淤工作；横列式孔口适用于流量较大的水闸，能够有效地减小水力损失；交错式孔口是竖列式和横列式孔口的结合，能够在一定程度上平衡水流分布，使水力损失更加均匀。
因此，在进行孔口布置时，要结合水闸的实际情况和需求进行合理布置。
水闸毕业设计--水闸设计
—水闸设计说明书SLUICE DESIGN SPECIFICATION ·设计题目：水闸工程学院名称：专业名称：水利水电工程班级名称：》姓名：学号：指导教师：教师职称：年月日（目录一、设计任务------------------------------- 错误!未定义书签。
-二、设计基本资料-------------------------- 错误!未定义书签。
概述-------------------------------------- 错误!未定义书签。
防洪---------------------------------------------- 错误!未定义书签。
灌溉---------------------------------------------- 错误!未定义书签。
引水冲淤------------------------------------------ 错误!未定义书签。
规划数据 --------------------------------- 错误!未定义书签。
孔口设计水位、流量-------------------------------- 错误!未定义书签。
闸室稳定计算水位组合------------------------------ 错误!未定义书签。
》消能防冲设计水位组合------------------------------ 错误!未定义书签。
地质资料 --------------------------------- 错误!未定义书签。
闸基土工试验资料---------------------------------- 错误!未定义书签。
闸的设计标准 ----------------------------- 错误!未定义书签。
其它有关资料------------------------------ 错误!未定义书签。
闸上交通------------------------------------------ 错误!未定义书签。
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0 .4
16 r he
2 . 718
水闸的过闸水位差应根据上游淹没影响、允许 的过闸单宽流量和水闸工程造价等因素综合比 较确定。一般情况下，平原地区水闸的过闸水 位差可采用0.1～0.3m。
水闸的过水能力与上下游水位、底板高程和闸
孔总净宽等是相互关联的，设计时，需要通过
对不同方案进行技术经济比较后最终确定。
1 6
n
式中 A—过流断面面积（m2）； C—谢才系数（ m / s）； R—水力半径（m）； n—河槽的糙率； χ—过水断面的湿周（m）； i—渠道底坡。
1 2
谢
谢
水闸在防洪、灌溉、排涝、挡潮和发电等 水利工程中应用十分广泛。
葛洲坝 二江泄洪闸
27孔 泄洪闸
（1—9）
b
b0 b0 1 0 . 171 1 dZ dZ 4 b0 bb b0 bb 2 2
（1—10）
对于平底板宽顶堰堰流流量系数可采用0.385； 对于有坎宽顶堰，可按下列近似公式计算： & 当进口边缘为直角时， P 3 H 若0≤ P≤3.0，则 m 0 .32 0 .01 （1—11） P
H
0 . 46 0 . 75
H
m 若 H ＞3.0，则： 0 . 32 & 当进口边缘为圆弧时， P 若0≤ H ≤3.0，则
P
P
（1—12）
若 H ＞3.0，则 m 0 . 36 。 其中： —堰顶高出上游底板的高度(m)； P H —闸前堰上水深(m)。 & 当上游面是倾斜的或堰顶削角角度=45°时， 流量系数可查表3得。
闸墩厚度应根据闸孔孔径、受力条件、结构构造要求和施工方法确定。根据 经验，一般浆砌石闸墩厚0.8～1.5m，混凝土闸墩厚1.0～1.6m，少筋混凝土 墩厚0.9～1.4m,钢筋混凝土墩厚0.7～1.2m。闸墩在门槽处厚度不宜小于0.4m。
闸室总宽度应与上下游河道或渠道宽度相适应，一般不小于河（渠）道宽度 的0.6倍。否则会加大连接段的工程量，从而增加工程总造价，同时对水闸 安全泄水不利。
1、判别堰的出流流态 （1）若水闸底坎为平底堰 当 当
he H he H
＞0.65时，为堰流。 ≤0.65时，为闸孔出流。
（1—1） （1—2）
（2）若水闸底坎为曲线型堰
当
当
he H
＞0.75时，为堰流。
≤0.75时，为闸孔出流。
（1—3）
（1—4）
he H
式中 h e —孔口高度 (m)； H —闸前堰上水深(m)。
（3）判别平底宽顶堰是否为淹没出流 宽顶堰的淹没条件为： h s ≥ 0 . 72 H （1—5） 式中 h —下游水深（m）； H —含有行近流速水头在内的堰上水头 （m）； 闸门全开渲泄洪水时，一般属于淹没条件下 的堰流，应采用平底板宽顶堰流的堰流公式。
0
s
0
2、确定闸孔总净宽 （1）对于平底板宽顶堰，闸孔总净宽(m)：
4、校核闸孔的过流能力
孔宽、孔数和闸室总宽度拟定后，再考虑闸墩等的影 响，进一步验算水闸的过水能力。 按堰流的计算公式验算： Q
B 0 n b0
3 实
s
m B0
2g H
2 0
或按孔流的计算下式验算：Q
式中
实
he B
2 gH
0
分别按设计、校核两种情况精确计算参数，算出相应 的实际流量。与设计流量的差值，一般不得超过±5％。 即： Q Q 5 %
设 实
Q设
Q校 Q实 Q校
5%
5、辅助曲线的绘制
根据水闸所在的河流纵横断面图，绘制下游水 位与流量关系曲线。用明渠均匀流公式进行计 算。 ；C 1 R ； R A （1—21） Q AC Ri
3、闸孔尺寸的选择
闸室单孔宽度，应根据闸的地基条件、运用要求、闸门结构型式、启闭机容 量、以及闸门的制作、运输、安装等因素，进行综合比较确定。我国大中型 水闸，单孔净宽度b0一般采用8~12m。
闸孔孔数n＝B/b0，n值应取略大于计算要求值的整数。闸孔孔数少于8孔时， 应采用奇数孔，以利于对称开启闸门，改善下游水流条件。 闸室总宽度L＝nb0+(n－1)d，其中，d为闸墩厚度。初步拟定闸墩厚度及墩 头形状、底板形式，并画出闸孔尺寸布置图。
0
0 .4 s s 0 0
单孔闸：
1 0 . 171 1
b0 b0 4 bs bs
ห้องสมุดไป่ตู้（1—7）
多孔闸，闸墩墩头为圆弧形时：
Z
N
1 b N
（1—8）
b0 4 b d 0 Z
Z
b0 1 0 . 171 1 b0 d Z
B0
Q
3
s m 2 g H 02
式中 3 Q —过闸流量(m /s)； H —计入行进流速水头的堰上水深m)； g —重力加速度，可采用9.81(m/s2)； m —堰流流量系数，平底板宽顶堰：可用0.385； —堰流淹没系数，可按 2 . 31 h 1 h ，也可以 H H 通过查表2求得。 —侧收缩系数，初拟可按0.95～1.00估计。也可以 通过查表1求得。
（2）平底板闸孔出流
对于有胸墙的水闸或开敞式水闸 闸门部分开启时，过闸水流表面 受到上部胸墙或闸门的影响。这 时，过闸水流呈现为孔口出流状 态。闸孔总净宽 B(m)可按下式 0 计算：
B0 Q
he
2 gH
0
1
1 1
he
H
he 1 H
项目化实训课程
《水闸设计与施工》
丁秀英
水力设计（闸孔设计）
（一）闸室、闸孔形式
（二）闸孔尺寸
闸孔总净宽应根据泄流特点、下游河床 地质条件和安全泄流的要求，结合闸孔孔径 和孔数的选用，经技术经济比较后确定。计 算时分别对不同的水流情况，根据给定的设 计流量、上下游水位和初拟的底板高程及堰 型来确定。