水闸设计实例1.doc

水闸设计实例
 
本工程位于河南省某县城郊处,它是某河流梯级开发中最末一级工程。该河属稳定性河流,河面宽约200m,深约7~10m。由于河床下切较深又无适当控制工程,雨季地表径流自由流走,而雨过天晴经常干旱,加之打井提水灌溉,使地下水位愈来愈低,严重影响两岸的农业灌溉和人畜用水。为解决当地40万亩农田的灌溉问题,经上级批准的规划确定,修建挡水枢纽工程。
拦河闸所担负的任务是:正常情况下拦河截水,抬高水位,以利灌溉,洪水时开闸泄水,以保安全。
本工程建成后,可利用河道一次蓄水800万m3,调蓄水至两岸沟塘,大量补给地下水,有利于进灌和人畜用水,初步解决40万亩农田的灌溉问题并为工业生产提供足够的水源,同时对渔业、航运业的发展,以及改善环境,美化城乡都是极为有利的。
(一)地质条件
根据钻孔了解闸址地层属河流冲积相,河床部分地层属第四纪蟓更新世Q3与第四纪全新世Q4的层交错出现,闸址两岸高程均在41m左右。
闸址处地层向下分布情况如下表1所示。
表1 闸址处地层分布情况
土质名称
重粉质壤土
细砂
中砂
重粉质壤土
中粉质壤土
分布范围
由上而下
河床表面以下深约3m

厚度约5m
高程22m以下
厚度5-8m
(二)地形
闸址处系平原型河段、两岸地势平坦,,河床坡降平缓,纵坡约为1/10000,,主河槽宽度约80-100m,河滩宽平,呈复式河床横断面,河流比较顺直。
(三)土的物理力学性质指标
土的物理力学性质指标主要包括物理性质、允许承载力、渗透系数等,具体数字如表2、3所示。
表2 土的物理性质指标表
湿重度
饱和重度
浮重度
细砂比重
细砂干重度
19KN/m3
21 KN/m3
11 KN/m3
27 KN/m3
15 KN/m3
 
表3 土的力学性质指标表
 
内摩擦角
土基允许承载力
摩擦系数
不均匀系数
渗透系数 cm/s
自然含水量时
KN/m2
混凝土、砌石与土基的摩擦系数当土基为密实细砂层时值为
粘土
中细砂层
饱和含水量时
砂土
以下土层
(四)工程材料
1、石料
本地区不产石料,需从外地运进,距公路很近,交通方便。
2、粘土
经调查本地区附近有较丰富的粘土材料。
3、闸址处有足够的中细砂。
(五)水文气象
1、气温
C,最低气温- C, C。
2、风速
最大风速 m/s,。
3、径流量
非汛期(1~6月及10~12月)。
汛期(7~9)三个月,月平均最大流量为149m3/s,年平均最大流量
m3/s,。
4、冰冻
闸址处河水无冰冻现象。
(六)批准的规划成果
1、根据水利电力部《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》(SD112-78)的规定,本枢纽工程为Ⅲ等工程,其中永久性主要建筑物为3级。
2、灌溉用水季节,。
3、洪水标准见表4所示。
表4 洪水标准表
项目
重现年
洪水流量(m3/s)
闸前水位(m)
下游水位(m)
设计洪水
20
937

39
校核洪水
50
1220
40 .35

(七)施工条件
1、工期为两年。
2、材料供应情况
水泥由某水泥厂运输260 Km至某市,再运输80 Km至工地仓库;其它他材料由市汽车运至工地;电源由电网供电,;~。
(一)闸址的选择
闸址、闸轴线的选择关系到工程的安全可靠、施工难易、操作运用、工程量及投资大小等方面的问题。在选择过程中首先应根据地形、地质、水流、施工管理应用及拆迁情况等方面进行分析研究,权衡利弊,经全面分析比较,合理确定。
本次设计中闸轴线的位置已由规划给出。
(二)闸型确定
本工程主要任务是正常情况下拦河截水,以利灌溉,而当洪水来临时,开闸泄水,以保防洪安全。由于是建于平原河道上的拦河闸,应具有较大的超泄能力,并利于排除漂浮物,因此采用不设胸墙的开敞式水闸。
同时,由于河槽蓄水,闸前淤积对洪水位影响较大,为便于排出淤沙,闸底板高程应尽可能低。因此,采用无底坎平顶板宽顶堰,堰顶高程与河床同高,。
(三)拟定闸孔尺寸及闸墩厚度
由于已知上、下游水位,可推算上游水头及下游水深,如表1所示:
表1 上游水头计算
流量Q(m3/s)
下游水深hs(m)
上游水深H(m)