9章水闸设计09解析课件.ppt

1、第九章第九章 水闸设计水闸设计熟练掌握水闸枢纽布置基本要求。熟练掌握闸室、防渗排水、消能防冲及两岸连接布置。掌握水力学及渗流计算有关内容。掌握结构设计一般规定；荷载计算及组合；闸室、岸墙、翼墙稳定计算。掌握地基处理设计。了解地基稳定及沉降计算。黄河三盛公黄河三盛公 拦河闸拦河闸18孔孔16m宽宽Q=5290m3/s引水闸引水闸9孔孔10m宽宽Q=565M3/s第第一节水闸布置基本要求节水闸布置基本要求水闸设计应符合SL265-2001水闸设计规范1.1.枢纽布置1)节制闸或泄洪闸的轴线宜与河道中心线正交。节制闸或泄洪闸上、下游河道的直线段长度不宜小于5倍水闸进口处水面宽度。2)进水闸或分水闸的

2、中心线与河道或渠道中心线的交角不宜超过30o 对于过闸水位差小于0.2m的进水闸，其引水角可按公式（9.1.1）计算确定：第第一节水闸布置基本要求节水闸布置基本要求 通常取V1V0，即O（V0V1）1，则90000，因此引水角通常为锐角。3)排水闸或泄水闸的中心线与河（渠）道中心线的交角不宜超过600 101cosVV 101cosVV 第第一节水闸布置基本要求节水闸布置基本要求2.闸室布置1)闸室结构可根据泄流特点和运行要求，选用开敞式、胸墙式、涵洞式和双层式等结构型式。2)挡水运用闸顶高程不应低于水闸正常蓄水位（或最高挡水位）加波浪计算高度与相应安全超高值之和。泄水运用闸顶高程不应低于设计

3、洪水位（或校核洪水位）与相应安全超高值之和。水闸安全超高下限值见表9.1.2。位于防洪（挡潮）堤上的水闸，其闸顶高程不得低于防洪(挡潮)堤堤顶高程。在确定闸顶高程时，还应分别考虑软弱地基上闸基沉降的影响、多泥沙河流上闸前泥沙淤积后水位可能抬高的影响、防洪（挡潮）堤上水闸两侧堤顶可能加高的影响等。第第一节水闸布置基本要求节水闸布置基本要求 3 防渗排水布置 在工程规划和可行性研究阶段，初步拟定的闸基防渗长度应满足公式（9.1.3-1）要求：LCH （9.1.3-1）式中L闸基防渗长度，即闸基轮廓线防渗部分水平段和垂直段长度的总和，（m）；H上、下游水位差（m）；C允许渗径系数值，见表9.1.3-

4、1。粘土铺盖的渗透系数应比地基土的渗透系数小100倍以上。第第一节水闸布置基本要求节水闸布置基本要求 4消能防冲布置5 两岸连接布置第二节第二节 水力学及渗流计算水力学及渗流计算 1.水力设计(1)水闸的水力设计内容应包括：1)闸孔总净宽计算；2)消能防冲设施的设计计算；3)闸门控制运用方式的拟定。(3)水闸闸孔总净宽 1)对于平底闸，当为堰流时(闸前行进流速)可按公式（9.2.1-1）（9.2.1-6）计算 2)对于平底闸，当堰流处于高淹没度（hs/H00.9）时按公式（9.2.1-7）、（9.2.1-8）计算 3)对于平底闸，当为孔流时可按公式（9.2.1-9）（9.2.1-12）计算 第

5、二节第二节 水力学及渗流计算水力学及渗流计算(5)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选定。一般情况下，平原区水闸的过闸水位差可采用0.10.3m。(8)底流式消能设计：1）消力池深度 2）消力池长度 3）消力池底板厚度(11)海漫的长度(12)下游防冲槽的深度 第二节第二节 水力学及渗流计算水力学及渗流计算2.防渗排水设计 水闸的防渗排水设计其内容应包括：1)渗透压力计算；2)抗渗稳定性验算；3)滤层设计；4)防渗帷幕及排水孔设计；5)永久缝止水设计。第二节第二节 水力学及渗流计算水力学及渗流计算(1)渗透压力计算 1)全截面直线分布法 2)改进

6、阻力系数法(2)抗渗稳定性验算 1)验算闸基抗渗稳定性时，要求水平段和出口段的渗流坡降必须分别小于表9.2.7规定的水平段和出口段允许渗流坡降值。2)验算砂砾石闸基出口段抗渗稳定性时，应首先判别可能发生的渗流破坏形式（流土或管涌）：当 4Pf（1-n）1.0时，为流土破坏；当4Pf（1-n）1.0时，为管涌破坏。第二节第二节 水力学及渗流计算水力学及渗流计算(3)滤层 设计滤层的级配应能满足被保护土的稳定性和滤料的透水性要求，且滤料颗粒级配曲线应大致与被保护土颗粒级配曲线平行。滤层的级配宜符合公式（9.2.2-22）（9.2.2-24）的要求：（9.2.2-22)（9.2.2-23）（9.2.

7、2-24）第二节第二节 水力学及渗流计算水力学及渗流计算 第三节稳定及结构计算第三节稳定及结构计算1 一般规定水闸混凝土结构除应满足强度和限裂要求外，还应根据所在部位的工作条件、地区气候和环境等情况，分别满足抗渗、抗冻、抗侵蚀、抗冲刷等耐久性的要求。2 荷载计算及组合 第三节稳定及结构计算第三节稳定及结构计算3 闸室稳定计算 1)在各种计算情况下（一般控制在完建情况下），要求闸室平均基底应力不大于地基允许承载力，最大基底应力不大于地基允许承载力的1.2倍。2)在各种计算情况下（多数控制在设计洪水位情况下或校核洪水位情况下，或正常挡水位遭遇地震的情况下），要求闸室基底应力的最大值与最小值之比不大

8、于表9.3.4规定的允许值。3)在各种计算情况下（多数控制在设计洪水位情况下或校核洪水位情况下，或正常蓄水位遭遇地震的情况下），要求沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数不小于表9.3.8规定的允许值。第三节稳定及结构计算第三节稳定及结构计算4 岸墙、翼墙稳定计算5.结构应力分析 第四节第四节 地基稳定及沉降计算地基稳定及沉降计算（1）水闸地基计算应根据地基情况、结构特点及施工条件进行，其内容应包括：1）地基渗流稳定性验算；2）地基整体稳定计算；3）地基沉降计算。第四节地基稳定及沉降计算第四节地基稳定及沉降计算（1）水闸地基计算应根据地基情况、结构特点及施工条件进行，其内容应包括：1）地基渗流稳定性验算；2）地基整体稳定计算；3）地基沉降计算。第五节地基处理设计第五节地基处理设计