水闸、冲沙闸坝段水力及结构计算书
水闸的构成及分类
水闸的构成及分类
功能与分类
水闸是一种利用闸门挡水和泄水的低水头水工建筑物,多建于河道、渠系及水库、海、湖泊岸边。按功能分类:
(1)节制闸
拦河或在渠道上建造,用于拦洪、调节水位、控制下泄流量。河道上的节制闸又称拦河闸。
(2)进水闸
又称取水闸、渠首闸。建在河道、水库或湖泊的岸边,用以控制引水流量,以满足灌溉、发电或供水的需要。
(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分洪区或分洪道。(4)排水闸
建于江河沿岸,用来排除内河或低洼地区对农作物有害的渍水。
(5)挡潮闸
建在入海河口附近,涨潮时关闸,退潮时开闸泄水。
(6)冲沙闸(排沙闸)
常建在进水闸一侧的河道上与节制闸并排布置或在引水渠内的进水闸旁。
其他还有排冰闸、排污闸等。
按闸室结构分:开敞式、胸墙式、涵洞式等。
水闸的组成
(1)闸室
包括闸门、闸墩、边墙、底板、胸墙、工作桥、交通桥、启闭机等。
(2)上游连接段
包括两侧的翼墙、护坡、河床部分的铺盖。
(3)下游连接段
包括护坦、海漫、防冲槽、两岸的翼墙、护坡等。
软土地基上水闸的工作特点
(1)软土地基的压缩性大,承载力低,细砂易液化,抗冲能力差。地基可能产生较大的沉降或沉降差,造成闸室倾斜,止水破坏,闸底板断裂,甚至破坏,引起水闸失事。
(2)水闸泄流时,土基的抗冲能力较低,可能引起水闸下游的冲刷。
(3)土基在渗流作用下,易发生渗透破坏。
水闸的设计步骤
1.闸址选择
壤土、中砂、粗砂和砂砾石适于作为水闸的地基。尽量避免淤泥质土和粉、细砂地基。
2. 闸孔设计
(1)堰型选择:宽顶堰、低实用堰
水闸、冲沙闸坝段水力及结构计算书(精)
计算书名称:进水闸、冲沙闸坝段水力及结构计算书
目录
1工程概况.................................................................................................. 1 2水力计算.................................................................................................. 1 2.1进水闸坝段过水能力计算 ............................................................... 1 2.2消能防冲设
计 ................................................................................... 3 2.3冲砂闸过水能力复
核 ....................................................................... 4 2.4消能防冲设
计 ................................................................................... 5 3稳定及应力计
算 ..................................................................................... 6 3.1基本资料与数
渠首进水闸设计说明书
取水枢纽进水闸设计计算说明书
一工程概况:
某灌区总灌溉面积97.6万亩,灌区分布在河道两岸,两岸灌溉面积大致相等。根据河流的水沙情况及取水要求,经过综合比较,修建由拦河坝,冲沙闸,进水闸组成的冲沙槽式Ⅱ等取水枢纽。
拦河闸横跨河道修建,于主河道正交,闸地质河宽270m,拦河闸底板高程与河床平均高程相同,为31.5m,两岸堤坝高程39.8m,闸上游限制最高洪水位38.8m,冲沙闸布置在拦河闸两侧,地板高程31.5m,进水闸为了满足两岸灌溉要求,采用两岸布置方案。
枢纽平面布置如图1所示:
二工程资料:
1.气象:多年平均气温7.5°C 。月平均最搞气温20.3°C ,月平均最低气温-18°C,冻层深度1.0—1.5m,多年平均风速4.1m/s ,汛期最大风速8.4m/s 。
2.水文:
3
频率0.1%0.33%0.5%1%2%5%10%25%75%
流量6150 5300 5000 4520 4020 3320 2820 2000 280
3
水位31.5 33.1 33.85 34.7 36.0 36.8 37.4 37.7 38.0 38.8
流量0 200 500 1000 2000 3000 4000 5300 6150 7000
址处平均含沙量1.8kg/m3,实测最大含沙量4.74kg/m3。
3.地质情况:渠道附近属于第四
纪沉积岩,厚度较大,两岸滩地
为粉质壤土及粉沙,其下为砾质
中沙,次下为砾质粗沙:沿河一
带地下水埋藏深度随地形变化,
一般在2.5m左右,因土质透水
性强,地下水位变化受河道水位
影响大,丰水期河水补给地下水
1-8 水闸、泵站与水电站
1F418000 水闸、泵站与水电站
1F418010 水闸施工技术
1F418011 水闸的分类及组成
一、常用水闸的分类
水闸是一种利用闸门挡水和控制泄水的低水头水工建筑物,多建于河道、渠系及水库、湖泊岸边。
1.按水闸承担的任务分类如下:
节制闸:拦河闸拦洪、调节水位
分洪闸、排水闸、挡潮闸:双向过水
进水闸:取水闸、渠首闸
冲沙闸:排沙闸
2.按闸室结构形式可分为开敞式、胸墙式、涵洞式等。
★★二、水闸的组成
水闸主要包括上游连接段、闸室和下游连接段三部分。如图1F418011-3所示。
1-上游防冲槽;2-上游护底;3-铺盖;4-底板;5-护坦(消力池);6-海漫;7-下游防冲槽;8-闸墩;9-闸门;
10-胸墙;11-交通桥;12-工作桥;13-启闭机;14-上游护坡;15-上游翼墙;16-边墩;17-下游翼墙;18-下游护坡
1.上游连接段:上游防冲槽、上游护底、铺盖、上游护坡、上游翼墙
上游连接段用以引导水流平顺地进入闸室,保护两岸及河床免遭冲刷,并与闸室等共同构成防渗地下轮廓,确保在渗流作用下两岸和闸基的抗渗稳定性。
2.闸室:底板、闸墩、闸门、胸墙、边墩、交通桥、工作桥、启闭机
闸室是水闸的主体部分,其作用是:控制水位和流量,兼有防渗防冲作用。
地板是闸室的基础,用以将闸室上部结构的重量及荷载传至地基。
3.下游连接段:护坦(消力池)、海漫、下游防冲槽、下游翼墙、下游护坡
下游连接段用以消除过闸水流的剩余能量,引导出闸水流均匀扩散,调整流速分布和减缓流速,防止水流出闸后对下游的冲刷。
1F418012 水闸主体结构的施工方法
高地震区深厚覆盖层高闸坝设计探索
影 响 闸 ห้องสมุดไป่ตู้ 的 止 水 结 构 , 而 影 响 建 筑 物 的 进 近 年 随 着 水 电 开 发 的 不 断 推 进 , 处 正 常运 行 。 此 在 高 闸坝 设 计 时 一 定 要 充 地 因 高 地 震 地 区水 电 工 程 也 相 继 建 成 投 产 , 特 分 考虑 基 础 不 均 匀 变 形 问题 。 加 强 基 础 在 别 是 在 山 区河 流 上 河 床 比 降 较 陡 , 要 修 处 理 , 高 基础 承载 力 的 同时 , 采 取 措 施 需 提 应 建 高 闸 坝 获 得 一 定 的 调 节 库 容 。 处 在 高 减 小 相 邻 坝 段 的 基 础 不 均 匀性 。 对
的抗 滑 稳 定 和 闸坝 基 底 的 应 力情 况 进 行 了 计 算分 析 。 结 灌 浆 施 工 后 的 检 测 成 果 表 固 明 : 灌 后 的 地 基 建 基 面 允 许 承 载 力 均 可 固 达到 约 0 7 a 主 要 控 制 工 况 计 算 结果 如 . MP 。 ( 1。 表 ) 3 3基础 处 理 .
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Q:
Sci nce e and Tech l y nn at on no og I ov i Her l ad
技 术 创 新
高 地 震 区深 厚 覆 盖 层 高 闸坝 设 计 探 索 ①
李 竞波 蒋媛媛 ( 中国水 电顾 问集 团成 都勘 测设 计研 究 院 嘎川 成都 6 0 7 ) 1 0 2
水闸的详细知识点讲解范本
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
水闸,按其所承担的主要任务,可分为:节制闸、进水闸、冲沙闸、分洪闸、挡潮闸、排水闸等。按闸室的结构形式,可分为:开敞式、胸墙式和涵洞式(图1)。开敞式水闸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。胸墙式水闸和涵洞式水闸,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。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。涵洞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(1)节制闸:
调节上游水位,控制下泄流量的闸。(天然河道的节制闸称为拦河闸。渠道的节制闸利用闸门启闭,调节上游水位和下泄流量,以满足向下一级渠道分水或控制、截断水流的需要。节制闸常建在分水闸、泄水闸的稍下游,以利分水和泄水;或建在渡槽、倒虹吸管等的稍上游,以利控制输水流量和事故检修;并尽量与桥梁、跌水、陡坡等结合,以取得经济效益。渠系节制闸的过水宽度要与上、下游渠道宽度相适应,以利于连接。当采用轮灌时,节制闸上、下游渠道的设计流量相同,下游水位即为与设计流量相应的渠水位;当采用续灌时,节制闸上下游设计流量不同,水位需取相应流量的渠水位,但下游水位需计及下一级节制闸壅水的影响。渠道节制闸多用开敞式,闸槛高程宜与渠底相平,采用平底宽顶堰,闸下消能防冲工程都比较简单,始流状态可依靠护坦上置的消力墩扩散水流,撞击消能。上下游翼墙力求平顺,常采用扭曲面过渡,以减少水头损失。在平原圩区的河渠上,在短距离内设置两个节制闸,俗称套闸,分级挡水,可起简易船闸的作用,既可解决好内外的交通运输,又可起到防洪排涝和控制水位的作用。)
冲沙闸泄洪闸
当采用 5 孔泄洪闸时,单孔闸门面积 S单 =41.26 m2
在坝址选择时已确定泄洪冲沙孔闸坝段长 50m,故选用 3 孔泄洪闸+1 孔冲沙 闸的布置形式。
(2)泄洪闸闸孔尺寸的必选及确定
由 S单 =68.76 m2,选取一下 4 种方案进行比较,选择其中较优方案作为泄洪
Q冲沙闸 =0 m3/s
Q总 = Q泄洪闸 + Q冲沙闸 =3421.27 m3/s>2720 m3/s 2)在此洪水流量时,3 孔泄洪闸全部开启泄放洪水。 假设校核洪水位为 878.00 m,则泄洪闸 e1/H=9/15=0.6<0.75。故这时泄 洪闸属于孔流。 Q泄洪闸 =2650.10 m3/s
洪+1 孔冲沙闸泄流量。
泄洪闸冲砂闸泄流能力按以下公式计算:
Q s m nb 2g H03/2
式中: Q —流量(m3/s);
σ—堰流淹没系数; σ —侧收缩系数;
s
m —流量系数,取 0.360; n —闸孔数; b —闸孔净宽(m); H0 —计入行近流速水头的堰上水头(m)。 泄洪闸由于布置为潜孔,当泄流时为堰流时(e/H>0.75)按照上述的堰流 公式进行泄流计算,当泄流时为孔流时(e/H<0.75),泄流能力按闸孔出流公式 计算:
流速计算: v= === 2*9.80*(897.00-863.00) m/s=25.81 m/s
颜家河水电站冲沙闸初步设计说明
颜家河水电站冲沙闸初步设计
目录
第一章基本资料 (6)
1.1 工程概况 (6)
1.2 气象 (6)
1.3 水文 (6)
1.4 工程地质 (7)
1.5 交通 (7)
1.6 工程材料 (8)
1.7 正常挡水位的确定 (8)
第二章水力计算 (9)
2.1 闸室的结构形式及孔口尺寸确定 (9)
2.2 泄流能力计算 (10)
2.3 消能防冲设计 (10)
第三章水闸防渗及排水设计 (13)
3.1 闸室底板布置 (13)
3.2 渗透压力计算 (13)
3.3 排水设计 (16)
3.4 止水设计 (17)
第四章闸室布置 (17)
4.1 闸室尺寸的拟定 (17)
4.2 闸门和启闭机 (19)
第五章闸室稳定计算 (20)
5.1 荷载及其组合 (20)
5.2 闸室抗滑稳定计算 (20)
第六章上下游连接建筑物 (21)
6.1上游连接建筑物 (21)
6.2 下游连接建筑物 (21)
参考文献: (21)
附录: (22)
颜家河水电站冲沙闸初步设计
摘要:颜家河水电站位于宝鸡市陈仓区胡店镇林光村的渭河干流上,距宝鸡市区46km,是渭河干流进入陕西境内梯级开发规划中的首座水电站。
颜家河水电站为小(2)型Ⅴ等工程,其主要建筑物为5级建筑物,属纯水力发电工程,主要由挡水建筑物、排沙建筑物、引水建筑物和电站厂房等组成。根据《防洪标准》(GB50201—94)和《水利水电工程等级划分及防洪标准》(SL252-2000)的规定,确定颜家河水电站设计洪水标准为10年一遇,相应洪峰流量为2562 m3/s;校核洪水标准为20年一遇,相应洪峰流量为2912 m3/s。
水闸1-4(new)
抗浮:
17
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。
18
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
水闸地下轮廓及流网
按直线法计算的闸基渗透压力图
27
⑶不同情况下防渗布置
①粘性土地基: 降低渗透压力,增加闸身有效重量。 闸室上游宜设置水平钢筋砼或粘土铺盖,或土工膜防渗铺盖, 闸室下游护坦底部应设滤层,下游排水可延伸到闸底板下。
粘性土地基的地下轮廓线布置
28
②砂性土地基:
防止渗透变形→通过延长渗径来降低渗透流速和坡降,对降低渗 透压力的要求较低。
闸基渗流
24
பைடு நூலகம்
寻求合理经济的防渗措施,合理拟定地下轮廓尺寸, 消除渗流不利影响,保证水闸安全。 *防渗设计的内容包括: (1) 渗透压力计算; (2) 抗渗稳定性验算; (3) 滤层设计; (4) 防渗帷幕及排水设计; (5) 永久缝止水设计。
25
二.闸基的防渗长度L: 地下轮廓线(闸基渗流第一根流线,即铺盖和垂直 防渗体等防渗结构以及闸室底板与地基的接触线) 的长度。应满足:
水闸设计书
水闸设计说明书
专业年级:2011级
专业班级:水工11-3
专业方向:水利水电建筑工程
指导教师:戚毅婷
学生姓名:徐秀秀
学号:201123060
水利工程系
2013年11月
目录
第一章项目基本资料-------------------------------------------------------------------------------------1 第一节工程概况-------------------------------------------------------------------------------------- 1 第二节地质、地形资料------------------------------------------------------------------------- ----1第三节水文气象---------------------------------------------------------------------------------------2 第四节建筑材料------------------------------------------------ --------------------------------------2 第五节批准的规划成果------------------------------------------------------------------------------2 第六节施工条件---------------------------------------------------------------------------------------3 第二章水闸布置--------------------------------------------------------------------------------------------4 第一节闸址选择及水闸等级确定------------------------------------------------------------------4 第二节闸孔形式选择及闸底板高程确定---------------------------------------------------------6 第三节闸室布置---------------------------------------------------------------------------------------7第四节两岸及上下游连接建筑物布置------------------------------------------------------------9 第三章水闸水力设计-------------------------------------------------------------------------------------11第一节闸孔尺寸确定-------------------------------------------------------------------------------11 第二节水闸的消能防冲设计----------------------------------------------------------------------13 第三节水闸的防渗排水设计----------------------------------------------------------------------21 第四章水闸闸室稳定分析-------------------------------------------------------------------------------27 第一节荷载计算及荷载组合------------------------------------------------------------------------27 第二节闸室地基承载力验算------------------------------------------------------------------------31 第三节闸室抗滑稳定验算---------------------------------------------------------------------------31 第五章水闸整体式闸底板结构计算---------------------------------------------------------------------32 第一节计算闸底板纵向地基反力------------------------------------------------------------------32 第二节列表计算---------------------------------------------------------------------------------------33 第三节确定不平衡剪力在闸墩和底板上的分配------------------------------------------------33第四节计算基础梁上的荷载------------------------------------------------------------------------35 第五节计算地基反力及梁的内力及配筋计算---------------------------------------------------37 参考文献------------------------------------------------------------------------------------------------------41
水闸的详细知识点
⽔闸的详细知识点
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
⽔闸,按其所承担的主要任务,可分为:节制闸、进⽔闸、冲沙闸、分洪闸、挡潮闸、排⽔闸等。按闸室的结构形式,可分为:开敞式、胸墙式和涵洞式(图1)。开敞式⽔闸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。胸墙式⽔闸和涵洞式⽔闸,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。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。涵洞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
(1)节制闸:
调节上游⽔位,控制下泄流量的闸。(天然河道的节制闸称为拦河闸。渠道的节制闸利⽤闸门启闭,调节上游⽔位和下泄流量,以满⾜向下⼀级渠道分⽔或控制、截断⽔流的需要。节制闸常建在分⽔闸、泄⽔闸的稍下游,以利分⽔和泄⽔;或建在渡槽、倒虹吸管等的稍上游,以利控制输⽔流量和事故检修;并尽量与桥梁、跌⽔、陡坡等结合,以取得经济效益。渠系节制闸的过⽔宽度要与上、下游渠道宽度相适应,以利于连接。当采⽤轮灌时,节制闸上、下游渠道的设计流量相同,下游⽔位即为与设计流量相应的渠⽔位;当采⽤续灌时,节制闸上下游设计流量不同,⽔位需取相应流量的渠⽔位,但下游⽔位需计及下⼀级节制闸壅⽔的影响。渠道节制闸多⽤开敞式,闸槛⾼程宜与渠底相平,采⽤平底宽顶堰,闸下消能防冲⼯程都⽐较简单,始流状态可依靠护坦上置的消⼒墩扩散⽔流,撞击消能。上下游翼墙⼒求平顺,常采⽤扭曲⾯过渡,以减少⽔头损失。在平原圩区的河渠上,在短距离内设置两个节制闸,俗称套闸,分级挡⽔,可起简易船闸的作⽤,既可解决好内外的交通运输,⼜可起到防洪排涝和控制⽔位的作⽤。)(2)进⽔闸:
浅析冲沙闸过流设计
浅析冲沙闸过流设计
作者:孙剑
来源:《中国新技术新产品》2011年第11期
摘要:山区河流一般具有河道比降大、洪枯流量悬殊、河流中泥沙以推移质为主、泥沙粒径较大等特点,本文分析了当前取水枢纽冲沙闸过流尺寸设计方法的适用性,介绍了泥沙运动控制法。其基本上可以防止推移质泥沙进入进水闸,适用于丘陵和山区河流上建设的中小型水电站取水枢纽。
关键词:取水枢纽;冲沙闸;运动控制
中图分类号: TV6 文献标识码:B
1、冲沙闸过流尺寸设计的方法
冲沙闸是小型水电站取水枢纽必不可少的重要组成部分。冲沙闸由进口段,闸室和出口段三部分组成,进口段包括沉沙槽、隔水墙等,在进水闸前,由隔水墙与冲沙闸室构成的沉沙槽,形成一水流平稳的区域,使进入取水口水流中的推移质沉落在沉沙槽内,让含沙量较小的水流进入进水闸,开启冲沙闸即可冲除沉沙槽内沉落的泥沙。冲沙闸的作用是使进水闸‘门前清’。在汛期,冲沙闸还可以宣泄一部分洪水,籍以维护原河槽不致淤塞,使河道稳定在取水口一侧形成深槽。冲沙闸过流尺寸的设计方法,目前有:工程经验法、水工模型试验法、流量频率法、河相关系和泥沙特性法等。
1)工程经验法,是根据已建工程的运用经验总结确定冲沙闸过流断面。有的采用冲沙闸断面为河道断面的1/5~1/20,有的采用冲沙闸宽度为河道水宽度的1/3~1/10,还有的采用冲沙闸宽度等于或略大于进水闸宽度,或按照进水闸分流比小于50%的要求,沉沙槽连续冲沙运行情况下,过槽流量一般不得小于进水闸设计流量的2倍等方法。应用经验数据确定冲沙闸尺寸当然是重要的,但是各个取水枢纽所处的河道地形、水流泥沙条件及防沙标准不同,很难确切地决定其尺寸,确定的尺寸是否正确又无检查的依据。
闸坝设计报告
闸坝设计报告
1.4 挡⽔建筑物
1.4.1 结构布置
挡⽔建筑物由左、右岸挡⽔坝组成。
左、右岸挡⽔坝坝型均为混凝⼟重⼒坝,①坝段为右岸挡⽔坝段,⑤坝段为左岸挡⽔坝段,坝段长分别为13.3m、24.9m,坝顶宽6.0m,坝顶⾼程2213.00m。
①、⑤坝段均建在覆盖层上,最低建基⾯⾼程2260.50m,最⼤坝⾼12.5m。坝体上游侧在⾼程2269.50m处以1∶1的反坡向上游悬挑1.5m⾄⾼程2211.00m,⽜腿厚2.0m;⾼程2269.50m~2261.50m为铅直⾯,⾼程2261.50m~2262.50m 段坡度为1∶0.5。下游坝坡坡度为1∶1,起坡点⾼程为2261.50m。在上、下游⾼程2262.50m处设宽2.0m平台,重⼒坝最⼤底宽16.0m。
1.4.2 设计计算
1.4.
2.1 坝顶⾼程计算
根据DL5108-1999《混凝⼟重⼒坝设计规范》的规定,坝顶⾼程按正常蓄⽔位和校核洪⽔位加相应的⾼差ΔH确定,并取两者中最⼤值作为坝顶(或防浪墙顶)⾼程,ΔH值按下式计算:
△H=h1%+h z+h c(1.4-1) 式中:
△H—坝顶或防浪墙顶⾄设计⽔位的⾼差,m;
h1%—波⾼,m;
h z—波浪⾄设计⽔位的⾼差,m;
h c—安全超⾼,m。
波浪要素按DL5011-1991《⽔⼯建筑物荷载设计规范》中的官厅⽔库公式计算,重⼒坝坝顶⾼程计算结果见表1.4-1。
表1.4-1 重⼒坝坝顶⾼程计算成果表
根据表1.4-1坝顶⾼程计算成果,确定重⼒坝坝顶⾼程为2213.00m 。 1.4.2.2 稳定应⼒计算
冲沙闸泄洪闸
闸孔设计
5.3.2.1 冲沙闸的设计
流量计算:Q 1=10%~15%Q 设计=〔10%~15%〕*2720 m 3/s=272~408 m 3/s
Q 2=2*Q 引用=2*46.6 m 3/s=93.2 m 3/s Q 设计—设计洪水流量; Q 引用—电站引用流量.
鉴于以上计算结果,选定在设计洪水位的过流量为Q 冲沙闸=350m 3/s.
流速计算: v=
2*9.80*(897.00-863.00)m/s=25.81 m/s
v —设计洪水位下冲沙闸的流速;
g —重力加速度;
h —设计洪水位下冲沙闸的流速水头.
由2Q nb h gH μ=得e bh =
2gH
μm 2
从而确定冲沙闸的闸孔尺寸为:闸孔宽为4 m,闸孔高为5m. 5.3.2.2 泄洪闸的设计
在正常水位为897.00m,泄洪冲沙闸堰顶高程为863.0m,Q 校核=4610 m 3/s ,Q 冲沙闸=350 m 3/s.Q 泄洪闸=Q 校核-Q 冲沙闸=4610-350 m 3/s=4260 m 3/s .
〔1〕泄洪闸闸孔尺寸的估算由于泄洪闸泄流时为闸孔出流,故按闸孔出流公式计算:
2Q nb h gH μ=1〕
Q —通过泄洪闸的总流量〔m 3/s 〕
; n —闸孔数;
b —闸孔净宽〔m 〕
; μ—流量系数;
e h —闸孔开度〔m 〕;
g —重力加速度; H —堰上水头〔m 〕.
根据上面的公式可求出闸孔总过水面积为:
=nbh e S =总206.28 m 2
我国大、中型水闸的宽度一般采用812 m.同时本设计闸孔总面积较小,闸孔数不宜过多.在闸孔较少时,为便于闸门对称开启,使过闸水流均匀,避免由于偏流造成闸下局部冲刷和使闸室结构受力对称,孔数宜采用单数.
云河取水枢纽冲沙闸设计
云 河取 水枢 纽 设计 要 保 证 年 来 水 量 能 够 满 足
渠道边 坡 m = 2 ; 渠道底宽 = 1 4 m; 渠道 顶部高程 3 9 . 5 0 m; 渠道顶部宽 6 m; 渠道水位 4 4 . 0 0 n l 。
敞式 , 闸孔尺寸的设计主要是确定闸前设计 水位 、
设计 流 量 及 底板 高 程 。
2 . 1 . 1 闸前 设计 水 位 及设 计 流 量
1 基 本 设 计 资 料
云 河 取 水枢 纽位 于 云 河 上 。 枢 纽 以上 控 制流
为 了使 河 道 主槽 靠 近进 水 闸 ,> 中沙 闸下 泄 其
7 5 %时 ) 相 应 的 河 道 流 量 Q= 6 0 0 m3 / s , 此 流 量 尚供
下 游 发 电之 用。
由于冲沙 闸设 计流量 的确定涉及 因素较 多 , 至今 尚无统一 的标准。 根据工程实践经验 , 中沙闸 的设计流量采用 5 0 % ~ 8 0 % 频率的洪水流量 。依据 这一原则 , 取7 5 % 频率 的洪水流量为设计流量 , 查
设计 流 量 时 , 溢流 坝 坝 顶 不 溢 流 , 即 闸 前 设计 水 位
与 坝顶 齐 平 。 为 3 7 . 0 7 1 " I 1 。
域 面积 7 5 3 1 k m 2 ,水源 丰富 。河道 常年 水位在 3 5 . 5 ~ 3 6 . 5 m 之间。灌 区进水 闸以 5 %的洪水作为 停止 引水标准 , 进水 闸引水 时( 相应 灌溉频率 尸 =
水闸设计编制书
第一章总论
第一节概述
一、工程概况
电站位置:龙坝乡
水系:岷江水系
开发方式:引水式
引用流量:2.5m3/s
坝(闸)址位于龙坝乡驻地—龙坝河与其左岸支沟交汇口之上游约150m 处。河道顺直,纵坡降约55‰,河床横宽15~20m。左岸漫滩宽约15m,其后为河间三角形洪积阶地,阶面高出河水面10~15m,边坡稳定。右岸坡麓有崩坡积块碎石,基岩大面积出露,边坡稳定;坝线处为崩坡积层边坡,坡角30~40°,边坡稳定。坝线下游向约30 m处出露基岩,顺河长约60m,岩层为三
)浅灰色薄~中厚层状变质钙质石英砂岩、千枚岩。
迭系上统侏倭组(T
3zh
沉砂池位于右岸一级阶地上,地形地质条件宜于布置建筑物。阶地表层为砂壤土夹砾碎石,厚度1~1.5 m,其下为冲洪积砂漂块卵石层,粒度大小悬殊,局部有架空结构,均匀性差。池基持力层为冲洪积砂漂块卵石层,能满足沉砂池对承载、抗滑等稳定性要求。
第二节基本资料
1、基本概况
电站位置:龙坝乡
水系:岷江水系
开发方式:引水式
引用流量:2.5m3/s
2、流域概况
1)、河流概况
坝(闸)址位于龙坝乡驻地—龙坝河与其左岸支沟交汇口之上游约150m
处。河道顺直,纵坡降约55‰,河床横宽15~20m。左岸漫滩宽约15m,其后为河间三角形洪积阶地,阶面高出河水面10~15m,边坡稳定。右岸坡麓有崩坡积块碎石,基岩大面积出露,边坡稳定;坝线处为崩坡积层边坡,坡角30~40°,边坡稳定。坝线下游向约30 m处出露基岩,顺河长约60m,岩层为三
)浅灰色薄~中厚层状变质钙质石英砂岩、千枚岩。
迭系上统侏倭组(T
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计算书名称:进水闸、冲沙闸坝段水力及结构计算书
目录
1工程概况 (1)
2水力计算 (1)
2.1进水闸坝段过水能力计算 (1)
2.2消能防冲设计 (3)
2.3冲砂闸过水能力复核 (4)
2.4消能防冲设计 (5)
3稳定及应力计算 (6)
3.1基本资料与数据 (6)
3.2结构简化 (6)
3.3计算公式 (6)
3.4荷载计算及组合 (8)
3.5计算成果 (9)
3.6冲沙闸荷载计算 (12)
3.7计算成果 (13)
3.8计算简图 (17)
1工程概况
某调水工程由关山低坝引水枢纽和穿越秦岭山区的输水隧洞两大部分组成,按其供水对象及性质,根据《防洪标准》(GB50201—94)和《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000),工程等别为三等中型工程,主要建筑物按3级建筑物设计。
低坝无调节引水枢纽由拦河坝、冲砂闸、进水闸和输水暗渠四部分组成,前三部分在平面上呈一条直线南北方向并列布置,输水暗渠紧接进水闸并连接进水闸和输水隧洞。两个闸均设在坝的左侧。坝轴线位于两河口下游95m ,关山村上游约1km 处,此处河谷宽度74m ,河床宽度约60m ,高程为1467.2m ,河床漂卵石覆盖层厚5~12m ,最大15m ,其下的基岩为黑云片麻岩和斜长片麻岩,岩石强风化层厚约2~3m ,岩体分类为Ⅱ~Ⅲ类,岩层倾向上游,对防渗有利。
进水闸位于冲砂闸左侧,设计流量13.5m 3/s ,单孔布置,孔口尺寸3.0m ×2.5m ,设潜孔式弧形工作闸门和平面检修闸门。闸室后接4m 长的1:4陡坡,陡坡后接消力池,消力池池长14m ,池深1.0m ,底板厚度1.0m ,为C20钢筋混凝土结构;消力池后与输水暗渠相接。
2水力计算
2.1进水闸坝段过水能力计算 2.1.1引水渠内水深的确定
Q=
3
/22/11R Ai n
式中Q -引水渠流量,13.5m 3/s ; n -引水渠糙率,0.015;
A 、χ、R 、b 、h 、m 分别为过水断面面积、湿周、水力半径、渠道底宽、水深及边坡系数,其表达式如下: A=(b+mh)h χ=b+2h 21m +; R=
χA =212)(m
h b h mh b +++
故 13.5=1/0.015×(3+0 h )h ×(1/1000)1/2×3
/2)23).03((
h
h h ++
经试算求得:h=2.282m 2.1.2过流能力复核
设计流量下的渠内水深为h=2.282m ,进口闸底板高程取为1469.00m ,即下游水位为1471.282m ,进口翼墙为圆弧形翼墙。按无坎宽顶堰流计算。 最低引水位为1471.50m ,则H0=1471.50-1469.0+(13.5÷4÷3)2/19.6=2.56m,下游水深为hs=2.282m
0H hs =66
.2282.2=0.86<0.9 此时,宽顶堰流处于自由出流状态,其流量公式为:
Q=σεmB02
/302H g
式中Q -过闸流量; H0-堰上水头;
σ-堰流淹没系数,σ=0.85; m -堰流流量系数,可取m=0.385; ε-侧收缩系数,取ε=0.909; b0—闸孔净宽,b0=3m 。
Q=0.85×0.909×0.385×3.0×6.19×2.662
3=17.14m 3/s>13.5 m 3/s 故满足引流要求。
考虑到进水闸前根据引水需求需设置拦污栅,故在最低引水位时还需计入拦污栅的局部水头损失,初步估计其水头损失为Δh=0.6v 2/2g ,则H0=1471.50-1469.0+v 2/2g-0.8 v 2/2g=2.53m 下游水深为hs=2.282m
0H hs =53
.2282
.2=0.901>0.9 此时,宽顶堰流处于高淹没出流状态,其流量公式为: Q=μhsB02/10)(2hs H g
式中μ-淹没堰流的综合流量系数,可按下式计算 μ=0.877+(hs/H 0-0.65)2
μ=0.0877+(0.901-0.65)2=0.94
Q=0.94×2.282×3×g 2×(2.53-2.282)1/2= 14.17m 3/s>13.5 m 3/s 故满足引流要求。
由于引水渠道的引水流量最大只能达到13.5,故在1471.5水位及其以上,应压闸运行,以保证流量不大于13.5。 2.2消能防冲设计
消力池深d 可按下式计算 d=σ0hc ''-hs-ΔZ hc ''=
]1)(81[23-+hc
h
hc k hc 3-T0hc 2+αq 2/(2g φ2)=0
ΔZ=αq 2/(2g φ2hs 2)- αq 2/(2ghc’’2) 式中
d----消力池深度(m );
σ0----水跃的淹没系数(一般取1.0~1.05);
hc ''------以下游原河床高程为基准算出的收缩断面的跃后水深; hc-----收缩水深;
α----水流动能校正系数,可采用1.0~1.05; q----单宽流量(m 2/s ); b1----消力池首端宽度(m ); b2----消力池末端宽度(m );
T0----由消力池底板顶面算起的总势能(m ); ΔZ----出池落差(m ); hs----下游河床水深(m )。 经试算得: d=0.79 ΔZ=0.107
消力池长Lsj 可按下式计算: Lsj=βLj Lj=6.9(hc’’-hc)