《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。
水闸设计与施工
水闸设计与施工专业: 水利水电建筑工程班级:姓名:学号:组别: 第八组指导老师: 易进蓉目录一、基本资料 (1)二、闸室的布置 (2)2.1、闸室结构布置 (2)2.2、底板 (2)2.3、闸墩 (3)2.4、闸门 (4)2.5、分缝和止水 (6)三、水闸水力计算 (7)3.1闸孔尺寸与孔数 (7)3.2水闸的消能防冲设计 (8)四、闸室抗滑稳定分析 (11)4.1闸室抗滑稳定验算 (11)4.2闸室基底压力验算 (12)五、附录 (14)一、基本资料本工程主要为下游西三干沿线罐区补水，引用水源为黄河水。
布置在西三干渠跨北康沟下游，芦墓张村北附近，分进口段、闸室段和出口段。
进口段长20m 为扭曲面，底宽3m ，前10m 采用C20混凝土护底，厚0.2m ，后10m 采用0.4m 厚C20混凝土，扭面采用M7.5浆砌块石护砌。
闸室段长11m ，共1孔，净宽2.0m ，闸底板高程顶面为67.00m ，底板厚1m,边墩为梯形断面，顶宽0.7m ，底宽1.0m ，设计流量为5.0s /m 3，上游挡水高程为68.83m ，设检修门和工作门。
出口段长30m ，前15m 为1：5斜坡段，用以连续闸室末端同消力池；下游消力池段10.0m ，“U ”型槽结构，底板采用C25钢筋混凝土，顶高程为64.00m ，厚0.8m ，下设0.1m 厚粗砂垫层，侧墙为梯形断面，顶宽0.5m ，底宽0.6m ；消力池后为5m 过渡段，两岸为扭曲面，护底采用0.2m 厚C20混凝土，扭面采用M7.5浆砌石护砌，下游接引水渠。
根据勘探资料和闸室布置情况，闸基位于轻粉质壤土上，其地质参数建议值为：砼与地基摩擦系数f=0.30，C=8kPa ，φ=o5.14，承载力标准为100kPa ；墙后回填土料选用中、轻发粉质壤土φ=o 20~17，C=16~20kPa ，饱和容重取2.13/m t ，浮容重取1.13/m t 。
二、闸室的布置2.1、闸室结构布置1.闸室结构2.闸顶高程，闸槛高程3.闸孔总净宽，闸孔孔径4.底板型式、厚度、顺水流向长度、垂直水流方向分段长度5.闸墩型式、厚度、长度6.闸门型式、启闭机型式7.胸墙结构8.工作桥、检修便桥、交通桥2.2、底板⒈型式（1）按底板与闸墩的连接方式分整体式：闸墩和底板浇筑成整体，有分段缝时缝设在闸墩上。
水闸设计指导书
课程设计指导书水闸课程设计指导书一、资料分析了解本工程在国民经济中的作用,熟悉各种水位特征及相应的流量等规划成果。
研究地形、地质、水文气象，分析这些条件对水闸设计和施工的影响。
二、闸室型式的选定及上下游渠道的布置在给定的轴线上，通过计算设计渠道的纵横断面。
根据运用要求选定闸室的型式。
三、水力计算1.闸孔口尺寸设计(1)闸底板高程的确定：根据水闸下游的地质条件及水闸工程量的经济比较，确定闸底板高程。
本次设计建议采用平底板。
(2)闸孔总宽度的计算：根据水闸的上下游水位及闸底高程判断过闸水流的性质。
按相应的水力学公式计算闸孔总宽度。
(3)孔数及孔宽的选定：根据计算和遵照‘水利水电工程钢闸门的设计规范”[SL74—95]的规定选定合理的单孔宽及相应的孔数。
(4)水闸泄流能力验算：根据初步确定的孔数，孔宽及相应的水位验算孔口泄流能力。
2.消能防冲设计根据平原地区水闸及地质条件，建议采用消力池消能。
本设计需要确定消能防冲各设计尺寸及构造。
(1)确定消能控制情况及消力池尺寸：根据情况分析，在闸门局部开启时多为最不利的消能情况，应根据列表试算法来确定消力池的各项尺寸。
(2)护坦的厚度根据公式并参考相似的已建工程确定之。
(3)海漫及防冲槽尺寸及构造的确定：可按教材中所介绍公式及参考已建工程确定之。
四、防渗设计1.闸底轮廓布置：渗径长度应满足防渗要求，渗径系数应大于5～7。
2.建议采用粘土铺盖，长度在(3～5)倍水头范围内选取。
参考教材及已建工程实例拟定铺盖的各项尺寸及构造3.排水及反滤层的布置参教科书4.侧向防渗布置：两岸防渗布置必须与闸室防渗相配合，两岸各个可能的渗径都不得小于闸室渗径。
5.闸底板渗透应力计算：建议采用改进的阻力系数法计算：五、闸室布置1.闸室建议采用整体式平底板，底板顺水流方向不宜过长，主要根据上部结构布置要求及满足闸室稳定的需要。
2.闸门及闸墩型式的选择和尺寸的拟定：建议采用钢筋混凝土平板闸门，可参考教材根据水闸的运用要求确定闸墩高度。
《水闸》习题(一)
《水闸》习题(一)空题（10*2=20分）1．水闸闸室要满足和要求。
2．闸底板与铺盖之间的缝一般是缝，其作用是。
3．扬压力是由和组成。
4．水闸下游排水孔的作用是。
5．水闸翼墙的墙结构形状有、、和空箱式。
6．闸底板顺水流方向是由、和三方面确定。
7．最常见的闸室结构有和两种。
8．软土闸基一般的处理方法有：①；②；③。
9、海漫的作用是和。
它应具有、和。
10、铺盖的主要作用是________________________________，它还有____和________________作用。
水闸稳定计算工况水闸上下游水头差。
水闸消能防冲设计工况水闸单宽最大。
二、名词解释（5*4=20分）1．地下轮廓线2．反滤层3．管涌4．消能工三、判断题（10分）1．水工建筑物的分级与水利枢纽的等别无关。
（）2．水闸的对称开启是为了防止折冲水流的产生。
（）3．渗透坡降越大越容易产生渗透变形。
（）4．闸基渗流和侧向绕渗流均为无压渗流。
（）5．护底的作用是防冲，铺盖的作用是防渗。
（）6．海漫有消能的作用。
（）7．黏性土闸基一般不用铺盖防渗。
（）8．非粘性土中不产生管涌现象。
（）9．砂卵石闸基处理的主要问题是强度。
（）10．大型水闸底板一定要用倒置梁法进行结构计算。
（）四、简答题（5*5=25分）水闸的工作特点和设计要求各是什么？涵洞式水闸闸门后的通气孔有什么作用？水闸闸室稳定分析包括哪些内容？闸基渗流有哪些危害？反滤层的设计原则是什么？一般设计在什么位置？五、作图题（10分）画出重力式翼墙横剖面图并说明它的适用条件。
六、计算题（15分）。
某水闸如图所示：上游水位10.0m，下游水位5.0m，铺盖厚0.4m，底板厚1.0m，反滤层—0.7m，试用直线比例法求：①C=4.0,估算地下轮廓线的长度；②计算底板扬压力大小；③[J]=0.6，校核出口渗透坡降。
《水闸》自测题（二）一、填空题1. 水闸是一种低水头的水工建筑物，兼有和的作用，用以、，以满足水利事业的各种要求。
水闸设计
按直线比例求地下轮廓上各点的渗压水头h
H hx x L
式中：H—上下游水位差 L—渗透长度 x—由下游逸出点算起求 2）、莱茵法 莱茵于1934年根据更多的实际工程资料认 为：沿闸基渗流轮廓线单位长度消耗的水头 并不相同，单位单位水平渗流消耗的水头只 为单位铅直渗流的1/3。如全部折算为铅直 渗流，则折算后渗流长度L’为
况是非常理想的，在实践中很少遇到。 ②h”-Q曲线位于t-Q曲线之上(见图2－58,b)。 表示在各种流量下，t＜h”，将产生远驱水 跃。为了缩短保护河床的范围，必须采取工 程措施，强迫水流产生临近坝趾且稍有淹没 的水跃，例如降低护坦高程，形成静水池(见 图2－59,a)；ad若基岩开挖困难时，可修建 消力坎(见图2－59,b)，使下游水位抬高；或 同时采用两种措施形成综合静水池(见图2－ 59,c)。 ③h”-Q曲线位于t-Q曲线之下(见图2－58,c)。 表示在各种流量下，t＞h”，水跃将被尾水淹
式中：L1－铅直渗流长度(含倾斜＞45° 的防渗体) L2－水平渗流长度(含倾斜＜45° 的防渗体) 在折算渗径上,距逸出点为x’处的渗压水头为 H ' ' hx ' X L 勃莱还提出了安全渗流系数法.勃莱认为:为 防止闸基渗流破坏,L和H至少保持一定的比 L 值,即 C，C为渗流系数,依地基土壤性质 H 而定。
三、水闸的工作特点（软土地基上的） （一）地基方面
1、抗滑能力差（稳定问题）（硅与土基的
f值小，c=0） 2、抗冲能力低 3、均匀沉陷量大，且会发生不均匀沉陷 4、渗流（闸基）变形
（二）水流方面
1、闸室下及两岸产生渗流，对建筑物的稳 定不利 2、初始消能困难（下游无水或水深浅） 3、易产生波状水跃 4、易产生折冲水流（扩散角太大，不均匀 开启） 基于上述特点，设计中要解决的问题：
水闸设计说明书
第一节设计基本资料前进闸建在前进以北的红旗渠上，闸址地理位置见图<一>所示。
该闸的主要作用是：（1）防洪。
当胜利河水位较高时，关闸挡水，以防止胜利河的高水入侵红旗渠下游两岸的低田保护下游的农田和村镇。
（2）灌溉。
灌溉期引胜利河水北调，以灌溉红旗渠两岸的农田。
（3）引水冲淤。
在枯水季节，引水北上至下游的红星港，以冲淤保港。
图<一> 闸址位置示意图一、 规划数据红旗渠为人工渠道，其断面尺寸如图<二>所示。
渠底高程为，底宽50 m ，两岸边坡均为1：2。
该闸的主要设计水位组合有以下几方面。
图<二> 红旗渠断面示意图（单位：）1、孔口设计水位、流量根据规划要求，在灌溉期前进闸自流引胜利河水灌灌，引水流量为300 m 3/s ，。
此时相应的水位为：闸上游水位为 m ；闸下游水位为 m 。
冬春枯水季节，由前进闸自流引水送至下游的红星港冲淤保港，引水流量为100 m 3/s 此时相应的水位为：闸上游水位为 m ；闸下游水位为。
2、闸身稳定计算水位组合（1）设计情况：上游水位 m ，浪高 m ；下游水位 m 。
（2）校核情况：上游水位 m ，浪高 m ；下游水位 m 。
3、消能防冲设计水位组合根据分析，消能防冲的不利水位组合是：引水流量为300 m 3/s ，相应的上游水位为 m ，下游水位为 m 。
4、下游水位流量关系1:21:2-5.55.8下游水位～流量关系见表(1)表（1）下游水位流量关系二、地质资料1、闸基分布情况根据钻探报告，闸基土质分布情况见表（2）表（2）闸基土层分布2、闸基土工试验资料根据土工试验资料，闸基持力层坚硬粉质黏土的各项参数指标为：凝聚力c=;内摩擦角ϕ=19°；天然孔隙比е=；天然容重γ= m3 .建闸所用回填土为砂壤土，其内摩擦角ϕ=26°，凝聚力c=0,天然容重γ=18 kN/ m3 。
三、闸的设计标准根据《水闸设计规范》SD133—84（以下简称SD133—84），前进闸按Ⅲ能建筑物设计。
安徽水利水电职业技术学院《水闸设计与施工习题集》
水闸设计与施工习题集一、填空题1.根据我国已建水闸工程的资料统计，其挡水高度一般不大于______m，上下游水位差一般不大于_______m。
2. 水闸按闸室结构型式可分为___________和___________式两种。
3.某水闸过水流量为3000m3/s,则按水工建筑物等级分类，该水闸的级别是_________。
4. 水闸上游连接段一般包括上游防冲槽、上游护底、_________、__________、_____________等。
5. 当水闸挡水高度较大，闸孔尺寸超过泄流要求时，可设置_________挡水。
6. 胸墙一般采用钢筋混凝土结构，跨度小于或等于_________m的胸墙可做成上薄下厚的板式结构。
7. 翼墙平面布置一般有__________、__________、__________和___________等形式。
8. 空箱式挡土墙由_________、_______、_________、_______、_______和_____等组成。
9. 海漫的长度取决于消力池出口的_________、__________、_________、_________及_______________等因素。
10.为了消减承压水对闸室稳定的不利影响，可在____________设置深入该承压水或透水层的排水减压井。
11. 闸基渗流常用的计算方法有_________、________、_________、_______和_______。
12. 水闸主要轴线的放样，就是在施工现场标定____________的位置。
13.水闸一般采用____________消能形式居多。
14. 当水闸挡水高度较大，闸孔尺寸超过泄流要求时，可设置_________挡水。
15. 胸墙一般采用钢筋混凝土结构，小跨度（小于或等于6m）的胸墙可做成上薄下厚的____________。
16. 扶壁式挡土墙由_______、___________及__________三部分组成。
水闸设计方案
目录第No table of contents entries found.水闸设计第一、水力设计一、闸孔设计1、闸室结构型式：开敞式水闸2、孔口尺寸的肯定 （1）拟定闸孔尺寸 1）设计洪水情形：上游水深：m H 93.330.2223.26=-= 下游水深：m h s 76.230.2206.25=-= 过水断面面积：21.106193.3270m H b =⨯=⋅=ω 上游行近流速：s m Qv /89.11.106120100===ω有效水头：m g v H H 11.48.9289.193.322200=⨯+=+=α（其中0.1取α） 8.067.011.476.20<==H h s ，属于自由出流。
宽顶堰自由出流公式：2302H g Bm Q ε=，对于无坎宽顶堰385.0=m ，假设95.0=ε 即m Hg m QB 00.14911.48.92385.095.0201022323001=⨯⨯⨯⨯==ε2）校核洪水情形上游水深：m H 23.430.2253.26=-= 下游水深：m h s 21.330.2251.25=-=过水断面面积：21.114223.4270m H b =⨯=⋅=ω 上游行近流速：s m Qv /98.11.114222650===ω有效水头：m g v H H 33.48.9298.123.422200=⨯+=+=α（其中0.1取α）8.074.033.421.30<==H h s ，属于自由出流。
宽顶堰自由出流公式：2302H g Bm Q ε=，对于无坎宽顶堰385.0=m ，假设95.0=ε 即m Hg m QB 24.15533.48.92385.095.0226422323002=⨯⨯⨯⨯==ε比较1），2）的结果，0201B B <，可见引水浇灌是肯定孔口尺寸的控制尺寸，故闸孔净宽0B 宜采用较大值。
拟将闸孔分为11孔，取每孔净宽为，则闸孔实际总净宽m B 21.15511.14110=⨯=，为了减小闸孔总净宽，节省工程量，闸底板谊采用整体式平底板。
水闸设计
目录第一节设计基本资料 (2)1.1 概述 (2)1.2 规划数据 (2)1.3地质资料 (3)1.4闸的设计标准 (4)1.5其他资料 (4)第二节枢纽布置 (4)2.1 防沙设施 (4)2.3引水渠的布置 (4)2.4进水闸布置 (5)第三节水力计算 (5)3.1闸孔设计 (5)3.2消能防冲设计 (7)第四节防渗排水设计 (11)4.1地下轮廓设计 (11)4.2渗流计算 (12)第五节闸室布置与稳定计算....... 错误！未定义书签。
5.1 闸室结构布置 (16)5.2 闸室稳定计算............................... 错误！未定义书签。
第六节闸室结构设计. (26)6.1 闸墩设计 (26)6.2底板结构计算 (27)第七节两岸连接建筑物设计....... 错误！未定义书签。
第八节主要参考文献. (34)水工建筑物课程设计计算说明书第一节设计基本资料1.1概述本工程是西通河灌区第一集抽水站的拦河闸，其主要任务是拦蓄西通河的河水，抬高水位满足抽水灌溉的需要，洪水期能够宣泄洪水，保证两岸农田不被洪水淹没。
1.2规划数据闸址附近，河道顺直，河道横部面接近梯形，底宽18m，边坡1：1.5，河底高程195.00m,两岸地面高程199.20m。
断面尺寸如图1.1所示：图1.11.2.1孔口设计水位、流量根据规划要求，在正常蓄水时下泄流量为Q=03/m s，上游水位为H正=198.0m，此时对应的下游水位H=195.0m;在校核洪水时灌区下泄流量为Q核=79.73/m s，此时的相应上游校核水位为H核=198.90m，相应闸下游水位H下=198.65m;在设计灌溉区期下泄流量Q设=61.43/m s，此时对应的上游水位H设=198.36m，闸下游水位为H‘下=198.15m.1.2.2闸身稳定计算水位组合A.设计情况：上游水深H=3.36m,下游水深h=3.15mB.校核情况：上游水深H=3.90m,下游水深h=3.65m1.2.3消能防冲设计水位组合根据分析：消能防冲的最不利水位组合是在校核洪水位时的情况下：则其组合是：下泄流量为Q=79.703/m s，相应的上游水位是H核=198.90m, 闸下游水位H下=198.65m，则相应的上游水深H=3.90m,下游水深h=3.65m。
水闸设计规范
中华人民共和国行业标准SL 265-2001水闸设计规范Desidn specification for sluice2001-02-28发布2001-04-01实施中华人民共和国水利部发布中华人民共和国行业标准水闸设计规范Desidn specification for sluiceSL 265-2001主编单位：江苏省水利勘测设计研究院批准部门：中华人民共和国水利部施行日期：2001年4月1日中华人民共和国水利部关于批准发布《水闸设计规范》SL 265-2001的通知水国科［2001］62号部直属各单位,各省,自治区,直辖市,计划单列市水利(水务)厅(局),新疆生产建设兵团水利局：根据部水利水电技术标准制定,修订计划,由水利水电规划设计总院主持,以江苏省水利勘测设计研究院为主编单位修订的《水闸设计规范》,经审查批准为水利行业标准,并予以发布.标准的名称和编号为：《水闸设计规范》SL 265-2001(代替SD133-84).本标准自2001年4月1日起实施.在实施过程中,请各单位注意总结经验,如有问题请函告主持部门,并由其负责解释.标准文本由中国水利水电出版社出版发行.二○○一年二月二十八日前言根据水利部水利水电规划设计总院水规设字(1995)0037号"关于开展《水闸设计规范》(SD133-84)修订工作的意见",水利部水利水电规划设计管理局水规局技［1997］7号"关于印发水利水电勘测设计技术标准修订工作会议有关文件的通知",对SD133-84,(以下简称原规范)进行修订.修订后的SL 265-2001《水闸设计规范》,(以下简称本规范)主要包括下列技术内容：---水闸的等级划分及洪水标准；---水闸的闸址选择和总体布置；---水闸的水力设计和防渗排水设计；---水闸的结构设计；---水闸的地基计算及处理设计；---水闸的观测设计等.对原规范进行修订的主要技术内容如下：---拓宽了原规范的适用范围,在各章节中增加了有关山区,丘陵区水闸及建于岩石地基上水闸设计的若干规定；---增加了有关水闸等级划分及洪水标准的规定；---对有关水闸闸址选择方面的规定内容进行了修改和增订；---增加了有关水闸枢纽布置的规定,并对有关水闸闸室结构,防渗排水设施,消能防冲设施和两岸连接结构等选型布置方面的规定内容进行了修改和增订(包括增加了闸室胸墙结构,冻胀土地基上和地震区的水闸结构,垂直防渗体和排水设施,大型多孔水闸消能防冲设施的选型布置等)；---对有关水闸闸孔总净宽计算,消能防冲设施的设计计算和闸门控制运用方式的拟定等方面的规定内容进行了修改和增订(包括修改了以堰上水头为主要因素的闸孔总净宽计算公式和系数表,消力池深度和底板厚度的计算公式等,增加了以流速水头为主要因素的闸孔总净宽计算公式,上游护底首端的河床冲刷深度计算公式和跌坎面流式消能计算公式等)；---对有关闸基渗透压力计算,闸基抗渗稳定性验算,滤层设计和永久缝止水设计等方面的规定内容进行了修改和增订(包括增加了岩石地基上水闸闸基防渗帷幕和排水孔设计的规定以及岩石地基上闸基渗透压力计算公式等)；---对有关水闸荷载计算及组合,闸室和岸墙,翼墙的稳定计算,结构应力分析等方面的规定内容进行了修改和增订(包括修改了荷载类别及荷载组合表,闸室底板应力分析中对底板自重和边荷载的取值等,增加了水闸结构对材料的要求,土压力计算公式,岩石地基上闸室抗滑稳定计算公式,闸室检修时抗浮稳定计算公式和岩石地基上翼墙抗倾覆稳定计算公式等)；---对有关岩土分类及其试验方法,水闸地基整体稳定计算,地基沉降计算和地基处理设计等方面的规定内容进行了修改和增订(包括修改了土的分类方法和水闸地基沉降计算公式等,增加了岩石分类方法,岩石与碎石土地基允许承载力指标,计算土质地基允许承载力的汉森公式,土质地基附加应力计算公式,岩石地基的处理方法和土质地基强力夯实处理方法等)；---对有关水闸观测项目的设置,观测设施的布置,观测方法的拟定和整理分析观测资料的技术要求等方面的规定内容进行了修改和增订.本规范解释单位：水利部水利水电规划设计总院本规范主编单位：江苏省水利勘测设计研究院本规范参编单位：水利部四川水利水电勘测设计研究院本规范主要起草人：陈登毅张平易许宗喜吴明全袁文健目次1 总则2 水闸等级划分及洪水标准2.1 工程等别及建筑物级别2.2 洪水标准3 闸址选择4 总体布置4.1 枢纽布置4.2 闸室布置4.3 防渗排水布置4.4 消能防冲布置4.5 两岸联接布置5 水力设计6 防渗排水设计7 结构设计7.1 一般规定7.2 荷载计算及组合7.3 闸室稳定计算7.4 岸墙,翼墙稳定计算7.5 结构应力分析8 地基计算及处理设计8.1 一般规定8.2 地基整体稳定计算8.3 地基沉降计算8.4 地基处理设计9 观测设计附录A 闸孔总净宽计算附录B 消能防冲计算附录C 渗透压力计算附录D 土压力计算附录E 浪压力计算附录f 岩土分类附录G 土质地基划分附录H 地基允许承载力计算附录J 地基附加应力计算本规范的用词和用语说明1 总则1.0.1 为了适应水闸工程建设的需要,统一水闸设计标准和技术要求,提高水闸设计水平,做到技术先进,安全可靠,经济合理,实用耐久,管理方便,特制定本规范.1.0.2 本规范适用于新建,扩建的大,中型水闸设计.大,中型水闸的加固,改建设计以及小型水闸设计可参照使用.对于特殊重要的大型水闸设计,应进行专门研究.1.0.3 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.1.0.4 水闸设计应从实际出发,广泛吸取工程实践经验,进行必要的科学试验,积极采用新结构,新技术,新材料,新设备.1.0.5 水闸设计除应符合本规范外,尚应符合国家现行的有关标准的规定.2 水闸等级划分及洪水标准2.1 工程等别及建筑物级别2.1.1 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2.1.1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.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.2.1.2 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2.1.2确定.表2.1.2 水闸枢纽建筑物级别划分永久性建筑物指枢纽工程运行期间使用的建筑物.主要建筑物指失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益的建筑物.次要建筑物指失事后不致造成下游灾害或对工程效益影响不大并易于修复的建筑物.临时性建筑物指枢纽工程施工期间使用的建筑物.2.1.3 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2.1.2确定.山区,丘陵区水利水电枢纽工程等别应按国家现行的《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL 252-2000)的规定确定.2.1.4 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.2.1.5 位于防洪(挡潮)堤上的水闸,其级别不得低于防洪(挡潮)堤的级别.2.1.6 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.2.2洪水标准2.2.1 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2.2.1所列标准综合分析确定.2.2.2 挡潮闸的设计潮水标准应按表2.2.2确定.兼有排涝任务的挡潮闸,其设计排涝标准可按表2.2.4确定.表2.2.2 挡潮闸设计潮水标准注：若确定的设计潮水位低于当地历史最高潮水位时,应以当地历史最高潮水位作为校核潮水标准.2.2.3 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SL 252-2000的规定确定.2.2.4 灌排渠系上的水闸,其洪水标准应按表2.2.4确定.表2.2.4 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.2.2.5 位于防洪(挡潮)堤上的水闸,其防洪(挡潮)标准不得低于防洪(挡潮)堤的防洪(挡潮)标准.2.2.6 按本规范2.1.6条规定提高或降低一级设计的水闸,其洪水标准可按提高或降低后的级别确定.2.2.7 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.山区,丘陵区水闸闸下消能防冲设计洪水标准,可按表2.2.7确定,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.当泄放超过消能防冲设计洪水标准的流量时,允许消能防冲设施出现局部破坏,但必须不危及水闸闸室安全,且易于修复,不致长期影响工程运行.2.2.8 4,5级临时性建筑物的洪水标准应根据其结构类别按表2.2.8的规定幅度,结合风险度综合分析合理选定.对失事后果严重的重要工程,应考虑遭遇超标准洪水的应急措施.3 闸址选择3.0.1 闸址应根据水闸的功能,特点和运用要求,综合考虑地形,地质,水流,潮汐,泥沙,冻土,冰情,施工,管理,周围环境等因素,经技术经济比较后选定.3.0.2 闸址宜选择在地形开阔,岸坡稳定,岩土坚实和地下水水位较低的地点.闸址宜优先选用地质条件良好的天然地基,避免采用人工处理地基.3.0.3 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,经技术经济比较后也可选择在弯曲河段裁弯取直的新开河道上.3.0.4 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顶点稍偏下游处,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.3.0.5 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)闸址且宜选择在靠近主要涝区和容泄区的老堤堤线上.3.0.6 挡潮闸闸址宜选择在岸线和岸坡稳定的潮汐河口附近,且闸址泓滩冲淤变化较小,上游河道有足够的蓄水容积的地点.3.0.7 若在多支流汇合口下游河道上建闸,选定的闸址与汇合口之间宜有一定的距离.3.0.8 若在平原河网地区交叉河口附近建闸,选定的闸址宜在距离交叉河口较远处.3.0.9 若在铁路桥或Ⅰ,Ⅱ级公路桥附近建闸,选定的闸址与铁路桥或Ⅰ,Ⅱ级公路桥的距离不宜太近.3.0.10 选择闸址应考虑材料来源,对外交通,施工导流,场地布置,基坑排水,施工水电供应等条件.3.0.11 选择闸址应考虑水闸建成后工程管理维修和防汛抢险等条件.3.0.12 选择闸址还应考虑下列要求：---占用土地及拆迁房屋少；---尽量利用周围已有公路,航运,动力,通信等公用设施；---有利于绿化,净化,美化环境和生态环境保护；---有利于开展综合经营.4 总体布置4.1 枢纽布置4.1.1 水闸枢纽布置应根据闸址地形,地质,水流等条件以及该枢纽中各建筑物的功能,特点,运用要求等确定,做到紧凑合理,协调美观,组成整体效益最大的有机联合体.4.1.2 节制闸或泄洪闸的轴线宜与河道中心线正交,其上,下游河道直线段长度不宜小于5倍水闸进口处水面宽度.位于弯曲河段的泄洪闸,宜布置在河道深泓部位.4.1.3 进水闸或分水闸的中心线与河(渠)道中心线的交角不宜超过30°,其上游引河(渠)长度不宜过长.位于弯曲河(渠)段的进水闸或分水闸,宜布置在靠近河(渠)道深泓的岸边.分洪闸的中心线宜正对河道主流方向.4.1.4 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60°,其下游引河(渠)宜短而直,引河(渠)轴线方向宜避开常年大风向.4.1.5 滨湖水闸的轴线宜与上游来水方向正交.当上,下游水面较宽阔时,可根据需要设一定长度的导水堤.4.1.6 水闸枢纽中的船闸,泵站或水电站宜靠岸布置,但船闸不宜与泵站或水电站布置在同一岸侧.船闸,泵站或水电站与水闸的相对位置,应能保证满足水闸通畅泄水及各建筑物安全运行的要求.4.1.7 多泥沙河流上的水闸枢纽,应在进水闸进水口或其他取水建筑物取水口的相邻位置设冲沙闸(排沙闸)或泄洪冲沙闸,并应注意解决进水闸进水口或其他取水建筑物取水口处可能产生的泥沙淤堵问题.4.1.8 上,下游平水机会较多,且有一般通航要求的水闸,可设置通航孔.通航孔位置应根据过闸安全和管理方便的原则确定,但不宜紧靠泵站或水电站.4.1.9 上,下游水位差不大,且有一般过木要求的水闸,可设置过木孔或在岸边设过木道.过木孔或岸边过木道位置应根据水流条件和漂木特点确定,但不宜紧靠泵站或水电站.4.1.10 经常有水流下泄,且有过鱼要求的水闸,可结合岸墙,翼墙的布置设置鱼道.鱼道下泄水流宜与河道水流斜交,其出口位置不宜紧靠泄洪闸.4.1.11 平原区上游有余水可以利用,且有发电要求的水闸,可结合岸墙,翼墙的布置设置小型水力发电机组或在边闸孔内设置可移式发电装置.4.1.12 水流流态复杂的大型水闸枢纽布置,应经水工模型试验验证.模型试验范围应包括水闸上,下游可能产生冲淤的河段.4.2 闸室布置4.2.1 水闸闸室布置应根据水闸挡水,泄水条件和运行要求,结合考虑地形,地质等因素,做到结构安全可靠,布置紧凑合理,施工方便,运用灵活,经济美观.4.2.2 闸室结构可根据泄流特点和运行要求,选用开敞式,胸墙式,涵洞式或双层式等结构型式.整个闸室结构的重心应尽可能与闸室底板中心相接近,且偏高水位一侧.1 闸槛高程较高,挡水高度较小的水闸,可采用开敞式；泄洪闸或分洪闸宜采用开敞式；有排冰,过木或通航要求的水闸,应采用开敞式.2 闸槛高程较低,挡水高度较大的水闸,可采用胸墙式或涵洞式；挡水水位高于泄水运用水位,或闸上水位变幅较大,且有限制过闸单宽流量要求的水闸,也可采用胸墙式或涵洞式.3 要求面层溢流和底层泄流的水闸,可采用双层式；软弱地基上的水闸,也可采用双层式.4.2.3 开敞式闸室结构可根据地基条件及受力情况等选用整体式或分离式.涵洞式和双层式闸室结构不宜采用分离式.4.2.4 水闸闸顶高程应根据挡水和泄水两种运用情况确定.挡水时,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；泄水时,闸顶高程不应低于设计洪水位(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4.2.4.表4.2.4 水闸安全超高下限值(m)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.闸顶高程的确定,还应考虑下列因素：---软弱地基上闸基沉降的影响；---多泥沙河流上,下游河道变化引起水位升高或降低的影响；---防洪(挡潮)堤上水闸两侧堤顶可能加高的影响等.4.2.5 闸槛高程应根据河(渠)底高程,水流,泥沙,闸址地形,地质,闸的施工,运行等条件,结合选用的堰型,门型及闸孔总净宽等,经技术经济比较确定.建造在复式河床上的水闸,当闸基为岩石或坚硬的粘性土时,可选用高,低闸槛的布置型式,但必须妥善布置防渗排水设施.4.2.6 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.4.2.7 闸孔孔径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,进行综合分析确定.选用的闸孔孔径应符合国家现行的(SL 74-95)《水利水电工程钢闸门设计规范》所规定的闸门孔口尺寸系列标准.闸孔孔数少于8孔时,宜采用单数孔.4.2.8 闸室底板型式应根据地基,泄流等条件选用平底板,低堰底板或折线底板.1 一般情况下,闸室底板宜采用平底板；在松软地基上且荷载较大时,也可采用箱式平底板.2 当需要限制单宽流量而闸底建基高程不能抬高,或因地基表层松软需要降低闸底建基高程,或在多泥沙河流上有拦沙要求时,可采用低堰底板.3 在坚实或中等坚实地基上,当闸室高度不大,但上,下游河(渠)底高差较大时,可采用折线底板,其后部可作为消力池的一部分.4.2.9 闸室底板厚度应根据闸室地基条件,作用荷载及闸孔净宽等因素,经计算并结合构造要求确定.4.2.10 闸室底板顺水流向长度应根据闸室地基条件和结构布置要求,以满足闸室整体稳定和地基允许承载力为原则,进行综合分析确定.4.2.11 闸室结构垂直水流向分段长度(即顺水流向永久缝的缝距)应根据闸室地基条件和结构构造特点,结合考虑采用的施工方法和措施确定.对坚实地基上或采用桩基的水闸,可在闸室底板上或闸墩中间设缝分段；对软弱地基上或地震区的水闸,宜在闸墩中间设缝分段.岩基上的分段长度不宜超过20m,土基上的分段长度不宜超过35m.当分段长度超过本条规定数值时,宜作技术论证.永久缝的构造型式可采用铅直贯通缝,斜搭接缝或齿形搭接缝,缝宽可采用2～3cm.4.2.12 闸墩结构型式应根据闸室结构抗滑稳定性和闸墩纵向刚度要求确定,一般宜采用实体式.闸墩的外形轮廓设计应能满足过闸水流平顺,侧向收缩小,过流能力大的要求.上游墩头可采用半圆形,下游墩头宜采用流线形.4.2.13 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等确定.平面闸门闸墩门槽处最小厚度不宜小于0.4m.4.2.14 工作闸门门槽应设在闸墩水流较平顺部位,其宽深比宜取1.6～1.8.根据管理维修需要设置的检修闸门门槽,其与工作闸门门槽之间的净距离不宜小于1.5m. 当设有两道检修闸门门槽时,闸墩和底板必须满足检修期的结构强度要求.4.2.15 边闸墩的选型布置应符合本规范 4.2.12～4.2.14条的规定.兼作岸墙的边闸墩还应考虑承受侧向土压力的作用,其厚度应根据结构抗滑稳定性和结构强度的需要计算确定.4.2.16 闸门结构的选型布置应根据其受力情况,控制运用要求,制作,运输,安装,维修条件等,结合闸室结构布置合理选定.1 挡水高度和闸孔孔径均较大,需由闸门控制泄水的水闸宜采用弧形闸门.2 当永久缝设置在闸室底板上时,宜采用平面闸门；如采用弧形闸门时,必须考虑闸墩间可能产生的不均匀沉降对闸门强度,止水和启闭的影响.3 受涌浪或风浪冲击力较大的挡潮闸,宜采用平面闸门,且闸门面板宜布置在迎潮侧.4 有排冰或过木要求的水闸,宜采用平面闸门或下卧式弧形闸门；多泥沙河流上的水闸,不宜采用下卧式弧形闸门.5 有通航或抗震要求的水闸,宜采用升卧式平面闸门或双扉式平面闸门.6 检修闸门应采用平面闸门或叠梁式闸门.4.2.17 露顶式闸门顶部应在可能出现的最高挡水位以上有0.3～0.5m的超高.4.2.18 启闭机型式可根据门型,尺寸及其运用条件等因素选定.选用启闭机的启闭力应等于或大于计算启闭力,同时应符合国家现行的SL 41-93《水利水电工程启闭机设计规范》所规定的启闭机系列标准.当多孔闸门启闭频繁或要求短时间内全部均匀开启时,每孔应设一台固定式启闭机.4.2.19 闸室胸墙结构可根据闸孔孔径大小和泄水要求选用板式或板梁式.孔径小于或等于6m时可采用板式,孔径大于6m时宜采用板梁式.胸墙顶宜与闸顶齐平.胸墙底高程应根据孔口泄流量要求计算确定.胸墙上游面底部宜做成流线形.胸墙厚度应根据受力条件和边界支承情况计算确定.对于受风浪冲击力较大的水闸,胸墙上应留有足够的排气孔.胸墙与闸墩的连接方式可根据闸室地基,温度变化条件,闸室结构横向刚度和构造要求等采用简支式或固支式.当永久缝设置在底板上时,不应采用固支式.4.2.20 闸室上部工作桥,检修便桥,交通桥可根据闸孔孔径,闸门启闭机型式及容量,设计荷载标准等分别选用板式,梁板式或板拱式,其与闸墩的连接型式应与底板分缝位置及胸墙支承型式统一考虑.有条件时,可采用预制构件,现场吊装.工作桥的支承结构可根据其高度及纵向刚度选用实体式或刚架式.工作桥,检修便桥和交通桥的梁(板)底高程均应高出最高洪水位0.5m以上；若有流冰,应高出流冰面以上0.2m.4.2.21 松软地基上的水闸结构选型布置尚应符合下列要求：1 闸室结构布置匀称,重量轻,整体性强,刚度大；2 相邻分部工程的基底压力差小；3 选用耐久,能适应较大不均匀沉降的止水型式和材料；4 适当增加底板长度和埋置深度.4.2.22 冻胀性地基上水闸结构选型布置尚应符合下列要求：1 闸室结构整体性强,刚度大；2 Ⅲ级冻涨土地基上的1,2,3级水闸和Ⅳ,Ⅴ级冻涨土地基上的各级水闸,其基础埋深不小于基础设计冻深；3 在满足地基承载力要求的情况下,减小闸室底部与冻涨土的接触面积；4 在满足防渗,防冲和水流衔接条件的情况下,缩短进出口长度；5 适当减小冬季暴露的大,中型水闸铺盖,消力池底板等底部结构的分块尺寸.4.2.23 地震区水闸结构选型布置尚应符合下列要求：1 闸室结构布置匀称,重量轻,整体性强,刚度大；2 降低工作桥排架高度,减轻其顶部重量,并加强排架柱与闸墩和桥面结构的抗剪连接；3 在闸墩上分缝,并选用耐久,能适应较大变形的止水型式和材料；4 加强地基与闸室底板的连接,并采取有效的防渗措施；5 适当降低边墩(岸墙)后的填土高度,减少附加荷载；6 上游防渗铺盖采用混凝土结构,并适当布筋.4.3 防渗排水布置4.3.1 水闸防渗排水布置应根据闸基地质条件和水闸上,下游水位差等因素,结合闸室,消能防冲和两岸连接布置进行综合分析确定.4.3.2 均质土地基上的水闸闸基轮廓线应根据选用的防渗排水设施,经合理布置确定.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(4.3.2)要求：L＝CΔH (4.3.2)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)；ΔH---上,下游水位差(m)；C---允许渗径系数值,见表4.3.2.当闸基设板桩时,可采用表4.3.2中所列规定值的小值.注：地基土分类见本规范附录f.4.3.3 当闸基为中壤土,轻壤土或重砂壤土时,闸室上游宜设置钢筋混凝土或粘土铺盖,或土工膜防渗铺盖,闸室下游护坦底部应设滤层.粘土铺盖的渗透系数应比地基土的渗透系数小100倍以上.4.3.4 当闸基为较薄的壤土层,其下卧层为深厚的相对透水层时,除应符合本规范4.3.3条的规定外,尚应验算覆盖土层抗渗,抗浮的稳定性.必要时可在闸室下游设置深入相对透水层的排水井或排水沟,并采取防止被淤堵的措施.4.3.5 当闸基为粉土,粉细砂,轻砂壤土或轻粉质砂壤土时,闸室上游宜采用铺盖和垂直防渗体(钢筋混凝土板桩,水泥砂浆帷幕,高压喷射灌浆帷幕,混凝土防渗墙,土工膜垂直防渗结构等)相结合的布置形式.垂直防渗体宜布置在闸室底板的上游端.在地震区粉细砂地基上,闸室底板下布置的垂直防渗体宜构成四周封闭的形式.粉土,粉细砂,轻砂壤土或轻粉质砂壤土地基除应保证渗流平均坡降和出逸坡降小于允许值外,在渗流出口处(包括两岸侧向渗流的出口处)必须设置级配良好的滤层.4.3.6 当闸基为较薄的砂性土层或砂砾石层,其下卧层为深厚的相对不透水层时,闸室底板上游端宜设置截水槽或防渗墙,闸室下游渗流出口处应设滤层.截水槽或防渗墙嵌入相对不透水层深度不应小于1.0m.。
水闸设计的主要内容
水闸设计的主要内容如下。
1.闸址和闸槛高程的选择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。
闸槛高程的选定，应与过闸单宽流量相适应。
在水利枢纽中，应根据枢纽工程的性质及综合利用要求，统一考虑水闸与枢纽其他建筑物的合理布置，确定闸址和闸槛高程。
2.水力设计根据水闸运用方式和过闸水流形态，按水力学公式计算过流能力，确定闸孔总净宽度。
结合闸下水位及河床地质条件，选定消能方式。
水闸多用水跃消能，通过水力计算，确定消能防冲设施的尺度和布置。
估算判断水闸投入运用后，由于闸上下游河床可能发生冲淤变化，引起上下游水位变动，从而对过水能力和消能防冲设施产生的不利影响。
大型水闸的水力设计，应做水力模型试验验证。
3.防渗排水设计根据闸上下游最大水位差和地基条件,并参考工程实践经验,确定地下轮廓线（即由防渗设施与不透水底板共同组成渗流区域的上部不透水边界）布置，须满足沿地下轮廓线的渗流平均坡降和出逸坡降在允许范围以内，并进行渗透水压力和抗渗稳定性计算。
在渗流出逸面上应铺设反滤层和设置排水沟槽（或减压井），尽快地、安全地将渗水排至下游。
两岸的防渗排水设计与闸基的基本相同。
4.结构设计根据运用要求和地质条件，选定闸室结构和闸门形式，妥善布置闸室上部结构。
分析作用于水闸上的荷载及其组合，进行闸室和翼墙等的抗滑稳定计算、地基应力和沉陷计算，必要时，应结合地质条件和结构特点研究确定地基处理方案。
对组成水闸的各部建筑物（包括闸门），根据其工作特点，进行结构计算。
选择闸址和闸孔形式，确定闸孔尺寸，拟定消能防冲、防渗、地基处理、闸室布置方案，进行稳定、沉降、结构计算等。
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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。