水闸设计实例
水利设计样例：某水闸设计说明书
水闸设计说明书一、设计基本资料节制闸闸前水位1.7m,闸后水位1.6m 。
节制闸设计流量16.5m 3/s 。
原有干渠底宽11.0m,渠道比降1：6000,边坡1：1.5，糙率0.025。
渠道土质为沙壤土。
采用C15混凝土，Ⅰ级钢筋。
建筑物为Ⅳ级。
进水闸轴线与干渠水流成90度角布置。
二、设计任务设计节制闸一座，该建筑物横跨于干渠中，用以节制水位，保证设在节制闸左侧的进水闸顺利引水的要求。
进水闸轴线与干渠水流成90度角布置。
三、成果要求1、完成说明书约30页。
（含各部分结构简图）。
2、计算机绘图一张，包括水闸纵剖面图，水闸平面图及细部构造图，配筋图等。
第一章 节制闸的水力计算1.验算渠道的过水能力根据已知资料，采用公式Q=ωC Ri ,可算出现在渠道过流能力Q ，同时同设计流量Q 设比较，如果Q>Q设。
那么渠道能满足过水要求；如果Q<Q 设,那么就需要扩建渠道断面，以加大底宽处理直到Q=Q 设时为满足。
计算公式如下： 1．h mh b )(+=ω 2．212m h b x ++= 3．χω=R 4． 611R nC =5． Ri C Q ω=已知： m=1.5 n=0.025 h=1.6m （采用闸后水深） b=11.0m i=1:6000图1-1 渠道过水断面示意图解：()h mh b +=ω= (11+1.5×1.6) ×1.6=21.44m 277.165.116.12111222=+⨯⨯+=++=m h b χ m21.44 1.2816.77R ωχ=== ms m 21 05.136000128.168.4144.21=⨯⨯⨯==Ri c Q ω<现扩建渠道断面，以加大底宽处理。
见表1-1：表1-1 渠道过水断面计算表经试算b=14.2m h=1.6m 时Q=16.59>Q 设渠道满足过水要求，即取渠底宽14.2米。
2、初拟闸孔宽度闸孔形式采用宽顶堰，堰顶与渠底同高。
水闸设计计算书
分水闸典型设计（哈拉苏9+088桩号处分水闸）(1)工程建设内容及建筑物现状此次可行性研究设计防渗改建的2条干渠和1条支渠，需要拆除重建的水闸主要有节制闸和分水闸。
库尔勒市博斯腾灌区是一老灌区，田、林、路、渠和居民点等已形成了一套完整的体系，灌排体系也已经较为合理，各干支渠上的节制闸、分水闸布置位置、形式及闸底板高程基本合理。
为保证各分水口分水流量、与下游渠道连接顺畅、减小占地等因素，所需改造的分水闸和节制闸仍保持原节制分水闸桩号、分水方向及分水角度不变。
(2)水闸设计根据节制、分水闸过流、分水流量大小，按宽顶堰流计算孔口尺寸。
节制分水闸均采用整体开敞式结构，节制闸与分水闸间采用圆弧形直挡墙连接。
节制闸上下游连接段均采用扭面与渠道连接，根据消能计算结果和闸后渠道的实际情况，小流量的节制闸后不设消能设施，但为了确保工程运行安全，在流量较大的闸后按常规在设置0.5m 深消力池。
分水闸后采用扭面与渠道连接，扭面及挡土墙为素混凝土结构和浆砌石结构，扭面扩散角小于12°。
各节制分水闸闸室均采用C25钢筋混凝土结构，闸室后侧设0.6m宽工作桥，闸门槽及启闭机排架均采用整体式金属结构。
经计算，其抗倾覆、抗滑动稳定以及基底应力等，经计算均能满足要求。
闸室基础为砂砾石，但是根据地质评价为冻胀土，因此在闸及上下游渐变段底部均换填30cm厚砂砾石，以减小地基沉降及防止段冬季建筑物基础冻胀变形，侧面亦采用砂砾石回填，减小冬季的侧向冻土压力。
（3）闸孔过流能力计算根据闸前水深和布置形式，采用宽顶堰流公式进行计算。
Q=σs·m·n·B·（2g）1/2·H03/2式中Q ——渠道的过水流量；σs ——淹没系数，σs =1.0； m ——流量系数，m=0.365； B ——过水断面宽度；H 0——计入行进流速的槽内水头。
（5）闸室稳定计算 a 、基地应力计算 1.完建情况（未放水）。
水工建筑物-水闸设计图
10 3.46 0.56 16.09(m)
海漫水平段长度取6.09m,缓坡段取 10m，斜坡坡度为1：10
5、防冲槽 防冲槽深度取t″=1.5m,底宽 b=2t″=3m，上游坡率m1=2，下游 坡率m2=3 粘性土河床的允许不冲流速 ： 0 =0.95m/s 海漫末端水深 t=4.42+10÷10=5.42（m）
3 2
2g 72.2
3 2
4.8(m)
0.862 0.916 0.385 5 2 9.8
B0=4.8m<b0=8m, 取最大值B0=8m。
二、池深、池长的确定
1、消力池深度d 当B0=5m时，过闸单宽流量 q=14.44m/s,消力池末端的单宽流 量qs=3.46m/s。
假设消力池深度d′=0.88m时， T0=5.88m，将其代入公式：
2.消力池长度Lsj 水跃长度Lj=6.9（hc〞﹣hs) =6.9x(4.819-1.415) =23.49(m)
消力池斜坡段水平投影长度 Ls=4d=4x0.88=3.52（m）
水跃长度校正系数 =0.7 消力池长度Lsj=Ls+ Lj =3.52+0.7x23.49 =19.96（m）
3.护坦厚度t 消力池底板计算系k1=0.2
H ' 11.48 10.92 0.56(m)
护坦厚度t：
t k1 q H ' 0.2 14.44 0.56 0.66(m)
消力池末端厚度=t=0.66（m）
4、海漫长度Lp 海漫长度计算系数Ks：Ks=10 海漫长度 L k q H '
2 2
1 3.46 2 1 3.46 2 0.0049 (m) 2 2 2 2 9.8 1 4.42 2 9.8 4.819
水闸实例——精选推荐
四、防渗设计（一）闸底地下轮廓线的布置1、防渗设计的目的防止闸基渗透变形；减小闸基渗透压力；减少水量损失；合理选用地下轮廓尺寸。
2、布置原则防渗设计一般采用防渗和排水相结合的原则，即在高水位侧采用铺盖、板桩、齿墙等防渗设施，用以延长渗径减小渗透坡降和闸底板下的渗透压力；在低水位侧设置排水设施，如面层排水、排水孔排水或减压井与下游连通，使地下渗水尽快排出，以减小渗透压力，并防止在渗流出口附近发生渗透变形。
3、地下轮廓线布置 （1）闸基防渗长度的确定。
根据公式(2)计算闸基理论防渗长度为56.24m 。
其中 为渗径系数，因为地基土质为重粉质壤土，查表取8。
L =8×7.03=56.24 m（2）防渗设备 由于闸基土质以粘性土为主，防渗设备采用粘土铺盖，闸底板上、下游侧设置齿墙，为了避免破坏天然的粘土结构，不宜设置板桩。
（3）防渗设备尺寸和构造。
1）闸底板顺水流方向长度根据公式(1)计算，根据闸基土质为重粉质壤土A 取2.0。
L 底=A ×H =2×7.03=14.06 m底板长度综合考虑上部结构布置及地基承载力等要求，确定为16m 。
2）闸底板厚度为t =16×9=1.5 m 。
3）齿墙具体尺寸见图1。
图1 闸底板尺寸图 （单位：cm ）4）铺盖长度根据（3 ~5）倍的上、下游水位差，确定为36m 。
铺盖厚度确定为：便于施工上游端取为0.6m ，末端为1.5m 以便和闸底板联接。
为了防止水流冲刷及施工时破坏粘土铺盖，在其上设置30cm 厚的浆砌块石保护层，10cm 厚的砂垫层。
4、校核地下轮廓线的长度根据以上设计数据，实际的地下轮廓线布置长度应大于理论的地下轮廓线长度，通过校核，满足要求。
铺盖长度+闸底板长度+齿墙长度= 36+16+6.8=57.8m >L 理=56.24 m（二）排水设备的细部构造1、排水设备的作用采用排水设备，可降低渗透水压力，排除渗水，避免渗透变形，增加下游的稳定性。
水闸设计实例
慈溪市三八江水闸初步设计一、毕业设计目的和作用毕业设计是学生在大学期间最后一个全面性、总结性、实践性的教育环节，是学生运用所学的知识和技能，解决某一工程具体问题的一项尝试，是走向工作岗位前的一次实战演习，主要目的作用如下：1、将学生在专业课程及基础课程内说学到的知识加以系统化、巩固和加深，扩大学生所学的基本理论知识和专业知识。
2、培养学生独立解决本专业技术问题和综合运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神，鼓励大胆提出新的设计方案和技术措施。
3、培养学生掌握设计工作的流程和方法，在设计、计算、绘图、编写设计文件等方面的锻炼和提高。
4、培养学生形成正确的设计思想，树立严肃认真，实事求是和刻苦钻研的精神。
二、设计题目慈溪市三八江水闸初步设计三、设计内容（一）围垦工程枢纽总体布置（二）水闸设计（详见指导书）1.闸址选择（定性分析）2.枢纽布置3.闸室布置4.两岸连接建筑物设计5.消能防冲设计6.防渗排水设计7.闸室稳定计算8.地基处理设计9.水闸主要结构设计10.施工组织设计和概预算（本次不作要求）四、设计成果与要求（一）设计成果（1）毕业设计计算书说明书各一份（2）图纸：i.围垦工程枢纽布置图ii.闸室平面布置图iii.水闸上下游立视图iv.水闸纵向剖视图v.水闸闸底板配筋图及细部构造图（二）设计要求（1）认真阅读设计任务书及指导书，根据设计任务书查找参考书及有关资料、设计规范，复习教材相关内容。
（2）根据设计任务书要求，理清全部工作程序及基本共作思路，以便更好更快地搞好设计。
（3）设计计算说明书便写有逻辑，思路清楚，计算公式清楚，架设条件及参数选取有说明，参考资料能及时注明。
说明文字简练，语句通顺，计算必须附以示意简图。
（4）毕业设计期间应严格遵守设计纪律，独立完成各阶段设计任务。
五、进度安排及各阶段要求毕业设计时间短，除去答辩、制图、整理计算说明书及五一放假，实际设计约6周，时间安排大致如下表，希同学们能尽量在规定时间完成相应设计任务。
扬州大学水利学院本科毕业设计 水闸 模板
摘要本闸位于江苏省高邮市某中型灌区干渠渠首，为渠首取水水工建筑物。
建筑物等级为一级。
计算得本工程设3孔，每孔净宽5.0m，闸底板长17m，闸底板厚1.0程采用平面钢闸门，采用QPQ-12.5的单吊点卷扬式启闭机。
经计算设计消力池长为15m，深1.0，消力池底板厚为0.5m，海漫长为20m。
上下游翼墙结构形式采用钢筋混凝土扶壁式挡土墙。
本工程中防渗计算采用改进阻力系数法，底板内力按弹性地基梁法计算。
本工程设计主要由水力设计、消能防冲设计、闸基渗流计算、闸室结构布置、闸室稳定计算、闸室结构计算、两岸连接建筑物布置、两岸连接建筑物结构计算等几个部分组成。
关键词：水力计算稳定计算结构计算边荷载弹性地基梁AbstractThis floodgate located at Jiangsu Province Gaoyou some medium irrigation area main channel canal head,takes the water hydraulic engineering structure for the canal head.The building rank is first-level.Calculates this project to suppose3,each extends5.0m only, floodgate ledger wall long17m,floor or bottom of sluice gate thickness of slab1.0m.This project uses the plane steel strobe,uses QPQ-12.5Shan Disodium to hoist the type gate.After the computation design toe basin length is15m,deep is1m,the toe basin bottom thickness of slab is0.5m,and the sea long is21m.The upstream and downstream wing wall structural style uses the reinforced concrete buttress type bulkhead.In this project the anti-seepage computation uses the improvement resistance method of correlates,the ledger wall androgenic force according to elastically the foundation beam law computation.the this engineering design mainly by the water power design,disappears can against flush the design,the floodgate base transfusion computation,the brake chamber structural arrangement,the brake chamber stable computation,the brake chamber structure computation,both banks connection building arrangement,both banks connection building structure computation and so on several parts to be composed.Key word:Water power computation stable computation structure computationload elastically foundation beam目录1.综合说明 (1)1.1工程概况 (1)1.2水文 (1)1.3工程地质资料 (1)1.4回填土资料 (1)1.5地震设计烈度 (2)1.6其他资料 (2)2.工程布置与设计 (3)2.1工程总体布置 (3)2.2工程设计 (3)2.2.1闸孔设计 (3)2.2.2消能设计 (5)2.2.3防渗设计 (8)2.2.4闸基渗流计算 (10)3闸室布置 (15)3.1底板布置 (15)3.2闸墩 (15)3.3工作桥 (16)3.4交通桥 (16)3.5检修桥 (17)3.6胸墙 (17)3.7闸室段布置图 (17)4稳定分析 (19)4.1完建无水期荷载计算及地基承载力验算 (19)4.2闸室有水情况下的荷载计算 (21)5结构设计 (32)5.1底板设计 (32)5.1.1闸室底板内力计算 (32)5.1.2闸底板配筋计算及裂缝校核 (50)5.2闸墩设计 (53)5.3闸门设计 (57)5.3.1闸门结构形式及布置 (57)5.3.2面板设计 (59)5.3.3水平次梁顶梁和底梁的设计 (61)5.3.4主梁设计 (64)5.3.5横隔板设计 (69)5.3.6边梁设计 (70)5.3.7滚轮轨道设计 (73)5.3.8闸门启闭力和吊座计算 (73)5.4工作桥设计 (75)5.4.1工作桥布置 (75)5.4.2工作桥上部结构计算 (76)5.4.3支墩的计算与配筋 (88)5.5交通桥设计 (95)5.5.1设计资料 (95)5.5.2设计计算 (95)5.6两岸连接建筑物设计 (107)5.6.1两岸连接建筑物结构 (107)5.6.2稳定分析 (110)5.6.3结构计算 (117)参考文献 (130)致谢 (131)1.综合说明1.1工程概况本闸位于江苏省高邮市某中型灌区干渠渠首，为渠首取水水工建筑物。
水闸设计实例
慈溪市三八江水闸初步设计一、毕业设计目的和作用毕业设计是学生在大学期间最后一个全面性、总结性、实践性的教育环节，是学生运用所学的知识和技能，解决某一工程具体问题的一项尝试，是走向工作岗位前的一次实战演习，主要目的作用如下：1、将学生在专业课程及基础课程内说学到的知识加以系统化、巩固和加深，扩大学生所学的基本理论知识和专业知识。
2、培养学生独立解决本专业技术问题和综合运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神，鼓励大胆提出新的设计方案和技术措施。
3、培养学生掌握设计工作的流程和方法，在设计、计算、绘图、编写设计文件等方面的锻炼和提高。
4、培养学生形成正确的设计思想，树立严肃认真，实事求是和刻苦钻研的精神。
二、设计题目慈溪市三八江水闸初步设计三、设计内容（一）围垦工程枢纽总体布置（二）水闸设计（详见指导书）1.闸址选择（定性分析）2.枢纽布置3.闸室布置4.两岸连接建筑物设计5.消能防冲设计6.防渗排水设计7.闸室稳定计算8.地基处理设计9.水闸主要结构设计10.施工组织设计和概预算（本次不作要求）四、设计成果与要求（一）设计成果（1）毕业设计计算书说明书各一份（2）图纸：i.围垦工程枢纽布置图ii.闸室平面布置图iii.水闸上下游立视图iv.水闸纵向剖视图v.水闸闸底板配筋图及细部构造图（二）设计要求（1）认真阅读设计任务书及指导书，根据设计任务书查找参考书及有关资料、设计规范，复习教材相关内容。
（2）根据设计任务书要求，理清全部工作程序及基本共作思路，以便更好更快地搞好设计。
（3）设计计算说明书便写有逻辑，思路清楚，计算公式清楚，架设条件及参数选取有说明，参考资料能及时注明。
说明文字简练，语句通顺，计算必须附以示意简图。
（4）毕业设计期间应严格遵守设计纪律，独立完成各阶段设计任务。
五、进度安排及各阶段要求毕业设计时间短，除去答辩、制图、整理计算说明书及五一放假，实际设计约6周，时间安排大致如下表，希同学们能尽量在规定时间完成相应设计任务。
水工建筑物-水闸设计图
四、水闸的防渗排水设施
1、地下轮墩线布置 闸基防渗长度L： 查表得允许渗径系数值C=3
L CH 36.04 18.12(m)
取L=25.1m。
2、筋钢混凝土铺盖设计
铺盖长度为10m，铺盖厚为 0.5m，与底板连接处加厚至0.83m。
混凝土垫层
混凝土垫层
浆砌石（50） 反滤层
浆砌石（50） 反滤层
水工建筑物 ——水闸设计
一.基本资料
某排水闸建筑物等级为2级， 水闸设计排水流量72.2㎡/s，相当闸 上设计水位11.48m，闸下设计水位 10.92m，防洪水位16.89m，相当闸 水位10.85m。排水渠为梯形断面， 渠底宽为12m。底高程6.50m。边 坡1：2。闸基持力层为粉质粘土。 承载力为140kpa。渗透系数为 1.8×10-5 cm/s。设计该水闸。
消力池长度Lsj=Ls+ Lj
=3.52+0.7x23.49 =19.96（m）
3.护坦厚度t 消力池底板计算系k1=0.2
H '11.48 10.92 0.56(m)
护坦厚度t：
t k1 q H '
0.2 14.44 0.56 0.66(m) 消力池末端厚度=t=0.66（m）
4、海漫长度Lp 海漫长度计算系数Ks：Ks=10 海漫长度 L p ks qs H '
设计水闸
一、确定闸底板高程 闸底板高程=渠底高程=6.50 m
二、计算闸孔总净宽 假设闸孔净宽b0=8m 上游河道一半水深的宽度bs
bs=（11.48﹣6.5)×2+12 =21.96(m)
堰流侧收缩系数
1 0.171(1 bo)4 bo
bs bs 1 0.171 (1 8 ) 4 8 0.916
水闸设计(毕业设计)
Sluice is a low water head and the water retaining water leakage of the hydraulic structures. Relying on the control of opening and closing can lift the water level, adjust flow, in flood control, irrigationdrainage, shipping, power generation and so on of the application of water conservancy project is very extensive. The design of theTaizi sluice located in Xi Luga River middle reaches of two tributaries of Jinying river, Chifeng City, Neimenggu Province ,West Liaohe River．Taizi sluice is critical to the economic development of local agriculture and animal husbandry.
流域内六个雨量站，据1958～2001年共39年的降水资料统计，多年平均降水量为425.5mm，最大685mm（1959年），最小283.5mm（1966年），年际变化2.4倍，多年平均最大一日降水量为70mm，6～9月降水量约占全年的80%左右，7～8月的降水量占全年的60～70%。
风向多西北风，风力最大7～8级，一般为2～3级，夏秋季风小。流域内多年平均蒸发量为1988.5mm。结冻期约为160天，冻土深1.4～2m。
水闸水力计算实例
水闸水力计算实例一、资料和任务某平底水闸担负汛期某河部分排洪的任务。
汛期当邻闸泄洪流量达5000米3/秒时，本闸开始泄洪。
根据工程规划，进行水力计算的有关资料有： 1． 1． 水闸宽度设计标准。
（1）设计洪水流量为1680米3/秒，相应的上游水位为7.18米，下游水位为6.98米； （2）校核洪水流量为1828米3/秒，相应的上游水位为7.58米，下游水位为7.28米。
2.消能设计标准因水闸通过设计洪水流量时，上下游水位差很小，过闸水流呈淹没出流状态，故不以设计洪水流量作为消能设计标准。
现考虑汛期邻闸泄洪流量为5000米/3秒时，本闸开始泄洪，此时上下游水位差最大，可作为消能设计标准，其相应的上游水位为5.50米，下游水位为2.50米，并规定闸门第一次开启高度e =1.2米。
3.闸身稳定计算标准（考虑闸门关闭，上下游水位差最大的情况）。
（1）设计情况：上游水位为6.50米，下游水位为-1.20米； （2）校核情况：上游水位为7.00米，下游水位为-1.20米。
4.水闸底板采用倒拱形式，底板前段闸坎用浆砌块石填平。
为了与河底高程相适应，闸坎高程定为-1.00米，倒拱底板高程为-1.50米。
5.闸门、闸墩及翼墙型式：闸门为平面闸门，分上下两扇。
闸墩墩头为尖圆形，墩厚d 。
=1米。
翼墙为圆弧形，圆弧半径r =12米。
6.闸址处河道断面近似为矩形，河宽0B =160米。
7.闸基土壤为中等密实粘土。
8.水闸纵剖面图及各部分尺寸见图1。
水力计算任务：1.确定水闸溢流宽度及闸孔数；2.闸下消能计算；3.闸基渗流计算。
图1二、确定水闸溢流宽度及闸孔数平底水闸属无坎宽顶堰。
先判别堰的出流情况。
已知设计洪水流量Q=1680米3/秒，相应的上游水位为7.18米。
闸坎高程为-1.00米，则宽顶堰堰上水头H = 7.18 –( -1.00) =8.18米 又知河宽0B = 160米，则0v =H B Q 0=18.8160680.1 =1.28米/秒g 2=8.92⨯=0.084米0H =H +g av 220=8.18+0.084=8.264米下游水位为6.89米，则下游水面超过堰顶的高度 s h =6.98-(-1.00)=7.98米0H h s =264.898.7=0.965>0.86由《水力计算手册》宽顶堰淹没系数表查得，该出流为宽顶堰淹没出流。
水闸设计实例
水闸设计实例1(总15页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--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。
闸址处系平原型河段、两岸地势平坦，地面高程约为左右，河床坡降平缓，纵坡约为1/10000，河床平均标高约，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3 土的力学性质指标表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、气温本地区年最高气温 C ，最低气温 C ，平均气温 C 。
2、风速最大风速 20=V m/s ，吹程。
3、径流量非汛期（1～6月及10～12月）9个月份月平均最大流量s 。
汛期（7～9）三个月，月平均最大流量为149m 3/s ，年平均最大流量 2.26=Q m 3/s ，最大年径流总量为亿m 3。
水闸设计实例
慈溪市三八江水闸初步设计一、毕业设计目的和作用毕业设计是学生在大学期间最后一个全面性、总结性、实践性的教育环节，是学生运用所学的知识和技能，解决某一工程具体问题的一项尝试，是走向工作岗位前的一次实战演习，主要目的作用如下：1、将学生在专业课程及基础课程内说学到的知识加以系统化、巩固和加深，扩大学生所学的基本理论知识和专业知识。
2、培养学生独立解决本专业技术问题和综合运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神，鼓励大胆提出新的设计方案和技术措施。
3、培养学生掌握设计工作的流程和方法，在设计、计算、绘图、编写设计文件等方面的锻炼和提高。
4、培养学生形成正确的设计思想，树立严肃认真，实事求是和刻苦钻研的精神。
二、设计题目慈溪市三八江水闸初步设计三、设计内容（一）围垦工程枢纽总体布置（二）水闸设计（详见指导书）1.闸址选择（定性分析）2.枢纽布置3.闸室布置4.两岸连接建筑物设计5.消能防冲设计6.防渗排水设计7.闸室稳定计算8.地基处理设计9.水闸主要结构设计10.施工组织设计和概预算（本次不作要求）四、设计成果与要求（一）设计成果（1）毕业设计计算书说明书各一份（2）图纸：i.围垦工程枢纽布置图ii.闸室平面布置图iii.水闸上下游立视图iv.水闸纵向剖视图v.水闸闸底板配筋图及细部构造图（二）设计要求（1）认真阅读设计任务书及指导书，根据设计任务书查找参考书及有关资料、设计规范，复习教材相关内容。
（2）根据设计任务书要求，理清全部工作程序及基本共作思路，以便更好更快地搞好设计。
（3）设计计算说明书便写有逻辑，思路清楚，计算公式清楚，架设条件及参数选取有说明，参考资料能及时注明。
说明文字简练，语句通顺，计算必须附以示意简图。
（4）毕业设计期间应严格遵守设计纪律，独立完成各阶段设计任务。
五、进度安排及各阶段要求毕业设计时间短，除去答辩、制图、整理计算说明书及五一放假，实际设计约6周，时间安排大致如下表，希同学们能尽量在规定时间完成相应设计任务。
水工建筑物水闸设计实例
水工建筑物水闸设计实例在水工建筑物设计中，水闸是一种用于控制水流的工程构造物。
它通常由闸门、导闸护坡、底孔、闸墙和其他辅助设施组成。
水闸的设计目的是通过合理的构造和控制，实现对水流的封闭、调节和放水。
以下是一个水闸设计的实例：1.选址和环境评估：首先，需要选择一个合适的位置用来建设水闸。
这个选择通常基于水流情况、水体环境和建设的实际需求。
同时，也需要对环境进行评估，确定是否存在地质、水文等方面的问题，并制定相应的设计措施。
2.建设类型和规模确定：根据实际需求和环境条件，确定水闸的建设类型和规模，包括闸门数量、闸墙高度和长度等。
一般来说，根据水流量和水位变化，可以选择单击闸、复击闸、引水闸等不同类型的水闸。
3.水闸结构设计：根据选定的水闸类型和规模，设计水闸的结构细节。
这包括计算和确定闸门、闸墙、导闸护坡等结构物的尺寸、材料和连接方式。
同时，还需要考虑水闸的强度、稳定性和耐久性。
4.控制系统设计：水闸的开闭和水位调节通常需要一个控制系统。
设计控制系统的关键是确定合适的闸门操作方式，如手动操作、电动操作或液压操作，并相应地规划控制设备和控制信号传输方式。
5.安全性和可靠性考虑：水闸的设计必须考虑到安全性和可靠性。
这包括在设计中考虑防洪、防渗、防冲刷、防腐等措施，以确保水闸能够在不同的水流条件下正常运行，并且能够承受各种外力。
6.环境保护和生态恢复：在水闸设计过程中，还需要考虑到对水生生物和其它生态系统的影响。
设计者应该尽量减少对生态环境的破坏，并制定相应的环境保护和生态恢复方案。
7.施工和运维考虑：最后，水闸的设计还必须考虑到施工和运维的因素。
包括确定施工方法和流程、选取适当的材料和设备，以及规划维护和修复计划等。
通过以上步骤，可以完成一个水闸的设计，并确保其安全可靠、经济高效。
当然，实际的设计过程肯定还会根据具体情况和需求进行一些调整和优化，但这个实例可以作为一个基本的设计框架和参考，帮助设计者顺利完成水闸的设计工作。
水工建筑物水闸设计实例
灌区水闸设计目录：一、设计基本资料二、设计说明书<一>闸址选择<二>枢纽布置<三>水力设计：闸孔设计<四>消能防冲设计<五>防渗排水设计<六>闸室结构布置三、设计感想一、设计基本资料前进闸建在前进镇以北的红旗渠上，闸址的地理位置见图1.该闸的作用是：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。
（一）、规划数据红旗渠为人工渠道，其断面尺寸如图2所示。
渠底高程为-5.5 m，底宽为50m，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：红旗渠断面示意图（单位：m）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溉，引水流量为250/s。
此时相应的水位为：闸上游水位为1.80m，闸下游水位为1.74m。
冬春枯水季节，有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/s。
此时相应的水位为：闸上游水位为1.44m，闸下游水位为1.38m。
2、闸身稳定计算水位组合（1）设计情况：上游水位为4.3m，浪高0.8m，下游水位为1.0m。
（2）校核情况：上游水位为4.7m，浪高0.5m，下游水位为1.0m。
3、消能防冲设计水位组合根据分析，消能防冲的不利组合是：引水流量250/s，相应的上游水位为4.5m，下游水位为1.74m。
4、下游水位流量关系下游水位~流量关系见表1。
表1 下游水位流量关系（二）、地质资料1、闸基土质分布情况根据钻探报告，闸基土质分布情况见表2。
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粘土的各项参数指标为：凝聚力c=60.0kpa；内摩擦角；天然空隙比e=0.69；天然容重。
建闸所用的回填土为沙壤土，其内摩擦角，凝聚力c=0kpa，天然容重。
水闸设计实例
1基本资料1．背景资料前进闸建在前进镇以北的红旗渠上，该闸的作用是：1．1．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。
1．2．灌溉：灌溉期引胜利河氺北调，以灌溉红旗渠两岸的农田。
1．3．引水冲淤：枯水季节，引水北上至下游的红星港，以冲淤保港。
1．2 地质资料1．2．1 闸基土质分布情况如下表所示表1-1闸基土层分布1．2．2 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粘土的各项参数指标为：凝聚力Ｃ=60.0kpa；内摩擦角ϕ=19°；天然孔隙比e=0.6g；天然容重r=20.3KN/ m3。
建闸所用回填土为啥壤土，其内摩擦角ϕ=26°，凝聚力C=0。
天然容前r=18KN/ m3。
1．3 气象资料1．3．1气象资料不全1．4 三材情况1．4．1该地区“三材”供应不足。
闸门采用平面钢闸门，尺寸字定，由工厂设计，加工制造。
1．4．2 该地区地震设计烈度为6度，故不可考虑地震影响。
1．5 基本水文资料1．5．1 孔口设计水位、流量根据规划要求，在灌溉期前进闸自流胜利河水灌溉，引水量为320 m3/s。
此时相应的水位为：闸上游水位为1.86 m；闸下游水位为1.80 m。
枯水季节冬季，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100m3/s。
此时相应的水位为：闸上游水位为1.44m；闸下游水位为1.38m。
1．5．2 闸身稳定计算水位组合(1)设计情况：上游水位4.3m，浪高0.8m，下游水位1.0m。
(2)校核情况：上游水位4.7m，浪高0.5m，下游水位1.0m。
1．5．3 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300m3/s，相应的上游水位4.7m，下游水位1.78m。
1．5．4 下游水位流量关系表1-2下游水位流量关系1．6 闸的设计标准根据《水闸设计规范》SI265—2001（以下简称SI265—2001），前进闸按III级建筑物设计。
水闸水力计算实例
水闸水力计算实例水闸是一种常见的水利工程设施，用于控制河流或运河的水位，以保证安全和管理水资源。
水闸的水力计算是评估水闸性能并确定其设计参数的重要步骤。
下面将介绍一个水闸的水力计算实例。
假设其中一水闸位于一条宽度为10米，深度为4米的河流中。
设计要求该水闸能够在最大流量为100立方米/秒的情况下保持河流水位在一定范围内变化。
根据这些设计要求，需要进行水闸的水力计算。
首先，我们需要估计水闸的有效面积。
有效面积是指水闸开启时真正控制水流的面积。
假设水闸的开启宽度为6米，根据几何学原理可以计算出水闸的有效面积为24平方米。
接下来，我们需要计算水闸的流量特性。
流量特性是指水闸在不同开启条件下的流量变化规律。
根据流体力学原理，流量与水头差呈线性关系。
当水闸完全关闭时，水头差为最大，流量为0。
当水闸完全开放时，水头差为最小，流量为最大。
假设水闸的流量特性满足一个线性关系，我们可以使用公式Q=KA√2gH来计算在不同开启条件下的流量。
其中，Q为流量，K为系数，A为水闸的有效面积，g为加速度重力常数，H为水头差。
假设水闸完全关闭时，水头差为4米。
代入公式，可以计算出此时的流量为0。
假设水闸完全开放时，水头差为0.5米。
代入公式，可以计算出此时的流量为100立方米/秒。
接下来，我们可以根据流量特性计算水闸在其他开启条件下的流量。
假设水闸开启宽度为3米，根据几何学原理可以计算出此时的有效面积为12平方米。
代入公式，可以计算出此时的流量为50立方米/秒。
根据以上计算，我们可以得到水闸在不同开启条件下的流量。
然后，我们可以根据设计要求评估水闸的性能。
在最大流量为100立方米/秒的情况下，水闸的开启宽度为6米，流量为100立方米/秒，满足设计要求。
在最小流量为0立方米/秒的情况下，水闸的开启宽度为0米，流量为0立方米/秒，满足设计要求。
在其他流量条件下的计算结果也在设计要求范围内。
综上所述，通过水闸的水力计算，我们可以确定水闸的设计参数，以满足设计要求。
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1基本资料1．背景资料前进闸建在前进镇以北的红旗渠上，该闸的作用是：1．1．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。
1．2．灌溉：灌溉期引胜利河氺北调，以灌溉红旗渠两岸的农田。
1．3．引水冲淤：枯水季节，引水北上至下游的红星港，以冲淤保港。
1．2 地质资料1．2．1 闸基土质分布情况如下表所示表1-1闸基土层分布1．2．2 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粘土的各项参数指标为：凝聚力Ｃ=60.0kpa；内摩擦角ϕ=19°；天然孔隙比e=0.6g；天然容重r=20.3KN/ m3。
建闸所用回填土为啥壤土，其内摩擦角ϕ=26°，凝聚力C=0。
天然容前r=18KN/ m3。
1．3 气象资料1．3．1气象资料不全1．4 三材情况1．4．1该地区“三材”供应不足。
闸门采用平面钢闸门，尺寸字定，由工厂设计，加工制造。
1．4．2 该地区地震设计烈度为6度，故不可考虑地震影响。
1．5 基本水文资料1．5．1 孔口设计水位、流量根据规划要求，在灌溉期前进闸自流胜利河水灌溉，引水量为320 m3/s。
此时相应的水位为：闸上游水位为1.86 m；闸下游水位为1.80 m。
枯水季节冬季，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100m3/s。
此时相应的水位为：闸上游水位为1.44m；闸下游水位为1.38m。
1．5．2 闸身稳定计算水位组合(1)设计情况：上游水位4.3m，浪高0.8m，下游水位1.0m。
(2)校核情况：上游水位4.7m，浪高0.5m，下游水位1.0m。
1．5．3 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300m3/s，相应的上游水位4.7m，下游水位1.78m。
1．5．4 下游水位流量关系表1-2下游水位流量关系1．6 闸的设计标准根据《水闸设计规范》SI265—2001（以下简称SI265—2001），前进闸按III级建筑物设计。
1．7 水闸设计应用表格资料1．7．1 闸身稳定计算水位资料表1-3闸身稳定计算水位资料1．7．2 水闸建筑等级分配标准表1-4 平原水闸工程等级1．7．3 灌排渠系建筑物级别分配表1-5灌排渠系建筑物级别分配1．7．4 堰流淹没系数资料表格（选自SL265-2001实施指南）表1-5ε值1．7．5 堰流淹没系数资料表格（选自SL265-2001实施指南232页）1-6σ值宽顶堰1．7．6渗径系数表格资料（选自2001〈〈水工建筑物〉〉142页）表1-7 渗径系数值C值1．7．7 两段允许渗流坡降{J}值表1-8两段允许渗流坡降{J}值1．7．8 渗径系数表格资料表1-9渗透系数K值(单位cm/s)2 枢纽布置和水力计算2．1枢纽布置2．1．1 引水角度引水角是进水闸的中心线与河道水流所形成的夹角。
一般为锐角，许多试验证明引水角在30°- 90°范围变化时，入渠泥砂最大相差不超过 5％-15％，影响不大通常为了使水流平顺，增大引水流量，以及减轻对下唇的冲刷，引水角应尽量减小，一般采用30°- 45°。
本设计采取4°，是不对称的喇叭口状。
（依据安徽水利职工大学刘家麟主编的〈〈水工建筑物〉〉290页第八章第二节）。
图2—1引水角度示意图2．1．2 拦砂坝拦沙坎布置在取水口的前缘，坎的断面形状多为“Γ”形，坎顶高出渠底约为0.5-1.0m。
取水口前缘设置拦沙坎后，可使底层水流宽度减少，表层水流宽度增加，从而减少入渠的泥沙。
本设计拦沙坎坎高程约为0.5m。
（依据安徽水利职工大学，刘家麟主编的〈〈水工建筑物〉〉290页第八章第二节）。
图2-2前进闸挡沙坎示意图2．1．3 沉沙池沉沙池一般布置在进水闸后适当的地方，通常是将干渠断面加宽加深而成。
本渠道中在前进闸后不远处，任选一处土质不好处开挖，在此闸底版高程低0.5m 处，宽度不必加宽。
2．2 水利计算2．2．1 前进闸孔口尺寸的确定红旗渠底高程有图1—2可知H=-0.5m ，干渠底宽为50.0m ，边坡1：2根据灌溉临界期有两个：一个是在春灌溉时期，取水口以下的闸前进水位是1.86m ，闸下游水位为1.80m ，引水流量是320 m 3/s ，冬季枯水季节，引水流量是100 m 3/s ，闸前水位1.44m,闸下游水位为1.38m ，两个时期的引水都不大，引水口处河岸降落值可忽略不计。
图2-3 引水渠平面示意图(1)渠首闸的闸孔计算：根据闸基土质反干渠渠底高程等条件，选用宽顶堰型平底版，并置堰顶高程于-5.2m 。
引水梁胜利河拦沙坝(2)由上部提示，已知过水断面面积公式：21)(121⨯⨯+=h d d A （2—1）式中 A ——表示过水断面面积,㎡;d 1——表示水面宽度，m; d 2——表示渠底宽度，m; h 1——表示渠中水深上游，m; 其d 1根据图1—2可知；d 1=cos30°×1.86×2﹢50=53.08 m 则A =91。
74㎡（3）红旗渠中流速AQV =0 （2—2) 故 V 0=3.16m/s（4） 闸孔总净宽根据2005版水利水电出版的《水工建筑物》中选取H g Q302m B σε=（2—3）其中： B 0——表示闸孔总净宽，m; Q ——表示闸流量，m 3/s ；H 0——表示计入近流速水头的堰上水深，m; m ——表示堰流量系数可采用0.385 ε——表示堰流侧收缩系数 b 0——表示每孔净宽，m;b s——表示上游河道一半水深处的宽度，m;σ——表示堰流淹没系数N ——表示闸孔数d z ——表示中闸墩厚度，m;h s ——表示由堰顶算起的下游水深，m 。
m gV H H 29.257.078.122=+=+= h s=1.72m (由堰顶高程与水位得到下游)74.00=H h s故0.65<0.76<0.9 则可知前进闸的流态是属于适度淹没的堰流流态。
由前进闸是在平原区，三级建筑物等，可以初步拟定前进闸的闸孔。
净宽为10m ， 则b 0=10m 。
b s=51.54m (已知求得)故 b 0/b s =0.194<0.2 所以根据表1—5查表可得到 ε=0.909 又74.00=H h s故表1—6可得到 σ=0.990m =0.385 (已知) 综合上述可以得到)(00.5443.281.92385.0909.0990.029030m B =⨯⨯⨯⨯=3 水闸的防渗排水设计3．1 闸基防渗长度及地下轮廓线布置3．1．1 闸基防渗长度的确定在上下游水位差的作用下，上游水从河床入渗，绕过上游铺盖、板桩、闸底板经过反滤层由排水孔排水至下游。
其中铺盖、板桩和闸底板等不透水部分与地基的接触线，即图3—1中0-1-2-3…16的折线是闸基渗流的第一跟流线，称为地下轮廓线。
其长度即位闸基防渗长度（又称渗径长度）。
该长度可按式（3-1）初步拟定。
CH L = （3-1） 式中 L ——表示闸基防渗长度，即闸基轮廓线防渗部分水平段和垂直段长度的总和，m ；C ——允许渗径系数值，（依据 汤能见主编《水工建筑物》2005年8月 第一版 第五章 第四节 142页）H ——上下游水位差，m 。
图3—1水闸地下轮廓示意图m H 92.278.170.4=-=C 根据查表1—7得 4=cm CH L 68.1192.24=⨯==3．1．2 闸基防渗排水布置粘土地基不易发生管涌，但摩檫力较小。
故防渗布置应以降低闸基渗透压力，提高闸室的抗滑稳定性为主要目的。
粘土地基不打入板桩，以免破坏粘土的天然结构，造成集中渗流，因此防渗设施多采用不设板桩平铺式布置。
排水设施一般紧领闸底板布置，必要时止水铜片 底板 铺盖 消力池防冲槽海漫可移到闸底板下，以降低底板上的渗透压力，加速地基土固结。
见图3-13．2 闸基渗流计算闸基渗流计算的任务是计算闸底板所受的渗透力和验算地基土的抗渗稳定性。
计算方法有全截面直线分布法和该进阻力系数法。
本设计采用全截面直线分布法。
因为前进闸闸底处是坚硬粉质粘土，所以不用本桩帷幕灌浆，所以闸底扳面上游端的渗透压力作为三角形的形成分布。
所3-2所示。
图3—2全截面直线分布法渗透压力计算示意图所以前进闸渗透压力系数为：h H s H -=1 （3-2）式中： H ——表示闸底渗透压力水头，m ； H1——表示闸前水位，m;h s——表示闸后水位，m 。
所以， m H 92.278.170.4=-=3．3 铺盖铺盖是设在紧靠闸室的上游河底上，其主要作用是延长渗径，以降低渗透压力和渗透破降，同时具有上游防冲作用，前闸采用柔性铺盖有粘土作为材料，该粘土采用渗透系数排水孔中心线s cm K /1071-=。
由表1—9查得闸基渗透系数为s cm K /104-=10011=k k （选自 第二板《水闸》 150页） 故用该粘土做铺盖满足要求。
如图3-3所示，粘土铺盖厚度，上端最小，根据施工条件，采用0.6m ，然后向下游逐渐加大，到闸前加大至1.0m 以上，但任意断面的厚度必须是：][J Hd ∆≥（3-3） 其中H ∆表示计算铺盖断面处顶底面的水头差，示即渗流从铺盖首端至该断面处的水头损失值。
][J 表示粘性土的容许渗透坡降，对于压实的粘土铺盖，粘土为5。
m H 92.278.170.4=-=∆ m d 58.0=为了防止铺盖在施工间被破坏，适用期被冲坏，该铺盖上面铺设上0.3m 厚的干砌石保护层，在保护层与铺盖底面保护间厚度为0.2m 的砂砾石铺垫。
图3—3粘土铺盖示意图3．4 排水设施前进闸是土基水闸所以采用平铺式排水，即在护坦和海漫的底部，平铺粒径为2m 的砾石而成，其厚度为0.3m ，级配为大小排列，设至排水与地基的接触面处，水闸设计将反滤层中粒径最大的一层的加厚构成排水体。
砂砾石层粘土铺盖块石保护层沥青油毡3．5 水闸的侧向绕渗由表1-1得到墙后土质是松散的粉质土，贯击数为8。
在由表1-9得到 s cm K /1072-=s cm K s cm K //1010872--=>= 所以地基土可按不透水层考虑（《水闸设计规范》第二版）为了增加侧向渗径，在边墙或岸墙后面设一道防渗刺墙如图3-4，刺墙用塑性粘性土工作岸墙与增设的刺墙之间设置止水，长度是闸前后水径的是不利情况的2倍则。
H l ∆=2 （3-4）m H 92.278.170.4=-=∆m l 84.5=图3—4刺墙示意图3．6 消力池前进闸消力池伸入到闸室内，降低护坦高程所形成的，因为这段地址条件好，土质坚实，形状为矩形。
3．6．1 消力池深度d按照选代法求h c （冯佳平用选代法求水流缩水深，农田水利与水电1989.3）岸墙边墩刺墙TT Th c 000ααα-=（3-5）其中： h c ——跃前水深 ；T 0——表示跃前断面处消能池底水面为基准面积的水闸上游总水头； α——表示ϕ222/g q 的常数； g ——表示重力加速度g =9.81m/s 2； ϕ——表示流速系数，一般取0.95； T 0=4.3m(由表1-3)90.1222==ϕαg q (3-6))(709.0m h c=hcmgq 2521=σ (3-7)mhc b /=β (3-8)其中: b ——表示底宽(cm)； h c ——表示跃钱水深(cm)； g ——表示重力加速度9.81m/s 2； Q ——表示流量（m 3/s ）； m ——表示边坡系数； h c "——表示跃后水深；121709.081.923202521=⨯⨯=σ3.35709.0250=⨯=ϕ由水利水电出版社出版的《水闸》第二版94页的图2-32梯形断面共轭水深曲线图，可以查图得到：4.3"==hh cc η故 m m h c 80.141.24.3709.0">=⨯=计算池深为：m d h h s c 73.080.141.225.1"=-⨯=-=σ3．6．2 消力池长度确定L k 一般其长为下试计算：L L j k )8.0~7.0(= (3-9)其中L j 表示自由水跃长度)(9.6"h h L c c j -= (3-10) 故 m L k 23.8)709.041.2(9.67.0=-⨯⨯=3．7 海漫及防冲槽3．7．1 海漫长度L pHq k L sp ∆=''(3-11)其中： q ---表示消力池末端单宽流量 m 3/s ； k s ——表示计算系数，坚硬粘土为8~7； H ∆——表示闸孔池水上下水位差m; L p ——表示海漫长度m 。