节制闸课程设计书

一，设计基本资料

1.1，概述

本工程位于流过山东省淄博市境内的淄河中游，距齐鲁石化进水闸的下游约2公里处设置的节制闸。目的是拦截淄河水流，抬高水位，以确保国家重点企业齐鲁石化和近数十万亩农田灌溉的供水。

淄河由沂蒙山脉为源头，从南至北，经临朐、青州、淄博、广饶汇入小清河，再流入渤海。淄河是一条季节性河流，汛期时来水流量较大，通常约600m3/s；枯水期时河流干涸，河床能行人。每当汛期山洪暴发，水流夹带大量泥砂，河床沉积着较厚的砂砾，而两岸的地表土为亚粘土。

1.2，规划数据

流域面积：1670平方公里。

设计流量（5年一遇）：Q=560m3/s，相应的闸上水位：34.55m，闸下水位：33.75m。

校核流量（20年一遇）：Q=1300m3/s，相应的闸上水位：36.35m，闸下水位：35.62m。蓄水期水位：

1.正常蓄水位：闸上34.55m，闸下29.98m（闸下无水）。

2.最高蓄水位（校核水位）闸上35.90m，闸下31.98m。

3.恶劣放水水位：闸上35.90m，闸下30.98m。

闸下水位与流量关系：

1.3，地质资料

根据钻探孔（见地形图）的地质资料看出，因受河流冲积影响，土层变化情况较复杂。具体如下：

1# 钻孔：位于淄河左岸上，自地面高程约36.00m向下至28.50m为亚粘土，土质坚实；高程28.50m至26.00m为粉质粘土，较坚实；高程26.00m至21.00m 为粉土；高程21.00mm至15.00m为粉质粘土。

2#、3#、4#、5# 钻孔：同1# 钻孔地质资料。

6# 钻孔：位于淄河主河槽中，自河底高程29.98m至27.40m为冲积的砂砾；高程27.40m 至26.20m为粉质粘土；高程26.20m至21.50m为粉土；高程21.50m 至15.20m 为粉质粘土。

7#、8#、9#、10#钻孔：基本同6#钻孔地质资料。

地基土物理力学指标如下表：

参照附近水利工程抗冲流速的资料：亚粘土的抗冲流量V0=1.9m/s，粉质粘土的抗冲流速V0=1.7m/s，粉土的抗冲流速V0=1.0m/s。

1.4，交通要求及其他

①，公路桥面高程为37.18m，双车道。桥面净宽为9m，按汽车-20级荷载

标准设计。

②，淄河无通航要求，不设船闸，也不设鱼道。

二,闸址选择

闸址的选择关系到工程的成败和工程效益的发挥，是水闸设计的一项重要内容，应根据水闸的功能、运用要求和特点，综合考虑地形、地质、泥沙、施工、管理和周围环境等因素，通过技术经济比较，选定最佳方案。闸址宜选在地形开阔、岸坡稳定、岩土坚实和地下水位较低的地点，应优先选用地质条件良好的天然地基，壤土、中砂、粗砂和细砂都适于作为水闸的地基，尽量避开淤泥土和粉、细砂地基。过闸水流的流态是是闸址选择的重要因素，要求做到：过闸水流平顺、流量分布均匀、不出现偏流和危害性冲刷或淤积，拦河节制闸宜选在河道顺直、河势相对稳定的河段，闸的轴线宜于河道中心线正交，其上、下游河道直线长度不宜小于5倍的水闸进口段水面宽度。

综合考虑以上闸址选择的最佳条件，临淄节制闸闸址选在淄博市临淄区以南，距齐鲁石化进水闸约2km处淄河的左岸河湾里，距离公路约100米（图1），这样既可拦截淄河水流，抬高水位，保证国家重点企业齐鲁石化的供水，又可确保附近数十万亩农田的灌溉，达到了设计目的。而且该处地势开阔，地质条件较好,截弯取直，施工期间可以利用原河道导流，解决了施工导流问题。新开挖渠道长约1km,济青公路处另外建设桥。缩短原河道可以增加了可利用土地面积，地质条件也叫原河道好得多，在新开渠道和原河道之间的湿地是又是良好的游乐开发地。

图1 闸址布置图

三,闸孔设计

3.1,堰型选择

考虑到淄河每当山洪暴发时，水流夹带大量泥沙，为满足泄洪、排沙的要求选用宽顶堰，此种堰型泄流能力比较稳定，结构简单，施工方便。

3.2,底板高程选定

闸底板置于土质较坚实的粉质粘土上，利用天然地基。底板高程与新开渠道闸址处的河底齐平。在1:5000的地形图上量得点▽1=29.40m 和点▽2=30.12m 的距离为194mm ，闸址处与点▽1=29.40m 距离102mm ，故闸址处高程：

▽址=29.40+（31.12-29.40）×102/194=29.78m

闸底板高程：

▽底板=▽址=29.78m

3.3,闸孔宽度计算

闸孔总净宽

初拟定新开渠道底宽b=61m ，边坡m=2.5，断面形式如图 流量：Q=1300m 3/s

闸上水深：H=36.35-29.78=6.57m 闸下水深：h s =35.62-29.78=5.84m 行近流速：V 0=Q/A

闸上游连接段大约25m ，由于

5H=5×6.57=32.85m>25m ，行近流速计算断面为梯形断面，断面面积：

A=（b+mH ）H=（60+6.57×2.5）×6.57=502.11m2 V 0=1300/502.11=2.59m2/s H 0=H+αV 2

/2g 取α=1.0 =6.57+2.592/2×9.81=6.91m

h s / H 0=5.84/6.91=0.845>0.8,属于淹没出流。 利用下面公式计算闸孔总净宽

根据闸门形式、启闭设备条件、闸孔的运用要求和工程造价，并结合实例，先假定每孔净宽b 。=11m ，闸孔数N=5，闸墩墩头采用圆弧形，侧收缩系数ε按

232︒

︒=

H

g m Q

L σε

SL265-2001规范式A.0.1-3计算。

b 0/b s =b 0/(b 0+d z )=11/(11+1.5)=0.88,查SL265-2001规范表A.0.1-1知εz =0.98。 bb=6.57×2.5=16.43m

b 0/b s =b 0/(b 0+d z /2+b b )=11/(11+1.5/2+16.43)=0.39, 查SL265-2001规范表A.0.1-1知εb =0.918

侧收缩系数ε=(0.98×4+0.918)/5=0.968

h s / H 0=0.845，查SL265-2001规范表A.0.1-2得σ=0.925 取用m=0.385 闸孔总净宽:

L0=1300/(0.925×0.968×0.385×81.92 ×6.571.5)=45.0m

=5×11=55m

假定的闸孔净宽满足泄流量要求。

故闸孔总净宽为55m ，5孔，每孔宽11m ，由于闸基土质条件较好，不仅承载能力较大，而且坚硬、紧密。为了减少闸孔总宽度，节省工作量，闸底板采用分离式平底板。中墩厚1.5m ，边敦厚1.2m 。底板厚1.5m ，墩头上游采用半圆形，半径0.75m ，下游与上游相同。闸墩与底板剖面图如 图2：

图2 闸墩与底板剖面图（单位：m ）