9章水闸设计解析

水力学及渗流计算
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
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Fra Baidu bibliotek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。
第一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
1. 水力设计
水力学及渗流计算
(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/H0≥0.9）
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）～（
第二节
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0.1～0.3m。 (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
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
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 。
第一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： L＝C△H （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9.1.3-1。 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 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
（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
第九章 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 拦河闸18孔16m宽Q=5290m3/s 引水闸9孔10m宽Q=565M3/s
第二节
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） （9.2.2-24）
第二节
cos1
V0 V V1 cos1 0 V1
第一节水闸布置基本要求
通常取V1＞V0，即O＜（V0／V1）＜1，则 900＞δ ＞00，因此引水角δ 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

第一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。
第一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.
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：