某水闸重建工程初步设计专业与班级：学生姓名：指导老师姓名：论文提交时间：摘要本次毕业设计的课题基本是以一座水电站枢纽工程中的水闸作水闸工程重建初步设计报告。

重建的水电站工程，正常蓄水位相应的库容为3873m³，总装机容量为10MW，工程等别为4等级。

原有电站工程，运行多年，库前泥沙淤积严重，弃水偏多，而且电站设备陈旧，装机偏小，水资源得不到充分地利用，因而提出重建电站方案。

重建电站工程主要包括：水闸段、厂房段、左右岸挡水连接段。

本次毕业设计因时间关系，仅对水闸段开展设计。

水闸段为一宽顶堰，共5孔，每个孔净宽12 m,溢流前沿总宽78 m，最大闸高21.3 m。

水闸的重建设计基本分以下五个部份：一、孔口尺寸拟定，闸孔水力学计算。

、二、闸顶高程计算。

三、消能计算。

四、水闸基础稳定应力计算。

五、基础处理，主要是基础开挖及基础帷幕灌浆。

设计成果主要是水闸初涉报告和图纸。

关键词：水闸；重建；初步设计。

目录第一章综合说明........................ .. (3)第一节绪言............................. (3)第二节水文资料.............................. .. (4)第三节地质资料............................ . (4)第四节工程任务............................. . .. (5)第五节工程布置及主要建筑物................. . .. (6)第二章工程布置及建筑物.................. . .. (6)第一节设计依据.............................. (6)第二节坝址轴线的选择........................ .. (9)第三节堰型 (10)第四节泄水建筑物 (10)初步设计报告综合说明第一章综合说明第一节绪言一、工程地理位置重建的水利枢纽工程坝址距上游已建的**电站15km，**县城12km，坝址控制流域面积1261km²，原电站装机容量为3×800kW，设计水头12.0m，发电引水流量为3×9.06m3/s，多年平均发电量1350万KW·h，拦河坝为圬工硬壳重力坝，始建于1965年。

二、工程兴建缘由此电站工程经过40多年运行后，电站设备已严重老化，经济效益逐年下滑，特别是**水电站建成后，电站库前淤积严重，弃水较多，水资源得不到充分地利用，为此，经调查论证，决定对该水闸进行重建。

第二节水文资料水文资料参考表1-1表1-1 坝址水文气象条件表多年平均降雨量1735mm多年平均气温21°C最高气温39.8°C最低气温-4.2°C多年平均相对湿度80%最大风速14.7m/s多年平均最大风速9.2m/s多年平均蒸发量1525.6mm多年平均来沙量21.98万m³水文资料参考表1-2表1-2第三节地质资料坝址基岩为燕山三期中粗粒花岗岩，河床处弱风化基岩裸露，建筑物基础均为弱风化岩体，透水率不高，对其进行适当的防渗处理后，完全可以满足坝基防渗要求。

坝址岩土物理力学参数建议值相见表2-1表2-1岩土名称容重抗间断强度参数变形模量波桑比承载力标准值γ(g/m³)摩擦系数f′凝聚力C′E。

(MPa) µF（MPa）弱风化带 2.7 0.8-0.9 0.7-0.8 5000-6000 0.28 1.0-1.5第四节工程任务本工程是一座以发电为主，兼顾灌溉，供水效益的低水头日调节径流式水电站工程。

正常蓄水位95.0m，相应库容为387万m³，总机10MW，年发电量36933kw/h，死水位93.0m，死库容167万m³，调节库容220万 m³第五节工程布置及主要建筑物一、工程等级及建筑物级别工程等级及建筑物级别见下表2-2表1-3 永久建筑物级别与洪水标准项目建筑物级别洪水标准重现期（年）设计洪水校核洪水拦河闸 4 50 200 电站厂房、变电站 4 50 200两岸连接建筑物 4 50 200次要建筑物（导水墙、尾水挡墙等） 5 10二、工程总布置本阶段枢纽布置方案为发电厂房布置在右岸，5孔泄洪闸居中，右岸混凝土重力坝连接进厂、变电站及对外交通，左岸混凝土重力坝连接原厂房、原挡水坝及对外交通。

三、主要水工建筑物某枢纽工程为河床式低水头电站，枢纽建筑物主要包括拦河闸、发电厂房、变电站及两岸连接建筑物4大部分。

拦河闸共布置5孔，每孔净宽12.00m，中墩及边墩厚3.00m，溢流前缘总宽度为78.00m。

溢流堰采用平底宽顶堰，堰顶高程为80.00m，大致与河床齐平.闸室内设有检修闸门槽一道，槽宽1.2m，工作弧形闸门置于堰顶上，堰面由三段圆弧组成，上、下游反弧半径为6m，中间圆弧半径为2.5m，底板总长32m，闸底板为C20混凝土。

四、主要工程特性主要工程特性如表3-1主要工程特性表序号项目单位数量备注1 控制流域面积km212612 多年平均流量m3/s 37.593 正常蓄水位m 954 正常蓄水位相应库容万m33875 死水位m 936 死库容万m31677 水库调节特性日调节8 正常尾水位m 81.359 上游/下游设计洪水位（P=2%) m 95.00/87.9 010 上游/下游校核洪水位（P=0.5%) m 98.10/89.3 511 施工导流下泄量（P=33.3%) m3/s 175612 设计洪水下泄量(P=2%) m3/s 500113 校核洪水下泄量(P=0.5%) m3/s 663114 总装机容量kw 1000015 保证出力（P=85%) kw 224916 年均发电量万kw.h 344017 发电最小流量/相应下游水位m3/s/m 20/80.4018 年利用小时h 344019 淹没耕田亩552.2220重力坝型式重力式21 地质特性花岗岩22 场地烈度度 623 坝顶高程m 99.824 最大坝高/坝顶长度m/m 25/89.9125拦河闸型式平底堰26 地质特性花岗岩27 堰顶高程m 8028 总长m 7829 闸孔数x闸孔净宽孔xm 5x1230 闸门型式弧形闸门31 消能方式底流消能第二章工程布置及建筑物第一节设计依据一、工程等别及建筑物级别重建的某选定正常蓄水位为95.00m,相应库容为387万m³,电站装机容量为10MW。

根据《防洪标准》GB50201-94,以及广东省水利厅对本工程可行性研究报告审查意见，同意工程为小（1）型Ⅳ等工程，相应主要建筑物为4级，次要建筑物为5级，临时性水工建筑物为5级。

同意拦河闸坝、发电厂房均按50年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核，其建筑物级别及洪水标准详见表1-3.二、设计基本资料（1）工程开发任务及可研审查意见重建的某水电站工程装机规模10MW，是一座以发电为主，兼顾灌溉、供水效益的低水头日调节径流式水电站工程。

在广东省水利厅关于《大埔县**水闸重建工程可行性研究报告审查意见》中，同意基本选定正常蓄水位95.00m,同意所选的**水闸坝址，同意工程等别、建筑物级别及其洪水标准。

基本同意初选的右岸厂房，泄洪闸位于主河床位置，两岸采用重力坝连接的枢纽总体布置方案。

同意采用拦河闸坝坝型；除此，对下一阶段要求在一下几方面作进一步工作。

1）对拦河闸坝的孔宽及孔数作详细的技术经济比较后确定。

2）对左岸连接段作进一步分析论证。

3）进一步论证下游消能防冲的处理措施等。

（2）设计基本资料1）建筑物的特征水位及流量详见表3-2.表3-2 特征水位及下泄流量表项目坝前水位（m）最大下泄流量（m）坝后水位（m）备注拦河闸主厂房重力坝校核情况(P=0.5%)98.10 6631 89.35 设计情况（P=2%）95.00 5001 87.90厂房两台机尾水位92 81.35正常尾水位产房一台机尾水位46 79.30最低尾水位2）水文气象水文气象条件见表3-3表3-3 水文气象特征表多年平均降雨量1735mm多年平均气温21°C最高气温39.8°C最低气温-4.2°C多年平均相对湿度80%最大风速14.7m/s多年平均最大风速9.2m/s多年平均蒸发量1525.6mm多年平均来沙量21.98万m³3）地基特性及设计参数坝址基岩为燕山三期中粗粒花岗岩，河床处弱风化基岩裸露，建筑物基础均为弱风化岩体。

坝址岩土物理力学参数建议值详见表4-1表4-1岩土名称容重抗间断强度参数变形模量波桑比承载力标准值γ(g/m³)摩擦系数f′凝聚力C′E。

(MPa) µfc（MPa）弱风化带2.7 0.8-0.90.7-0.85000-60000.28 1.0-1.54）地震烈度本工程所在地区的场地基本烈度为6度，设防烈度采用6度。

根据《水工建筑物抗震设计规范》DL5073-2000的规定，各项建筑物不进行抗震计算，仅考虑采取适当的结构及工程措施。

5）建筑材料设计参数混凝土容重γc=24KN/m³;水容重γw=10KN/m³坝址混凝土与岩体抗剪断强度建议值详见表4-2表4-2 坝址混凝土与岩体抗剪断强度建议值项目fˊCˊ (MPa) 混凝土/强风化带0.7-0.8 0.35-0.4 混凝土/弱风化带0.9-1.0 0.7-1.0岩土开挖坡比建议值详见表4-3表4-3 岩土开挖坡比建议值岩土名称开挖坡比临时永久水上水下水上水下坡积层1：1.5~1：1.75 1:1.75~1:1.20 1:1.5~1:1.75 1:2.0全风化带1:1.25~1:1.5 1:1.5~1:1.75 1:1.5~1:1.75 1:1.75~1:2.00 强风化带1:0.75~1:1.0 1:1.0~1:1.25 1:1.0~1:1.25 1:1.25~1:1.5 弱风化带1:0.2~1:0.3 1:0.3 1:0.3~1:0.4 1:0.4~1:0.56）闸室段安全系数和允许应力①抗滑稳定安全系数：（按抗剪断公式计算）基本组合 [Kˊ] ≥3 ,特殊组合 [Kˊ] ≥2.5②抗浮稳定安全系数 [Kf] ≥1.1③基底应力在各种荷载组合情况下，闸室基面所承受的最大垂直正应力不大于地基允许承载力。

最小垂直正应力应大于零7）设计依据规范(1)《水利水电工程初步设计报告编制规程》(DL5201-2000)(2)《防洪标准》（GB50201-2000)(3)《水闸设计规范》（SL265-2001)(4)《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62-94)(5)《水利水电工程等级划分及洪水规范》（SL252-2000)(6)《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-2000)(7)《水利学》教材(8)《水工建筑物》教材(9)《水工设计手册》(10)《水工建筑物设计示例于习题》第二节闸坝轴线的选择在可研阶段已选定两条坝线进行比较。