目录一、基本设计资料----------------------------------- 11、基本概述资料----------------------------------- 12、水流量资料------------------------------------- 13、闸基土质资料----------------------------------- 24、其他资料--------------------------------------- 25、水闸设计标准----------------------------------- 2二、闸址选择 ----------------------------------------------------------------------- 3三、总体枢纽布置 --------------------------------------------------------------- 31、拦河闸的布置----------------------------------- 32、闸室段的布置----------------------------------- 33、上游连接段的布置--------------------------------34、下游连接段的布置--------------------------------4四、水力计算 ----------------------------------------------------------------------- 41、闸孔设计-------------------------------------- 42、消能防冲设计---------------------------------- 73、海漫设计---------------------------------------9五、防渗排水设计 -------------------------------------------------------------- 101、地下轮廓设计--------------------------------- 102 、防渗计算------------------------------------- 11六、闸室的布置与稳定分析 ----------------------- 151、闸室结构布置--------------------------------- 152、荷载及其组合--------------------------------- 183、闸室稳定计算--------------------------------- 23七、闸室结构设计--------------------------------- 251、闸墩设计------------------------------------- 252、底板结构设计--------------------------------- 25八、基础处理 -------------------------------------- 29九、主要参考文献---------------------------------- 30一、基本设计资料1、基本概述资料本工程是西通河灌区第一级抽水站的拦河闸，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。

2、水位流量资料根据规划要求，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 ；在设计洪水位时灌区下泄流量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 。

闸身稳定计算水位组合（1） 设计洪水位时：上游水深m H 36.3=,下游水深m h s15.3=（2） 校核洪水位时：上游水深m H 90.3=,下游水深mh s 65.3= 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 。

3、闸基土质资料闸基河床地质资料柱状图如图所示：闸址附近缺乏粘性土料，但有足够数量的混凝土骨料和砂料。

闸基细砂及墙后细砂允许承载力为150KN/m2，其与混凝土底板之间的摩擦系数f=0.354、其他资料1.闸上交通为单车道，按汽-10设计，带-50校核。

桥面净宽4.0m，总宽为4.4m。

2.闸门采用平面钢闸门，有3米、4米、5米三种规格闸门。

3.该地区地震设计烈度为4度。

4.闸址附近河道有干砌石护坡。

5.多年平均最大风速12米/秒，吹程0.15公里。

5、水闸的设计标准根据《水闸设计规范.》SD133-84(以下简称SD133-84),该闸按IV级建筑物设计。

二、闸址选择根据《水工建筑物》可知，闸址选择关系到工程的成败和经济效益的发挥，是水闸设计中的一项重要内容，应根据水闸的功能、特点和运用要求，综合考虑地形、地址、水流、潮汐、泥沙、冻土、冰清、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。

闸址适宜选择在地形开阔、岸坡稳定、岩土坚实和地下水水位较低的地点。

应优先选用地质条件良好的天然地基，土壤、中砂、粗砂、和砂砾都适于做为水闸的地基；尽量避开淤泥质土和粉、细砂地基，必要时，应采取妥善的处理措施。

在河道上建造拦河闸，为解决施工导流问题，常将闸址选在弯曲河道的凸岸，利用原来河道导流，裁弯取直，新开上、下游引水和泄水渠，新开渠道既要尽量缩短其长度，又要使其进、出口与原河道平顺衔接。

根据基本地形资料知道，闸址附近，河道顺直，河道横补面接近梯形，底宽18米，边坡1:1.5，河底高程195.00米，两岸地面高程199.20米。

断面尺寸如图1-1所示：三、总体枢纽布置1、拦河闸的布置拦河闸布置成开敞式水闸，根据计算将水闸分为3孔，边孔净宽3.0m，中孔净宽4.0m,闸门顶部高程199.4m。

闸门高出边缘线0.2m。

2、闸室段的布置闸底板为倒π形布置，采用钢筋混凝土结构，地板中央设缝，板长15m，厚1.0m。

闸墩材料采用钢筋混凝土材料，顺水流方向长15m，中墩厚1.2m，边墩与岸墙分开布置，为重力式边墙，不挡水只挡土，闸墩上游设有工作门槽和检修门槽。

工作桥宽0.4m,检修桥宽1.5m，闸门采用露顶式平面钢闸门，尺寸3.55×4.4启闭设备采用QPQ-16卷场式启闭机，公路桥设在下游，总宽4.4m。

3、上游连接段布置上游翼墙采用浆砌石重力式反翼墙，墙顶高程199.50m，混凝土拦浪板高0.8m，设在其上，墙后填土高程199.20m，翼墙底板厚0.6m，同样采用钢筋混凝土材料。

铺盖与翼墙上游齐平，顺水流方向长14.0m，厚0.6m，铺盖上游为块石护底，一直护到引水口。

翼墙上游为干砌石护坡，并设有浆砌石格梗，每隔12m布置，砂垫层设在块石底部，15cm厚。

4、下游连接段的布置闸室下游布置消力池、海曼、防冲槽等。

消力池采用挖深式，长7.5m，池深0.5m，底板采用钢筋混凝土结构，厚0.5m，消力池与闸室连接处设1m宽小坝，厚以1:4的斜坡连接，底板下设0.2m厚砂、碎石垫层，反滤排水。

采用浆砌石做为海曼的材料，其长度为18m，厚度为0.5m，浆砌石内设排水孔，下面铺设反滤层，在海曼起始端做8.0m长的浆砌石水平段，其顶面高程与护坦齐平，在海曼后半段做成1:15的斜坡，以使水流均匀扩散，调整流态分布，保护河床不受冲刷。

取防冲槽深度为2.0m，底宽b为4.0m,取顶端与海曼末端齐平，则上游坡率取m＝2，下游坡率m＝3。

下游翼墙为浆砌石重力式反翼墙，迎水面直立，墙背坡率1:0.5收缩角为10度。

材料选用钢筋混凝土板，厚0.6m，前趾长1.2m，，后趾长0.2m，翼墙下游端与消力池末端齐平。

四、水力计算水闸的水力设计主要包括两方面内容，即闸孔设计和消能防冲设计。

1、闸孔设计闸孔设计的主要任务是：确定闸室结构形式，选择堰型，确定堰顶高程以及孔口尺寸。

（1）闸室结构型式该闸建在天然河道上，故宜采用开敞式闸室结构。

（2）堰型的选择及闸底板高程的选定该闸建在少泥沙的人工渠道上，故宜采用结构简单、施工方便、自由出流范围较大的平底板宽顶堰。

由闸基河床地质资料可知，闸基附近河床土质良好，承载能力大，并参考该地区已建工程的经验，拟取闸底板顶面（即堰顶）与西通河渠底齐平，高程为195.00m。

（3）孔口尺寸的确定初拟孔口尺寸，该闸的尺寸必须满足拦洪灌溉以及泄洪的要求。

B1)计算闸孔总净宽在设计情况下：①、上游水H=198.36-195=3.36mh=198.15-195.00=3.15m②、下游水深sm s③、下泄流量Q=61.403/则上游行近流速：V0=Q/A根据和断面尺寸：A=﹙b ＋mH ﹚H =﹙18+1.5×3.36﹚×3.36＝77.4m 2其中b 为河道宽：b=18m m 为边坡比：m=1:1.5 V 0=Q/A =61.40/77.41=0.793m/s H 0=H ﹢αv 2/2 （取α＝1.0﹚ =3.36﹢0.7932/﹙2×9.81﹚ ＝3.39m 则sh H =3.15/3.39=0.929>0.8 故属于淹没出流。

校核情况： ①、上游水H=198.9-195=3.9m②、下游水深s h =198.65-195=3.65m ③、下泄流量Q=79.703/m s则上游行近流速：V 0=Q/A根据和断面尺寸：A=﹙b ＋mH ﹚H =﹙18+1.5×3.9﹚×3.9＝93.02m 2其中b 为河道宽：b=18m m 为边坡比：m=1:1.5 V 0=Q/A =79.7/93.02=0.86m/sH 0=H ﹢αv 2/2g ﹙取α＝1.0﹚=3.9﹢0.862/﹙2×9.81﹚ =3.94m 则sh H =3.65/3.94=0.93>0.8 , 故属于淹没出流。

确定闸孔宽度由以上结果可得，则按水流成堰流时并且为淹没出流，计算根据《水工建筑物》，由宽顶堰淹没出流公式：，根据sh H ，查SL-265-2001,附录A.01，查得淹没系数=0.74，对无坎宽顶堰：m=0.385 假设侧收缩系数 =0.90。