函江水利枢纽工程毕业设计-(-泄水闸设计-)++水利水电建筑工程

1 河河海海大大学学函函授授本本科科 毕毕 业业 设设 计计 说说 明明 书书 函函江江水水利利枢枢纽纽工工程程毕毕业业设设计计 （泄泄水水闸闸设设计计） 班 级：水利水电班 姓 名：迟 萍 指导老师：刘 宾 2 目 录 第第一章一章 综合说明综合说明3 1.1 工程概况.3 1.2 毕业设计成果（泄水闸）. 4 第第二章二章 水文水文 10 2.1 流域概况10 2.2 气象10 2.3 洪水10 第三章第三章 工程地形、地质工程地形、地质 3.1 地形地貌12 3.2 闸址地质12 3.3 当地建筑材料12 3.4 地震.13 第四章第四章 工程布置及建筑物工程布置及建筑物 14 4.1 设计依据14 4.1.1 工程等级及建筑物级别.14 4.1.2 设计依据.14 4.1.3 设计基本资料.15 4.2 工程总体布置17 4.2.1 船闸的布置.17 4.2.2 水电站的布置.18 4.2.3 泄水闸的布置.18 4.3 主要建筑物（泄水闸）18 4.3.1 闸孔设计.18 4.3.2 消能防冲设计.22 4.3.3 防渗排水设计.27 4.3.4 闸室的布置.31 4.3.5 闸室稳定计算.36 4.3.6 闸室底板结构计算.40 4.3.7 两岸连接建筑物设计.45 第五章第五章 电机及金属结构电机及金属结构 5.1 电气 49 5.1.1 接入系统方式 . . .49 5.1.2 电气主接线14 5.1.3 主要电气选择.15 工程总体布置17 4.2.1 船闸的布置.17 3 4.2.2 水电站的布置.18 4.2.3 泄水闸的布置.18 4.3 主要建筑物（泄水闸）18 4.3.1 闸孔设计.18 4.3.2 消能防冲设计.22 4.3.3 防渗排水设计.27 4.3.4 闸室的布置.31 4.3.5 闸室稳定计算.36 4.3.6 闸室底板结构计算.40 4.3.7 两岸连接建筑物设计.45 4 第一章第一章 综合说明综合说明 1.11.1 工程概况工程概况 函江位于我国华东地区。流向自东向西北，全长 375km，流域面积 176 万 km2，是鄱阳湖水系的重要支流，也是长江水系水路运输网的组成 部分。 该流域气候温和，水量充沛，水面平缓，含砂量小，对充分开发这 一地区的航运具有天然的优越条件。流域内有耕地 700 多万亩，矿藏资 源十分丰富，工矿企业较发达，有国家最大的有色金属冶炼工程铜基地 及腹地内的建材轻工。原材料及销售地大部分在长江流域各省、市地区， 利用水运的条件十分优越。 流域梯级开发后，将建成一条长 340km 通航千吨级驳船的航道和另 一条长 50km 通航 300 吨级驳船的航道，并与长江、淮河水系相互贯通形 成一个江河直达的上游水路运输网。同时也为沿江各县市扩大直流灌溉 创造有利条件。对促进沿河地区的工农业发展具有重要的作用，社会和 经济效益十分显著。 本工程以航运为主体，兼任泄洪、发电、灌溉、供水和适应战备需 要的综合开发工程。 5 1.21.2 毕业设计成果（泄水闸）毕业设计成果（泄水闸） 1.2.11.2.1 枢纽总体布置枢纽总体布置 根据水闸设计规范SL265-2001 第 4.1.6 条规定：水闸枢纽中的 船闸、泵站或水电站宜靠岸布置，但船闸不宜与泵站或水电站布置在同 一岸侧，船闸、泵站或水电站与水闸的相对位置，应能保证满足水闸通 畅泄水及各建筑物安全运行的要求。因此，本设计在枢纽布置时，将泄 水闸布置在河床中间，船闸布置在左岸，水电站布置在右岸。其中： 泄水闸每孔净宽 10m，共 35 孔，高 12m，直升式平板钢闸门控制， 闭闸时拦截江流，稳定上游水位，开闸时泄水，排沙防淤。设计流量 9540m3/s，校核流量 12350m3/s。 船闸 1 座，闸室有效长度为 135m，净宽 12m，槛上水深 2.5m，闸 室顶高程 24.0m，底高程 10.5m。闸上公路桥设在上闸首的上游端。 水电站厂房宽 15m(顺流向)，长 36.2m。厂房地面高程 24.5m，水轮 机安装高程 10.5m。水电站设计水头 3.5m，最高水头 7.0m，最大引用流 量 225m3/s，总装机 3×2200KW。站上公路桥设在厂房的上游端。 1.2.21.2.2 水闸设计水闸设计 1、水闸水力设计、水闸水力设计 1)、堰型、堰顶高程 闸孔采用结构简单、施工方便的无坎平底宽顶堰（平底水闸属无坎 宽顶堰） 。 6 拟定闸底板顶高程为 13.0m。 2)、水闸总宽度 闸室总宽度：10×35+36×1.6=407.6m。 2、水闸消能防冲设计、水闸消能防冲设计 1)、消力池 消力池采用钢筋砼结构，深 1.45m，消力池长 L=20.8m，厚度 0.8m。 2)、海漫 海漫长度 L=40m，海漫水平段长 15m，采用 60cm 厚钢筋混凝土浇筑， 斜坡段长 25m，1:10 放坡，采用 60cm 厚浆砌块石砌筑。 3)、防冲槽 防冲槽采用梯形断面，槽深 2.5m，槽底宽 10m，上游设 C20 钢筋砼 齿槽，厚 50cm，下游坡比为 1：2.0，单宽体积为 37.5m2，冲刷坑采用抛 石合金钢网石兜抛石处理。 3、闸室布置、闸室布置 1)、闸室结构 闸室采用开敞式布置，钢筋砼 U 型结构，闸门选择直升式平板钢闸 门，液压启闭，闸上布置净 7m 交通桥，两侧人行道 2×1.0m，总宽 9.0m、宽 4m 工作桥和启闭房，启闭房宽 11.0m，底板长度取 20m。 底板采用整体式，二孔一分缝，最中间一孔，底板长度为 20m，顶 高程为 13.0m，闸底板厚 1.5m 。 闸墩长度采用与底板同长 7 20m， 。检修门槽深 25cm，宽 30m；工作门槽深 40cm，宽 60cm。闸墩 上下游端部均采用半圆形墩头。 闸墩顶高程为 25.0m。闸墩厚度受控于闸门槽处最小厚度为 50cm， 中墩厚度取 1.6m，缝墩厚度为 2×0.8m，边墩厚度为 1.6m。 公路桥布置在闸门上游侧，公路桥载重按汽-20 设计，挂 100 校核， 双车道桥面净宽 7.0m，两侧人行道 1×1.0m，总宽 9.0m。公路桥采用 T 型结构，梁底高程为 25.0m，梁高 1.0m，梁腹宽 0.2m，梁翼宽 1.6m， 用 5 根组梁组成，两侧人行道为悬壁式。 2)、上下游翼墙 上游连接采用扶壁式翼墙，圆弧连接，半径为 20m，下游翼墙采用 扶壁式八字型翼墙加圆弧型翼墙连接，扩散角为 8°，圆弧半径为 20m。上游翼墙顶标高为 25.0m，下游翼墙顶标高为 25.0m。 4、闸基防渗排水设计、闸基防渗排水设计 由于本工程闸址地基主要由砂砾卵石层组成，为强透水土质，故在 采用水平防渗措施的同时还必须采取垂直防渗措施。 铺盖采用 C25 钢筋砼结构，长 20m。铺盖与闸底板之间设水平止水。 在消力池水平段前端与闸底板连接处设置水平止水；消力池末端依 次铺设碎石垫层和无纺土工布反滤，排水孔孔径 15cm，间距 1.5m，呈 梅花形布置，顺水流方向长度为 7.5m。 5、闸门及启闭机设计、闸门及启闭机设计 1)、闸门 8 根据门顶高程及闸底标高，确定平面钢闸门高为 7m，闸门净宽 10m，毛宽 10.6m。 2)、启闭机 启闭机型号：QPQ2×300 6、闸室稳定计算、闸室稳定计算 1)、闸室整体稳定 水闸整体稳定分别对完建期、正常运用期及非常运用期三种工况进 行闸室的偏心距、基底应力、基底应力的不均匀系数及沿闸室底面的抗 滑稳定系数计算，均满足规范要求。 2)、闸室沉降计算 经分析，本次不必计算闸室的沉降量。 7、闸底板配筋、闸底板配筋 经计算，面、底层钢筋均按 25200 配置。 8、两岸连接建筑物设计、两岸连接建筑物设计 采用扶壁式挡土墙，上游翼墙顶高程 25.00m，底高程 12.00m。下游 翼墙顶高程 25.00m，底高程 10.5512.00m。上游挡墙高 13.0m，挡墙 壁厚 1.0m，墙身垂直，墙身高 12m，墙底板厚 1.0m。下游挡墙高 1314.45m，挡墙壁厚 1.0m，墙身高度 1213.45m，底板厚度 1.0 m。 翼墙两侧设置 1.0×1.0m 腋角，两侧悬挑 4m，底板总宽 11m。上游翼墙 长 30m，下游翼墙长 36.8m。翼墙采用 C25 钢筋砼浇筑。 上游护坡，顶高程为 25.0m，底高程 13.0m，采用坡比为 1:3，40cm 厚浆砌块石护坡。 9 下游护坡，顶高程为 25.0m，底高程 13.0m，采用坡比为 1:3，40cm 厚浆砌块石护坡。 9、水闸特性表、水闸特性表 综上所述，水闸特性表如下： 水闸特性表水闸特性表 工程级别等工程 主要建筑物 3 级 次要建筑物 4 级建筑物级别 临时建筑物 5 级 设计洪水 P=2% 设计依据 校核洪水 P=0.33% 正常水位 19.00 灌溉水位 19.50 设计流量 9540m3/s 设计洪水位 23.40m 校核流量 12350m3/s 基 础 资 料 水文条件 校核水位 23.80m 净宽 10×35m 总宽 407.6m 闸底板长 20m,厚 1.5m 主 要 建 筑 物 水闸闸室 闸室底高程 13.0 10 闸室顶高程 25.0 中墩厚 1.6m 缝墩厚 2×0.8m 边墩厚 1.6m 闸墩 顶高程为 25.0 工作桥 4.5m 交通桥 7m+1×2m 闸门板钢,净宽 10m,高 7m 上游护底厚 60cm,L=10m 铺盖厚 60cm,L=20m 消力池 d=1.45m,L=15m 海漫厚 60cm,L=40m 防冲槽深 2.5m,底宽 10m 上游翼墙圆弧连接,顶高 25.0m 下游翼墙八字型,顶高 25.0m 上游护坡底高 13.0m,顶高 25.0m 上下游 连接段 下游护坡底高 13.0m,顶高 25.0m 11 第二章第二章 水文水文 2.12.1 流域概况流域概况 函江位于我国华东地区。流向自东向西北，全长 375km，流域面积 176 万 km2，是鄱阳湖水系的重要支流，也是长江水系水路运输网的组成 部分。该流域气候温和，水量充沛，水面平缓，含砂量小。 流域内有耕地 700 多万亩，矿藏资源十分丰富，工矿企业较发达， 有国家最大的有色金属冶炼工程铜基地及腹地内的建材轻工。原材料及 销售地大部分在长江流域各省、市地区，利用水运的条件十分优越。 2.22.2 气象气象 本区位于北纬 25°30°之间，属亚热带季风气候区，温暖湿润， 四季分明，雨水充沛。热量资源丰富，年平均气温介于 1320之间, 1 月平均温普遍在 0以上，7 月平均温一般为 25左右，冬夏风向有明 显变化，年降水量一般在 1000 毫米以上，主要集中在夏季，冬季较少。 洪水期多年平均最大风速为 20.7m/s。 2.32.3 洪水洪水 根据毕业设计任务书提供的水文资料,函江 50 年一遇洪峰流量 为 9540 m3/s,各设计频率洪水流量及相应坝下水位见表 2-1。 12 洪峰流量及相应坝下水位表洪峰流量及相应坝下水位表 表 2-1 设计频率（%） 0.33220 洪峰流量 Q（m3/s） 1235095405730 坝下水位 H下 （m） 23.8023.4022.25 水位流量关系曲线见表 2-2。 水位流量关系水位流量关系 表 2-2 水位（m）流量（m3/s）水位（m）流量（m3/s） 1450203200 15300214140 16650225340 171200237700 1818002413800 192480 13 第三章第三章 工程地形、地质工程地形、地质 3.13.1 地形地形地貌地貌 闸址左岸与一座山头相接，山体顺水流方向长 700 米，垂直水流方 向长 2000 米，山顶