夏仕港闸工程设计说明书.doc

1目目 录录1 工程总体布置……………………………………………………………... …………32 孔设计算……………………………………………………………... ………………42.1 孔径的计算………………………………………………… ………….. ……… . 42.2 高程的确定…………………………………………………………………………42.3 孔径尺寸及前沿宽度的确定…………………………………………………….. 43 消能计算 ………………………………………………… ………………….……....6 3.1、消力池的设计………………………………………………………. ………… 63.2、海漫与防冲槽计算 ………………………………………………………………74 闸基渗流计算……………………………………………………………………… …94.1 地下轮廓线布置及防渗长度确定…………………………………………………..94.2 闸基渗流计算…………………………………………………………………… ….105 闸室布置与构造…………………………………………………………….. ………..145.1 底板布置…………………………………………………… …….…… … ……. 145.2 闸墩………………………………… …………………….. ………………… … 14 5.3 工作桥…………………………………………………..….. ………………………155.4 交通桥…………………………………………………..…. ……………………….165.5 分缝…………………………………… ……………..…. ……………………….165.6 止水…………… ………… ………… ………………… ……………… ……..…..175.7 闸室结构布置图………………………………………………… ……………..…..176 闸室稳定分析………………………………………………………… …………..…..186.1 完建无水期荷载计算及地基承载力验算………………………..…… …. ………186.2 闸室有水情况下的荷载计算 … ……………………………………………. ……20 6.3 闸室荷载的汇总及稳定分析…………………………… ……………………….2527 闸墩强度设计………………………………..………………… ……………………. 307.1 闸墩底部应力计算……………………………………..…………………………….. 307.2、平面闸门门槽应力的计算………………………………… ……………………..337.3 闸门设计…………………………….. ………………………………………………. 348、闸室底板设计…………………………. …………………… …….………………..….358.1 底板设计……………………………..………………………………… ……..…...358.2 闸门底板配筋计算及裂缝校核………………..……………………………..…...53附录附录……………… ………………………… …………… ……… ………… ………5731 1、、工程总体布置工程总体布置夏仕港闸位于靖江市斜镇夏仕港口，距江边约 1km，受益保护范围为靖江、姜堰、泰兴三市。

受益面积 90 万亩，兼有挡洪、蓄水、排涝、通航等功能夏仕港闸共分三段，上下游段和闸室段上下游段都设置扶壁式翼墙，闸室和上下游河道的连接都采用圆弧形翼墙本水闸总宽为 82.2m，共设 9 孔，每孔净宽 8m闸室段设计有交通桥、工作桥、检修桥、闸门、闸墩工作桥上设置卷扬式启闭机，闸门采用露顶式平面钢闸门闸室段设有一个缝墩，把闸室分成辆个部分，缝墩的缝里设有紫铜片止水上游段设置 10m 干砌块石护坡、10m 浆砌块石护坡、15m 长的混凝土铺盖下游设置 23.3m 的消力池和 37m 长的海漫，在海漫末端还设置了一个防冲槽2 2、孔径计算、孔径计算2.12.1 孔型式的确定孔型式的确定本工程的主要作用有挡洪、蓄水、排涝、通航等，在洪水时期担负着泄洪的任务，应具有较大的泄水能力，所以采用无底坎宽顶堰孔口2.22.2 高程的确定高程的确定本水闸单宽流量较大，可以降低堰顶的高程，使堰顶高程与河床同高，即闸底板高程为 0.0m2.32.3 孔径尺寸及前沿宽度的确定孔径尺寸及前沿宽度的确定已知上下游水位，可推算上游水头及下游水深计算见下表 1.2.1-1表 1.2.3-1 上游水头计算表上游水头计算表流量 Q （m3/s）下游水 深 hs（m ）上游水深 H（m）过水断面积 （m2）行近水速 V0（m/s）V0/2 g (m)上游水头 H0（m）设计流量 5004.905.004501.110.065.06 闸门全开时，为平底板宽顶堰堰流，判别是否为淹没出流，其判别计算见下表：表 1.2.3-2 淹没出流判别计算表计算工况下游水深 hs（m）上游水头 H0（m）9 . 0/ssHh流态设计工况4.905.000.98淹没出流4从上表可以看出，堰流处于高度淹没度，，因此闸孔总流量公式为9 . 0/ssHh,,则计算闸孔总净宽可用公式)(2000sshHghBQ2 00)65. 0/(877. 0Hhs，计算见下表 1.2.1-3：)(2/000sshHghQB表 1.2.3-3 闸孔总净宽计算表计算工况流量 Q（m3/s ）下游水深 hs（m）上游水头 H0（m）hs/H0淹没堰流综 合系数 μ0B0（m）设计工况5004.905.060.9680.97858.89 根据《水利水电工程钢闸门设计规范》中闸孔尺寸和水头系列标准，选定单孔净宽 b0=7.0m，同时为了保证闸门对称开启，防止不良水流形态，选用 9 孔闸，并将闸墩分缝，缝设在闸墩中间，中墩厚为 1.0m，边墩和分墩厚均为 0.7m。

见图 1.2.1-1 所示闸孔总宽为：m2 .7367 . 00 . 1690 . 7B上2.1-1 上上上上上上上上上上上mm上图 1.2.3-4 闸孔尺寸布置图 （单位：m m）3 3、消能、消能计算计算为了保证水闸的正常运用，防止河床冲刷，一方面尽可能消除水流的动能，消除波状水跃，并促使水流横向扩散，防止折冲水流出现；另一方面要保护河床及河岸，防止剩余动能引起的冲刷要解决以上问题，就是要有一个好的消能设施工程实际中经常采用底流消能方式底流消能由消力池、海漫、和防冲槽三部分组成消力池紧接闸室，在池中利用水跃进行消能海漫紧接消力池，其作用是继续消除水流的剩余动能，使水流扩散并调整流速分布，以减小底部流速海漫末端设置防冲槽消力池常用的有三种：①下挖式消力池即降低护坦高程而形成的消力池，适用于闸下尾水深度小于跃后水深的情况②突槛式消力池（即消力墙式消力池） 适用于闸下尾水深度略小于跃后水深的情况如果地基开挖困难，或因冬季要求放空池中积水以防止冰冻时，则可不开挖而直接在护坦末端修建低堰，抬高池内水位，从而形成突槛式消力池③综合式消力池当闸下尾水深度远小于跃后水深，且计算出的消力池深度又较深时，可采用下挖式消力池与突槛式消力池相结合的综合式。

工程中经常5采用的是下挖式消力池，本次设计也采用下挖式消力池设计1.3.1 消力池的设计 1、消力池深度计算根据《水闸设计规范》中公式，，Zhhdsc'' ' 002/222 03gqhThcc，，进行试算式中：d：消力池25. 021 33 ' '))(181(2bb ghqhhc c2' '22'2222csghqhgqZ深度，：水跃淹没深度系数，取，：跃后水深，：收缩水深，：水005. 10' 'chch流动能校正系数，取 1.0，q：过闸单宽流量，：消力池首端宽度：消力池末端宽1b2b度， ：由消力池底板顶面算起的总势能，，：出水池落差，：出0TdHT00Z' sh水池河床水深，：流数系数，取 0.95表 1.3.1-1 上游水深计算表计算情况流量 Q（m3/s）单宽流量 m3/s闸室水深 H（m）下游水深 hs’（m）过水断 面积 m2行近流 速 m/sgV 22 0H0（m）正向70011.15.03.94501.560.1225.122反向75011.94.76.2587.81.280.0846.284现知上述条件，假定 d=0.5m， 然后依次求，进行计算，dZhhTcc' '0若，取，当时重新试算，其中 d 值可以通过试算求得，经md5 . 0md5 . 0md5 . 0计算消力池深度为 1.9m。

2、消力池长度确定1）水跃长度 Lj计算根据规范 )(9 . 6' 'ccjhhL2）消力池长度计算根据规范，消力池长度，其中为消力池斜坡段水平投影长度，jssjLLLsL，取 4，为水跃长度校正系数，取 0.8dLs)43( d3、消力池底板厚度计算根据抗冲要求，消力池底板始端厚度按公式计算，其中为消力1t' 11Hqkt1k池底板计算系数，可采用 0.15—0.20，取=0.18，为确定池深时的过闸单宽流量，1kq为闸孔泄水时的上下游水位差由于本次工程设计消力池底板下无扬压力作用，'H不考虑抗浮要求时的消力池底板厚度经计算消力池下挖深度，消力池总长md9 . 16为 23.3m，消力池采用钢筋混凝土制造，厚度为 0.5m4、消力池构造本次工程采用下挖式消力池，为了便于施工，消力池底板做成等厚，为了降低护坦底部的渗透压力，可在护坦下设铅直排水孔，并在护坦底部铺设反滤层，排水孔设在水平底板的后半部，排水孔直径为 10cm，间距为 2.0m，反滤层厚为 30cm，分三层，从上到下依次为 10cm 厚中石子，10cm 厚小石子，10cm 厚砂护坦与闸室、岸墙及翼墙间需要沉陷缝分开，以适应不均匀沉降，护坦在平行水流方向设沉陷缝，间距为 15.4m。

下游翼墙顺水流方向的投影长度应大于或等于消力池长度，平均扩散角宜采用 7度到 12 度，本次设计选用 8 度，则消力池末端的宽度为 80m消力池构造尺寸见图 1.2.1-2图 1.3.1-2 消力池构造尺寸图（单位：高程 m，尺寸 mm） 1.3.2 海漫与防冲槽计算 1、海漫计算1）海漫长度根据规范，海漫的长度，其中为海漫长度计算系数，由于河床'HqkLsspsk土质为粉质粘土，所以取为 8；为消力池末端单宽流量；为闸孔泄水时上下游水sq'H位差上述公式仅适用于=1—9 的范围内'Hqs消能工况 ，；'11.92.24.20sqH8 4.2033.6pLm 考虑安全因素取=37mpL2）海漫构造对于海漫要求表面有一定的粗糙度，以利于进一步消能，具有一定的透水性，以便使渗透水自由排出，降低扬压力，具有一定的柔性，以适应下游河床可能的冲刷变形，所以在海漫的起始段为 13m 长的浆砌石水平段，因为浆砌石的抗冲性能较好，其顶面高程与护坦齐平，后 24m 为干砌石段，保护河床不受冲刷，海漫厚度取为 0.4m，下铺设 20cm 的垫层，10cm 的小石子，10cm 厚的砂。

72、防冲槽计算海漫末端的河床冲刷深度可用公式计算，其中为海漫末端单宽 mm mhvqd01 . 1mq流量；为河床土质允许的不冲流速，可按公式计算，由土质决定， 0v 51 4100Rvv0vR 为水力半径；为海漫末端的河床水深海漫冲刷深度见表 1.2.2.2-1：mh表 1.3.1-3 海漫冲刷坑深度计算计算工况)./(3msmqm相应过水断 面积A（）2m湿周 )(m41 R )/(0 smv)(mhm)(mdm消能工况11.9721139.41.3151.131.04防冲槽深度一般取 1.5—2.0m，当时，亦可扩大=2.5—mdm。