目錄一、主要技術指標與主要設計引數 1
1.1 工程設計指標 1
1.2 設計基本引數 1
1.3 設計要求 2
1.4 結構布置和材料 3
二、 水閘設計與布置 4
2.1 設計依據 4
2.2閘孔設計 5
三、 消能防沖設計 9
3.1消力池設計 9
3.2海漫設計 12
四、防滲排水設計 14
五、閘室各部件的形式選擇及尺寸擬定 15
六、閘室穩定計算 16
七、 擋土牆設計 21
7.1 原始條件: 21
7.2 穩定及強度驗算 25
7.3 各組合最不利驗算 32
八、 設計收穫與建議 38
九、 參考文獻 39
1.過閘設計流量為120m3/s
2.工程等別ⅰ
3.建築物級別1級
4.[ c k ]——沿閘室基底面的抗滑穩定安全係數允許值，基本組合取1.20，特殊組合取1.0
5 工程概況： 山東某引黃灌區的進水閘。在引水口的黃河大堤之外為一低窪荒鹼地，為一良好的沉沙區。
整個灌區地形為西北高東南低。工程處黃河沿岸的地面高程一般在14m左右。該閘是灌區工程的主要建築物。
其任務是保證在無壩引水條件下，滿足灌區用水要求。
該引水閘設計引水流量q=120m3/s，閘前設計水位（保證率75%）為▽12.7m，引水角（水閘中心線與黃河中泓線方向的夾角）為40°，引水渠段（水閘垂直水流方向的軸線距離河岸的距離）為150m。閘前的引水渠段渠底高程為▽10.
0m，底寬為60m，兩岸的邊坡為1:2。在高程為▽15m處設一平台，寬度為2.
0m。高程▽15m到▽19.5m的邊坡為1:
2.5。閘後灌區渠首底高程為▽10.
0m。a.建築物等級：1級；
b.設計荷載組合
基本組合：設計洪水位情況，上游水位為▽17.0m，下游設計水位為▽12.0m，風速為14m/s。
特殊組合：校核洪水位情況，上游水位為▽18.5m，下游水位為▽12.5m，風速為14m/s。
c.地基情況
閘底板位於砂壤土，其力學效能指標較好。其各項指標如下：
抗剪強度指標：φ水下=25°；φ水上=30°；
地基承載能力：p=165mpa；
滲徑係數（勃萊係數）：c=9.0；
密度：r幹=15kn/m3；r溼=18.5kn/m3；r浮=10kn/m3；r飽=20kn/m3；
土壤凝聚力：c水上=10kn/m2；c水下=5kn/m2；
d.地基允許不均勻係數：〔η〕=2.6～3.0；
e.抗滑穩定安全係數：〔k〕設計=1.30；〔k〕校核=1.10；
f.建築物與地基的摩擦係數：f=0.4～0.5；
g.建築材料：該地區為沖積平原，砂、石需從外地運輸；
h.該水閘有交通要求，該區**烈度為7度，要求按照7度設防；
i.本地區有交通要求，交通橋寬度一般為4～5m；不考慮**要求。
遵循安全、實用、經濟合理、施工管理方便、技術先進等原則，保證質量、保證進度完成所布置的設計任務。
工程布置總體上分為上游段、閘室段、下游段。上游段包括上游翼牆、鋪蓋、護底、兩岸護坡及上游防沖槽。它的作用是引導水流平順地進入閘室，上游翼牆的作用引導水流平順地進入閘孔並起側向防滲作用。
鋪蓋主要起防滲作用，其表面應滿足抗衝要求。護坡、護底和上游防沖槽保護兩岸土質、河床及鋪蓋頭部不受沖刷。
上游段有扭面鋪蓋段，扭面採用m10 漿砌石，與舊閘下游護坡相連線，邊坡與舊邊坡保持一致1：3；河底高程10m，扭面頂部高程74.93m；鋪蓋長15m，厚度0.
3m，採用c20 鋼筋混凝土。閘室段包括底板、閘墩、閘門、胸牆、工作橋、及交通橋等。底板是閘室的基礎，承受閘室全部荷載，並均勻地傳給地基，此外，還有防沖、防滲等作用。
閘墩作用是分隔閘孔並支承閘門、工作橋等上部結構。閘門作用是擋水和控制下洩水流。工作橋拱安置啟閉機和工作人員操作之用。
交通橋的作用是連線兩岸交通。
閘室段長30公尺，採用c25 混凝土，中墩厚度1.5m，底板厚度1.5m，底板頂部高程11.
5m；墩頂高程19.6m；閘門採用鋼閘門。上部為c25 砼排架結構，啟閉機室，20t 啟閉機5 臺；啟閉機室採用框架結構，現澆c25 砼啟閉機梁板及屋面。
下游段包括護坦、海漫、下游防沖槽、下游翼牆及護坡等。下游翼牆引導水流均勻擴散兼有防沖及側向防滲等作用。護坦具有效能防沖作用。
海漫的作用是進一步消除護坦出流的剩餘動能，擴散水流，調整流速分布，防止河床受沖。下游防沖槽的作用是避免沖刷向上游擴充套件。下游段包括護坦、消力池、扭面和海漫護坡。
消力池厚度0.8m，海漫高程10.05m；護坡頂部高程19.
5m。閘址選擇合理與否將直接影響到水閘工程量的大小、施工條件、安全運用及水閘建成後的效益，是一大問題。影響閘址選擇的因素較多，各種水閘承擔的任務不同，對閘址的要求也不完全一致。對進水閘來說，主要應考慮一下方面：
1.閘址位置
應盡量使水流平順，減少泥沙入渠，所以應選在基本穩定的河道凹岸，並具有一定的引水角，以保證可靠地引取水流。
2.地基條件
地基條件是閘址選擇的乙個十分重要的因素。不論何種形式的水閘，以盡可能選擇在質地均勻、結構緊密、防滲能力較好、承載力較強的地基上。
3.施工條件
應可能靠近天然建築材料產區，交通方便，能源充足，且閘址附近有足夠的施工場地，施工導流布置方便。
4.居民點拆遷少。
5.建成後便於管理養護等。
1．閘孔型式選擇
閘孔型式一般有寬頂堰型、低實用堰和胸牆孔口型三種。它們的特點為：
寬頂堰型是水閘中最常用的底板結構型式。其主要優點是結構簡單、施工方便、洩流能力比較穩定，有利於洩洪、排沙、排淤、通航等；其缺點是自由洩流時流量係數較小，容易產生波狀水躍。低實用堰型有梯形、曲線型、和駝峰型。
實用堰自由洩流時流量係數較大，水流條件較好，選用適宜的堰面曲線可以消除波狀水躍；但洩流能力受尾水位變化的影響較為明顯，當s h >0.6h 以後，洩流能力將急劇降低，不如寬頂堰洩流時穩。上游水位較大時，採用這種孔口形式，可以減小閘門開度。
胸牆孔口型用於上游水位變幅較大，過閘流量較小時，常採用胸牆孔口型。可以減小閘門高度和啟閉力，從而降低工作橋高和工程造價。本設計地點在平原地區，水頭差較小，上游水位變幅不大，要求洩流能力穩定，從而排除低實用堰型和胸牆孔口型，採用寬頂堰型。
2．閘底板高程的確定
底板應置於較為堅實的土層上，並應盡量利用天然地基。在地基強調能夠滿足要求的條件下，底板高程定得高些，閘室穩定得高些，閘室寬度大，兩岸連線建築物相對較低。對於小型水閘，由於兩岸連線建築在整個工程中所佔比重較大，因而總的工程造價可能是經濟的，在大型水閘中，由於閘室工程量所佔比重較大，因而適當降低底板高程，常常是有利的。
當然，底板高程也不能定的太低，否則，由於單款流量加大，將會增加下游效能防沖的工程量，閘門增高，啟閉裝置的容量也隨之增大。選擇底板高程前，首先確定合適的最大過閘單寬流量，它取決於閘下游河渠的允許最大單寬流量。允許最大過閘單寬流量可按下游河床允許最大單寬流量的1.
2～1.5 倍確定。一般情況下，節制閘的底板頂面可與河床齊平。
考慮經濟條件，本設計採取底板頂面與河床齊平。
3．閘孔寬度計算
本閘設計流量q=120m3/s，上下游渠道水深均2.42m，閘前流速v0=0.99 m/s，設閘前壅高水位為0.
1m, 閘上、下游水位分別為74.03 m、73.93m，則閘上水深h=2.
42m,hs=2.32m。
閘孔總淨寬可根據公式：
b0——閘孔總淨寬，m；
q——過閘流量，m3/s;
h0——計入行在內的進流速堰上水深，m；
g——重力加速度，取9.81，m/s2;
m——堰流流量係數，可採用0.385；
ε——堰流側收係數，可由表2-1查得；
σ——堰流淹沒係數，對於寬頂堰由表2-2查得，表中hs為堰頂下游水深，m；
b0/bs= =0.55根據表2-1查得ε=0.934
所以σ=1
b0= 23.09m
取b0=25m
校核流量，根據
因此計算的過水能力與設計流量的差值相差不大符合要求。
表2-1值
表2-2寬頂堰σ值
4．分孔及總寬度
根據水閘淨寬，分成 5×5孔。中墩厚度1.5m、邊墩厚度1m，閘室總寬度l=25+4×1.5+1×2=33m
5．確定閘頂高程
為了保證運用管理安全，閘頂高程應高於校核洪水位，閘頂上游高程應高於波浪高度，其與正常蓄水位或校核洪水位的高差δh由下式確定
2-1）
式中 δh——防浪牆頂至正常蓄水位或校核洪水位的高差，m；
h1%——超值累積頻率為1%時波浪高度，m；
水工建築物複習
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水工建築物下冊
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