H江水利樞紐工程畢業(yè)設計

H 江水利樞紐工程畢業(yè)設計（重點泄水閘設計） 目 業(yè)設計設計題目 土壩樞紐施工組織設計 專 業(yè) 水利水電工程 年 級 2012 水工（1）班 姓 名 陳 廣 兵 學 號 3120121601 指導教師 王潤英、陳海雄、胡秀君 日 期 2014 年 04 月 H 江水利樞紐工程畢業(yè)設計（重點泄水閘設計） 目 錄23120110935目 錄1 工程興建緣由和效益 .12 設計基本資料 .12.1 工程等級及設計標準 .12.2 樞紐地形、地質及當地材料 .12.3 基本資料 .22.4 建筑物的設計參數 .33 主要設計成果 .63.1 樞紐總體布置 .63.2 水閘設計 .74 水閘水力設計 .104.1 堰型、堰頂高程的確定 .104.2 水閘凈寬確定 .104.3 校核泄流能力 .114.4 閘室總寬度的確定 .175 水閘消能防沖設計 .175.1 消力池設計 .175.2 海漫設計 .215.3 防沖槽設計 .216 閘室布置 .226.1 閘室結構布置 .226.2 長度擬定 .256.3 其他尺寸擬定 .277 閘基防滲排水設計 .277.1 擬定地下輪郭線 .277.2 滲流計算 .288 閘門及啟閉機設計 .358.1 閘門設計 .35H 江水利樞紐工程畢業(yè)設計（重點泄水閘設計） 目 錄331201109358.2 啟閉機選型 .359 閘室穩(wěn)定計算 .359.1 閘室穩(wěn)定計算 .369.2 閘室沉降計算 .4010 兩岸連接建筑物設計 .4110.1 上游翼墻計算 .4110.2 下游翼墻計算 .4810.3 上游護坡 .5410.4 下游護坡 .5411 閘底板配筋計算 .5411.1 不平衡剪力計算 .5411.2 不平衡剪力分配值的計算 .5511.3 底板作用荷載計算 .5611.4 彎距計算 .58H 江水利樞紐工程畢業(yè)設計（重點泄水閘設計） 設計說明書131201109351 工程興建緣由和效益涵江位于我國華東地區(qū)，流向自東向西北，全長 375km，流域面積 176 萬 km，是鄱陽湖水系的主要支流，也是長江水系水路運輸網的組成部分。該流域氣候溫和，水量充沛，水面平緩，含沙量小，對充分開發(fā)這一地區(qū)的水路運輸具有天然的優(yōu)越條件。流域內有耕地 700 多萬畝，土地肥沃，礦藏資料十分豐富，工礦企業(yè)發(fā)達，有國家最大的有色金屬冶煉工程銅基地及腹地內的建材輕工，電力等工業(yè)部門和十多個糧食基地；原料及銷售地大部分在長江流域各省，市地區(qū)，利用水運的條件十分優(yōu)越。流域梯級開發(fā)后，將建成一條長 340km 通航千噸級駁船的航道和另一條長 50km 通航300 噸級駁船的航道，并與長江、淮河水系相互貫通形成一個江河直達的內河水路運輸網。同時也為沿江各縣市擴大自流灌溉創(chuàng)造條件，對促進沿河地區(qū)的工農業(yè)發(fā)展具有重要的作用，該工程是以航運為主體，兼有泄洪、發(fā)電、灌溉、供水和適應站各需要的綜合開發(fā)工程，它在經濟上將會具有非常顯著的效益。2 設計基本資料2.1 工程等級及設計標準2.1.1 工程等級本樞紐定為三等工程；主要建筑物按 3 級建筑物設計；次要建筑物按 4 級建筑物設計。2.1.2 洪水標準設計洪水按 50 年一遇標準；校核洪水按 300 年一遇標準；最大通航洪水按 5 年一遇標準。2.2 樞紐地形、地質及當地材料2.2.1 閘址地形閘址左岸與一座山頭相接，山體順流向長 700m，垂直向長 2000m，山頂主峰標高110m，靠岸邊山頂標高 65m；山體周圍是河漫灘沖積平原，灘面標高（18.520.0）m ；沿河兩岸筑有防洪大堤，堤頂寬 4m，堤頂標高 24.5m；閘址處河寬 700m；主河槽寬 500m，深泓區(qū)偏右，河床底標高（13.014.0）m，右岸灘地標高 18.5m。H 江水利樞紐工程畢業(yè)設計（重點泄水閘設計） 設計說明書231201109352.2.2 閘址地質閘址河床土質，主要由沙礫 卵石層組成，表面為中細砂層，層厚（25）m ，左厚右薄并逐步消失；河床中層主要是砂礫卵石層，卵石含量 3050%，粒徑 213cm，層厚（1020）m。屬于強透水層滲透系數 K=1.84*10 5*10 （cm/s ）允許坡隆=0.150.25 ；12河床底層為基巖，埋深標高從左標高 10 米向右增深至標高 15 米以下。其巖性為上古生界二迭長興階灰?guī)r及硅質巖。河床土質有關資料如下：中砂：Dr=0.6，Eo=310kg/cm，N =205.63砂礫石：Dr=0.66，Eo=360kg/cm2.2.3 當地建筑材料塊料石：在閘址左岸的山頭上，有符合質量要求的塊石料場，其儲量 50 萬方，平均運距 1.0km。砂礫料：閘址上、下游均有寬闊的沖積臺地，在上、下游（35）km 的沙灘臺地上，均有大量的砂礫料，可滿足混凝土的粗、細骨料之用，且水運方便。土料：閘址上游約 2km 有劉冢、八圩土料場，儲量豐富，符合均質土壩質量要求，還有可作為土壩防滲體的粘性土，其質地良好。2.3 基本資料2.3.1 氣象洪水期多年平均最大風速；20.7m/s風向：按垂直壩軸線考慮吹程：3km2.3.2 水文2.3.2.1 設計洪水各 設 計 頻 率 洪 水 流 量 及 相 應 壩 下 水 位 表設計頻率（% ） 0.33 2 20H 江水利樞紐工程畢業(yè)設計（重點泄水閘設計） 設計說明書33120110935洪水流量 Q（m/s） 12350 9540 5730壩下水位 H 下（ m） 2380 2340 22252.3.2.2 水位流量關系曲線水位（m） 14 15 16 17 18 19流量（m 3/s） 50 300 650 1200 1800 2480水位（m） 20 21 22 23 24流量（m 3/s） 3200 4140 5340 7700 138002.3.3 地震本地區(qū)地震基本烈度為 6 度。2.3.4 回填土干容重 干(Tm 3)濕容重(Tm 3)飽和容重(Tm 3)內摩擦角粘聚力 ckgcm 2含水量 砂性土 1.55 1.85 2.05 27 0粘性土 1.50 1.92 18 0.2 282.4 建筑物的設計參數(一)船閘(五級航道標準)1） 水位：最高通航水位22.32m，最低通航水位 19.0m ；正常蓄水位19.0m；下游最低水位14.25m。2） 船型、船隊：船型300 噸駁船，單駁尺度 35 9.21.3m(長寬吃水深)；船隊H 江水利樞紐工程畢業(yè)設計（重點泄水閘設計） 設計說明書43120110935300 馬力+2 300 噸。船隊尺度 919.21.3m(長寬吃水深)。3） 船閘、引航道尺寸及高程：閘室有效尺寸閘室頂高程24.0m ，室底高程10.5m；長寬 檻上水深=13512 2.5m。上閘首平面尺寸 長 寬1824m ；墩頂高程 25.0m(注：該高程控制公路橋面高程)，門檻高程16.5m，基底高程 8.5m。下閘首平面尺寸長寬1724m；墩頂高程24.5m 、門底高程10.5m 、基底高程70 米。上、下游導墻段長度 50m。上、下游引航道直線段長度應滿足 L5倍設計船隊長度，引航道底寬 35m；邊坡 1：2.5；引航道底高程；上游 15.0m ，下游11.0m；引航道轉彎半徑 R5倍設計船隊長度；進出口軸線與主河流基本流向的交角 204） 閘上公路橋設在上閘首的上游端。(二)電站1） 機型水輪機型號：GE(F302)WP380 機型；發(fā)電機型號：SFG200703960；總裝機：32200KW 。2） 水頭設計水頭 3.5m；最高水頭 7.0m，最小水頭 2.0m；最大引用流量 225m3/s。3） 主廠房平面尺寸及高程主廠房底板長度 48m；總寬 36.2m；機組進水室寬 2.8m；中墩厚 3.4m；進口高程 7.5m，出口高程 7.8m；基底最低高程 2.0m；基底平均開挖高程 5.0m；進水口前混凝土鋪蓋長 10m，并在 1：5 反坡向上游與原河床高程銜接，并在上游端應設攔沙檻。尾水出口后設混凝土護坦、護坦水平段 15m并用 1：5 的倒倒坡段與尾水渠相連。上部廠房寬 15 米(順流向)，長 36.2m，廠房地面高程24.5m ，水輪機安裝同程 10.5m廠房屋頂高程 37.0m，廠房邊墻距底板上游端 15.0m。4） 站上的公路橋設在三房的上游端。(三)泄水閘1） 水位：正常蓄水位19.0m，灌溉水位19.50m；設計洪水 Q2=9540m 3s，相應閘下水位 H 下 23.40m校核洪水 Q0.33%=12350m 3s，相應閘下水位 H 下 23.80mH 江水利樞紐工程畢業(yè)設計（重點泄水閘設計） 設計說明書531201109352） 計算水位組合：閘孔凈寬計算水位設計流量 Q2=9540m 3s，相應 H 下 23.40m設計水位差 H：甲組H 0.25m(H 上 23.65m)校核流量 Q0.33%=12350m 3s，相應閘下水位 H 下 23.80m計算閘上壅高水位 H 上 (供墩頂高程用)消能計算水位閘上水位 H 上 =19.50m閘下水位 H 下 =甲組 H 下 14.50m下泄流量：以閘開啟啟度 e_m、_m、以及全開時的泄量。閘室穩(wěn)定計算水位(關門)閘上設計水位 H 上 19.5 米，甲：H 下 =14.50m閘上校核水位 H 上 20.0m(與門頂齊平)甲：H 下 =14.5m3） 其它參數單孔凈寬：(812)m門型結構：平面鋼閘門閘門類型： 升臥門底板與中砂的摩擦系數 f0.4閘孔的允許單寬流量q=30m 3s m(四)公路橋公路功重按汽20 設計，掛 100 校核，雙車道橋面凈寬 7.0m，兩側人行道 22.0m，總寬 9m，采用 T 型結構。梁高 1.0m，梁腹寬 0.2 米，梁翼寬 1.6m，用 5 根組粱組成，兩側人行道為懸臂式。每米延長重量按 8m 計。3 主要設計成果3.1 樞紐總體布置根據水閘設計規(guī)范SL265-2001 第 4.1.6 條規(guī)定：水閘樞紐中的船閘、泵站或水電站宜靠岸布置，但船閘不宜與泵站或水電站布置在同一岸側，船閘、泵站或水電站與水閘的H 江水利樞紐工程畢業(yè)設計（重點泄水閘設計） 設計說明書63120110935相對位置，應能保證滿足水閘通暢泄水及各建筑物安全運行的要求。因此，本設計在樞紐布置時，將泄水閘布置在河床中間，船閘布置在左岸，水電站布置在右岸。其中：泄水閘每孔凈寬 12m，共 27 孔，高 12m，直升式平板鋼閘門控制，閉閘時攔截江流，穩(wěn)定上游水位，開閘時泄水，排沙防淤。設計流量 9540m3/s，校核流量 12350m3/s。船閘 1 座，閘室有效長度為 135m，凈寬 12m，檻上水深 2.5m，閘室頂高程 24.0m，底高程 10.5m。閘上公路橋設在上閘首的上游端。水電站廠房寬 15m(順流向)，長 36.2m。廠房地面高程 24.5m，水輪機安裝高程10.5m。水電站設計水頭 3.5m，最高水頭 7.0m，最大引用流量 225m3/s，總裝機32200KW。站上公路橋設在廠房的上游端。具體布置見附圖一：總平面布置圖。3.2 水閘設計3.2.1 水閘水力設計1)、堰型、堰頂高程閘孔采用結構簡單、施工方便的無坎平底寬頂堰（平底水閘屬無坎寬頂堰） 。擬定閘底板頂高程為 13.0m。2)、水閘總寬度本次設計分段長度：中塊：21.0+122+1.4=27.4m，邊塊：1.0+1.2+212+1.4=27.6m。閘室總寬度：27.411+27.62 12+2=370.4m。3.2.2 水閘消能防沖設計1)、消力池消力池采用鋼筋砼結構，深 1.3m，消力池長 L=15m，厚度 0.6m。2)、海漫海漫長度 L=57m，50cm 厚 C25 砼框格內填 M7.5 漿砌塊石。3)、防沖槽防沖槽采用梯形斷面，槽深 2.5m，槽底寬 4.0m，上游設板樁，厚 15cm，下游坡比為 1：3，槽內拋填塊石，塊石直徑不小于 0.3m，上方設合金鋼絲網石籠護面，厚 0.5m，H 江水利樞紐工程畢業(yè)設計（重點泄水閘設計） 設計說明書73120110935下設碎石墊層，厚 30cm，墊層下鋪 400g/m2 無紡土工布一層。3.2.3 閘室布置1)、閘室結構閘室采用開敞式布置，鋼筋砼 U 型結構，閘門選擇直升式平板鋼閘門，液壓啟閉，閘上布置凈 7m 交通橋，兩側人行道 21.0m，總寬 9.0m、寬 4m 工作橋和啟閉房，啟閉房寬11.0m，底板長度取 20m。底板采用整體式，二孔一分縫，最中間一孔，底板長度為 20m，頂高程為 13.0m，閘底板厚 1.5m 。閘墩長度采用與底板同長 20m， 。檢修門槽深 25cm，寬 30m；工作門槽深 40cm，寬60cm。閘墩上下游端部均采用半圓形墩頭。閘墩頂高程為 25.0m。閘墩厚度受控于閘門槽處最小厚度為 50cm，中墩厚度取1.4m，縫墩厚度為 21.0m，邊墩厚度為 1.2m。公路橋布置在閘門上游側，公路橋載重按汽-20 設計，掛 100 校核，雙車道橋面凈寬7.0m，兩側人行道 11.0m，總寬 9.0m。公路橋采用 T 型結構，梁底高程為 25.0m，梁高1.0m，梁腹寬 0.2m，梁翼寬 1.6m，用 5 根組梁組成，兩側人行道為懸壁式。2)、上下游翼墻上游連接采用扶壁式翼墻，圓弧