10水建12班 水工建筑物实训任务指导书

'湖南水利水电职业技术学院HunanTechnicalCollegeofWaterResourcesandHydroPower水工建筑物课程设计任务书课题名称:流沙河拦河闸设计适用专业：水利建筑工程指导老师：刘妍设计开始日期：2011年12月5日设计结束日期：2011年12月9日水利工程系 课程设计任务书一、设计的目的本次设计的目的在于通过完成水闸的设计，培养学生的工作作风、提高学生的工作能力、提高毕业生综合素质；本次设计，要求学生熟练掌握水闸的设计的程序和方法，会依据规范和参考书进行水闸设计各种计算。设计过程中注重培养学生根据规范和已学理论知识处理实际问题的能力，使毕业生不仅仅局限于水闸，对其它水工建筑物的设计也能做到触类旁通。1．通过设计的训练，提高并巩固学生所学的理论知识。2．通过设计的训练，培养学生科学、严谨、务实和创新的工作作风。3、培养学生综合运用所学理论知识并结合国家相关规范，分析解决水利工程设计中遇到的问题的能力。4、培养学生独立工作、独立思考并运用已学的知识解决实际工程技术问题的能力，结合课题的需要更应注意培养学生独立的获取新知识的能力。二、基本资料1、工程概况流沙河水利枢纽是流沙河上拟建的一座闸枢纽工程，位于沙县西南，距离市区10km。流沙河全长139km，流域面积385km2。流流沙河水闸地理位置示意图闸址上游25km 处的流沙河上建有综合利用的东林水利枢纽，其总库容为1.4亿m3，每年下泄水量4.94亿m3，其中除工业用水1.8亿m3外，其余全部可供灌溉，为满足两岸灌区的灌溉取水的要求，拟建流流沙河沙县水闸以抬高河道水位。东林与沙阳闸址之间，河道宽度一般在150~300m之间，闸址处河道宽250m，除沿河因洪水泛滥，地形起伏不平以外，其余大多地势平坦，南北向地面坡降为1/2500~1/3500，东西向为1/2000~1/4000。闸址上游原有堤防，为了适应建闸后上游水位的抬高，要求根据建闸后的上游水位加高堤防。2、水文气象条件(1)、经上游的东林水库调节后，沙阳闸址的不同频率洪峰流量见表1，洪水期一般为每年7~10月。表1流流沙河闸址不同频率洪峰流量洪水频率0.1%0.33%0.5%1%2%5%10%25%75%流量(m3/s)20501766166615001333110093366696(2)、闸址的水位流量关系如下图所示。流流沙河水闸闸址水位流量关系曲线(3)、经东林水库调蓄后，下泄水流含砂量很小，平均含砂量0.55kg/m3。(4)、非汛期重现期10年和15年的流量见表2。 表211-6月重现期10年和15年的洪水流量流量11月12月1月2月3月4月5月6月10年30636317011018028630036015年380316220133280326388430(5)、根据沙阳站60多年的观测资料，多年平均气温16.8℃；8月份气温最高，月平均30.2℃，1月份最低，月平均2.2℃；最高气温达41.5℃，最低气温-8℃。(6)、多年平均风速4.8m/s，汛期多年最大风速平均值为12m/s。(7)、根据沙阳气象记录，日降雨量大于5mm的降雨天数见表3。表3各月日降雨量大于5mm的天数月份123456789101112平均天数334566988432最多天数57891011121412866最少天数0122235432103、工程地质和水文地质条件(1)、闸址地质情况系属第四纪沉积岩，厚度较大，河床两岸滩地为粉质壤土，厚度15m，河床为砾粗砂，厚度17m，下部为粗砂层，厚度11m，基岩为花岗岩。沿河一带地下水埋藏深度随地形变化，地下水面一般在地表下3m左右。因土质透水性较大，地下水位变化受河道水位影响，丰水期河水补给地下水，地下水位增高；枯水期地下水补给河水，地下水位比较低。(2)、地基土壤设计指标见表4：表4地基土壤设计指标土类指标粗砂砾质粗砂中砂粉质壤土内摩擦角--渗透系数(cm/s)--空隙比e0.560.58--0.44地基承载力[σ](Mpa)0.30.30.25--变形模量E(Mpa)3040----(3)、回填土可以采用砾质中砂、砾质粗砂、粗砂回填，其重度 、、，内摩擦角，粘聚力。(4)、混凝土与各种土壤的摩擦系数见表5。表5混凝土与各种土壤的摩擦系数摩擦系数粘土中砂粗砂砾质粗砂混凝土0.280.450.480.49(5)、本地区地震烈度为6度。4、建筑材料及交通运输(1)、石料闸址位于平原地区，山丘少，石料须从外地运来，离闸址20km的陈相山、高子岗两石料场可供应石料，其抗压强度为30Mpa左右，重度为25.5~27.47kN/m3左右，石料场距离公路约1km。(2)、混凝土骨料闸址下游2.5~4.0km的河滩砂砾石可作混凝土骨料。(3)、土料闸址上游1~2km有壤土，其物理力学性质参数与闸址的粉质壤土大体相当，数量月80万方。(4)、其他水泥、钢材、木材须由外地购买。(5)、有公路和铁路从闸址附近经过，交通便利。(6)、闸上应修交通桥，以供农用车辆通过。5、灌溉渠道设计成果渠道渠底高程32.0m，最大引水流量：两个灌区引水流量均为8m3/s,灌溉正常挡水位135.50m。三、设计的内容1、收集分析原始资料，学习《水闸设计规范SL265-2001》。2、根据所给地形、地质、水文和其它有关资料及相应的规划成果，在给定的闸轴线上结合水闸设计规范等规范进行水闸的设计进行开敞式水闸设计。(1)：水闸等级确定及洪水标准；(2)：总体布置；(3)：水力设计；(4)：防渗排水设计； （5）：闸室稳定计算（选作）四、设计的要求1、总体要求集中布置，明确要求，提倡讨论，独立完成，严禁抄袭、拷贝现象。2、成果要求设计说明书与计算书合写，要求有目录、章节。说明书包括原始资料、计算数据、计算条件、计算简图、计算公式，并要做相关的分析与说明。计算成果可列表说明，对成果应有适当的分析。五、设计的考核根据设计计算书、说明书和图纸完成情况，并结合设计时工作态度等情况综合评分。六、设计的进度安排1、布置任务，熟悉指导书和基本资料学习《水闸设计规范SL265-2001》《水工建筑物何载设计规范》0.5天3、闸的设计(1)：水闸等级确定及洪水标准；闸址选择；0.5天(2)：总体布置；1天(3)：水力设计；1天(4)：防渗排水设计；1天(5)：荷载计算及组合，结构设计；4、整理资料1天 湖南水利水电职业技术学院HunanTechnicalCollegeofWaterResourcesandHydroPower水工建筑物课程设计指导书课题名称:流沙河拦河闸设计适用专业：水利建筑工程指导老师：刘妍设计开始日期：2011年12月5日设计结束日期：2011年12月9日 水利工程系课程设计指导书一、前期准备工作1、熟悉原始资料；2、学习水闸设计规范；3、学习水工建筑物荷载设计规范。二、水闸设计1、水闸等级的划分和洪水标准的确定(1)水闸等级的划分水闸的等级划分是进行水闸设计的基本前提条件之一，大家可以根据自己条件查阅水闸设计规范或参考水工建筑物教材进行确定。流沙河水闸属于平原区的水闸，也可按下表进行确定。表一平原区水闸枢纽工程分等指标工程等别规模ⅠⅡⅢⅣⅤ大(1)型大(2)型中型小(1)型小(2)型最大过闸流量(m3/s)≧50005000-10001000-100100-20<20防护对象的重要性特别重要重要中等一般--(2)水闸洪水标准对于平原区的水闸，可根据水利部批准发布的规范SL-2000进行确定：平原区水闸的洪水标准应根据所在河流流域防洪规定的防洪任务，以近期防洪目标为主，并考虑远景发展要求，按下表所列标准综合分析确定。表二平原区水闸洪水标准水闸级别12345洪水重现期(年)设计100-5050-3030-2020-1010校核300-200200-100100-5050-3030-20平原地区水闸闸下消能防冲的洪水标准应与该水闸的洪水标准一致，并应考虑泄放小于消能防冲设计洪水标准的流量时可能出现的不利情况。2、总体布置 (1)枢纽布置水闸的枢纽布置是闸址选定后一个十分重要的技术环节，关系到枢纽建成后能否安全运行和能否充分发挥预期的工程效益，本次设计时引水渠等均已设计完成，故只需设计布置拦河节制闸，但该节制闸同时兼作泄洪闸。拦河节制闸的布置宜参照水闸设计规范进行确定。(2)闸室布置闸室的布置要求满足其功能和运行要求，同时也要结合考虑闸址地形、地质等因素进行合理布置。参照水闸设计规范，结合原始资料，确定闸室结构的选型布置、闸室底板和闸墩结构的选型布置、闸门及启闭机的布置和上部结构的选型布置，这一步确定出闸顶高程、闸槛高程，初步拟定闸孔总净宽、闸孔孔径、孔数。(3)防渗排水设计水闸防渗排水设计是水闸设计中一个非常重要的问题，尤其是在砂性地基上，往往因排水布置未考虑周到而导致建筑物失事。参照水闸设计规范进行布置（规范第4.3.2-4.3.15条）。(4)消能防冲布置水力条件及闸门控制运用方式不同时，水闸的消能防冲布置是不同的，因此，消能防冲的布置应参照水闸设计规范进行确定（规范第4.4.4至4.4.8条）。(5)两岸连接的布置水闸两岸连接的要求，一是挡土，保护两岸不受过闸水流的冲刷，二是导流，使水流平顺的通过水闸，三是防止侧向渗流破坏。两岸连接布置参照规范第4.5.1至4.5.6条确定。3、水力设计水力设计包括：闸孔总净宽计算、消能防冲设施的计算，依据水闸设计规范第5.0.3至5.0.6条、5.0.8条、5.0.14条进行设计。4、防渗排水设计 内容包括渗透压力的计算、抗渗稳定性验算、滤层设计、防渗帷幕及排水孔和永久缝止水设计，依据水闸设计规范第6.0.2、6.0.4到6.0.7及6.0.11条进行设计。三、参考资料1、水闸设计                华东水利学院主编2、水工钢筋混凝土结构       华东水利学院主编3、水闸                      张世儒编4、水工手册(泄水与过水建筑物)华东水利学院主编5、水闸设计规范SL265－20016、钢闸门设计规范SL74－95三、编写设计说明书参考提纲第一章工程概况第二章水闸等级划分和洪水标准2.1工程等别与建筑物级别2.2洪水标准第三章总体布置3.1枢纽布置3.2闸室布置3.3防渗设计布置3.4消能防冲设计3.5两岸连接布置第四章 水力设计4.1闸孔总净宽计算4.2消能防冲设计4.3闸基的防渗长度4.4渗流计算第五章闸室稳定计算'