函江水利樞紐工程畢業設計水利水電建筑工程(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 在 0℃以上， 7 月平均溫一般為 25℃左右， 冬 夏風向有明顯變化，年降水量一般在 1000 毫米以上，主要集中在夏季，冬季較少。洪水期多年平均最大風速為 。 洪水 根據《畢業設計任務書》提供的水文資料 ,函江 50 年一遇洪峰流量為9540 m3/s,各設計頻率洪水流量及相應壩下水位見表 21。 12 洪峰流量及相應壩下水位表 表 21 設計頻率（ %） 2 20 洪峰流量 Q（ m3/s） 12350 9540 5730 壩下水位 H 下 （ m） 水位流量關系曲線見表 22。 水位～流量關系 表 22 水位 （ m） 流量（ m3/s） 水位 （ m） 流量（ m3/s） 14 50 20 3200 15 300 21 4140 16 650 22 5340 17 1200 23 7700 18 1800 24 13800 19 2480 13 第三章 工程地形、地質 地形地貌 閘址左岸與一座山頭相接，山體順水流方向長 700 米，垂直水流方向長 2020 米，山頂主峰標高 110 米，靠岸邊山頂標高 65 米；山體周圍是河漫灘 沖擊平原，灘面標高 ～ 米；沿河兩岸筑有防洪大堤，堤頂寬 4 米，堤頂標高 米；閘址處河寬 700 米，主河槽寬 500 米，深泓區偏右，河床底標高 ～ 米，右岸灘地標高 米。 閘址地質 根據《畢業設計任務書》提供的工程地質勘察報告，本工程場區地基以砂礫卵石層為主 ,表層為中細砂層，層厚 2～ 5 米，左厚右薄并逐漸消失；河床中層主要是砂礫卵石層，卵石含量 30%～ 50%，粒徑 2～ 13 厘米，層厚 10～ 20 米，屬于強透水層，滲透系數 K=179。 101～ 5179。 102（ cm/s），允許坡 降 J=～ ；河床底層為基巖，埋深標高從左標高 10 米向右標高 15 米以下，其巖性為上古生界二迭長興階灰巖及硅質巖。水閘的防滲處理應重點考慮。 河床土質資料如下： 中砂： Dr＝ ， E0=310kg/cm2， =20； 砂礫石： Dr＝ ， E0=360kg/cm2； 當地建筑材料 塊石料：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 萬立方米，平均運距 公里。 14 砂礫料：閘址上、下游均有寬闊的沖積臺地，有大量的砂、礫料，可滿足混凝土的粗、細骨料之用，運距 3～ 5 公里，且 水運極為便利。 土料：閘址上游約 2 公里有劉家、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。 地震 根據《中國地震參數區劃圖》（ GB183062020），參照工程區地震動峰值加速度分區與地震基本烈度對照表，相應本地區的地震基本烈度為 6度。 15 第四章 工程布置及建筑物 設計依據 設計依據的標準、規范 （ 1）《水利工程初步設計報告編制規程》（ DL502193）； （ 2）《防洪標準》（ GB5028694）； （ 3）《水閘設計規范》（ SL2652020）； （ 4）《水工建筑物荷載設計規范》（ DL50771997）； （ 5）《水工建筑物抗震設計規范》（ DL50731997）； （ 6）《水工鋼筋混凝土結構設計規范》（ SL/T19196）； （ 7）《建筑地基基礎設計規范》（ GB500072020）； （ 8）《堤防工程設計規范》（ GB5028698）； （ 9）《城市防洪工程設計規范》（ CJJ5092）； （ 10）《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（ SL2522020）； （ 14）相關法律、法規及有關規范。 設計依據 函江 樞紐的主要建筑物有船閘、泄水閘和水電站三部分組成。船閘的通航能力，按照五級航道標準進行設計。水電站總裝機為 6600Kw，設計水頭為 ，水閘的泄洪能力為 13000m3/s。 根據《 畢業 設計任務書》，本工程為三等工程，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。 根據《畢業設計任務書》，泄水閘的設計洪水標準為 50 年一遇，校核 16 洪水標準為 300 年一遇，最大通航洪水標準為 5 年一遇。 設計依據： 函江樞紐畢業設計任務書； 《水閘設計規范》 (SL265─ 2020)； 《水力計算手冊》（武漢水 利電力學院水力學教研室編） 《水工設計手冊》第 6冊過壩與泄水建筑物； 《水工鋼筋混凝土設計手冊》 1999年； 《水利水電鋼閘門設計規范》 DL/T 503995； 《水利水電工程初步設計報告編制規程》（ DL502193） 設計基本資料 一、水位 正常蓄水位： 灌溉水位： 設計洪水 Q2%=9540m3/s，相應閘下水位 H 下 = 校核洪水 %=9540m3/s，相應閘下水位 H 下 = 二、計算水位組合 閘孔凈寬計算水位 設計 洪水 Q2%=9540m3/s，相應閘下水位 H 下 =； 設計水位差△ H＝ （ H 上 ＝ ）； 校核洪水 %=9540m3/s，相應閘下水位 H 下 =； 計算閘上雍高水位 H 上 （供墩頂高程用）； 17 消能計算水位 閘上水位 H 上 ＝ ； 閘下水位 H 下 ＝ ； 下泄流量：以閘門開啟度 e＝ 、 e＝ 以及全開時的泄量。 閘室穩定計算水位（關門） 閘上設計水位 H 上 ＝ ， H 下 ＝ ； 閘上校核水位 H 上 ＝ ， H 下 ＝ ； 三、地震設防烈 度 本地區地震基本烈度為Ⅵ度，不考慮地震設防。 四、安全系數 安全超高 水閘為 3級混凝土建筑物，根據《水閘設計規范》（ SL 265─ 2020）安全超高下限值： 泄洪時 (設計洪水位 )， (校核洪水位 )； 關門時 (設計洪水位 )， (校核洪水位 )。 抗滑穩定安全系數 土基上的 3級混凝土建筑物，基本組合（設計）為 ；特殊組合（核校）為 。 五、其它資料 單孔凈寬： 8～ 12m； 門型結構：平面鋼閘門； 閘門類型：直升門； 18 底板與中砂的摩擦系 數 f＝ ； 閘孔的允許單寬流量 q＝ 30m3/s/m； 六、公路橋 公路橋載重按汽 20 設計，掛 100 校核，雙車道橋面凈寬 ，兩側人行道 2179。 ，總寬 ，采用 T 型結構。梁高 ，梁腹寬 ，梁翼寬 ，用 5 根組梁組成，兩側人行道為懸臂式，每米延長重量按8T/m 計。 工程總體布置 函江樞紐的主要建筑物有船閘、泄水閘和水電站三部分組成。船閘的通航能力，按照五級航道標準進行設計。水電站總裝機為 6600Kw，設計水頭為 ，水閘的泄洪能力為 13000m3/s。 根據設 計任務書提供的地形地質資料，以及功能要求，樞紐總體布置如下： 船閘的布置 船閘的通航能力，按照五級航道標準進行設計。 船閘布置在函江的左岸，船閘本身由三部分組成：上游引航道、閘室和下游引航道。 上游引航道：長度不小于 5 倍設計船隊的長度，根據經驗五級航道標準的設計船隊的長度為 91m，故上游引航道的長度為 455m，設計時取為500m；上游引航道的底寬度為 35m，兩岸采用漿砌石護坡，邊坡采用 1：；上游引航道的底高程為 。 下游引航道：長度不小于 5 倍設計船隊的長度，根據經驗五級航道標 19 準的設 計船隊的長度為 91m，故下游引航道的長度為 455m，設計時取為600m；下游引航道的底寬度為 35m，兩岸采用漿砌石護坡，邊坡采用 1：；下游引航道的底高程為 。 閘室：閘室的長度為 135m，寬度為 ；閘室的頂高程為 ，底高程為 。上下閘首控制船只的進出。 水電站的布置 考慮河床的主槽比較靠近右岸，上下游不容易發生淤積，為最大的可能提高水電站的出力，發揮水電站的效益，將水電站布置在函江的右岸。 水電站的廠房的平面尺寸：主廠房的長度為 米，上下游方向的寬度 為 米，主廠房總高度為 米。 水輪機的型號為： GE(F02)WP380 發電機的型號為： SFG20070/3960 總裝機： 3179。 2200KW 設計水頭： 最高水頭： 最小水頭： 最大引用流量 225m3/s。 泄水閘的布置 泄水閘布置在水電站和船閘之間。 泄水閘主要有三部分組成：上游連接段、閘室段和下游連接段。 20 主要建筑物（泄水閘） 閘孔設計 水閘閘孔設計主要是確定閘孔型式、尺寸河設置高程，以保證水閘在設計水位組合情況下有足夠的過流能力 。 一、堰型和堰頂高程確定 根據設計任務書提供的資料顯示，函江流域水面平緩，含砂量少，本水閘的主要功能為擋水灌溉和泄水，故 本次設計采用堰流式閘室，堰型采用無檻寬頂堰。 這種型式閘室對于泄洪較為有利，它能使閘前漂浮物隨著水流下泄，而不會阻塞閘孔而影響泄洪。 根據資料提供的地形圖，考慮水閘的運行、河道沖刷淤積以及閘孔允許單寬流量和工程造價等因素，本次設計取堰頂高程與河床底高程齊平為。 二、閘孔凈寬計算、泄流能力校核 水位 Q2%＝ 9540m3/s， H 上 ＝ ， H 下 ＝ ； %＝ 12350m3/s， H 上 ＝待算， H 下 ＝ ； 閘孔凈寬計算 閘孔總凈寬的確定，主要涉及兩個問題：一個是過閘單寬流量的大小；另一個是閘室總寬度與河道總寬度的關系。如果采用的閘孔總凈寬過小，使過閘單寬流量過大，將增加閘下游消能布置的困難，甚至影響水閘工程的安全；反之，如果采用的閘孔總凈寬過大，使過閘單寬流量過小，工程 21 量加大，造成浪費。 根據設計任務要求，閘孔允許單寬流量不大于 30m3/s， 初步擬定閘孔總凈寬為 倍主河槽寬為 350m，閘孔 分成 35 孔，每孔寬 10m，中墩厚，縫墩厚 。 水閘底板為無檻寬頂堰，閘孔泄流能力計算公式如下： 2300 2 HgmBQ ??? (《水閘設計規范》以下簡稱《規范》附 A） 式中： Q—— 過閘流量（ m3/s）； ? —— 淹沒系數，根據上下游的堰上水深查得； ε —— 側收縮系數； m—— 流量系數； B0—— 閘孔總凈寬（ m）； H0—— 堰頂以上上游總水頭（ m）。 ①堰上總水頭 H0 H1（上游水頭） =－ = Hs（下游