某灌区取水枢纽进水闸结构布置

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第一部分 毕业设计相关资料

一、设计目的与要求

1.1 目的

通过毕业设计，了解并掌握水闸的初步设计的内容、方法和步骤，通过设计学会运用有关专业课、技术基础课所学的理论去解决实际工程问题，训练编写毕业设计成果、绘制水工建筑物CAD图纸的技能，以及培养正确的设计思想，熟悉有关设计规范等。

1.2 要求

毕业设计是在已有勘测规划及部分设计成果的基础上进行的，要求每个学生独立地提交设计成果并要求成果概念明确。说明书简明扼要，计算数字无误。

二、设计内容与成果要求

2.1内容

①确定枢纽和建筑物的等级； ②确定枢纽的防洪能力； ③进水闸的闸室布置； ④确定消能防冲设施； ⑤防渗排水设施布置； ⑥两岸连接建筑物的布置； ⑦闸室的稳定校核；（选做） ⑧闸底板的内力分析。（选做） 2.2 成果要求

①设计说明书一份（包括计算部分）； ②进水闸结构布置图一张。

三、设计资料

3.1 工程概况

某灌区取水枢纽为冲沙槽式取水枢纽，由拦沙闸、冲沙闸、进水闸组成的。

该灌区主要水系为沙河及太子河，沙河属于山麓型河流，灌区在沙河两岸，总灌溉面积为97.6万亩，两岸灌溉面积大致相等，根据沙河水沙情况及取水要求，经过综合比较，应修建同拦沙闸、冲沙闸、进水闸组成的冲沙槽式取水枢纽。

沙河拦河闸，横跨沙河修建，与沙河主河道正交，闸址外河宽270m，拦河闸底板高程与河床平均高程同高，为31.5m。两岸堤坝高程39.8m，闸上游限制最高洪水位为38.8m。

冲沙闸，布置在拦河闸两侧，底板高程31.5m。

进水闸，为了满足两岸灌溉的要求，采取两岸布置方案。 枢纽平面布置见图1。

拦河闸与冲沙闸均为三孔一联，拦河闸共5联；冲沙闸共2联；闸墩墩头为半圆形；中墩厚度为1.2m，缝墩厚度为0.8m；单孔净宽为10.0m。

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多年平均气温为7.5℃，月平均最高气温30.2℃，月平均最低气温为-18.6℃，冻层深度为1.0～1.5m，多年平均风速为4.1m/s，汛期最大风速为8.4m/s。

3.2.2 水文

拦河闸闸址处沙河不同频率的洪峰流量如表1，建闸前闸址处水位～流量关系见表2，相应的流量－水位曲线为图2。

进水闸以5％的洪水作为停止引水的标准，灌溉临界期相应的河道流量Q=400m3/s。沙河闸址处多年平均含沙量为1.8kg/m3，实测最大含沙量为4.74kg/m3。

表1 拦河闸闸址处沙河不同频率的洪峰流量 单位：m3/s

表2 建闸前闸址处水位～流量关系 单位：m3/s

35343332Q(m3/s)

图2 灌溉渠道水位～流量关系曲线图

3.3 地质条件 3.3.1 地质情况

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渠道附近属第四纪沉积层，厚度较大。两岸滩地为粉质壤土和粉沙，其下为砾质粗沙，详见图3。

沿河一带地下水埋葬深度随地形变化，一般在2.5m左右。因为土质透水性很强，地下水变化受河道水位影响很大，丰水期河水补给地下水，水位较高；枯水季节地下水补给河水。

3.3.2 地基土设计指标

地基允许承载力[R]＝25KN/cm2 地基应力分布不均匀系数η＝2～3 混凝土与中砂摩擦系数f＝0.4 混凝土容重γ＝24KN/m3

回填土：应尽量以透水性良好的砂质中砂或者粗砂回填 回填土壤的容重γ干＝10KN/m3 回填土壤的容重γ湿＝16KN/m3 回填土壤的容重γ饱＝20KN/m3 C＝0；填土与墙后摩擦角δ＝0

地基应力分布不均匀系数：沙土η≤2～3

37.0

33.0

29.0

25.0

21.0

17

.0

粉质土壤砾质中砂

砾质粗砂

图3 渠道附近地质剖面图

3.3.3 地震

本地区不考虑地震。 3.4 其他

3.4.1 工程材料

灌区有铁路与石料场相通，运输方便。石料抗压指数在2500KN/cm2左右，容重为24KN/m3。距渠首2.5～3.0km的地方有采石场可以供给粗细骨料及砂料作为浇筑混凝土之用。

3,4.2 交通

进水闸有交通要求，要求交通桥面宽为5m。

四、设计依据

《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）

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《水闸设计规范》（SL265-2001） 《水闸》（中国水利水电出版社出版）

第二部分 毕业设计时段划分及安排

按教学计划的规定毕业设计为期7周。每个学生应在规定的时间内完成规定的内容，在开始时明确毕业设计这一教学环节的性质、目的、任务外，还应作好准备工作，加强计划性，

说明：1、每周按五个工作日计算

2、各阶段的说明书和说明书附图、附表、设计图的底图应在所属阶段内完成。

第三部分 各阶段的主要内容及要求

毕业设计可分为五个阶段，各阶段的内容和要求如下：

一、了解任务书和熟悉、分析原始资料

本阶段的目的在于全面了解设计指导书、认识设计题目的现实意义。看懂相关图纸，掌握有关资料。将必需的资料整编到毕业设计说明书中，了解每一项资料在设计中的用途，考察资料的精度和合理性，切勿原封不动的抄写或摘录资料。如发现资料不足可询问指导教师予以补充。

二、枢纽和建筑物的等级，枢纽的防洪能力、布置

本阶段的主要任务是：

（1）根据进水闸的最大引水流量确定枢纽和建筑物的等级； （2）确定取水枢纽的洪水标准； （3）初步确定取水枢纽的布置。

三、进水闸引水角确定、孔口设计

本阶段的主要任务是： （1）查《水闸设计规范》（SL265-2001）确定引水角。

（2）依照水闸闸孔设计步骤确定闸孔型式和尺寸。闸孔型式是指底板型式（堰型）、

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门型以及门顶胸墙的型式（采用胸墙时），闸孔的尺寸指底板顶面高程（即堰顶高程）、墩墙顶部和胸墙底面高程、闸孔总净宽及闸孔孔数等。

（3）对初拟闸孔进行过流能力检验。

四、消能防冲、防渗排水设施布置

本部分的主要内容是：

（1）选取适当的消能防冲措施，减少下游河（渠）道的冲刷，保证水闸的安全。主要是①确定是否需要设置消力池，如需要则需考虑消力池的深度、长度、和消力池底板的厚度。②是否需要在消力池后面采用防冲加固措施如设置海漫、防冲槽或防冲墙等。

（2）水闸防渗排水设计内容包括：①进行水闸的地下轮廓布置，设计防渗、排水设施的型式、布置、构造和尺寸（必做）；②渗流压力计算，供闸室稳定验算时使用；③渗流坡降计算，验算地基抗渗稳定性；④滤层设计（必做）；⑤防渗帷幕及排水孔设计（必做）；⑥永久缝止水设计（必做）。

五、闸室、两岸连接建筑物的布置

本部分的主要内容是：

（1）闸室是水闸的主体部分，由底板、闸墩、胸墙、闸门、工作桥和交通桥等部分组成。布置应根据水闸挡水、泄水条件和运行要求，结合考虑地形地质等因素，做到结构安全可靠，布置紧凑合理、施工方便、运用灵活、经济美观。

（2）水闸两端与河岸连接时，必须设置连接建筑物，其组成部分有上、下游翼墙和边墩。

六、绘图、整理说明书

根据毕业设计说明书绘制CAD图纸，包括水闸的主要结构形式及轮廓尺寸，并将各部分文本内容、计算过程整理成册。

七、写答辩稿、准备答辩及毕业答辩

温顾毕业设计的过程及内容，制作答辩PPT及答辩稿，准备答辩。

第四部分 设计成果、答辩要求及成绩评定

本毕业的设计成果主要包括设计图和设计说明书。

一、设计图

主要有进水闸平面布置图、剖视图、立面图，可绘制在一张A3图纸上。

规定用CAD或铅笔在绘图纸上绘制，要求图名、图框、图签俱全，绘图时遵守制图标准的规定，图幅布局合理，图面主次分明、比例适当、尺寸齐全、清晰整洁，并有必要的文字说明。

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二、设计说明书

设计说明书要求A4纸张打印，章节分明、条理清楚、字迹工整，并编写目录；文字说明应简明扼要、既要有对设计内容的叙述，又要有对问题的分析论证和结论；此外，还需注意适当地使用插图和附表。设计说明书的字数不少于2万字，30页以上。

三、答辩

答辩是审核和评定学生毕业设计质量和成绩的重要环节，已完成毕业设计的学生方可参加答辩，未完成毕业设计的学生，或指导教师认为毕业设计不及格的学生不能参加答辩。

答辩时，学生先讲解10~15分钟，然后由答辩委员会的专家和教师提问10~15分钟。

四、成绩评定

毕业设计成绩按五级记分：即优秀、良好、中等、及格、不及格。答辩小组应根据指导教师意见、评阅人意见和学生答辩的实际情况，综合评定学生的毕业设计成绩。

有下列情况之一者，毕业设计成绩不及格：

（1）有三分之一的时间未参加毕业设计，或未完成毕业设计规定的任务，或虽完成任务，有严重错误者；

（2）设计图纸质量差，说明书不完整，有原则性错误；

（3）无故不参加答辩，或在答辩中阐述毕业设计的论据错误，基本概念模糊； （4）严重违反纪律和规章制度，拒不服从指导老师的指导，且态度恶劣。

五、有关说明

毕业设计应在指导教师的指导下，由学生独立完成；不允许请人代作或互相抄袭，如发现上述情况，取消双方毕业设计资格，毕业设计成绩记为不及格。

所发给的原始资料、图纸、指示书，学生要负责保存，不能遗失，设计结束时，必须全部随成果交回。

设计、绘图中规定： （1）单位。

①长度：公里(km)；米（m）；厘米（cm）；毫米（mm）； ②重量：吨(t)；公斤（kg）； ③时间：秒(s)；

④组合单位：应力（kpa,mpa）。 （2）图例。

采用工程制图教材上图例。 （3）图题。

采用工程制图教材上图题。

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