诸城市昌城拦河闸设计方案
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇诸城市昌城拦河闸设计方案范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要：该水闸的主要功能是用来控制和调节河道的水位和流量，枯水时期利用闸门拦蓄水量，抬高闸上水位，保证上游城镇生产、生活供水及灌溉，洪水时期则打开闸门，宣泄洪水，同时兼顾美化环境、提高城镇品位的要求。
关键词：昌城拦河闸调节河道的水位和流量提高城镇品位
一、工程概况
昌城拦河闸位于诸城市昌城镇昌城村，芦河下游，始建于1978年。昌城拦河闸由于始建标准低，施工质量差，加上经过近30年的运行，已破败陈旧，闸门板损坏、漏水，不但不能蓄水，而且还存在安全隐患。管理房已经年久失修，门窗损坏、屋顶漏雨。其形象已与周边的现代化小城镇形象极不适应。因此为防洪排涝，重新建造该水闸已成为当务之急。
工程地址位于诸城市昌城镇昌城村南，为芦河冲积河谷平原。从构造活动性和地震活动性分析，本区的区域稳定性属稳定区域。根据相应规范确定场地地震基本烈度为VI度，地震加速度为0.05g，根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)建筑场地类别划分，拟建场地应为Ⅳ类场地。
二、工程设计概况
该工程等别为Ⅳ等，水闸型式为钢筋砼开敞式，闸门3孔，单孔6.5m宽。
根据水文分析的结果，过闸流量为100m3/s，相应洪水位3.26m，根据《水闸设计规范》（SL265-2001）中的规定，本工程的规模为小（1）型，防护对象的重要性为一般。
新建水闸总净宽3孔×6.5m的水闸，水闸上游、下游各设置了护坦、消力池等消能防冲设施，下游总长10.0m，上游总长24.5m。闸室及上、下游段总长46.5m。水闸的管理区域内设置管理房、仓库等。
1、闸底板高程
工程闸址处现有河道现有断面的底高程0.5m（去掉淤泥层），而芦河的河底高程线0.13m，考虑在一般情况下，水闸闸底板高程与河底齐平，将迁建水闸的闸底板顶高程定为0.13m。
2 、闸孔总净宽
闸孔总净宽计算按《水闸设计规范》附录A的堰流公式：
式中 --过闸流量（m3/s）；
--计入行进流速水头的堰上水深（m）；
--堰流侧收缩系数，按相应的公式求算；
--重力加速度（m/s2）；
--堰流的流量系数，可采用0.385；
--闸孔总净宽
经过计算水闸总净宽要求17.8m，根据经验公式，水闸的净孔规模是河道底宽的0.6～0.8倍，即本水闸总净宽经验要求18.0～24.0m，兼顾周围建成和运行情况良好水闸的规模，决定闸孔建设略留余地，选用3孔，单孔6.5m宽，总净宽19.5m。
3、水闸的设计
3.⒈闸室段
根据《水闸设计规范》，土基上建闸，其分缝的最大间距不超过35m，由于该闸总宽度小于规定值，所以水闸可采用整体式底板，底板材料为C25钢筋砼，底板顶高程0.13m，顺水向长12.0m，总宽26.5m，厚1.2m，一侧设齿墙深1.0m，采用天然地基坐落在2层粉土上。闸墩采用C25钢筋砼，中墩厚1.1m（1.8m），边墩厚0.75m（1.8m），兼作挡土墙。节制闸闸门顶高程3.98m，即闸门板高3.8m，采用C30钢筋砼预制梁板。启闭平台即工作桥面顶高程为11.35m。闸室上部布置启闭机室，启闭机室长27.1m，宽12m。内设启闭机3台，选用QPQ-2×16卷扬机，配三台闸门启闭机电机（功率：3×11kW）。上闸首工作门采用人字钢闸门，闸门板顶高程3.43m。
①闸门板的顶高程确定：挡水和泄水两种运用情况确定，挡水时闸顶高程不低于水闸最高挡水位加波浪计算高度与相应的安全超高值之和；泄水时闸顶高程不应低于设计洪水位与相应的安全超高值之和。考虑部分风浪的因素，闸门顶高程定为3.98m。
挡水时：3.13（最高挡水位）+0.2（安全超高）=3.33m
泄水时：3.26（最高泄水位）+0.5（安全超高）=3.76m
②工作桥面顶高程确定：以使闸门检修时能完全提升到启闭室内为原则，取为11.35m。
检修时：5.95（启闭房地面高程）+3.80（闸门板高度）+1.20（启闭机吊耳高度）+0.4（工作桥厚度）=11.35m
3.2 上、下游连接段
由于水闸单向排洪，故下游采用消力池。下游消力池底高程 -0.67m，池深0.8m，池长12.5m，底板厚0.6m，底板为C25钢筋砼，并设置温度缝。上游护坦长10.0m，厚0.6m，采用C25钢筋砼；下游护坦长10.0m，厚0.35m，采用干砌石。上、下游翼墙为扶壁式结构，为C25钢筋砼，翼墙的扩散角7°，顶高程5.00m。
要求。
3.3 水闸防渗设计
3.3.1防渗布置
除闸底板防渗外，上下游铺盖、消力池均采用钢筋砼结构，起防渗作用。上下游消力池增设反滤层，以降低渗压。
3.4 水闸闸室稳定计算
水闸闸室基底应力和稳定计算采用的公式：
①
-闸室基底应力的最大值或最小值，（kPa）；
∑G -作用在闸室上的全部竖向荷载（包括闸室基础底面上的扬压力在内，kN）；
∑M -作用在闸室上的全部竖向荷载对于基础底面垂直水流方向的形心轴的力矩（kN•m）；
-闸室基底面的面积（m2）；
-闸室基底面对于该底面垂直水流向的形心轴的截面距（m3）。
②
-闸室基底面的抗滑稳定安全系数；
-闸室基底面与地基之间的摩擦系数，取0.25；
∑H -作用在闸室上的全部水平向荷载（kN）。
各工况抗滑安全系数均大于1.25，基底应力不均匀系数，基本荷载组合小于1.5，特殊荷载组合小于2.0，满足设计要求。基底应力小于地基粉土的允许承载力130kPa,不需要进行地基处理。
3.5沉降计算
沉降按《水闸设计规范》进行计算，闸室地基的最终沉降量最大为6.0cm，小于规范要求15cm，满足要求。
S∞=m
S∞--土质地基最终沉降量（m）；
n―土质地基压缩层计算深度范围内的土层数；
e1i―基础底面以后第i层土在平均自重应力作用下，由压缩曲线查得的相应孔隙比；
e2i―基础底面以后第i层土在平均自重应力加平均附加应力作用下，由压缩曲线查得的相应孔隙比；
hi―基础底面以下第i层土的厚度(m)；
m―地基沉降量修正系数，采用1.6。
S1=0.01459(m); S2=0.01244(m); S3=0.01024(m);
S∞=0.060(m)。
4、水闸管理区布置及美化处理
管理区设置管理用房及必备的仓储设施，管理房2层（总面积533m2），采用钢筋砼框架结构，配电房单层（22.60m×6m），采用钢筋砼框架结构，同时兼顾环境美化，设置休闲游亭及管理区的绿化。
5、启闭机
闸门启闭设备采用固定卷扬式启闭机（QPQ-2×16）三台。卷扬式启闭机具有结构简单，使用可靠，维修、保养方便、在短时间内可全部开启的优点，是目前使用广泛的闸门启闭设备，已形成定型产品系列；主要缺点是设备笨重，对启闭机架要求较高。
6、 用电负荷及供电方式
本工程用电负荷等级为二级。闸区内设备均为380/220负载。
用电负荷主要包括三台闸门启闭机电机（三台功率：3×11kW）和水闸的照明用电及管理用房的生活用电等。
根据本闸的所处位置，电源从附近的10kV公用线路上引接。为提高供电的可靠性，另配备50 kW柴油发电机组作为备用电源。
根据闸门的供电方式，经符合计算及变压器容量校验，设一台63kVA降压变压器，型号为S9-63/10。变压器容量能满足水闸正常运行最大负荷的需要。变压器高压侧进线采用电缆；高压侧采用跌落式熔断保护器，低压侧采用断路器保护。由于供电负荷的重要性，为确保水闸用电，选择柴油发电机组作为备用电源；经启动容量核算，设置一台50kW柴油发电机；主、备用电源间的切换采用双投刀开关控制。
根据当地电力部门的要求，计量方式采用高压低计，在变压器低压侧设置专用计量装置。
7、主要电气设备布置
水闸设置配电房、柴油发电机室和值班室。控制箱对应启闭机布置在启闭机室内；低压配电装置布置在配电房内。电缆采用穿镀锌水煤气管暗敷。
8、防雷接地
根据《电力设备过电压保护技术规范》的规定，在10kV线路终端杆上装设金属氧化锌避雷器，用与雷电侵入波的保护；为防止直接雷的危害，在启闭室屋顶设置放电型避雷针。为保护低压系统免受感应雷电过压的损害，在低压配电回路采用低压防雷保护，信号回路的首端和末端同时采用信号防雷保护。
接地装置充分利用水工建筑物基础钢筋和闸门槽等金属结构作为自然接地体，分多点通过镀锌扁钢引上与高程接地干线做可靠焊接；另外在配电房附近线路终端杆处敷设水平接地体为主的人工接地装置。要求所有接地体连接成一电气通路，本工程总接地电阻要求不大于4欧姆。
三、结束语
本工程建成后,可根据河道来水情况和用水需要，适时调节上游水位和下泄流量;当出现洪水时，及时泄洪；汛末适时拦蓄洪峰尾水，向昌城镇驻地供水；抬高上游水位，扩大灌溉面积提高居民收入。同时美化了环境、提高了城镇的品位。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。