第一章 基本资料
一、概况
函江位于我国华东地区。流向自东向西北,全长375km,流域面积176 km2。
该流域气候温和,水量充沛,水面平缓,含砂量小,对充分开发这一地区的航运具有天然的优越条件。
流域梯级开发后,将建成一条长340 km通航千吨级驳船的航道和另一条长50 km通航300吨级驳船的航道,并与长江、淮河水系相互贯通形成一个江河直达的上游水路运输网。同时也为沿江各县市扩大直流灌溉创造有利条件。
本工程以航运为主体,兼任泄洪、发电和灌溉。 二、水文、气象
1、设计上游水位
根据排涝要求及上游特征,取上游特征水位如下: (1)正常水位 19.00米 2、设计排涝流量
当下游水位为23.40米,设计排涝流量为9540m3/s。 当下游水位为23.80米,设计排涝流量为12350m3/s。 3、气象
洪水期多年平均最大风速为:20.7m/s 风向:与水闸轴线正交 吹程:3km。
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三、工程地质
根据《毕业设计任务书》提供的工程地质勘察报告,本工程场区地基以砂砾石层为主。表层颗粒较细,向下颗粒逐渐加粗,渗透系数较大。水闸的防渗处理应重点考虑。
1、地基岩土性质
对水闸有影响的地质层主要有三层,现自上而下进行描述: 1层 中砂层 其力学指标如下:
E0=31Mpa
N63.5=20 Dr=0.6
2层 砂砾石层 其力学指标如下: E0=36Mpa Dr=0.66
四、设计依据
1、工程等别和主要建筑物级别及设计标准
工程等级:本工程为三等工程,其主要建筑物为3级,泄水闸为该工程的主要建筑物,故也为3级建筑物,次要建筑物为4级。
设计标准:根据《毕业设计任务书》的要求,泄水闸的设计洪水标准为50年一遇,校核洪水标准为300年一遇,最大通航洪水标准为5年一遇。
抗震等级:根据《1/4000万中国地震烈度区划图》(1990),本场区最大地震震级为Ⅵ级,不考虑地震设防。
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第二章 枢纽总体布置
一、 枢纽的建筑物的组成
函江枢纽的主要建筑物有船闸、泄水闸和电站三部分组成。船闸的通航能力,按照五级航道标准进行设计。水电站总装机为6600Kw,设计水头为3.5m,水闸的泄洪能力为13000m3/s。 二、 船闸的布置
船闸的通航能力,按照五级航道标准进行设计。 船闸布置在函江的左岸,主要是为了照顾水电站的布置。 船闸本身由三部分组成:上游引航道、闸室和下游引航道。其具体尺寸如下:
1、上游引航道:长度不小于5倍设计船队的长度,根据经验五级航道标准的设计船队的长度为91米,故上游引航道的长度为455米,设计时取为500米;上游引航道的底宽度为35米,两岸采用浆砌石护坡,边坡采用1:2.5;上游引航道的底高程为15.0米。
2、下游引航道:长度不小于5倍设计船队的长度,根据经验五级航道标准的设计船队的长度为91米,故下游引航道的长度为455米,设计时取为600米;下游引航道的底宽度为35米,两岸采用浆砌石护坡,边坡采用1:2.5;下游引航道的底高程为11.0米。
3、闸室:闸室的长度为135米,宽度为12.0米;闸室的顶高程为24.0米,底高程为10.50米。上下闸首控制船只的进出。
三、 水电站的布置
船闸布置在函江的右岸,主要是考虑河床的主槽比较靠近右岸,水
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电站的上下游不容易发生淤积,尽最大的可能提高水电站的出力,发挥水电站的效益。
水电站的厂房的平面尺寸:主厂房的长度为48.0米,上下游方向的宽度为36.20米,主厂房总高度为32.0米。
水轮机的型号为:GE(F02)-WP-380 发电机的型号为:SFG200-70/3960 总装机: 3×2200KW 设计水头:3.5米 最高水头:7.0米 最小水头:2.0米 最大引用流量225m3/s。 四、泄水闸的布置
泄水闸的布置在水电站和船闸之间。
泄水闸主要有三部分组成:上游连接段、闸室段和下游连接段。其具体尺寸由后续的计算确定。
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第三章 孔口尺寸拟定
一、计算情况的选择
计算情况 1 2 上水位 23.65 24.17 下水位 23.40 23.80 泄流量 9540 12350 二、计算方法及过程
闸底板拟采用平底板,闸室段为堰流。闸室段按宽顶堰计算: Q=σεm B√2g H3/2 式中
σ:根据上下游的堰上水深查得 ε:侧收缩系数暂取为0.95 m=0.385 B=?米
H=上水位-闸底板高程
根据河床状况,水闸底板尽可能的低,考虑河道的冲刷和淤积、考虑通航的要求,下游引航道的底部高程为11.0米,将水闸底板的顶高程略低于河床,即为12.00米。
根据以上公式可以计算出闸孔总净宽(如下表)
闸孔总净宽为360米。
取36孔,单孔净宽为10.0米,相应的单宽流量为:26.40 m3/s.m,能满足要求。但在校核情况下为34.5m3/s.m,本人认为是满足使用要求的。
三、水闸总宽度
闸墩的厚度根据规范的要求,最小不得小于1.10米,缝墩应大于0.80米,为统一外观,将所有的中墩厚度取为1.60米,缝墩取为0.80米。
因此水闸的总宽度为:
B=360+(36+1)×1.6-2×0.8=417.60(m)
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