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1、 中华人民共和国行业标准 水闸设计规范 发布实施 中华人民共和国水利部发布 中华人民共和国行业标准水闸设计规范 主编单位江苏省水利勘测设计研究院 批准部门中华人民共和国水利部 施行日期年月日 中华人民共和国水利部 关于批准发布水闸设计规范 的通知 水国科号部直属各单位各省自治区直辖市计划单列市水利水务厅 局新疆生产建设兵团水利局 根据部水利水电技术标准制定修订计划 由水利水电规划设 计总院主持以江苏省水利勘测设计研究院为主编单位修订的水 闸设计规范经审查批准为水利行业标准并予以发布标准的 名称和编号为 水闸设计规范代替 本标准自年月日起实施在实施过程中请各单位 注意总结经验如有问题请函告主持部
2、门并由其负责解释 标准文本由中国水利水电出版社出版发行 二一年二月二十八日 前言 号根据水利部水利水电规划设计总院水规设字 水利关于开展水闸设计规范修订工作的意见 号关于印发水利部水利水电规划设计管理局水规局技水电勘测设计技术标准修订工作会议有关文件的通知对 以下简称原规范进行修订 修订后的水闸设计规范以下简称本规范 主要包括下列技术内容 水闸的等级划分及洪水标准 水闸的闸址选择和总体布置 水闸的水力设计和防渗排水设计 水闸的结构设计 水闸的地基计算及处理设计 水闸的观测设计等 对原规范进行修订的主要技术内容如下 拓宽了原规范的适用范围在各章节中增加了有关山区 丘陵区水闸及建于岩石地基上水闸设
3、计的若干规定 增加了有关水闸等级划分及洪水标准的规定 对有关水闸闸址选择方面的规定内容进行了修改和增 订 增加了有关水闸枢纽布置的规定并对有关水闸闸室结 构防渗排水设施消能防冲设施和两岸连接结构等选型布置方面 的规定内容进行了修改和增订包括增加了闸室胸墙结构冻胀土 地基上和地震区的水闸结构垂直防渗体和排水设施大型多孔水 闸消能防冲设施的选型布置等 对有关水闸闸孔总净宽计算消能防冲设施的设计计算 和闸门控制运用方式的拟定等方面的规定内容进行了修改和增订 包括修改了以堰上水头为主要因素的闸孔总净宽计算公式和系 数表消力池深度和底板厚度的计算公式等增加了以流速水头为 主要因素的闸孔总净宽计算公式上游
4、护底首端的河床冲刷深度 计算公式和跌坎面流式消能计算公式等 对有关闸基渗透压力计算闸基抗渗稳定性验算滤层设 计和永久缝止水设计等方面的规定内容进行了修改和增订包括 增加了岩石地基上水闸闸基防渗帷幕和排水孔设计的规定以及岩石地基上闸基渗透压力计算公式等 对有关水闸荷载计算 及组合闸室和岸墙翼墙的稳定计 算结构应力分析等方面的规定内容进行了修改和增订包括修改 了荷载类别及荷载组合表闸室底板应力分析中对底板自重和边 荷载的取值等增加了水闸结构对材料的要求土压力计算公式 岩石地基上闸室抗滑稳定计算公式闸室检修时抗浮稳定计算公 式和岩石地基上翼墙抗倾覆稳定计算公式等 对有关岩土分类及其试验方法水闸地基整
5、体稳定计算 地基沉降计算和地基处理设计等方面的规定内容进行了修改和增订包括修改了土的分类方法和水闸地基沉降计算公式等增加了 岩石分类方法岩石与碎石土地基允许承载力指标计算土质地基 允许承载力的汉森公式土质地基附加应力计算公式岩石地基的 处理方法和土质地基强力夯实处理方法等 对有关水闸观测项目的设置观测设施的布置观测方法 的拟定和整理分析观测资料的技术要求等方面的规定内容进行了修改和增订 本规范解释单位 水利部水利水电规划设计总院 本规范主编单位 江苏省水利勘测设计研究院 本规范参编单位 水利部四川水利水电勘测设计研究院 本规范主要起草人 陈登毅张平易许宗喜 吴明全袁文健 目次总则 水闸等级划分
6、及洪水标准 工程等别及建筑物级别 洪水标准 闸址选择 总体布置 枢纽布置 闸室布置 防渗排水布置 消能防冲布置 两岸联接布置 水力设计 防渗排水设计 结构设计 一般规定 荷载计算及组合 闸室稳定计算 岸墙翼墙稳定计算 结构应力分析 地基计算及处理设计 一般规定 地基整体稳定计算 地基沉降计算 地基处理设计 观测设计 附录闸孔总净宽计算 附录消能防冲计算 附录渗透压力计算 附录土压力计算 附录浪压力计算 附录岩土分类 附录土质地基划分 附录地基允许承载力计算 附录地基附加应力计算 本规范的用词和用语说明 总则 为了适应 水闸工程建设的需要统一水闸设计标准和技术 要求提高水闸设计水平做到技术先进安
7、全可靠经济合理实 用耐久管理方便特制定本规范 本规范适用于新建扩建的大中型水闸设计大中型水 闸的加固改建设计以及小型水闸设计可参照使用 对于特殊重要的大型水闸设计应进行专门研究 水闸设计应认真搜集和整理各项基本资料选用的基本 资料应准确可靠满足设计要求 水闸设计应从实际出发广泛吸取工程实践经验进行必 要的科学试验积极采用新结构新技术新材料新设备 水闸设计除应符合本规范外尚应符合国家现行的有关标 准的规定 水闸等级划分及洪水标准 工程等别及建筑物级别 平原区水闸枢纽工程应根据水闸最大过闸流量及其防护 对象的重要性划分等别其等别应按表确定 规模巨大或在国民经济中占有特殊重要地位的水闸枢纽工 程其等
8、别应经论证后报主管部门批准确定 表平原区水闸枢纽工程分等指标 工程等别规模大型大型中型小型小型最大过闸流量防护对象的重要性特别重要重要中等一般注 当按表列最大过闸流量及防护对象重要性分别确定的等别不同时工程等别 应经综合分析确定 水闸枢纽中的水工建筑物应根据其所属枢纽工程等别作 用和重要性划分级别其级别应按表确定 表水闸枢纽建筑物级别划分 永久性建筑物级别工程等别临时性建筑物级别次要建筑物主要建筑物注永久性建筑物指枢纽工程运行期间使用的建筑物主要建筑物指失事后将造 成下游灾害或严重影响工程效益的建筑物次要建筑物指失事后不致造成下 游灾害或对工程效益影响不大并易于修复的建筑物临时性建筑物指枢纽工
9、 程施工期间使用的建筑物 山区丘陵区水利水电枢纽中的水闸其级别可根据所属 枢纽工程的等别及水闸自身的重要性按表确定山区丘 陵区水利水电枢纽工程等别应按国家现行的水利水电工程等级 划分及洪水标准的规定确定 灌灌排渠系上的水闸其级别可按现行的 溉与排水工程设计规范的规定确定 位于防洪挡潮堤上的水闸其级别不得低于防洪挡潮 堤的级别 对失事后造成巨大损失或严重影响或采用实践经验较少 的新型结构的级主 要建筑物经论证并报主管部门批准后可 级主要提高一级设计对失事后造成损失不大或影响较小的 建筑物经论证并报主管部门批准后可降低一级设计 洪水标准 平原区水闸的洪水标准应根据所在河流流域防洪规划规 定的防洪任
10、务以近期防洪目标为主并考虑远景发展要求按表 所列标准综合分析确定 表平原区水闸洪水标准 水闸级别设计洪水重现期校核 挡潮闸的设计潮水标准应按表确定兼有排涝任 务的挡潮闸其设计排涝标准可按表确定 表挡潮闸设计潮水标准 挡潮闸级别设计潮水位重现期注若确定的设计潮水位低于当地历史最高潮水位时应以当地历史最高潮水位 作为校核潮水标准 山区丘陵区水利水电枢纽中的水闸其洪水标准应与所 属枢纽中永久性建筑物的洪水标准一致山区丘陵区水利水电 的枢纽中永久性建筑物的洪水标准应按国家现行的 规定确定 灌排渠系上的水闸其洪水标准应按表确定 表灌排渠系上的水闸设计洪水标准 灌排渠系上的水闸级别设计洪水重现期注灌排渠系
11、上的水闸校核洪水标准可视具体情况和需要研究确定 位于防洪挡潮堤上的水闸其防洪挡潮标准不得低于 防洪挡潮堤的防洪挡潮标准 按本规范条规定提高或降低一级设计的水闸其洪 水标准可按提高或降低后的级别确定 平原区水闸闸下消能防冲的洪水标准应与该水闸洪水标 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 山区丘陵区水闸闸下消能防冲设计洪水标准可按表 确定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 当泄放超过消能防冲设计洪水标准的流量时允 许消能防冲设施出现局部破坏但必须不危及水闸闸室安全且易 于修复不致长期影响工程运行 表山区丘陵区水闸闸下消能防冲设计洪水标
12、准 水闸级别闸下消能防冲设计洪水重现期 级临时性建筑物的洪水标准应根据其结构类别按表 的规定幅度结合风险度综合分析合理选定对失事后果 严重的重要工程应考虑遭遇超标准洪水的应急措施 表临时性建筑物洪水标准 建筑物级别建筑物类型洪水重现期土石结构混凝土浆砌石结 构 闸址选择 闸址应根据水闸的功能特点和运用要求综合考虑地形 地质水流潮汐泥沙冻土冰情施工管理周围环境等因素 经技术经济比较后选定 闸址宜选择在地形开阔岸坡稳定岩土坚实和地下水水 位较低的地点 闸址宜优先选用地质条件良好的天然地基避免采用人工处 理地基 节制闸或泄洪闸闸址宜选择在河道顺直河势相对稳定的 河段经技术经济比较后也可选择在弯曲河段
13、裁弯取直的新开河 道上 进水闸分水闸或分洪闸闸址宜选择在河岸基本稳定的顺 直河段 或弯道凹岸顶点稍偏下游处但分洪闸闸址不宜选择在险 工堤段和被保护重要城镇的下游堤段 排水闸排涝闸或泄水闸退水闸闸址宜选择在地势低 洼出水通畅处排水闸排涝闸闸址且宜选择在靠近主要涝区和 容泄区的老堤堤线上 挡潮闸闸址宜选择在岸线和岸坡稳定的潮汐河口附近 且闸址泓滩冲淤变化较小上游河道有足够的蓄水容积的地点 若在多支流汇合口下游河道上建闸选定的闸址与汇合口 之间宜有一定的距离 若在平原河网地区交叉河口附近建闸选定的闸址宜在距 离交 叉河口较远处 若在铁路桥或级公路桥附近建闸选定的闸址与铁 路桥或级公路桥的距离不宜太近
14、 选择闸址应考虑材料来源对外交通施工导流场地布 置基坑排水施工水电供应等条件 选择闸址应考虑水闸建成后工程管理维修和防汛抢险等 条件 选择闸址还应考虑下列要求 占用土地及拆迁房屋少 尽量利用周围已有公路航运动力通信等公用设施 有利于绿化净化美化环境和生态环境保护 有利于开展综合经营 总体布置 枢纽布置 水闸枢纽布置应根据闸址地形地质水流等条件以及该 枢纽中各建筑物的功能特点运用要求等确定做到紧凑合理协 调美观组成整体效益最大的有机联合体 节制闸或泄洪闸的轴线宜与河道中心线正交其上下游 河道直线段长度不宜小于倍水闸进口处水面宽度 位于弯曲河段的泄洪闸宜布置在河道深泓部位 进水闸或分水闸的中心线与
15、河渠道中心线的交角不宜 超过其上游引河渠长度不宜过长 位于弯曲河渠段的进水闸或分水闸宜布置在靠近河渠 道深泓的岸边 分洪闸的中心线宜正对河道主流方向 排水闸或泄水闸的中心线与河渠道中心线的交角不宜 其下游引河渠宜短而直引河渠轴线方向宜避开常超过 年大风向 滨湖水闸的轴线宜与上游来水方向正交当上下游水面 较宽阔时可根据需要设一定长度的导水堤 水闸枢纽中的船闸泵站或水电站宜靠岸布置但船闸不 宜与泵站或水电站布置在同一岸侧船闸泵站或水电站与水闸 的相对位置应能保证满足水闸通畅泄水及各建筑物安全运行的 要求 多泥沙河流上的水闸枢纽应在进 水闸进水口或其他取水 建筑物取水口的相邻位置设冲沙闸排沙闸或泄洪
16、冲沙闸并应 注意解决进水闸进水口或其他取水建筑物取水口处可能产生的泥沙淤堵问题 上下游平水机会较多且有一般通航要求的水闸可设置 通航孔通航孔位置应根据过闸安全和管理方便的原则确定但 不宜紧靠泵站或水电站 上下游水位差不大且有一般过木要求的水闸可设置过 木孔或在岸边设过木道过木孔或岸边过木道位置应根据水流条 件和漂木特点确定但不宜紧靠泵站或水电站 经常有水 流下泄且有过鱼要求的水闸可结合岸墙翼 墙的布置设置鱼道鱼道下泄水流宜与河道水流斜交其出口位 置不宜紧靠泄洪闸 平原区上游有余水可以利用且有发电要求的水闸可结 合岸墙翼墙的布置设置小型水力发电机组或在边闸孔内设置可 移式发电装置 水流流态复杂的
17、大型水闸枢纽布置应经水工模型试验 验证模型试验范围应包括水闸上下游可能产生冲淤的河段 闸室布置 水闸闸室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 闸室结构可根据泄流特点和运行要求选用开敞式胸墙 式涵洞式或双层式等结构型式整个闸室结构的重心应尽可能 与闸室底板中心相接近且偏高水位一侧 闸槛高程较高挡水高度较小的水闸可采用开敞式泄洪 闸或分洪闸宜采用开敞式有排冰过木或通航要求的水闸应采 用开敞式 闸槛高程较低挡水高度较大的水闸可采用胸墙式或涵 洞式挡水水位高于泄水运用水位或闸上水位变幅较大且有限 制过闸单 宽流量要求的水闸
18、也可采用胸墙式或涵洞式 要求面层溢流和底层泄流的水闸可采用双层式软弱地 基上的水闸也可采用双层式 开敞式闸室结构可根据地基条件及受力情况等选用整体 式或分离式 涵洞式和双层式闸室结构不宜采用分离式 水闸闸顶高程应根据挡水和泄水两种运用情况确定挡 水时闸顶高程不应低于水闸正常蓄水位或最高挡水位加波浪 计算高度与相应安全超高值之和泄水时闸顶高程不应低于设计 洪水位或校核洪水位与相应安全超高值之和水闸安全超高下 限值见表 表水闸安全超高下限值 水闸级别运用情况正常蓄水位挡水时最高挡水位设计洪水位泄水时校核洪水位 位于防洪挡潮堤上的水闸其闸顶高程不得低于防洪挡 潮堤堤顶高程 闸顶高程的确定还应考虑下列
19、因素 软弱地基上闸基沉降的影响 多泥沙河流上下游河道变化引起水位升高或降低的影 响 防洪挡潮堤上水闸两侧堤顶可能加高的影响等 闸槛高程应根据河渠底高程水流泥沙闸址地形地 质闸的施工运行等条件结合选用的堰型门型及闸孔总净宽 等经技术经济比较确定 建造在复式河床上 的水闸当闸基为岩石或坚硬的粘性土时 可选用高低闸槛的布置型式但必须妥善布置防渗排水设施 闸孔总净宽应根据泄流特点下游河床地质条件和安全泄 流的要求结合闸孔孔径和孔数的选用经技术经济比较后确定 闸孔孔径应根据闸的地基条件运用要求闸门结构型式 启闭机容量以及闸门的制作运输安装等因素进行综合分析确 定 选用的闸孔孔径应符合国家现行的水利水电工
20、 程钢闸门设计规范所规定的闸门孔口尺寸系列标准闸孔孔数 少于孔时宜采用单数孔 闸室底板型式应根据地基泄流等条件选用平底板低堰 底板或折线底板 一般情况下闸室底板宜采用平底板在松软地基上且荷 载较大时也可采用箱式平底板 当需要限制单宽流量而闸底建基高程不能抬高或因地基 表层松软需要降低闸底建基高程或在多泥沙河流上有拦沙要求 时可采用低堰底板 在坚实或中等坚实地基上当闸室高度不大但上下游河 渠底高差较大时可采用折线底板其后部可作为消力池的一部 分 闸室底板厚度应根据闸室地基条件作用荷载及闸孔净宽 等因素经计算并结合构造要求确定 闸室底板顺水流向长度应根据闸室地基条件和结构布置 要求以满足闸室整体稳
21、定和地基允许承载力为原则进行综合分 析确定 闸室结构垂直水流向分段长度即顺水流向永久缝的缝 距应根据闸室地基条件和结构构造特点结合考虑采用的施工方 法和措施确定对坚实地基上或采用桩基的水闸可在闸室底板 上或闸墩中间设缝分段对软弱地基上或地震区的水闸宜在闸墩 中间设缝分段岩基上的分段长度不宜超过土基上的分段 当分段长度超 过本条规定数值时宜作技术长度不宜超过 论证永久缝的构造型式可采用铅直贯通缝斜搭接缝或齿形搭 接缝缝宽可采用 闸墩结构型式应根据闸室结构抗滑稳定性和闸墩纵向刚 度要求确定一般宜采用实体式 闸墩的外形轮廓设计应能满足过闸水流平顺侧向收缩小过 流能力大的要求上游墩头可采用半圆形下游墩头宜采用流线 形 闸墩厚度应根据闸孔孔径受力条件结构构造要求和施 工方法等确定平面闸门闸墩门槽处最小厚度不宜小于 工作闸门门槽应设在闸墩水流较平顺部位 其宽深比宜 取 根据管理维修