水闸设计规范 sl265-2001.doc

中华人民共和国行业标准 SL 265-2001 水闸设计规范 Desidn specification for sluice 2001-02-28 发布 2001-04-01 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 Desidn specification for sluice SL 265-2001 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：2001 年 4 月 1 日 中华人民共和国水利部关于批准发布水闸设计规范 SL 265-2001 的通知 水国科 2001 62 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 SL 265-2001(代替 SD133-84). 本标准自 2001 年 4 月 1 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 根据水利部水利水电规划设计总院水规设字 (1995)0037 号 “关于开展水闸设计规范 (SD133-84)修订工作的意见 “,水利部水利水电规划设计管理局水规局技 19977 号 “关于印发水利水电勘测设计技术标准修订工作会议有关文件的通知 “,对 SD133-84,(以下简称原规范 )进行修订 . 修订后的 SL 265-2001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 1 总则 2 水闸等级划分及洪水标准 2.1 工程等别及建筑物级别 2.2 洪水标准 3 闸址选择 4 总体布置 4.1 枢纽布置 4.2 闸室布置 4.3 防渗排水布置 4.4 消能防冲布置 4.5 两岸联接布置 5 水力设计 6 防渗排水设计 7 结构设计 7.1 一般规定 7.2 荷载计算及组合 7.3 闸室稳定计算 7.4 岸墙 ,翼墙稳定计算 7.5 结 构应力分析 8 地基计算及处理设计 8.1 一般规定 8.2 地基整体稳定计算 8.3 地基沉降计算 8.4 地基处理设计 9 观测设计 附录 A 闸孔总净宽计算 附录 B 消能防冲计算 附录 C 渗透压力计算 附录 D 土压力计算 附录 E 浪压力计算 附录 f 岩土分类 附录 G 土质地基划分 附录 H 地基允许承载力计算 附录 J 地基附加应力计算 本规范的用词和用语说明 1 总 则 1.0.1 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 ,安全可靠 ,经济合理 ,实用耐久 ,管理方便 ,特制定本规范 . 1.0.2 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 . 1.0.3 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 . 1.0.4 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 . 1.0.5 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 . 2 水闸等级划分及洪水标准 2.1 工程等别及建筑物级别 2.1.1 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 2.1.1 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 ,其等别应经论证后报主管部门 批准确定 . 表 2.1.1 平原区水闸枢纽工程分等指标 工程等别 规 模 大 (1)型 大 (2)型 中型 小 (1)型 小 (2)型 最大过闸流量 5000 100 20 20 5000 1000 1000 100 3(m /s) 防护对象的重要性 特别重要 一般 - 重要 中等 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 . 2.1.2 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 2.1.2 确定 . 表 2.1.2 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 主要建筑物 次要建筑物 1 3 4 2 3 4 3 4 5 4 5 5 5 5 - 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程施工期间使用的建筑物 . 2.1.3 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 2.1.2 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 (SL 252-2000)的规定确定 . 2.1.4 灌排渠系上的水闸 ,其级别可按现行的GB50288-99 灌溉与排水工程设计规范的规定确定 . 2.1.5 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 . 2.1.6 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 2 5 级主要建筑物 ,经论证并报主管部门批准后可提高一级设计；对失事后造成损失不大或影响较小的 1 4 级主要建筑物 ,经论证并报主管部门批准后可降低一级设计 . 2.2 洪水标准 2.2.1 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务 ,以近期防洪目标为主 ,并考虑远景发展要求 ,按表 2.2.1 所列标准综合分析确 定 . 表 2.2.1 平原区水闸洪水标准 水闸级别 1 2 3 4 5 设计 100 50 50 30 30 20 20 10 10 洪水重现期 (a) 校核 300 200 200 100 100 50 50 30 30 20 2.2.2 挡潮闸的设计潮水标准应按表 2.2.2 确定 .兼有排涝任务的挡潮闸 ,其设计排涝标准可按表 2.2.4 确定 . 表 2.2.2 挡潮闸设计潮水标准 挡潮闸级别 1 2 3 4 5 设计潮水位重现期 (a) 100 100 50 50 20 20 10 10 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 . 2.2.3 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 ,丘陵区水利水电枢纽中永久性建筑物的洪水标准应按国家现行的 SL 252-2000 的规定确定 . 2.2.4 灌排渠系上的水闸 ,其洪水标准应按表 2.2.4 确定 . 表 2.2.4 灌排渠系上的水闸设计洪水标准 灌排渠系上的水闸级别 1 2 3 4 5 设计洪水重现期 (a) 100 50 50 30 30 20 20 10 10 注：灌排渠系上的水闸校核洪水标准 ,可视具体情况和需要研究确定 . 2.2.5 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 . 2.2.6 按本规范 2.1.6 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 . 2.2.7 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 2.2.7 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 2.2.7 山区 ,丘陵区水闸闸下消能防冲设计洪水标准 水闸级别 1 2 3 4 5 闸下消能防冲设计洪水重现期 (a) 100 50 30 20 10 2.2.8 4,5 级临时性建筑物的洪水标准应根据其结构类别按表 2.2.8 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 2.2.8 临 时性建筑物洪水标准 建 筑 物 级 别 建筑物类型 4 5 洪 水 重 现 期 (a) 土 石 结 构 2010 10 5 混凝土 ,浆砌石结构 10 5 5 3 3 闸 址 选 择 3.0.1 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 . 3.0.2 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 . 3.0.3 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裁弯取直的新开河道上 . 3.0.4 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 . 3.0.5 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 . 3.0.6 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 . 3.0.7 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 . 3.0.8 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 . 3.0.9 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 . 3.0.10 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 . 3.0.11 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 . 3.0.12 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 . 4 总 体 布 置 4.1 枢 纽 布 置 4.1.1 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 . 4.1.2 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 5 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 . 4.1.3 进水闸或分水闸的中心线与河 (渠 )道中心线的交角不宜超过 30°,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 . 4.1.4 排水闸或泄水闸的中心线与河 (渠 )道中心线的交角不宜超过 60°,其下游引河 (渠 )宜短而直 ,引河 (渠 )轴线方向宜避开常年大风向 . 4.1.5 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 . 4.1.6 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 . 4.1.7 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 . 4.1.8 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 . 4.1.9 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 . 4.1.10 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 . 4.1.11 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 . 4.1.12 水流流态复杂的大型水闸枢纽布置 ,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 . 4.2 闸 室 布 置 4.2.1 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 . 4.2.2 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 . 1 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 . 2 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 ,也可采用胸墙式或涵洞式 . 3 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 . 4.2.3 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 . 4.2.4 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 4.2.4. 表 4.2.4 水闸安全超高下限值 (m) 水闸级别 1 2 3 4,5 运用情况 正常蓄水位 0.7 0.5 0.4 0.3 挡水时 最高挡水位 0.5 0.4 0.3 0.2 设计洪水位 1.5 1.0 0.7 0.5 泄水时 校核洪水位 1.0 0.7 0.5 0.4 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 ,还应考虑下列因素： -软弱地基上闸基沉降的影