水利水電建筑工程專業(yè)---取水樞紐

1、<p><b>　　基本資料</b></p><p><b>　　1、基本概況</b></p><p>　　位 置：XXXX</p><p>　　水 系：長江系</p><p>　　樞紐特點(diǎn)：綜合取水樞紐</p><p>　　引用流量：4.0m3/s&l

2、t;/p><p><b>　　2、流域概況</b></p><p><b>　　1）河流概況</b></p><p>　　本河流全長約29km，河流總體方向由NE流向SW折而由NW流向SE，河流坡降陡，平均坡降約為74‰，河谷階地不發(fā)育，間有漫灘斷續(xù)分布.</p><p>　　壩（閘）址位于XXXX河與

3、其左岸支溝交匯口之上游約200m處。河道比較順直，縱坡降約50‰，河床橫寬18～24m。</p><p><b>　　2）氣象</b></p><p><b>　　氣象特征值統(tǒng)計(jì)表</b></p><p><b>　　3）水文、泥沙</b></p><p><b>　

4、　（1）徑流</b></p><p>　　多年平均流量53.5m3/s，多年平均年徑流深786.5mm，折合年徑流量14.5億m3。徑流的年內(nèi)分配與降雨的年內(nèi)分配基本一致。年內(nèi)分配大致為：豐水期5～10月，主要為降雨補(bǔ)給；枯水期11月～次年4月，主要由地下水和融雪水補(bǔ)給。徑流在年內(nèi)的分配不均勻，豐水期（5～10月）多年平均流量為68.2m3/s，占年徑流量的82.0%，其中主汛期（6～9月）水量占了年

5、水量的61.0%，枯水期（11～4月）多年平均流量為15.0m3/s，占年徑流量的17.3%，最枯的1～3月多年平均流量為11.4m3/s，占年徑流的6.5%，其中最枯的2月只占1.9%。徑流的年際變化不大，最大年平均流量為53.8m3/s（1961年5月～1962年4月），最小年平均流量為31.7m3/s（1971年5月～1972年4月），相差僅1.7倍。年最小流量一般出現(xiàn)在1、2月份，多數(shù)出現(xiàn)于2月，最小月平均流量8.32m3/s。

6、</p><p><b>　　（2）洪水</b></p><p>　　年最大流量的年際變化較小，實(shí)測年最大洪峰流量的最大值為465m3/s（1967年7月12日），最小值163m3/s（1966年7月14日），兩者之比為2.85倍。洪水過程主要為復(fù)峰過程。</p><p><b>　?。?）泥沙</b></p>

7、<p><b>　　4）工程地質(zhì)</b></p><p>　　壩址位于XXXX河中游之北部，地形上屬于川西高原向四川盆地過渡的斜坡地帶。地勢總的趨勢是西北高東南低，由海拔5000~4000m降至約2000m，沿河兩岸山勢巍峨，層巒迭嶂，高差懸殊，屬典型的高山峽谷、構(gòu)造剝蝕與侵蝕地貌。</p><p>　　本河流全長約29km，河流總體方向由NE流向SW折

8、而由NW流向SE，河流坡降陡，平均坡降約為74‰，河谷階地不發(fā)育，間有漫灘斷續(xù)分布。兩岸支溝不對稱，左岸比較發(fā)育。</p><p>　　壩址位于河道與其左岸支溝交匯口之上游約150m處。河道順直，縱坡降約55‰，河床橫寬18～24m。河床表面為砂礫石基礎(chǔ)，平均厚度為1.0~3.0m，下部位巖石地基，巖層為三迭系上統(tǒng)侏倭組（T3zh）淺灰色薄～中厚層狀變質(zhì)鈣質(zhì)石英砂巖、千枚巖。左岸漫灘寬約15m，其后為三角形洪積階

9、地，邊坡穩(wěn)定。右岸坡麓有崩坡積塊碎石，基巖大面積出露，邊坡穩(wěn)定；壩線處為崩坡積層邊坡，坡角35～40°，邊坡穩(wěn)定。</p><p>　　距壩線下游約100～160m ，有傾斜狀一級階地，順河長約60m，橫向?qū)捈s30m，適宜布置沉砂池。</p><p>　　壩基為第四系全新統(tǒng)沖洪積砂漂塊卵石層，石質(zhì)以變質(zhì)砂巖、板巖為主，少量巖漿巖，粒徑一般6～30cm，次園～次棱角狀，砂礫石含量約

10、占20%，漂石、塊石含量約占50%，卵碎石約30%，結(jié)構(gòu)稍～中密，局部具架空現(xiàn)象，均勻性差，透水性強(qiáng)，地下水豐富。該層作為低壩壩基持力層是適宜的，能滿足其對承載、抗滑穩(wěn)定等要求。</p><p>　　左岸為洪積階地前沿泥砂漂塊卵碎石層，結(jié)構(gòu)松散，抗沖刷能力極弱，透水性較強(qiáng)，不宜直接作為壩肩。建議：壩肩嵌入岸坡內(nèi)2～3m， 上游必須護(hù)岸，并與樞紐防滲工程連成一體。</p><p>　　岸為坡

11、麓崩坡積塊碎石，結(jié)構(gòu)松散，透水性較強(qiáng)，亦不宜直接作為壩肩。建議：壩肩嵌入岸坡內(nèi)1～2m，壩線上游須護(hù)岸，并與防滲工程連成一體。</p><p>　　沉砂池位于右岸一級階地上，地形地質(zhì)條件宜于布置建筑物。階地表層為砂壤土夾礫碎石，厚度1～1.5m，其下為沖洪積砂漂塊卵石層，粒度大小懸殊，局部有架空結(jié)構(gòu)，均勻性差。池基持力層為沖洪積砂漂塊卵石層，能滿足沉砂池對承載、抗滑等穩(wěn)定性要求。</p><p

12、>　　沉砂池至壩（閘）軸線，前段為崩坡積層邊坡坡麓，適宜設(shè)置箱型暗渠，并與防洪堤工程結(jié)合；后段為基巖邊坡，其地形地質(zhì)條件可以設(shè)置暗渠。</p><p>　　首部樞紐地基土石主要地質(zhì)參數(shù)建議值</p><p><b>　　3、水位及流量</b></p><p>　　電站設(shè)計(jì)引用流量：4.0m3/s</p><p>　

13、　壩（閘）正常擋水位： 2064.00m</p><p>　　隧洞（渠道）進(jìn)口水位：2062.50m</p><p>　　洪水資料：P＝0.5％ Q=159.0m3/s；</p><p>　　P＝1.0％ Q=138.0m3/s；</p><p>　　P＝2.0％ Q=126.0m3/s；</p><

14、p>　　P＝3.3％ Q=117.0m3/s；</p><p>　　P＝5.0％ Q=116.0m3/s；</p><p>　　取水樞紐畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書</p><p><b>　　一、資料分析</b></p><p>　　了解本工程在國民經(jīng)濟(jì)中的作用,熟悉各種水位特征及相應(yīng)的流量等規(guī)劃成果。研究地形、地

15、質(zhì)、水文氣象，分析這些條件對水閘設(shè)計(jì)和施工的影響。</p><p>　　二、閘室型式的選定及下游渠道、沉砂池的布置</p><p>　　在給定的軸線上，通過計(jì)算設(shè)計(jì)渠道的縱橫斷面。根據(jù)運(yùn)用要求選定閘室的型式及沉砂池的形式。</p><p><b>　　三、水力計(jì)算</b></p><p><b>　　1、閘孔口

16、尺寸設(shè)計(jì)</b></p><p>　　(1) 閘底板高程的確定：根據(jù)水閘下游的地質(zhì)條件及水閘工程量的經(jīng)濟(jì)比較，確定閘底板高程。本次設(shè)計(jì)建議采用平底板。</p><p>　　(2) 閘孔總寬度的計(jì)算：根據(jù)水閘的上下游水位及閘底高程判斷過閘水流的性質(zhì)。按相應(yīng)的水力學(xué)公式計(jì)算閘孔總寬度。</p><p>　　(3) 孔數(shù)及孔寬的選定：根據(jù)計(jì)算和遵照《水利水電工

17、程鋼閘門的設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL282—2000）的規(guī)定選定合理的單孔寬及相應(yīng)的孔數(shù)。</p><p>　　(4) 水閘泄流能力驗(yàn)算：根據(jù)初步確定的孔數(shù)，孔寬及相應(yīng)的水位驗(yàn)算孔口泄流能力。</p><p>　?。?）進(jìn)水閘及沖砂閘孔口尺寸確定，渠道斷面尺寸確定。</p><p><b>　　2、消能防沖設(shè)計(jì)</b></p><p&

18、gt;　　根據(jù)水閘閘址區(qū)地形、地質(zhì)條件，建議采用消力池消能。本設(shè)計(jì)需要確定消能防沖各設(shè)計(jì)尺寸及構(gòu)造。</p><p>　?。?） 確定消能控制情況及消力池尺寸</p><p>　　根據(jù)情況分析，在閘門局部開啟時(shí)多為最不利的消能情況，應(yīng)采用試算法來確定消力池的各項(xiàng)尺寸。 </p><p>　?。?）護(hù)坦的厚度根據(jù)公式計(jì)算并參考相似的已建工程確定。</p>

19、<p>　?。?）海漫及防沖槽尺寸及構(gòu)造的確定：可按教材中所介紹公式及參考已建工程確定。</p><p><b>　　3、沉砂池設(shè)計(jì)</b></p><p>　　參照允許沉降速度確定沉砂池過水?dāng)嗝?，參照同類工程確定沖砂閘孔口尺寸。</p><p><b>　　四、防滲設(shè)計(jì)</b></p><

20、p><b>　　1、閘底輪廓布置：</b></p><p>　　滲徑長度應(yīng)滿足防滲要求，滲徑系數(shù)應(yīng)大于5～7。</p><p>　　2、建議采用漿砌石或混凝土鋪蓋，長度在(3～5)倍水頭范圍內(nèi)選取。參考教材及已建工程實(shí)例擬定鋪蓋的各項(xiàng)尺寸及構(gòu)造。</p><p>　　3、排水及反濾層的布置及構(gòu)造參見教科書。</p><

21、p>　　4、側(cè)向防滲布置： </p><p>　　兩岸防滲布置必須與閘室防滲相配合，兩岸各個(gè)可能的滲徑都不得小于閘室滲徑。</p><p>　　5、閘底板滲透水揚(yáng)壓力計(jì)算：建議采用改進(jìn)的阻力系數(shù)法計(jì)算。</p><p><b>　　五、閘室布置</b></p><p>　　1、閘室建議采用整體式平底板，底板順?biāo)鞣?/p>

22、向不宜過長，主要根據(jù)上部結(jié)構(gòu)布置要求及滿足閘室穩(wěn)定的需要。</p><p>　　2、閘門及閘墩型式的選擇和尺寸的擬定：建議采用鋼筋混凝土平板閘門，可參考教材根據(jù)水閘的運(yùn)用要求確定閘墩高度。</p><p>　　3、交通橋?qū)挘簾o交通要求</p><p>　　4、工作橋的型式和尺寸可參考已建工程和運(yùn)用要求確定。</p><p>　　5、按比例繪制

23、閘室布置草圖并注明尺寸。</p><p>　　六、閘室穩(wěn)定及地基應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　1、地基應(yīng)力驗(yàn)算：按完建無水及關(guān)門擋水，下游無水兩種情況計(jì)算，要求：</p><p>　　σmaxxmin≤[η]</p><p><b>　　σxmin≥0</b></p><p>　　0≤σmax≤1

24、.2[P地基]</p><p><b>　　2.穩(wěn)定計(jì)算</b></p><p>　?。?）正常情況按關(guān)門擋水時(shí)下游無水(可認(rèn)為地下水位與閘底板齊平)閘室穩(wěn)定計(jì)算。</p><p>　　（2）校核情況，按上游正常洪水位，下游相應(yīng)水位驗(yàn)算穩(wěn)定情況。</p><p>　　以上穩(wěn)定計(jì)算均要求滿足規(guī)范規(guī)定的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，如不

25、能滿足時(shí)應(yīng)采用相應(yīng)的措施解決。</p><p>　　七、閘室與兩岸連接建筑物的布置</p><p>　　參考已建工程及教材。</p><p><b>　　八、細(xì)部構(gòu)造處理</b></p><p><b>　　止水構(gòu)造等</b></p><p><b>　　九、主要參

26、考書</b></p><p><b>　　1、教材 </b></p><p>　　2、水工建筑物設(shè)計(jì)手冊</p><p><b>　　3、重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范</b></p><p><b>　　4、水閘設(shè)計(jì)規(guī)范</b></p><p>　　5

27、、水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　6、其他相關(guān)技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　十、編寫設(shè)計(jì)說明書參考提綱（以水閘取水樞紐為例）</p><p><b>　　第一章  總論</b></p><p><b>　　第一節(jié)  概述</b></p>&

28、lt;p><b>　　第二節(jié)  基本資料</b></p><p>　　第三節(jié)  工程綜合說明書</p><p><b>　　第二章  水力計(jì)算</b></p><p>　　第一節(jié)　閘室的結(jié)構(gòu)型式及孔口寸確定</p><p>　　第二節(jié)　消能防沖設(shè)計(jì)</p&g

29、t;<p>　　第三章  水閘防滲及排水設(shè)計(jì)</p><p>　　第一節(jié)　閘底輪廓布置</p><p>　　第二節(jié)　防滲和排水設(shè)計(jì)及滲透壓力計(jì)算；第三節(jié)　防滲排水設(shè)施和細(xì)部構(gòu)造</p><p><b>　　第四章  閘室布置</b></p><p>　　第一節(jié)  閘底

30、板、閘墩</p><p>　　第二節(jié)  工作橋、公路橋、檢修便橋</p><p>　　第三節(jié)  閘門和啟閉機(jī)</p><p>　　第四節(jié)  閘室的分縫和止水設(shè)備</p><p>　　第五章 閘室穩(wěn)定計(jì)算</p><p>　　第一節(jié)  荷載及其組合</p>

31、<p>　　第二節(jié)  地基應(yīng)力驗(yàn)算</p><p>　　第三節(jié)  閘室穩(wěn)定驗(yàn)算</p><p>　　第六章 渠道及沉砂池設(shè)計(jì)</p><p>　　第七章  上下游連接建筑物</p><p>　　第一節(jié)  上游連接建筑物</p><p>　　第二節(jié)  下游連接建

32、筑物</p><p><b>　　十一、注意問題</b></p><p>　　1、根據(jù)壩軸線及隧洞進(jìn)口位置進(jìn)行首部樞紐總體布；</p><p>　　2、進(jìn)水口與水渠平順連接，取水角在15°～30°左右；泄水閘（壩）下泄水流順暢；</p><p>　　3、樞紐布置緊湊，工程量省，便于管理，為防止推移質(zhì)進(jìn)

33、入渠道，在進(jìn)水閘前設(shè)攔礫坎； </p><p>　　4、用彈性地基梁法計(jì)算底板內(nèi)力及配筋；閘墩縱向結(jié)構(gòu)計(jì)算及配筋；門槽按構(gòu)造配筋；交通橋只考慮人行橋；工作橋只擬定尺寸；</p><p>　　5、防滲設(shè)計(jì)：如何確定防滲滲徑長度；判斷是否會發(fā)生滲透破壞；選擇防滲、排水、反濾層的形式及材料。</p><p>　　6、沖砂閘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同進(jìn)水閘；底板高程取河床高程；孔口尺寸根據(jù)

34、沖砂要求確定；</p><p>　　7、注意沉砂池進(jìn)水閘孔口尺寸應(yīng)根據(jù)隧洞過水?dāng)嗝娉叽绱_定。</p><p><b>　　閘址及形式選擇</b></p><p><b>　　一、閘址選擇</b></p><p>　　閘址選擇關(guān)系到工程建設(shè)的成功和經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)揮，是水閘設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。應(yīng)根據(jù)水閘

35、的功能、特點(diǎn)和運(yùn)用要求，以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)條件，綜合考地形、地質(zhì)、建筑材料、交通運(yùn)輸、水流、潮汐、冰情、泥砂、施工、管理、周圍環(huán)境等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。</p><p>　　閘址應(yīng)選擇在地形開闊、岸坡穩(wěn)定、巖土堅(jiān)實(shí)和地下水位較低的地點(diǎn)。閘址應(yīng)選用地質(zhì)條件良好的天然地基。壤土、中砂、粗砂、砂礫石適與作為水閘的地基。盡量避免淤泥質(zhì)土和粉砂、細(xì)砂地基，必要時(shí)，應(yīng)采取妥善的處理措施。</p><p&g

36、t;　　攔河閘應(yīng)選擇在河道順直、河勢相對穩(wěn)定和河床斷面單一的河段，或選擇在彎曲的河段采彎取直的新開河道上。應(yīng)考慮材料來源、對外交通、施工導(dǎo)流、場地布置、基坑排水、施工水電供應(yīng)等條件，同時(shí)還應(yīng)考慮水閘建成后工程管理維修和防洪搶險(xiǎn)等條件。綜上這里選取遠(yuǎn)離隧洞的第一根線作為壩軸線。</p><p>　　結(jié)構(gòu)型式及孔口寸、斷面尺寸的確定</p><p>　　一、閘室結(jié)構(gòu)型式及底板高程</p&

37、gt;<p>　　本工程孔口采用無胸腔的開敞式水閘，閘底板型式采用寬頂堰。一般情況下，攔河閘的底板頂面與河床齊平，即閘底板高程2062.3m。</p><p><b>　　二、攔河閘下游水位</b></p><p>　　已知設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)確定為20年一遇，即：Q設(shè)=116m3/s，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)確定為50年一遇，即：Q校=126m3/s。根據(jù)水閘所在的河道斷

38、面圖,假設(shè)水位高度(H)求各水位斷面流量，并繪制下游水位—流量關(guān)系曲線。</p><p>　　用明渠均勻流公式進(jìn)行計(jì)算：Q=AC，C=，R=A/x （《水力學(xué)》教材）</p><p>　　式中 A——過流斷面面積，m2；</p><p>　　C——謝才系數(shù)，m1/2/s；</p><p>　　R——水力半徑，m；</p>

39、<p>　　n——河槽的糙率，查水力學(xué)教材6—3，取n=0.05；</p><p>　　x——過水?dāng)嗝娴臐裰?，m；</p><p>　　i——渠道底坡，本設(shè)計(jì)i=0.055。</p><p>　　假設(shè)下游水深hs，求得相應(yīng)的流量Q，可列表計(jì)算。</p><p><b>　　計(jì)算結(jié)果如下表：</b></

40、p><p>　　根據(jù)下游水深與流量表繪制下游水深與流量關(guān)系曲線圖H～Q圖，見附圖水位—流量曲線圖</p><p>　　. 下游斷面H~Q關(guān)系曲線圖</p><p>　　根據(jù)水位—流量關(guān)系曲線查出河道下游水位:hs設(shè)=1.18m； hs校=1.25m。</p><p><b>　　三、攔河閘上游水位</b></

41、p><p>　　要求樞紐通過：Q設(shè)=110m3/s(設(shè)計(jì)洪水流量)；Q校=126m3/s(校核洪水流量)。</p><p>　　閘門總凈寬：本工程河床橫寬18-24，現(xiàn)擬定b=6m；閘孔數(shù)取n=3。故閘孔總凈寬BO=nb=18m。</p><p>　　墩形：中墩采用半圓形，邊墩采用流線形。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)洪水位情況：&

42、lt;/b></p><p>　　假設(shè)上下游水位差△H=1.8m，Ho= hs設(shè)+△H=1.18+1.8=2.98m</p><p>　　σs=0.75。堰流流量系數(shù)：m=0.385</p><p>　　《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》中堰流的計(jì)算公式為：Q=Boσsεm√2gHo³</p><p>　　根據(jù)《水力學(xué)》教材查圖8-6得流線形邊

43、墩的形狀系數(shù)ζk=0.4，查表8-6得半圓形閘墩形狀系數(shù)ζ0=0.45。</p><p>　　側(cè)收縮系數(shù)：ε=1-0.2[(n-1) ζ0+ζk]H0/nb（《水力學(xué)》公式8-16）</p><p>　　=1-0.2×[(3-1)×0.45+0.4]×2。98/18</p><p><b>　　=0.9586</b>

44、;</p><p><b>　　實(shí)際過流能力：</b></p><p>　　Q=Boσsεm√2gHo³</p><p>　　=18×0.75×0.9586×0.385√2×9.8×2.983</p><p>　　=113.47m3/s≈Q設(shè)=116m3/s

45、 ≤5%（故假設(shè)成立）</p><p>　　▽設(shè)上=▽底+Ho=2062.3+2.98=2065.28m</p><p><b>　　校核洪水位情況：</b></p><p>　　假設(shè)上下游水位差△H=1.8m，Ho= hs校+△H=1.25+1.8=3.05m</p><p>　　淹沒系數(shù)取σs=0.766。堰流流量系

46、數(shù)：m=0.385</p><p>　　《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》中堰流的計(jì)算公式為：Q=Boσsεm√2gHo³</p><p>　　根據(jù)《水力學(xué)》教材查圖8-6得流線形邊墩的形狀系數(shù)ζk=0.4，查表8-6得半圓形閘墩形狀系數(shù)ζ0=0.45。</p><p>　　側(cè)收縮系數(shù)：ε=1-0.2[(n-1) ζ0+ζk]H0/nb（《水力學(xué)》公式8-16）</p

47、><p>　　=1-0.2×[(3-1)×0.45+0.4]×3.01/18</p><p><b>　　=0.9576</b></p><p><b>　　實(shí)際過流能力：</b></p><p>　　Q=Boσsεm√2gHo³</p><p

48、>　　=18×1×0.9576×0.385√2×9.8×3.053</p><p>　　=120m3/s≈Q校=126m3/s ≤5% （故假設(shè)成立）</p><p>　　▽校上=▽底+Ho=2062.3+3.05=2065.35m</p><p>　　兩種情況下過流能力都小于5%，說明孔口尺寸的選擇較為合理

49、，所以不再進(jìn)行調(diào)整。閘孔選3孔，單孔凈寬為6m。</p><p>　　四、驗(yàn)算過閘單寬流量</p><p>　　根據(jù)地質(zhì)資料，本工程地基屬于砂壤土地基，允許單寬流量 10-15 m3/s.m, 取[q]=10m3/s.m。</p><p><b>　?、偻ㄟ^設(shè)計(jì)流量時(shí)：</b></p><p>　　q=Q設(shè)/B孔=116

50、/18=6.44m3/s.m＜10m3/s.m</p><p><b>　?、谕ㄟ^校核流量時(shí)：</b></p><p>　　q= Q校/B孔=126/18=7m3/s.m＜10m3/s.m</p><p><b>　　∴滿足要求</b></p><p>　　第二節(jié)　消能防沖設(shè)計(jì)</p>

51、<p>　　水閘泄水時(shí)，部分勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，流速增大，具有較強(qiáng)的沖刷能力，而土質(zhì)河床的抗沖能力又較低，因此，必須采取適當(dāng)?shù)南芊罌_措施。</p><p><b>　　一、過閘水流的特點(diǎn)</b></p><p><b>　　1．水流形式復(fù)雜</b></p><p>　　初始泄流時(shí)，閘下水深較淺，隨著閘門開度的增大

52、而會逐漸加深，閘下出流由孔口到堰流，自由出流到淹沒出流都會發(fā)生，水流形態(tài)比較復(fù)雜。因此，消能設(shè)施應(yīng)在任意工作情況下，均能滿足消能的要求并與下游很好的銜接。</p><p>　　2、 閘下易形成波狀水躍</p><p>　　由于水閘上下游水位差較小，出閘水流的拂汝得數(shù)較低（1.0<Fr<1.7），容易產(chǎn)生波狀水躍，消能效果差。另外，水流處于急流狀態(tài)，不易向兩側(cè)擴(kuò)散，致使兩側(cè)產(chǎn)生回

53、流，縮小河槽有效過水寬度，局部單寬流量增大，嚴(yán)重地沖刷下游河道。</p><p>　　3、 閘下容易出現(xiàn)折沖水流</p><p>　　一般水閘的寬度較上下游河道窄，畢業(yè)設(shè)計(jì)論文代做平臺 《580畢業(yè)設(shè)計(jì)網(wǎng)》 是專業(yè)代做團(tuán)隊(duì) 也有大量畢業(yè)設(shè)計(jì)成品提供參考 www.bysj580.com QQ3449649974</p><p>　　水流過閘時(shí)先收縮而后擴(kuò)散。如

54、工程布置或操作運(yùn)行不當(dāng)，出閘水流不能均勻擴(kuò)散，將使主流集中，蜿蜒蛇行，左沖右撞，形成折沖水流，沖毀消能防沖設(shè)施和下游河道。</p><p>　　二 、消能防沖方式選擇</p><p>　　底流式銜接消能主要用于中、低水頭的閘、壩，可適應(yīng)較差的地質(zhì)條件，消能效果較好。能使下泄的高速水流在較短的距離內(nèi)有效地通過水躍轉(zhuǎn)變?yōu)榫徚?，消除余能，與下游河道的正常流動(dòng)銜接起來。由于本工程水頭低，下游水位變

55、幅大，河床的抗沖刷能力較低，采用底流式消能。</p><p>　　三、《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》中指出，消力池計(jì)算簡圖及主要計(jì)算公式如下：</p><p>　　圖2—3 消力池計(jì)算簡圖</p><p><b>　　孔口出流流量公式：</b></p><p>　　Q= （2—9）</p>

56、;<p><b>　　消力池池深：</b></p><p>　　d=hc″－－Δz （2—10）</p><p><b>　　挖池前收縮水深：</b></p><p>　　hc= （2—11）</p><p><b&g

57、t;　　挖池后收縮水深：</b></p><p>　　=0 （2—12）</p><p><b>　　躍后水深：</b></p><p>　　hc″= （2—13）</p><p><b>　　出池落差：</b></p><p&

58、gt;　　Δz= （2—14）</p><p>　　式中 Q——下泄流量，m3/s；</p><p>　　μ——寬頂堰上孔流流量系數(shù)，μ=ε＇φ</p><p>　　e——閘門開啟高度，m；</p><p>　　ε＇——收縮系數(shù)； </p><p>　　φ——流速系數(shù)，φ=0.9~1

59、.0，取φ=0.985</p><p>　　b——閘孔單寬，m；</p><p>　　H0——堰上水頭，m；</p><p><b>　　n——開啟孔數(shù)；</b></p><p>　　d——消力池深度，m；</p><p>　　σ0——水躍淹沒系數(shù)，可采用1.05~1.10，取1.05；</

60、p><p>　　hc〃——躍后水深，m；</p><p>　　hc——收縮水深，m；</p><p>　　T0——總勢能，m；</p><p>　　Δz——出池落差，m；</p><p>　　hs——出池河床水深，m。</p><p>　　經(jīng)過反復(fù)試算得出hc=1.02m hc”=2.66m

61、 z=1.25m d=0.4。對于消力池池深的計(jì)算，應(yīng)先計(jì)算出挖池前收縮水深，按《水利學(xué)》公式估算出池深，然后求出總勢能，再試算出挖池后的收縮水深。其計(jì)算式如下：</p><p><b>　　消力池長度：</b></p><p>　　Lsj=Ls+βLj （2—15）</p><p&g

62、t;<b>　　水躍長度：</b></p><p>　　Lj=6.9（h c＂-hc） </p><p>　　式中 Lsj——消力池長度，m；</p><p>　　Ls——消力池斜坡段水平投影長度，m；</p><p>　　β——水躍長度校正系數(shù)，可采用0.7～0.8；</p><p>　　Lj—

63、—水躍長度，m。</p><p>　　水躍長度：Lj=6.9（h c＂-hc）=6.9(2.66-1.02)=11.316m </p><p>　　Ls=1.2m；β=0.8</p><p>　　Lsj=1.2+0.8*11.316=10.2</p><p>　　故消力池長10.2m</p><p><b>

64、　　3．消力池護(hù)坦厚度</b></p><p>　　消力池底板（即護(hù)坦）承受水流的沖擊力、水流脈動(dòng)壓力和底部揚(yáng)壓力等作用，應(yīng)具有足夠的重量、強(qiáng)度和抗沖耐磨的能力。護(hù)坦一般是等厚的，也可采用不同的厚度，始端厚度大，向下游逐漸減小。</p><p>　　護(hù)坦厚度可根據(jù)抗沖和抗浮要求，分別計(jì)算，并取其最大值。</p><p>　　按抗沖要求計(jì)算消力池護(hù)坦厚度公

65、式為：</p><p>　　t=k1 </p><p>　　按抗浮要求計(jì)算消力池護(hù)坦厚度公式為：</p><p>　　t=k2 </p><p>　　式中 t——消力池底板始端厚度，m；</p><p>　　k1——消力池底板計(jì)算系數(shù)，可采用0

66、.15~0.20；</p><p>　　k2——消力池底板安全系數(shù)，可采用1.1～1.3；</p><p>　　ΔH＇——泄水時(shí)上、下游水位差，m；</p><p>　　U——作用在消力池底板底面的揚(yáng)壓力（kPa）；</p><p>　　W——作用在消力池底板底面的水重（kPa）；</p><p>　　Pm——作用在消

67、力池底板上的脈動(dòng)壓力（kPa），其值可取躍前收縮斷面流速水頭值的5%，通常計(jì)算消力池底板前半部的脈動(dòng)壓力時(shí)取“+”號，計(jì)算消力池底板后半部的脈動(dòng)壓力時(shí)取“-”號；</p><p>　　γ1——消力池底板的飽和重度，kN/m3。</p><p>　　該工程可根據(jù)抗沖要求計(jì)算消力池底板厚度。其中k1取為0.18，q為確定池深時(shí)的過閘單寬流量，此處q=7m3/（sm），ΔH`為相應(yīng)于單寬流量的上

68、、下游水位差（上游水深3.05m，下游水深1.25m），則其底板厚度為：</p><p>　　t=0.18=0.55（m）</p><p>　　可取消力池底板厚度為t=0.55m。</p><p><b>　　4．消力池的構(gòu)造</b></p><p>　　底流式消力池設(shè)施有三種形式：挖深式、消力檻式和綜合式。①當(dāng)閘下游尾

69、水深度小于躍后水深時(shí)，可采用挖深式消力池消能；②閘下游尾水深度略小于躍后水深時(shí)，可采用消力檻式消力池消能；③閘下游尾水深度遠(yuǎn)小于躍后水深，且計(jì)算深度應(yīng)較深時(shí)，可采用挖深式與消力檻式相結(jié)合的綜合式消力池消能。</p><p>　　護(hù)坦與閘室、岸墻及翼墻之間，以及其本身沿水流方向均應(yīng)用縫分開，以適應(yīng)不均勻沉陷和溫度變形。護(hù)坦自身縫距可取10～20m，靠近翼墻的取小些，縫寬2.0～2.5cm。護(hù)坦在垂直水流方向通常不設(shè)

70、縫，以保證其穩(wěn)定性?？p若在閘基防滲范圍內(nèi)，縫中應(yīng)設(shè)止水設(shè)置，其他一般鋪設(shè)瀝青油毛氈。為增強(qiáng)護(hù)坦的抗滑穩(wěn)定性，常在消力池末端設(shè)置齒墻，深一般為0.8～1.5m，寬為0.6～0.8m。</p><p>　　結(jié)合本工程的特點(diǎn)，選用挖深式消力池。為了便于施工，消力池的底板作成等厚，為了降低底板下部的滲透壓力，在水平底板的后半部設(shè)置排水孔，孔下鋪設(shè)反濾層，排水孔孔徑為5cm，間距為1m，呈梅花形布置。消力池末端設(shè)置齒墻，深

71、為0.8m，寬為0.6m。</p><p><b>　　防沖加固措施</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┖ＢO(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1．海漫的作用</b></p><p>　　水流經(jīng)過消力池，雖已消除了大部分多余能量，但仍留有一定的剩余動(dòng)能，特別是流速

72、分布不均，脈動(dòng)仍較劇烈，具有一定的沖刷能力。因此，護(hù)坦后仍需設(shè)置海漫等防沖加固設(shè)施，以使水流均勻擴(kuò)散，并將流速分布逐步調(diào)整到接近天然河道的水流形態(tài)。</p><p>　　2．海漫的布置和構(gòu)造</p><p>　　海漫一般采用將起始端做成5m水平段，頂面高程在消力池尾坎頂以下0.5m，水平段后作成不陡于1：10的斜坡以使水流均勻擴(kuò)散，同時(shí)沿水流方向在平面上向兩側(cè)逐漸擴(kuò)散，以便使水流均勻擴(kuò)散，

73、調(diào)整流速分布，保護(hù)河床不受沖刷。對海漫的要求有：①表面有一定的粗糙度，以利進(jìn)一步消除余能；②具有一定的透水性，以便使?jié)B水自由排除，降低揚(yáng)壓力；③具有一定的柔性，以適應(yīng)下游河床可能的沖刷變形。本工程采用干砌石海漫。</p><p>　　干砌石海漫，一般由顆粒粒徑大于30cm的塊石砌成，厚度為0.4~0.6m，下面鋪設(shè)碎石、粗砂墊層，層厚10~15cm，如下圖（a）。干砌石海漫的抗沖流速為2.5~4.0m/s。為了加

74、大其抗沖能力，可每隔8~10m設(shè)一漿砌石埂。干砌石常用在海漫后段。</p><p><b>　　3．海漫長度計(jì)算</b></p><p>　　海曼的長度取決于消力池末端的單寬流量、上下游水位差、下游水深、河床土質(zhì)抗沖能力、閘孔與河道寬度的比值以及海漫結(jié)構(gòu)形式等。當(dāng)=1～9，且消能擴(kuò)散條件良好時(shí)，海漫長度可按《水工建筑物》教材公式4-19算。</p>&l

75、t;p>　　Lp=ks =9 =27.5m </p><p>　　式中 Lp——海漫長度，m；</p><p>　　qs ——消力池末端單寬流量，m3/（sm）；</p><p>　　ΔH＇——泄水時(shí)上、下游水位差，m；</p><p>　　ks ——海漫長度計(jì)算系數(shù)，

76、查《水工建筑物》，取ks=9。</p><p>　　故確定海漫長度為27.5m。</p><p><b>　　4、海漫的構(gòu)造</b></p><p>　　因?yàn)閷Ｂ笥幸欢ǖ拇植诙?，以便進(jìn)一步消除余能，有一定的透水性，有一定的柔性，所以選擇在海漫的起始段為7m長的漿砌石水平段，因?yàn)闈{砌石的抗沖性能較好，其頂面高程與護(hù)坦齊平。后20.5m作成坡

77、度為1：10的干砌石段，以便使水流均勻擴(kuò)散，調(diào)整流速分布，保護(hù)河床不受沖刷。海漫厚度為0.4m，下面鋪設(shè)15cm的砂墊層。</p><p><b>　?。ǘ┓罌_槽設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1．作用 防止沖刷坑向上游擴(kuò)展，保護(hù)海漫末端的安全。</p><p>　　2．工作原理 水流經(jīng)過海漫后，盡管多余能量得到了進(jìn)一步的消除，流速分布

78、接近河床水流的正常狀態(tài)，但在海漫末端仍有沖刷現(xiàn)象。為了保證安全和節(jié)省工程量，常在海漫末端設(shè)置防沖槽或采取其他加固措施。</p><p>　　在海漫末端挖槽拋石預(yù)留足夠的石塊，當(dāng)水流沖刷河床形成沖坑時(shí)，預(yù)留在槽內(nèi)的石塊沿斜坡繼續(xù)滾下，鋪在沖坑的上游斜坡上，防止沖刷坑向上游擴(kuò)展，保證海漫的安全。</p><p><b>　　3．尺寸 </b></p>&l

79、t;p>　　根據(jù)水閘的構(gòu)造要求采用寬淺式梯形斷面防沖槽，槽深取1.5，底寬為槽深的（2～3）倍，此處取為取3.5m，上游坡率為2，下游坡率為3，如圖所示。</p><p>　　海漫防沖槽構(gòu)造圖（單位：m）</p><p>　　（三）上、下游岸坡防護(hù)</p><p>　　為了保護(hù)上、下游翼墻以外的河道兩岸岸坡不受水流的沖刷，需要進(jìn)行護(hù)坡。采用漿砌石護(hù)坡，厚度為0

80、.3m，下設(shè)0.1m的砂墊層。</p><p><b>　　水閘防滲及排水設(shè)計(jì)</b></p><p>　　第一節(jié)　閘底輪廓布置</p><p><b>　　一、防滲設(shè)計(jì)的目的</b></p><p>　　防止閘基滲透變形；減小閘基的滲透壓力；減少水量損失；合理選用地下輪廓的尺寸，以延長滲徑，防止閘

81、基和兩岸產(chǎn)生滲透破壞。</p><p>　　二、防滲排水的布置原則</p><p>　　防滲設(shè)計(jì)一般采用防滲和排水相結(jié)合的原則，即在高水位側(cè)采用鋪蓋、板樁、齒墻等防滲設(shè)施，用以延長滲徑、減小滲透坡降和閘底板下的滲透壓力；在低水位側(cè)設(shè)置排水設(shè)施，如面層排水、排水孔排水或減壓井與下游連通，使低下滲水盡快排出，以減小滲透壓力，并防止在滲流出口附近發(fā)生滲透變形。</p><p&

82、gt;<b>　　三、防滲設(shè)施</b></p><p>　　根據(jù)閘址附近的地質(zhì)情況來確定相應(yīng)的措施，防滲措施常采用水平鋪蓋，而不用板樁，以免破壞黏土的天然結(jié)構(gòu)，在板樁與地基間造成滲流通道。砂性土易產(chǎn)生管涌，要求防止?jié)B透變形是其考慮的主要因素，可采用鋪蓋與板樁相結(jié)合的形式。</p><p>　　1．鋪蓋 為水平防滲措施，適用于粘性和砂性土基。</p>&

83、lt;p>　　2．板樁 為垂直防滲措施，適用于砂性土基，一般設(shè)在閘底板上游或鋪蓋前端，用于降低滲透壓力。</p><p>　　3．齒墻 一般設(shè)在底板上、下游端，利于抗滑穩(wěn)定，延長滲徑。</p><p><b>　　四、地下輪廓線布置</b></p><p><b>　　1．閘底板長度擬定</b></p>

84、;<p>　　本工程采用整體式底板，底板順?biāo)较虻拈L度根據(jù)閘室地基條件、上部結(jié)構(gòu)布置、滿足閘室整體穩(wěn)定和地基允許承載力等要求來確定。初擬時(shí)可參考已建工程的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選定，當(dāng)?shù)鼗鶠樗槭梁偷[（卵）石時(shí)，底板長度取（2-4）H（H為水閘上下游最大水位差）；砂土和砂壤土?。?-3.5）H；粉質(zhì)壤土和壤土?。?-4）H；黏土?。?.5-4.5）H。</p><p>　　本工程取底板長度L底=3H=3*1.8=

85、5.4m </p><p>　　綜合考慮，上部結(jié)構(gòu)布置及地基承載力要求，確定閘底板長度為8m。</p><p>　　2．閘底板厚度的擬定</p><p>　　對于小型水閘，底板厚度不小于0.3可取t=1.0m。兩端設(shè)齒墻。</p><p><b>　　3、齒墻尺寸的確定</b>

86、;</p><p>　　一般深度為0.5~1.5m，厚度為閘孔凈寬的1/5~1/8。該設(shè)計(jì)深度取0.7m，厚度取1.0m。如圖所示。</p><p>　　底板尺寸圖（單位：cm）</p><p><b>　　4．鋪蓋</b></p><p>　　主要用來延長滲徑，具有相對不透水性和一定的柔性。鋪蓋常用黏土、黏壤土或?yàn)r青混

87、凝土等材料，有時(shí)也可用鋼筋混凝土作為鋪蓋材料。鋪蓋的長度采用上、下游最大水頭差的3~5倍。根據(jù)上述原則，本工程鋪蓋采用混凝土鋪蓋，其混凝土強(qiáng)度等級一般不低于C20，其長度確定取L=12m；鋪蓋的厚度，取0.4m，兩端設(shè)齒墻深度取0.6m，寬度取0.5m，以便和閘底板連接。</p><p>　　5．閘基防滲長度的確定</p><p>　　初步擬定閘基防滲長度應(yīng)根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》公式 L

88、≥C×H </p><p>　　式中 L——閘基防滲長度，即閘基輪廓線防滲部分水平段和垂直段長度的總和，m；</p><p>　　C——允許滲徑系數(shù)值，見《水工建筑物》教材表4-6，查表取C=5；</p><p>　　H——上、下游最大水頭差，m。</p><p>　　L=C×

89、;H=5*1.8=9（m）</p><p>　　6．校核地下輪廓線的長度</p><p>　　根據(jù)以上設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，實(shí)際的地下輪廓線布置長度應(yīng)大于理論的地下輪廓線長度。</p><p>　　鋪蓋長度+閘底板長度=12+8=20m ≥L=9（m） </p><p>　　通過校核，地下輪廓線的長度滿足要求。<

90、/p><p>　　防滲和排水設(shè)計(jì)及滲透壓力計(jì)算</p><p><b>　　一、滲流計(jì)算的目的</b></p><p>　　計(jì)算閘底板各點(diǎn)的滲透壓力；驗(yàn)算地基土在初步擬定的地下輪廓線下的滲透穩(wěn)定性。</p><p><b>　　二 、計(jì)算方法</b></p><p>　　計(jì)算方法

91、有直線比例法、流網(wǎng)法和改進(jìn)阻力系數(shù)法。</p><p>　　進(jìn)阻力系數(shù)法是一種以流體力學(xué)為基礎(chǔ)的近似解法。對于比較復(fù)雜的地下輪廓，先將實(shí)際的地下輪廓進(jìn)行適當(dāng)簡化，使之成為垂直和水平兩個(gè)主要部分。再從簡化的地下輪廓線上各角點(diǎn)和板樁尖端引出等勢線，將整個(gè)滲流區(qū)域劃分為幾個(gè)簡單的典型流段。</p><p>　　由于改進(jìn)阻力系數(shù)法計(jì)算結(jié)果精確，本設(shè)計(jì)采用此種方法進(jìn)行滲流計(jì)算。</p>

92、<p>　　三、改進(jìn)阻力系數(shù)法計(jì)算滲透壓力</p><p>　　計(jì)算公式（出自《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》）</p><p>　　1．確定地基的有效計(jì)算深度Te</p><p>　　當(dāng)?shù)鼗煌杆畬勇癫剌^深時(shí)，須有一個(gè)有效計(jì)算深度Te來代替實(shí)際深度T，Te可根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》公式確定：</p><p>　　當(dāng)L0/s0≥5時(shí)， Te=0

93、.5L0</p><p>　　當(dāng)L0/s0＜5時(shí)， Te=5L0/（1.6L0/s0+2） </p><p>　　式中 Te——土基上水閘的地基有效計(jì)算深度，m；</p><p>　　L0——地下輪廓的水平投影長度，m；</p><p>　　s0——地下輪廓的垂直投影長度，m。</p><p><b&

94、gt;　　2．典型段的劃分</b></p><p>　　先將實(shí)際的低下輪廓線進(jìn)行簡化，使之成為垂直和水平兩個(gè)主要部分。再從簡化的低下輪廓線上各角點(diǎn)和板樁尖端引出等勢線，將整個(gè)滲流區(qū)域劃分為幾個(gè)典型流段：進(jìn)、出口段，內(nèi)部垂直段和水平段。3．計(jì)算各典型段的阻力系數(shù)（如圖）</p><p><b>　　典型流段計(jì)算圖</b></p><p&g

95、t;<b>　　① 進(jìn)、出口段：</b></p><p>　　ε0=1.5（S/T）3/2+0.441 </p><p>　　式中 ε0——進(jìn)、出口段的阻力系數(shù)；</p><p>　　S ——板樁或齒墻的入土深度，m；</p><p>　　T ——地基透水層深度，m。</p><p

96、><b>　?、?內(nèi)部垂直段：</b></p><p>　　εy=2/πl(wèi)n ctg（π/4（1－S/T）） </p><p>　　式中 εy——內(nèi)部垂直段的阻力系數(shù)。</p><p><b>　?、?水平段：</b></p><p>　　εx=（L-0.7（S1+S2））/T &

97、lt;/p><p>　　式中 εx ——水平段的阻力系數(shù)；</p><p>　　L ——水平段長度，m；</p><p>　　S1、S2——進(jìn)、出口段板樁或齒墻的入土深度，m。</p><p>　　4．計(jì)算各典型段的水頭損失</p><p>　　hi=εiΔH/Σεi

98、 </p><p>　　5．進(jìn)出口段水頭損失局部修正</p><p>　　進(jìn)、出口水力坡降呈急變曲線形式，算得的進(jìn)、出口水頭損失與實(shí)際情況相差較大，需進(jìn)行必要的修正。修正后的水頭損失h0＇為：</p><p>　　h0＇=β＇h0 （3—8）</p><p>　　

99、式中 h0＇——進(jìn)、出口段修正后的水頭損失值，m；</p><p>　　h0 ——按式ε0=1.5（S/T）3/2+0.441計(jì)算出的水頭損失值，m。</p><p>　　——阻力修正系數(shù)，按式（3—9）計(jì)算：</p><p>　　式中 S＇ ——底板埋深與板樁入土深度之和，m；</p><p>　　T＇ ——板樁另一側(cè)地基透水層深度

100、，m。</p><p>　　修正后的進(jìn)、出口段修正后的水頭損失將減少Δh。</p><p>　　Δh=（1－β＇）h0 </p><p>　　有關(guān)進(jìn)、出口段水頭損失值的詳細(xì)計(jì)算如下，先用進(jìn)出口段的前一段水頭損失的減少值相比較：</p><p>　　若hx≥Δh，則按hx＇=hx+Δh修正；</p><p>　　若hx

101、〈Δh，則按進(jìn)出口段的前兩段水頭損失的和相比較：</p><p>　　若hx+hy≥Δh，則按hx＇=2hx，hy＇=hy+Δh-hx修正</p><p>　　若hx+hy〈Δh，則按hx＇=2hx，hy＇=2hy，hCD=hCD+Δh+（hx+hy）修正。hCD為與進(jìn)出口相鄰的第三個(gè)典型流段的水頭損失。</p><p>　　6．計(jì)算角點(diǎn)的滲壓水頭</p>

102、;<p>　　對于簡化后的地下輪廓各角點(diǎn)的滲壓水頭可用下式計(jì)算，中間沒有計(jì)算到的點(diǎn)均用此段的上下游段滲透水頭差內(nèi)插計(jì)算。</p><p>　　各段滲壓水頭=上段滲壓水頭－此段滲壓水頭損失值</p><p>　　7．驗(yàn)算滲流逸出坡降</p><p>　　為保證閘基的抗?jié)B穩(wěn)定性，要求出口段逸出坡降必須小于規(guī)定的容許值。出口處的逸出坡降J為：</p&g

103、t;<p>　　J=h0＇/S0＇ </p><p>　　確定地基的有效深度。 </p><p>　　由于L0=0.5+11.5+7+1=20m；s0=1.7m</p><p>　　L0/s0=20/1.7=10.75＞5</p><p>　　地基的有效深度Te為Te=0.5L0=0.5×20=10（m）<

104、/p><p>　　根據(jù)地質(zhì)資料，河道順直，縱坡降約55‰，河床橫寬18～24m。河床表面為砂礫石基礎(chǔ)，平均厚度為1.0~3.0m，下部位巖石地基，由于閘底板齒墻坐落在巖基上，基本上屬于不透水層，但實(shí)際情況還是有一定的滲透，故假設(shè)其實(shí)際的地基透水層深度為5m。計(jì)算Te大于實(shí)際的地基透水層深度Tp=5m，所以取Te =5m,進(jìn)行滲流計(jì)算。</p><p>　　3、計(jì)算各典型段阻力系數(shù)。按各典型段阻

105、力系數(shù)計(jì)算公式計(jì)算。見下表：</p><p>　　各段滲透壓力水頭損失表</p><p>　　4、計(jì)算各段水頭損失及進(jìn)出口段水頭修正。</p><p>　　（校核水位） 各段水頭損失(H=1.8m)</p><p>　　(1)進(jìn)水段水頭損失修正：已知T’=5-1=4m,T=5,S’=1,按公式計(jì)算β’=0.811<1.0,則進(jìn)口段修正為

106、h’01=0.166*0.811=0.1346m。水頭損失減小 h=0.166-0.1346=0.0314m， 因hx2+hy3=0.036+0.038=0.074m>△h，故第②③段分別按公式修正h’x2=2hx=0.072，</p><p>　　h’y3=hy3+△h-hx2=0.038+0.0314-0.036=0.0334&

107、lt;/p><p>　　(2)出口段水頭損失修正已知T’=3.3m,T=4.2m,S’=0.9,按公式計(jì)算得β’=0.821<1.0,則出口段修正為h’010=0.212*0.821=0.0998 m。水頭損失減小值 △h=0.212-0.174=0.1122,因（hx9+hy8）=0.051 +0.088=0.139 m>△h，故第⑧⑨段分別按公式修正h’x9=2hx9=0.176,&l

108、t;/p><p>　　h’y8=hy8+h-hx9=0.051+0.1122-0.088 =0.0752m</p><p><b>　　演算：</b></p><p>　　H=0.1346+0.074+0.0334+0.639+0.084+0.051+0.435+0.001+0.176+0.174=1.8m</p><p>

109、　?。?）、計(jì)算各角點(diǎn)或尖端滲壓水頭。由上游進(jìn)口段開始，逐次向下游，從總水頭H，減去各分段水頭損失值，即可求得各角點(diǎn)或尖端滲壓水頭值：</p><p>　　（3）校核水位：H1=1.8，H2=1.8-0.1346 =1.6654；H3=1.5934；H4=1.56；H5=0.921；H6=0.837；H7=0.786；H8=0.351；H9=0.2758；H10=0.0998；H11=0</p>&

110、lt;p>　　6、繪制滲壓水頭分布圖。</p><p>　　閘底板下滲透壓力分布圖（單位：m）</p><p><b>　　校核水位情況：</b></p><p>　　閘底板下滲透壓力分布圖（單位：m）</p><p>　　7、滲流出口平均坡降：</p><p>　　校核水位情況：J=h’0

111、/S’=0.0998 /0.9=0.11< [J]</p><p>　　小于壤土出口段的允許滲流坡降值〔J〕=0.15（基本資料）滿足要求，不會發(fā)生滲透變形。</p><p>　　防滲排水設(shè)施和細(xì)部構(gòu)造</p><p><b>　　一、排水設(shè)備的作用</b></p><p>　　采用排水設(shè)備，可降低滲透壓力，排除滲

112、水，避免滲透變形，增加下游的穩(wěn)定性。排水的位置直接影響滲透壓力的大小和分布，應(yīng)根據(jù)閘基土質(zhì)情況和水閘的工作條件，做到既減少滲透壓力又避免滲透變形。</p><p><b>　　二、排水設(shè)備的設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）水平排水 水平排水為加厚反濾層中的大顆粒層，形成平鋪式。排水反濾層一般由2~3層粒徑的砂和砂礫石組成。層次排列應(yīng)盡量與滲流的方向垂直，各層

113、次的粒徑則按滲流方向逐層增大。</p><p>　　反濾層的材料應(yīng)該是能抗風(fēng)化的砂石料，并滿足：被保護(hù)土壤的顆粒不得穿過反濾層；各層次的顆粒不得發(fā)生移動(dòng)；相臨兩層間，較小一層的顆粒不得穿過較粗一層的空隙；反濾層不能被阻塞，應(yīng)具有足夠的透水性，以保證排水通暢；同時(shí)還應(yīng)保證耐久、穩(wěn)定。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的反濾層由碎石、中砂和細(xì)砂組成，其中上部為20cm厚的碎石，中間為10cm厚的中砂

114、，下部為10cm厚的細(xì)砂。見下圖： </p><p>　　反濾層構(gòu)造圖（單位：cm）</p><p>　?。?）鉛直排水設(shè)計(jì) 本工程在護(hù)坦的中后部設(shè)排水孔，孔距為2m，孔徑為3cm，呈梅花形布置，孔下設(shè)反濾層。</p><p>　　（3）側(cè)向排水設(shè)計(jì) 側(cè)向防滲排水布置（包括刺墻、板樁、排水井等），并應(yīng)根據(jù)上、下游水位、墻體材料和墻后土質(zhì)以及地下水位變化等綜合考慮

115、，并應(yīng)與閘基的防滲排水布置相適應(yīng)，在空間上形成防滲整體。</p><p>　　在消力池兩岸翼墻設(shè)2~3層排水孔，呈梅花形布置，孔后設(shè)反濾層，排出墻后的側(cè)向繞滲水流。</p><p><b>　　三．止水設(shè)計(jì)</b></p><p>　　凡具有防滲要求的縫，都應(yīng)設(shè)止水設(shè)備。止水分鉛直止水和水平止水兩種，前者設(shè)在閘墩中間，邊墩與翼墻間以及上游翼墻鉛

116、直縫中；后者設(shè)在黏土鋪蓋保護(hù)層上的溫度沉陷縫、消力池與底板溫度沉陷縫、翼墻和消力池本身的溫度沉陷縫內(nèi)。在黏土鋪蓋與閘底板沉降縫中設(shè)置瀝青麻袋止水。</p><p><b>　　閘室布置</b></p><p>　　閘室是水閘的主體部分。開敞式水閘閘室由底板、閘墩、閘門、工作橋和交通橋等組成，有的還設(shè)有胸墻。</p><p>　　閘室的結(jié)構(gòu)形式、

117、布置和構(gòu)造，應(yīng)在保證穩(wěn)定的前提下，盡量做到輕型化、整體性好、剛性大、布置勻稱，并進(jìn)行合理的分縫、分塊，使作用在底基單位面積上的荷載較小，較勻稱，并能適應(yīng)地基可能的沉降變形。</p><p>　　第一節(jié)  閘底板、閘墩</p><p><b>　　一、閘底板的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1．作用</b>

118、;</p><p>　　閘底板是閘室的基礎(chǔ)，承受閘室及上部結(jié)構(gòu)的全部荷載，并較均勻地傳給地基，還有防沖、防滲等作用。</p><p><b>　　2．形式</b></p><p>　　常用的底板有平底板和鉆孔灌注樁底板。在特定的條件下，也可采用低堰底板、箱式底板、斜底板、反拱底板等。平底板按底板與閘墩的聯(lián)結(jié)方式，有整體式和分離式兩種。</

119、p><p><b>　?。?）整體式底板</b></p><p>　　閘墩與底板澆筑成整體即為整體式底板。其順流向長度可根據(jù)閘身穩(wěn)定和地基應(yīng)力分布較均勻等條件來確定，同時(shí)應(yīng)滿足上層結(jié)構(gòu)布置的需要。水頭愈大，地基愈差，底板應(yīng)愈長。初擬底板長度時(shí)，對于砂礫石、砂壤土地基可?。?.0~2.5）H，對于粘壤土地基可?。?.0~3.0）H，對于粘土地基可?。?.58~3.5）H，H

120、為上下游最大水頭差。底板厚度必須滿足強(qiáng)度和剛度的要求。大中型水閘可取閘孔凈寬的1/5~1/8，一般為1~2m，最薄不小于0.6m，底板內(nèi)配置鋼筋。底板混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)滿足強(qiáng)度，抗?jié)B及防沖要求，一般選用C15或C20。</p><p>　　根據(jù)本工程的地質(zhì)資料，采用整體式平底板。</p><p><b>　　3．底板長度</b></p><p>

121、　　根據(jù)前面設(shè)計(jì)已知閘底板長度為8m。</p><p>　　4．垂直水流方向布置</p><p>　　為了滿足閘門的順利提升及滿足地基不均勻沉陷的要求，垂直水流方向一般要進(jìn)行分段。</p><p><b>　　5 底板厚度</b></p><p>　　考慮強(qiáng)度、剛度的要求，一般厚度為1m，并另外設(shè)置齒墻，取厚度為0.7。

122、</p><p><b>　　二、閘墩的設(shè)計(jì) </b></p><p><b>　　1．作用</b></p><p>　　分離閘孔并支撐閘門，工作橋等上部結(jié)構(gòu)，使水流順利地通過閘室。</p><p><b>　　2．長度的確定</b></p><p>　

123、　應(yīng)能滿足過閘水流平順，側(cè)向收縮小，過流能力大的要求。上游墩頭采用半圓形，下游墩頭采用流線型。其長度為8m。</p><p><b>　　3．厚度的確定</b></p><p>　　應(yīng)根據(jù)閘孔孔徑、受力條件、結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求和施工方法確定。中墩1.2m，邊墩1.0m。平面閘門的門槽尺寸應(yīng)根據(jù)閘門的尺寸確定，檢修門槽深0.20m，，寬0.20m，主門槽深0.3m，寬0.8m

124、。檢修門槽于工作橋之間留1.5m的凈距，以便于工作人員檢修。</p><p><b>　　4．閘墩高度的確定</b></p><p>　　閘墩上游部分的頂面高程應(yīng)滿足以下兩個(gè)要求：①水閘擋水時(shí)，不應(yīng)低于水閘的正常蓄水位（或遭遇地震）加波浪計(jì)算高度與相應(yīng)安全超高之和。②泄洪時(shí)，不應(yīng)低于設(shè)計(jì)（或校核）洪水位加相應(yīng)的安全超高。各種運(yùn)用情況下水閘的安全超高下限值《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范