攔河閘畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　一、畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的與要求</p><p>　　1.鞏固所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，并能實(shí)際運(yùn)用于設(shè)計(jì)中，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力。</p><p>　　2.明確當(dāng)前工程設(shè)計(jì)的任務(wù)，執(zhí)行黨和政府的有關(guān)政策，培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想，掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。</p>

2、<p>　　3.善于運(yùn)用圖表和文字表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，能運(yùn)用有關(guān)參考書(shū)籍手冊(cè)和規(guī)范。</p><p>　　4.了解國(guó)內(nèi)最新的科學(xué)技術(shù)成就，并能適當(dāng)?shù)剡\(yùn)用到設(shè)計(jì)中。</p><p>　　5.畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)有5000漢字的外文資料翻譯。</p><p>　　二、原始資料和已知條件：</p><p><b>　?。ㄒ唬┰O(shè)計(jì)資料</b

3、></p><p>　　本工程位于河南省某縣城郊處，它是某河流梯級(jí)開(kāi)發(fā)中最末一級(jí)工程。該河屬穩(wěn)定性河流，河面寬約200 m，深約7~10 m。由于河床下切較深又無(wú)適當(dāng)控制工程，雨季地表徑流自由流走，而雨過(guò)天晴經(jīng)常干旱，加之打井提水灌溉，使地下水位愈來(lái)愈低，嚴(yán)重影響兩岸的農(nóng)業(yè)灌溉和人畜用水。為解決當(dāng)?shù)?0萬(wàn)畝農(nóng)田的灌溉問(wèn)題，經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)的規(guī)劃確定，修建擋水樞紐工程。</p><p>　　

4、攔河閘所擔(dān)負(fù)的任務(wù)是：正常情況下攔河截水，抬高水位，以利灌溉，洪水時(shí)開(kāi)閘泄水，以保安全。 </p><p>　　本工程建成后，可利用河道一次蓄水800萬(wàn)m3，調(diào)蓄水至兩岸溝塘，大量補(bǔ)給地下水，有利于進(jìn)灌和人畜用水，初步解決40萬(wàn)畝農(nóng)田的灌溉問(wèn)題并為工業(yè)生產(chǎn)提供足夠的水源，同時(shí)對(duì)漁業(yè)、航運(yùn)業(yè)的發(fā)展，以及改善環(huán)境，美化城鄉(xiāng)都是極為有利的。</p><p><b>　　1．地質(zhì)條件 &

5、lt;/b></p><p>　　根據(jù)鉆孔了解閘址地層屬河流沖積相，河床部分地層屬第四紀(jì)蟓更新世Q3與第四紀(jì)全新世Q4的層交錯(cuò)出現(xiàn)，閘址兩岸高程均在41m左右。</p><p>　　閘址處地層向下分布情況如下表1所示。</p><p>　　表1 閘址處地層分布情況</p><p><b>　　2．地形 </b>

6、</p><p>　　閘址處系平原型河段、兩岸地勢(shì)平坦，地面高程約為40.00 m左右，河床坡降平緩，縱坡約為1/10000，河床平均標(biāo)高約30.00 m，主河槽寬度約80-100 m，河灘寬平，呈復(fù)式河床橫斷面，河流比較順直。</p><p>　　3．土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo) </p><p>　　土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)主要包括物理性質(zhì)、允許承載力、滲透系數(shù)等，具體數(shù)字

7、如表2、3所示。</p><p>　　表2 土的物理性質(zhì)指標(biāo)表</p><p>　　表3 土的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表</p><p><b>　　4．工程材料 </b></p><p><b>　?。?）石料</b></p><p>　　本地區(qū)不產(chǎn)石料，需從外地運(yùn)進(jìn)，距公路很

8、近，交通方便。</p><p><b>　　（2）粘土</b></p><p>　　經(jīng)調(diào)查本地區(qū)附近有較豐富的粘土材料。 </p><p>　?。?）閘址處有足夠的中細(xì)砂。</p><p><b>　　5．水文氣象 </b></p><p><b>　　（1）氣溫

9、</b></p><p>　　本地區(qū)年最高氣溫42.2 C，最低氣溫-20.7 C，平均氣溫14.4 C。</p><p><b>　　（2）風(fēng)速</b></p><p>　　最大風(fēng)速 m/s，吹程0.6 km。</p><p><b>　?。?）徑流量</b></p>&

10、lt;p>　　非汛期（1～6月及10～12月）9個(gè)月份月平均最大流量9.1 m3/s。</p><p>　　汛期（7～9）三個(gè)月，月平均最大流量為149 m3/s，年平均最大流量 m3/s，最大年徑流總量為8.25億m3。</p><p><b>　　（4）冰凍</b></p><p>　　閘址處河水無(wú)冰凍現(xiàn)象。</p>&

11、lt;p>　　6．批準(zhǔn)的規(guī)劃成果 </p><p>　?。?）根據(jù)水利電力部《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（SD112-78）的規(guī)定，本樞紐工程為Ⅲ等工程，其中永久性主要建筑物為3級(jí)。</p><p>　?。?）灌溉用水季節(jié)，攔河閘正常擋水位為38.50 m。</p><p>　　（3）洪水標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表4所示。</p><p>　　

12、表4 洪水標(biāo)準(zhǔn)表</p><p><b>　　7．施工條件 </b></p><p><b>　?。?）工期為兩年</b></p><p><b>　　（2）材料供應(yīng)情況</b></p><p>　　水泥由某水泥廠運(yùn)輸260 km至某市，再運(yùn)輸80 km至工地倉(cāng)庫(kù)；其它他材

13、料由市汽車運(yùn)至工地；電源由電網(wǎng)供電，工地距電源線1.0 km；地下水位平均為28.0~30.0 m。</p><p><b>　　（二）注意事項(xiàng)</b></p><p>　　由于要使學(xué)生對(duì)本樞紐工程有比較完整的了解，故第二部分所給的原始資料較為全面。從此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求來(lái)看，原始資料并不是都用得上的，學(xué)生必須從中選擇使用。 </p>&

14、lt;p>　　1．工程名稱、工程地點(diǎn)及規(guī)模，本工程在發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用，政府的有關(guān)決定和指標(biāo)，包括施工期限和建筑物及設(shè)備的投產(chǎn)日期。</p><p>　　2．水文、地質(zhì)、氣象等資料</p><p>　　（1）壩址附近河道水位流量關(guān)系；</p><p>　?。?）水庫(kù)水位——面積——容積關(guān)系；</p><p>　?。?）年平均流量過(guò)程線

15、，洪水、中水枯水的設(shè)計(jì)頻率控制洪峰值數(shù)據(jù)表，不同頻率的洪峰流量過(guò)程線；</p><p>　?。?）歷年氣溫、風(fēng)向、風(fēng)速的統(tǒng)計(jì)表；</p><p>　?。?）河床及河岸的地質(zhì)條件，主要建筑物地基的地質(zhì)剖面圖。設(shè)計(jì)文件對(duì)基礎(chǔ)處理的要求；</p><p>　　（6）地下水位、流向及滲透系數(shù)等。</p><p><b>　　3．水工設(shè)計(jì)資料

16、：</b></p><p>　　水利樞紐總布置圖，樞紐中主要建筑物的平面圖、剖面圖、細(xì)部結(jié)構(gòu)圖及樞紐設(shè)計(jì)說(shuō)明等。</p><p><b>　　4．其它：</b></p><p>　　（1）當(dāng)?shù)嘏c外來(lái)材料的種類，產(chǎn)地和運(yùn)輸距離，料場(chǎng)的布置，地形圖及地質(zhì)剖面圖；</p><p>　?。?）工地附近主要交通運(yùn)輸方式

17、，距離樞紐最近的鐵路，公路運(yùn)輸情況；</p><p>　　（3）房屋條件與水電動(dòng)力供應(yīng)情況；</p><p>　　（4）勞動(dòng)力與施工機(jī)具供應(yīng)情況；</p><p>　?。?）主要材料的預(yù)算價(jià)格和消耗額等。</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)內(nèi)容提要</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是教學(xué)計(jì)劃

18、中最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生應(yīng)在教師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行工作。學(xué)生應(yīng)充分發(fā)揮獨(dú)立思考能力，解決設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題。指導(dǎo)教師可根據(jù)具體情況，對(duì)下列設(shè)計(jì)內(nèi)容提要作適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充和刪減。</p><p>　　必須指出，擬定和選擇施工方法，是畢業(yè)設(shè)計(jì)中很重要的部分，應(yīng)該通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來(lái)論證。設(shè)計(jì)中使用和列出的數(shù)據(jù)都應(yīng)該是有根據(jù)(如根據(jù)參考文獻(xiàn)、手冊(cè)、計(jì)算和繪圖等)；文字說(shuō)明應(yīng)力求通順、確切、扼要和清楚；圖表要整潔，能表達(dá)設(shè)計(jì)意圖。&l

19、t;/p><p>　　蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告</p><p>　　蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生自查表</p><p>　　指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是大型水閘設(shè)計(jì)，本工程位于河南省某縣城

20、郊處，該河屬穩(wěn)定性河流，河面寬約200 m，深約7~10 m。攔河閘所擔(dān)負(fù)的任務(wù)是：正常情況下攔河截水，抬高水位，以利灌溉，洪水時(shí)開(kāi)閘泄水，以保安全。 本工程建成后，可利用河道一次蓄水800萬(wàn)m3，調(diào)蓄水至兩岸溝塘，大量補(bǔ)給地下水，有利于進(jìn)灌和人畜用水，初步解決40萬(wàn)畝農(nóng)田的灌溉問(wèn)題并為工業(yè)生產(chǎn)提供足夠的水源，同時(shí)對(duì)漁業(yè)、航運(yùn)業(yè)的發(fā)展，以及改善環(huán)境，美化城鄉(xiāng)都是極為有利的。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括水

21、閘等級(jí)劃分、閘址選擇、總體布置、閘型確定、擬定閘孔尺寸及閘墩厚度、防滲排水設(shè)計(jì)、閘墩、閘底板設(shè)計(jì)、閘室的穩(wěn)定計(jì)算。其中通過(guò)設(shè)計(jì)流量與校核流量確定閘孔總凈寬，再根據(jù)選定單孔凈寬。根據(jù)閘基地質(zhì)條件決定出閘底板形式以及閘墩厚度。由于本閘位于平原地區(qū)，河床的抗沖刷能力較低，所以采用底流式消能。閘門(mén)局部開(kāi)啟情況，作為消能防沖設(shè)計(jì)的控制情況。防滲設(shè)計(jì)中采用改進(jìn)阻力系數(shù)法進(jìn)行滲流計(jì)算。閘室的穩(wěn)定計(jì)算中考慮到了完建無(wú)水期和正常擋水期兩種情況下的荷載組合

22、進(jìn)行驗(yàn)算。</p><p>　　關(guān)鍵詞：閘門(mén) 、閘墩 、消力池 、 滲流 、地基承載力 、穩(wěn)定計(jì)算</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The school design on the topic of major flood gate design. This project is located in

23、Henan Province a county and city outskirts. The River is stability River. river width of about 200m, about 7 to 10m. The River Gate the tasks are: Under normal circumstances the river damming water to raise water for irr

24、igation, flood, open the gate sluicing to ensure safety. This project is completed, and you can use river a water 8 million m 3, to water and the two sides of Tong, a large supply underground wa</p><p>　　The

25、 design of the sluice gates hierarchy, site selection, overall arrangements, gates, established in gate Hole size and design gate Tun thickness, impermeable drainage design, Gates Tun, Gates plate design, lock the stable

26、 basis. The adoption of the design of the flow of traffic nuclear school gates hole the total net width, selected in accordance with single hole net wide. In accordance with the base gate conditions on board the gates an

27、d gate Tun thickness. The gate is located in the plains, </p><p>　　Keywords ：Gates, Gates Tun， stilling basin， transfusion， Foundation capacity， stable basis</p><p><b>　　目 錄</b>&l

28、t;/p><p><b>　　第一章 總論1</b></p><p>　　第一節(jié) 閘位概述1</p><p>　　第二節(jié) 基本資料1</p><p>　　第三節(jié) 工程綜合說(shuō)明4</p><p>　　第二章 水力計(jì)算6</p><p>　　第一節(jié) 閘址及形式選擇6&l

29、t;/p><p>　　第二節(jié) 閘孔尺寸確定7</p><p>　　第三節(jié) 消能防沖設(shè)計(jì)12</p><p>　　第三章 防滲與排水設(shè)計(jì)25</p><p>　　第一節(jié) 閘底地下輪廓線的布置25</p><p>　　第二節(jié) 滲流計(jì)算29</p><p>　　第四章 閘室布置37</p

30、><p>　　第一節(jié) 底板和閘墩37</p><p>　　第二節(jié) 閘門(mén)與啟閉機(jī)40</p><p>　　第三節(jié) 上部結(jié)構(gòu)43</p><p>　　第四節(jié) 閘室的分縫與止水44</p><p>　　第五章 閘室穩(wěn)定計(jì)算及地基應(yīng)力計(jì)算46</p><p>　　第一節(jié) 設(shè)計(jì)情況及相應(yīng)荷載組合4

31、6</p><p>　　第二節(jié) 完建無(wú)水期荷載計(jì)算及地基應(yīng)力計(jì)算46</p><p>　　第三節(jié) 正常擋水期驗(yàn)算及地基應(yīng)力計(jì)算48</p><p>　　第六章 閘底板結(jié)構(gòu)計(jì)算51</p><p>　　第一節(jié) 閘室計(jì)算方法和情況選擇51</p><p>　　第二節(jié) 設(shè)計(jì)水位的計(jì)算52</p>&l

32、t;p>　　第三節(jié) 完建無(wú)水期的荷載計(jì)算63</p><p>　　第四節(jié) 底板配筋計(jì)算71</p><p>　　第七章 下游連接建筑物74</p><p>　　第一節(jié) 上、下游連接建筑物的作用74</p><p>　　第二節(jié) 上游連接建筑物74</p><p>　　第三節(jié) 下游連接建筑物75</

33、p><p>　　第四節(jié) 閘室與岸坡連接建筑物76</p><p><b>　　總 結(jié)77</b></p><p><b>　　致謝信78</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)79</b></p><p><b>　　第一章 總論&

34、lt;/b></p><p><b>　　第一節(jié) 閘位概述</b></p><p><b>　　一、工程概況</b></p><p>　　本工程位于河南省某縣城郊處，它是某河流梯級(jí)開(kāi)發(fā)中最末一級(jí)工程。該河屬穩(wěn)定性河流，河面寬約200m，深約7~10m。由于河床下切較深又無(wú)適當(dāng)控制工程，雨季地表徑流自由流走，而雨過(guò)天晴

35、經(jīng)常干旱，加之打井提水灌溉，使地下水位愈來(lái)愈低，嚴(yán)重影響兩岸的農(nóng)業(yè)灌溉和人畜用水。為解決當(dāng)?shù)?0萬(wàn)畝農(nóng)田的灌溉問(wèn)題，經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)的規(guī)劃確定，修建擋水樞紐工程。</p><p><b>　　二、攔河閘任務(wù)</b></p><p>　　攔河閘所擔(dān)負(fù)的任務(wù)是正常情況下攔河截水，抬高水位，以利灌溉。洪水時(shí)開(kāi)閘泄水，以保安全。</p><p>　　本工程建

36、成后，可利用河道一次蓄水800萬(wàn)m3，調(diào)蓄河水兩岸溝塘，大量補(bǔ)給地下水，有利于進(jìn)灌和人蓄用水，初步解決40萬(wàn)畝農(nóng)田的灌溉問(wèn)題，并為工業(yè)生產(chǎn)提供足夠的水源，同時(shí)漁業(yè)、航運(yùn)業(yè)的發(fā)展，以及改善環(huán)境，美化城鄉(xiāng)都是極為有利的。</p><p><b>　　第二節(jié) 基本資料</b></p><p><b>　　一、地形資料</b></p>&l

37、t;p>　　閘址處系平原型河段，兩岸地勢(shì)平坦，地面高程約為40.00m左右。河床坡降平緩，縱坡約為1/10000，河床平均標(biāo)高約為30.0m，主槽寬度約為80—100m，河灘寬平，至復(fù)式河床橫斷面，河流比較順直。</p><p><b>　　二、地質(zhì)資料</b></p><p>　?。ㄒ唬└鶕?jù)鉆孔了解閘址地層屬河流沖積相，河床部分地層屬第四級(jí)蟓更新世Q3與第四紀(jì)

38、全新世Q4的層交錯(cuò)現(xiàn)象，閘址兩岸地面高程均在41m左右。</p><p>　　閘址處地層向下分布情況如下：</p><p>　　1、重粉質(zhì)壤土：分布在河床表面以下，深約3m。</p><p>　　2、細(xì)砂：分布在重粉質(zhì)壤土以下（河床部分高程約在28.8m以下。）</p><p>　　3、中砂：分布在細(xì)砂層以下，在河床部分的厚度約為5m左右。&

39、lt;/p><p>　　4、重粉質(zhì)壤土：分布在中砂層以下（深約22m以下）。</p><p>　　5、中粉質(zhì)壤土：分布在重粉質(zhì)壤土以下，厚度5—8m。</p><p>　　三、土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)</p><p><b>　　1.物理性質(zhì)</b></p><p>　　濕容重

40、 γa=19kN/m3</p><p>　　飽和容重 γ飽=21kN/m3</p><p>　　浮容重 γ浮=11Kn/m3</p><p>　　細(xì)砂比重 γg= 27kN/m3</p><p>　　細(xì)砂干容重 γ干=15kN/m3</p&g

41、t;<p><b>　　2．內(nèi)摩擦角</b></p><p>　　自然含水量時(shí) φ=280</p><p>　　飽和含水量時(shí) φ=250</p><p>　　3.土基許可承載力： 【δ】=200kN/m3</p><p>　　4.混凝土、砌石與土基摩擦系數(shù)</p

42、><p>　　密實(shí)細(xì)砂層 f=0.36</p><p>　　5.地基應(yīng)力不均勻系數(shù)</p><p>　　粘土（η）=1.5—2.0</p><p><b>　　砂土（η）=2.5</b></p><p><b>　　6.滲透系數(shù)</b></p>

43、<p>　　中細(xì)砂層 k=5×10-3 平均厚度約5m</p><p>　　以下土層 k=5×10-5 作為相對(duì)不透水層</p><p><b>　　四、工程材料</b></p><p>　　1、石料：本地區(qū)不產(chǎn)石料，需從外地運(yùn)進(jìn)，距離公路很近，交通方便。</p>&

44、lt;p>　　2、粘土：經(jīng)調(diào)查本地區(qū)附近有交豐富的粘土材料。</p><p>　　3、閘址處有足夠的中細(xì)砂。</p><p><b>　　五、地震烈度</b></p><p>　　本地區(qū)地震烈度在6度以下。</p><p><b>　　六、水文氣象</b></p><p&g

45、t;　　1、氣溫：本地區(qū)年最高氣溫42.20C，最低氣溫-20.7C，平均氣溫14.40C。</p><p>　　2、風(fēng)速：最大風(fēng)速V=20m/s，吹程 0.6km。</p><p>　　3、徑流量：非汛期（1—6月及10—12月）9個(gè)月份渦河月平均最大流量9.1m3/s</p><p>　　汛期（7—9）三個(gè)月，渦河月平均最大流量為149m3/s，年平均最大流量Q

46、=26.2m3/s，最大年徑流總量為8.25億m3。</p><p>　　4、冰凍：閘址處河水無(wú)冰凍現(xiàn)象。</p><p>　　七、河槽整治斷面及水位流量關(guān)系曲線</p><p>　　經(jīng)批準(zhǔn)的規(guī)劃決定：對(duì)原河槽將適當(dāng)調(diào)整，并在兩岸作矮堤，以擴(kuò)大泄洪能力，提高防洪安全的保證率。規(guī)劃確定的上下游河道整治后斷面如附圖。下游河道水位流量關(guān)系曲線見(jiàn)圖1—1。</p>

47、;<p>　　圖1—1 上下游河道橫斷面圖（單位：m）</p><p><b>　　八、施工條件</b></p><p><b>　　1、工期：兩年</b></p><p><b>　　2、材料供應(yīng)：</b></p><p>　　水泥由某水泥廠運(yùn)輸260 Km至某

48、市，再運(yùn)輸80 Km至工地倉(cāng)庫(kù)；其它他材料由市汽車運(yùn)至工地。</p><p>　　3、電源：有電網(wǎng)供電，工地距電源線1.0公里。</p><p>　　4、地下水位： 平均28.0～30.0 m</p><p><b>　　九、批準(zhǔn)的規(guī)劃成果</b></p><p>　　1、根據(jù)水利電力部《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)

49、準(zhǔn)》（SDJ 12—78）的規(guī)定，本樞紐工程為三等工程，其中永久性</p><p>　　2、主要建筑物為3級(jí)。</p><p>　　3、灌溉用水季節(jié)，攔河閘正常擋水位為38.50m。</p><p><b>　　4、洪水標(biāo)準(zhǔn)。</b></p><p>　　第三節(jié) 工程綜合說(shuō)明</p><p>　

50、　本工程為攔河閘，建造在河道上?？菟谟靡詳r截河道，抬高水位，以利上游取水或航運(yùn)要求；洪水期則開(kāi)閘泄洪，控制下游流量。</p><p><b>　　一、河閘的特點(diǎn)</b></p><p>　　攔河閘既用以擋水，又用于泄水，且多修建在軟土地基上，因而在穩(wěn)定、防滲、消能防沖及沉降方面都有其自身的特點(diǎn)。</p><p><b>　　1．穩(wěn)定

51、方面</b></p><p>　　關(guān)門(mén)攔水時(shí)，水閘上、下游較大的水頭差造成較大的水平推力，使水閘有可能沿基面產(chǎn)生向下游的滑動(dòng)，為此，水閘必須具有足夠的重力，以維持自身的穩(wěn)定。</p><p><b>　　2．防滲方面</b></p><p>　　由于上下游水位差的作用，水將通過(guò)地基和兩岸的土壤會(huì)被掏空，危及水閘的安全。滲流對(duì)閘室和兩

52、岸連接建筑物的穩(wěn)定不利。因此，應(yīng)妥善進(jìn)行防滲設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　3．能防沖方面</b></p><p>　　水閘開(kāi)閘泄水時(shí)，在上下游水位差作用下，過(guò)閘水流往往具有較大的動(dòng)能，流態(tài)也較復(fù)雜，而土質(zhì)河床的抗沖能力較低，可能引起沖刷。此外，水閘下游常出現(xiàn)波狀水夭和折沖水流，會(huì)進(jìn)一步加劇對(duì)河床和兩岸的淘刷。因此，設(shè)計(jì)水閘除應(yīng)保證閘室具有足夠的過(guò)水能力外，還必須

53、采用有效的消能防沖措施，以防止河道產(chǎn)生有害的沖刷。</p><p><b>　　4．沉降方面</b></p><p>　　土基上的建閘，由于土基的壓縮性大，抗剪強(qiáng)度低，在閘室的重力合外部荷載作用下，可能產(chǎn)生較大的沉降影響正常使用，尤其是不均勻沉降會(huì)導(dǎo)致水閘傾斜，甚至斷裂。在水閘設(shè)計(jì)時(shí)，必須合理選擇閘型、構(gòu)造，安排好施工程序，采取必要的地基處理等措施，以減少過(guò)大的地基沉

54、降和不均勻沉降。</p><p><b>　　二、攔河閘的組成</b></p><p>　　攔河閘通常由上游連接段，閘室段和下游連接段三部分組成。</p><p><b>　?。ㄒ唬┥嫌芜B接段</b></p><p>　　上游連接段的主要作用是引導(dǎo)水流平穩(wěn)地進(jìn)入閘室，同時(shí)起防沖、防滲、擋土等作用。一

55、般包括上游翼墻、鋪蓋、護(hù)底、兩岸護(hù)坡及上游防沖槽等。上游翼墻的作用是引導(dǎo)水流平順地進(jìn)入閘孔并起側(cè)向防滲作用。鋪蓋主要起防滲作用，其表面應(yīng)滿足抗沖要求。護(hù)坡、護(hù)底和上游防沖槽（齒墻）是保護(hù)兩岸土質(zhì)、河床及鋪蓋頭部不受沖刷。</p><p><b>　?。ǘ╅l室段</b></p><p>　　閘室是水閘的主體部分，通常包括底板、閘墩、閘門(mén)、胸墻、工作橋及交通橋等。底板是

56、閘室的基礎(chǔ)，承受閘室的全部荷載，并比較均勻地傳給地基，此外，還有防沖、防滲等作用。閘墩的作用是分割閘孔，并支承閘門(mén)、工作橋等上部結(jié)構(gòu)。閘門(mén)的作用是攔水和控制下瀉流量。工作橋供安置起閉機(jī)和工作人員操作之用。交通橋的作用是連接兩岸交通。</p><p><b>　?。ㄈ┫掠芜B接段</b></p><p>　　下游連接段具有消能和擴(kuò)散水流的作用。一般包括護(hù)坦、海漫、下游防

57、沖槽、下游翼墻及護(hù)坡等。下游翼墻引導(dǎo)水流均勻擴(kuò)散兼有防沖及側(cè)向防滲作用。護(hù)坦具有削能防沖作用。海漫的作用是進(jìn)一步消除護(hù)坦出流的剩余動(dòng)能、擴(kuò)散水流、調(diào)整流速分布、防止河床沖刷。下游防沖槽是海漫末端的防護(hù)設(shè)施，避免沖刷向上游擴(kuò)展。</p><p><b>　　第二章 水力計(jì)算</b></p><p>　　第一節(jié) 閘址及形式選擇</p><p>&l

58、t;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(kāi)闊、岸坡穩(wěn)定、巖土堅(jiān)實(shí)和地下水位較低的地點(diǎn)。

59、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>　　攔河閘應(yīng)選擇在河道順直、河勢(shì)相對(duì)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(kāi)河道上。應(yīng)考慮材料來(lái)源、對(duì)外交通、施工導(dǎo)流、場(chǎng)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。</p>&

60、lt;p>　　水閘中心線的布置應(yīng)考閘室與兩岸建筑物均勻，對(duì)稱的要求。攔河閘的中心線一般應(yīng)與河道中泓線相吻合。該攔河閘選在鹿邑縣城北約1km處，閘軸線如地形圖所示。</p><p><b>　　二、閘室型式選擇</b></p><p>　　閘室按結(jié)構(gòu)形式可分為：開(kāi)敞式水閘和涵洞式水閘。</p><p><b>　　（一）開(kāi)敞式水閘

61、</b></p><p>　　閘室上面不填土封閉的水閘。一般有泄洪、排水、過(guò)木等要求時(shí)，多采用不帶胸墻的開(kāi)敞式水閘，多用于攔河閘、排冰閘等。當(dāng)上游水位變幅大，而下泄流量又有限制時(shí)，為避免閘門(mén)過(guò)高，常采用帶胸墻的開(kāi)敞式水閘，如進(jìn)水閘、排水閘、擋潮閘多用這種形式。</p><p><b>　?。ǘ┖词剿l</b></p><p>　

62、　閘身上面填土封閉的水閘，又稱封閉式水閘。常用于穿堤水或排水的水閘。洞內(nèi)水流可以是有壓的或無(wú)壓的。</p><p>　　綜合考慮該工程特點(diǎn)，上、下游水位差較小，不須控制流量，泄洪時(shí)可能有漂浮物等因素，可采用無(wú)胸墻的開(kāi)敞式水閘。</p><p>　?。ㄈ╅l孔形式的選擇</p><p>　　閘孔形式一般有寬頂堰型、實(shí)用堰低型和胸墻孔口型三種。</p>&

63、lt;p>　　1．寬頂堰型。這是水閘最常用的底板結(jié)構(gòu)形式。主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便、泄流能力比較穩(wěn)定，有利于泄洪、沖沙、排淤、通航等；其缺點(diǎn)是自由泄流時(shí)流量系數(shù)小，容易產(chǎn)生波狀水。</p><p>　　2．實(shí)用堰低型。有梯形、曲線型和駝峰型。實(shí)用堰型自由泄流時(shí)，流量系數(shù)較大，水流條件較好，選用適宜的堰面形式可以消除波狀水。但泄流能力受尾水位變化的影響較為明顯，不穩(wěn)定。</p><p&

64、gt;　　3．胸墻孔口型。這種堰可以減小閘門(mén)高度和啟門(mén)力，也可降低工作橋高和工程造價(jià)。</p><p>　　根據(jù)各種形式的適用條件，綜合考慮該工程特點(diǎn)，河槽蓄水，閘前基本沒(méi)有淤積，閘底高程應(yīng)盡可能底。因此，采用無(wú)底砍平底版寬頂堰，堰頂高程與河床同高，即閘底板高程為30.00m。</p><p>　　第二節(jié) 閘孔尺寸確定</p><p><b>　　一、底

65、板高程確定</b></p><p>　　底板高程與水閘承擔(dān)的任務(wù)、泄流或引水流量、上下游水位及河床地質(zhì)條件等因素有關(guān)。</p><p>　　閘底板應(yīng)置于較為堅(jiān)實(shí)的土層上，并應(yīng)盡量利用天然地基。在地基強(qiáng)度能夠滿足要求的條件下，底板高程定得高些，閘室寬度大，兩岸連接建筑物相對(duì)較低。對(duì)于小型水閘，由于兩岸建筑物在整個(gè)工程中所占比重較大，因而適當(dāng)降低底板高程，常常是有利的。當(dāng)然，底板高

66、程也不能定的太低，否則，由于單寬流量加大，將會(huì)增加下游消能防沖的工程量，閘門(mén)增高，啟閉設(shè)備的容量也隨之增大。另外，基坑開(kāi)挖也較困難。</p><p>　　選擇底板高程前，首先要確定合適的最大過(guò)閘單寬流量。它取決于閘下游河渠的允許最大單寬流量。允許最大過(guò)閘單寬流量可按下游河床允許最大單寬流量的1.2~1.5倍確定。根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一般在細(xì)粉質(zhì)及淤泥河床上，單寬流量取5~10m3/（sm）；在砂壤土地基上取10~1

67、5m3/（sm）；在壤土地基上取15~20m3/（sm）；在黏土地基上取20~25m3/（sm）。下游水深較深，上下游水位差較小和閘后出流擴(kuò)散條件較好時(shí)，宜選用較大值。</p><p>　　一般情況下，攔河閘的底板頂面與河床齊平，即閘底板高程30.0m。</p><p>　　二、擬定閘孔尺寸及閘墩厚度</p><p>　　1．由已知上、下游水位及閘底板高程，由公式（

68、2—1）、式（2—2）可求得上游水頭及下游水深 。 </p><p>　　V0=Q/A （2—1）</p><p>　　H0=H+V02/2g （2—2）</p><p>　　其中V0——行進(jìn)流速，m/s；</p><p&

69、gt;　　Q——過(guò)流流量，m3/s；</p><p>　　A——過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，m2；</p><p>　　H0——含有行進(jìn)流速水頭在內(nèi)的閘前水頭，m。</p><p>　　推算的上游水頭及下游水深見(jiàn)表2—1。</p><p>　　表2—1 上游水頭計(jì)算</p><p><b>　　2．判別出流流態(tài)</b

70、></p><p>　　閘門(mén)全開(kāi)泄洪時(shí)，一般屬于淹沒(méi)條件下的水流，所以采用平底板寬頂堰堰流公式，根據(jù)設(shè)計(jì)，校核情況下的上、下游水位及流量進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于寬頂堰，其淹沒(méi)條件為：:</p><p>　　hs≥0.8H0 （2—3）</p><p>　　式中 hs——下游水深，m；&

71、lt;/p><p>　　H0——含有行進(jìn)流速水頭在內(nèi)的閘前水頭，m。</p><p>　　根據(jù)公式（2—3）判別是否為淹沒(méi)出流，其判別計(jì)算見(jiàn)表2—2。</p><p>　　表2—2 淹沒(méi)出流判別計(jì)算</p><p><b>　　3．確定閘門(mén)總凈寬</b></p><p>　　對(duì)于平底板寬頂堰，《閘門(mén)設(shè)

72、計(jì)規(guī)范》中推薦的堰流公式為：</p><p>　　B= （2—4）</p><p>　　其中 B——閘孔凈寬，m；</p><p>　　Q——流量，m3/s；</p><p>　　ε——側(cè)收縮系數(shù)，初擬可按0.95—0.96估計(jì)；</p><p>　　m——流量系數(shù)，初

73、擬可按0.385計(jì)算；</p><p>　　s——淹沒(méi)系數(shù)，可通過(guò)查表求得。</p><p>　　按閘門(mén)總凈寬計(jì)算公式（2—4），根據(jù)設(shè)計(jì)洪水和校核洪水兩種情況分別計(jì)算，見(jiàn)表2—3。其中堰流側(cè)收縮系數(shù)ε取0.96；流量系數(shù)m取0.385；淹沒(méi)系數(shù)бs根據(jù) hs/H0查《水力學(xué)》教材。并取兩者的較大值。</p><p>　　表2—3 閘孔總凈寬計(jì)算</p>

74、<p><b>　　4.閘孔尺寸的選擇</b></p><p>　　閘室單孔寬度應(yīng)根據(jù)閘的地基條件、運(yùn)用要求、閘門(mén)結(jié)構(gòu)形式、啟閉機(jī)容量以及閘門(mén)等因素，進(jìn)行綜合比較確定。根據(jù)《閘門(mén)設(shè)計(jì)規(guī)范》中閘孔尺寸和水頭系列標(biāo)準(zhǔn)，選定單孔凈寬b=8m，同時(shí)為了保證閘門(mén)對(duì)稱開(kāi)啟，防止不良水流形態(tài)，選用7孔。</p><p>　　5．閘墩的厚度及墩頭形狀</p>

75、<p>　　選用整體式底板，縫設(shè)在閘墩上，中墩厚1.2m，縫墩厚1.6m，邊墩厚1m。墩頭采用圓弧形。閘孔布置如圖2—1所示：</p><p>　　圖2—1 閘孔尺寸布置圖 （單位：m）</p><p><b>　　閘孔總寬度為：</b></p><p>　　L=（7×8）+（2×1.6+4×1.2

76、）</p><p><b>　　=64（m）</b></p><p>　　三 、校核閘孔的泄洪能力</p><p>　　《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》中堰流的計(jì)算公式為：</p><p>　　Q= （2—5）</p><p>　　式中 B=nb0（n為閘孔數(shù)，b0為單孔凈

77、寬），分別按設(shè)計(jì)、校核兩種情況確定計(jì)算參數(shù)，求出相應(yīng)的實(shí)際過(guò)閘流量Q1，校核過(guò)流能力。一般其相對(duì)差值不應(yīng)超過(guò)5%。</p><p>　　≤5% （2—6）</p><p>　　≤5% （2—7）</p><p>　　根據(jù)孔口與閘墩的尺寸可計(jì)算側(cè)收縮系數(shù)，查《水閘設(shè)

78、計(jì)規(guī)范》（2-2），結(jié)果如下：</p><p>　　對(duì)于中孔：b0/bs=8/（8+1.2）=0.870 得б1=0.967；</p><p>　　靠縫墩孔：b0/bs=8/（8+1.6）=0.833 得б2=0.973；</p><p>　　

79、對(duì)于邊孔：b0/bs=b0/（b0+bb）=8/（8+11.98*3+2+（80-64）/2）=0.148 得б3=0.909</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　E=（n1*б中1+ n2*б中2+ n3*б中3）/（n1+n2+n3）</p><p>　　=（1*0.976+4*0.973+2*0.909）

80、/（1+4+2）</p><p><b>　　=0.955</b></p><p>　　與假定接近，根據(jù)選定的孔口尺寸與上下游水位，進(jìn)一步換算流量如下表所示：</p><p>　　表2—4 過(guò)流能力校核計(jì)算</p><p>　　設(shè)計(jì)情況超過(guò)了規(guī)定5%的要求，說(shuō)明孔口尺寸有些偏大，但根據(jù)校核情況滿足要求，所以不再進(jìn)行孔口尺

81、寸的調(diào)整。閘孔選7孔，單孔凈寬為8m。</p><p>　　第三節(jié) 消能防沖設(shè)計(jì)</p><p>　　水閘泄水時(shí)，部分勢(shì)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。那么首先應(yīng)了解過(guò)閘水流的特點(diǎn)。</p><p><b>　　一、過(guò)閘水流的特點(diǎn)</b></p><

82、;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(mén)開(kāi)度的增大而會(huì)逐漸加深，閘下出流由孔口到堰流，自由出流到淹沒(méi)出流都會(huì)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

83、游水位差較小，出閘水流的拂汝得數(shù)較低（Fs=1—1.7），容易放生波狀水躍，特別是在平底板的情況下更是如此。此時(shí)，無(wú)強(qiáng)烈的水躍旋滾，水面波動(dòng)，消能效果差，具有較大的沖刷能力。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)生回流，縮小河槽有效過(guò)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，水

84、流過(guò)閘時(shí)先收縮而后擴(kuò)散。如工程布置或操作運(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>　　泄水建筑物下游水流的消能防沖方式有以下幾種形式。</p><p><b>　　1．底流式銜接消能</b></p>&l

85、t;p>　　能使下泄的高速水流在較短的距離內(nèi)有效地通過(guò)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(lái)。平原地區(qū)的水閘，由于水頭低，下游水位變幅大，適用底流式消能。</p><p><b>　　2．挑能式消能</b></p><p>　　在建筑物出流部位利用挑流鼻坎將水流拋射在較遠(yuǎn)的下游，不致影響建筑物安全。適用山區(qū)灌溉渠道上的泄水閘和退水閘，下游為堅(jiān)硬的

86、巖體，又具有較大的水頭的情況。</p><p><b>　　3．面流式消能</b></p><p>　　對(duì)下游水深較大且穩(wěn)的情況，可采用低與下游水位的跌坎，將下泄的高速水流送入下游河道水流表層，在坎后形成底部旋滾，減輕對(duì)河床的沖刷，并消除余能。</p><p>　　由于本閘位于平原地區(qū)，河床的抗沖刷能力較低，采用底流式消能。</p>

87、<p>　　三 、消能防沖設(shè)施的設(shè)計(jì)</p><p>　　（一）消能控制條件分析</p><p>　　設(shè)計(jì)水位或校核水位時(shí)閘門(mén)全開(kāi)，宣泄洪水，為淹沒(méi)出流，無(wú)須消能，閘前為常高水位38.50m，部分閘門(mén)局部開(kāi)啟，只宣泄較小流量時(shí)，下游水位不高，閘下射流速度較大，才會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的沖刷河床現(xiàn)象，須設(shè)置相應(yīng)的消能設(shè)施。為了保證無(wú)論何種開(kāi)啟高度的情況下均能發(fā)生淹沒(méi)式水躍消能，采用閘前水深

88、H=8.5m，閘門(mén)局部開(kāi)啟情況，作為消能防沖設(shè)計(jì)的控制情況。</p><p>　　為了降低工程造價(jià)，確保水閘安全運(yùn)行，可以規(guī)定閘門(mén)的操作規(guī)程，本設(shè)計(jì)按1、3、5、7孔對(duì)稱方式開(kāi)啟，分別對(duì)不同開(kāi)啟孔數(shù)和開(kāi)啟度進(jìn)行組合計(jì)算，找出消力池池深和池長(zhǎng)的控制條件。</p><p>　　《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》中指出，消力池計(jì)算簡(jiǎn)圖及主要計(jì)算公式如下：</p><p>　　圖2—3 消力

89、池計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　孔口出流流量公式：</b></p><p>　　Q= （2—9）</p><p><b>　　消力池池深：</b></p><p>　　d=hc″－－Δz （2—10）</p>

90、<p><b>　　挖池前收縮水深：</b></p><p>　　hc= （2—11）</p><p><b>　　挖池后收縮水深：</b></p><p>　　=0 （2—12）</p><p><b>　　躍后水深：</

91、b></p><p>　　hc″= （2—13）</p><p><b>　　出池落差：</b></p><p>　　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<

92、;/p><p>　　e——閘門(mén)開(kāi)啟高度，m；</p><p>　　ε＇——收縮系數(shù)； </p><p>　　φ——流速系數(shù)，φ=0.9~1.0，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(kāi)啟孔數(shù)

93、；</b></p><p>　　d——消力池深度，m；</p><p>　　σ0——水躍淹沒(méi)系數(shù)，可采用1.05~1.10，取1.05；</p><p>　　hc〃——躍后水深，m；</p><p>　　hc——收縮水深，m；</p><p>　　T0——總勢(shì)能，m；</p><p>

94、;　　Δz——出池落差，m；</p><p>　　hs——出池河床水深，m。</p><p>　　對(duì)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《水力學(xué)》公式估算出池深，然后求出總勢(shì)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(zhǎng)度：</b></p><p>　　Lsj=Ls+βLj

95、 （2—15）</p><p><b>　　水躍長(zhǎng)度：</b></p><p>　　Lj=6.9（h c＂-hc） （2—16） </p><p>　　式中 Lsj——消力池長(zhǎng)度，m；</p><p>　　Ls——消力

96、池斜坡段水平投影長(zhǎng)度，m；</p><p>　　β——水躍長(zhǎng)度校正系數(shù)，可采用0.7～0.8；</p><p>　　Lj——水躍長(zhǎng)度，m。</p><p>　　通過(guò)躍后水深與下游水深的比較進(jìn)行流態(tài)判別，經(jīng)過(guò)計(jì)算，找出最大的池深，池長(zhǎng)作為相應(yīng)的控制條件。同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)及其他原因，對(duì)池深較大的開(kāi)啟度采用限開(kāi)措施。關(guān)于流態(tài)判別如下：</p><p>

97、;　　h c＂<hs 為淹沒(méi)出流；</p><p>　　h c＂=hs 為臨界狀態(tài)；</p><p>　　h c＂>hs 為自由出流的遠(yuǎn)驅(qū)式水躍。</p><p>　　按式（2—9）、式（2—10）、式（2—11）、式（2—12）、式（2—13）、式（2—14）、式（2—15）、式（2—16）估算消力池深及池長(zhǎng)，其結(jié)果如表2—6所示 。<

98、;/p><p>　　表2—6 消力池池深、池長(zhǎng)估算</p><p>　　注：計(jì)算式中系數(shù)如下： =1.05，φ=0.97，β=0.75，消力池坡段邊坡系數(shù)m=4。</p><p>　　通過(guò)計(jì)算，為了節(jié)省工程造價(jià)，防止消力池過(guò)深，對(duì)開(kāi)啟1孔開(kāi)啟高度為2.0m限開(kāi)，開(kāi)啟高度為1.5m的消力池池深為控制條件。</p><p>　?。ǘ?消力池尺寸及構(gòu)

99、造</p><p>　　1．消力池深度的計(jì)算</p><p>　　根據(jù)所選擇的控制條件，估算池深為2.0m，用公式（2—12）、（2—13）、式（2—14）計(jì)算挖池后的收縮水深hc1和相應(yīng)的出池落差Δz及躍后水深hc＂。計(jì)算如下：</p><p>　　T0=H0+d=8.5+2=10.5（m）</p><p><b>　　即10.5

100、= </b></p><p>　　用迭帶法求得=0.855</p><p>　　hc＂===5.16（m）</p><p><b>　　Δz==</b></p><p><b>　　=0.33（m）</b></p><p>　　驗(yàn)算水躍淹沒(méi)系數(shù)σ，由《水力學(xué)》教材

101、公式求：</p><p>　　σ0 =（d+hs+Δz）/hc＂ （2—17）</p><p>　　得 σ0=（2.0+3.25+0.33）/5.16=1.08</p><p>　　符合在1.05~1.10之間的要求。</p><p><b>　　2．消力池池長(zhǎng)</b></p&g

102、t;<p>　　根據(jù)池深2.0m，用式（2—15）、式（2—16）求得相應(yīng)的消力池長(zhǎng)度為32m。</p><p><b>　　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。<

103、;/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)坦厚度公式為：</p><p>　　t=k1 （2—18）</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

104、 （2—19）</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0.175~0.20；</p><p>　　k2——消力池底板安全系數(shù)，可采用1.1～1.3；</p><p>　　U——揚(yáng)壓力，kpa；</p><p>　　ΔH＇——泄水時(shí)上

105、、下游水位差，m；</p><p>　　Pm——消力池底板上的脈沖壓力，KN，其值可取躍前收縮斷面流速水頭值的5%；</p><p>　　W——消力池底板頂面的水重，KN；</p><p>　　γ——水的重度，kN/m3；</p><p>　　γb——消力池底板的飽和重度，kN/m3。</p><p>　　該工程可根據(jù)

106、抗沖要求，按式（2—18）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(guò)閘單寬流量，此處q=11.40m3/（sm），ΔH`為相應(yīng)于單寬流量的上、下游水位差（上游水深8.50m，下游水深3.25m），則其底板厚度為：</p><p>　　t=0.18=0.9（m）</p><p>　　可取消力池底板厚度為t=1.0m。</p><p><b>

107、;　　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

108、本身沿水流方向均應(yīng)用縫分開(kāi)，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)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

109、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10cm，間距為2m，呈梅花形布置。</p><p>　　消力池構(gòu)造尺寸如下圖2—4。</p><p>　　圖2—4消力池構(gòu)造尺寸圖 （單位：高程m、尺寸cm）</p><p><b>　　四、防沖加固措施</b></p><

110、p><b>　　（一）海漫設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1．海漫的作用</b></p><p>　　水流經(jīng)過(guò)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)。<

111、;/p><p><b>　　2．漫的布置和構(gòu)造</b></p><p>　　一般海漫起始端做成5～10m水平段，頂面高程可與護(hù)坦齊平或在消力池尾坎頂以下0.5m左右，水平段后作成不陡于1：10的斜坡以使水流均勻擴(kuò)散，調(diào)整流速分布，保護(hù)河床不受沖刷。對(duì)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

112、，以適應(yīng)下游河床可能的沖刷變形。常用的有以下幾種形式。（如圖2—5）</p><p>　　（1）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>　?。?）漿砌石海漫。砌石粒徑

113、大于30cm，厚度為0.4~0.6m，砌石內(nèi)設(shè)排水孔，下面鋪設(shè)反濾層或墊層，（如下圖（b））。漿砌石海漫的抗沖流速可達(dá)3~6m/s，但柔性和透水性較差，一般用于海漫的前部約10cm范圍內(nèi)。</p><p>　?。?）混凝土板海漫。整個(gè)海漫由板塊拼鋪而成，每塊板長(zhǎng)2~5m，厚度為0.1~0.3m，板中有排水孔，下面層，（如圖（c）、（d））?；炷涟搴Ｂ目箾_流速可達(dá)6~10m/s，但造價(jià)高。有時(shí)為增加表面糙率，可

114、采用斜面式或城垛式混凝土塊體（如圖（e）（f））。鋪設(shè)時(shí)應(yīng)注意順?biāo)髁飨虿灰擞型p。</p><p>　　（4）鋼筋混凝土板海漫。當(dāng)出池水流的剩余能量較大時(shí)，可在尾欖下游5~10m范圍內(nèi)采用鋼筋混凝土板海漫，板中有排水孔，下面鋪設(shè)反濾層或墊層，（如圖（g））。</p><p>　　（5）其他形式海漫。如鉛絲石籠海漫，（如圖（h））。</p><p>　　圖2—5 海

115、漫構(gòu)造示意圖（單位：cm）</p><p><b>　　3．海漫長(zhǎng)度計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)可能出現(xiàn)的不利條件、流量組合計(jì)算。當(dāng)=1～9，且消能擴(kuò)散條件良好時(shí)，海漫長(zhǎng)度可按《水工建筑物》中公式（2—20）計(jì)算，并選取最大值。</p><p>　　Lp=ks （2—20）</p&g

116、t;<p>　　式中 Lp——海漫長(zhǎng)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(zhǎng)度計(jì)算系數(shù)，查《水工建筑物》，取ks=12。</p><p>　　用式（2—20）計(jì)算海漫長(zhǎng)度，結(jié)果列表如2—7所

117、示。</p><p>　　表2—7 海漫計(jì)算長(zhǎng)度</p><p>　　取其中計(jì)算表中的最大值，確定海漫長(zhǎng)度為40m。</p><p><b>　　4、海漫的構(gòu)造</b></p><p>　　因?yàn)閷?duì)海漫要求有一定的粗糙度，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10m長(zhǎng)的漿砌石水平段，因?yàn)?/p>

118、漿砌石的抗沖性能較好，其頂面高程與護(hù)坦齊平。后30m作成坡度為1：15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0.6m，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

119、 水流經(jīng)過(guò)海漫后，盡管多余能量得到了進(jìn)一步的消除，流速分布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>　　3．尺寸 根據(jù)《水

120、閘設(shè)計(jì)規(guī)范》由沖刷坑估算防沖槽深度如下：</p><p>　　t＂=1.1q＇/［v0］－t （2—21）</p><p>　　式中 t＂——海漫末端的可能沖刷深度，m；</p><p>　　q＇——海漫末端的單寬流量，m3/（sm）；</p><p>　?。踲0］——河床土質(zhì)的不沖流速，m/s；&l

121、t;/p><p>　　t ——海漫末端的水深，m。</p><p>　　其中河床土質(zhì)的不沖流速可按《水力學(xué)》教材公式（2—22）求出：</p><p>　　［v0］= v0R1/4~1/5 （2—22）</p><p>　　式中 ［v0］——河床土質(zhì)的不沖流速，m/s；</p><p