【正文】 的高程 閘墩的上游部分的高程一般應(yīng)位于上游最高水位加風(fēng)浪涌高以上 .位于下游交通橋 的部分閘墩高程一般應(yīng)使交通橋橋面能與地面相銜接為準(zhǔn) (交通橋可支于閘墩頂?shù)亩讨?)。工作門槽與修理門槽須有不小于 ～ 的徑距 ,以便進(jìn)行檢修閘門的工作 . (2)閘墩的厚度 閘墩的厚度與閘門形式及閘孔徑寬有關(guān) ,并應(yīng)滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定求 .根據(jù)不同的材料 ,閘敦厚度可參考下列數(shù)據(jù)選用 :條石閘墩 。]()/39。 T—— 地基的透水深度。黏性土壤有其天然結(jié)構(gòu)，不宜破壞，因此防滲設(shè)施一般均采用鋪蓋 +板樁 +底板，板樁多采用懸掛式，板樁長(zhǎng)度一般取為水閘上下游最大水位差的 倍；即板樁長(zhǎng)度為 3m，鋪蓋長(zhǎng)度畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 ?。?2－ 4） H，即 3H=3 = 取 。在復(fù)雜地基上宜采用電擬試驗(yàn)法和數(shù)值解法計(jì)算；對(duì)于防滲布置較簡(jiǎn)單；地 基不負(fù)雜的中、小型水閘，也可采用直線法計(jì)算滲透壓力。 閘基滲流計(jì)算的任務(wù)是：確定閘地板及鋪蓋下的滲透壓力，對(duì)地板下及滲流出口進(jìn)行滲透變形驗(yàn)算。 水閘擋水時(shí)，由于水位差作用會(huì)在閘基兩岸土體內(nèi)形成滲流?？p距一般不大于 20～ 30m，縫寬一般為 2～ ㎝，縫的位置不宜設(shè)置于閘孔中心線處，以減輕水流對(duì)縫的沖刷作用。 則 w 防 =2*1*1/2+2*1+3*1*1/2 =1+2+ = m2W 沖 = m2 消力池構(gòu)造 配筋 護(hù)坦一般采用 C15或 C20砼澆筑，并需配置 Φ 10— 12 25— 30 ㎝的構(gòu)造鋼筋，以防止溫變開裂，大型水閘護(hù)坦頂、底均需配筋，中小型水閘可只在頂面配筋。 d= 則 1m長(zhǎng)沖坑需堆石量為 W 沖 =d 21 m? t″ =* 221? *1 = 假設(shè)上游的坡率為 m2=2。 本設(shè)計(jì)采用海漫總長(zhǎng)的 1/3 是漿砌石， 2/3 是干砌石。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 海漫長(zhǎng) L 漫 的確定 海漫長(zhǎng)度與出池水流的單寬流量，上下游水位差，河床地質(zhì)條件，下游水深，自身粗糙程度及水流擴(kuò)散情況等因素有關(guān)，一般按以下經(jīng)驗(yàn)公式確定： L=K Hq ? [7] 式中： q—— 消力池末端的單寬流量 m3/() H? —— 與對(duì)應(yīng)的水閘上下游水位差 K—— 與河床土質(zhì)情況有關(guān)的系數(shù)，可由下表查得： K=12 表 44 K 值表 河床土質(zhì) 粉砂，細(xì)砂 中砂，粗砂，砂壤土 壤土 堅(jiān)硬黏土 K 13~15 10~12 8~9 6~7 則 L=12 = 本設(shè)計(jì)取海漫長(zhǎng)為 L=55m。 因?yàn)榈装逑旅嬉O(shè)反濾層，設(shè)排水所以只按抗沖要求確定底板厚度。 m= 2? φ —— 流量系數(shù) 水躍公式： h2=21h [3281 1ghq?1] [4] 式中： h1— 躍前水深； q— 單寬流量。用時(shí)間關(guān)系，我們草用各孔全開開啟方式進(jìn)行定性分析。 (4) 岸坡防護(hù) 消力池兩岸應(yīng)設(shè)置與消力池同長(zhǎng)或稍大的下游翼墻，其后岸坡的防護(hù)形式多與海漫相一致，并應(yīng)在防沖槽之后，兩岸岸坡在砌護(hù)一定長(zhǎng)度，大中型水閘一般砌護(hù) 4~6 倍水頭，小型水閘也可為 ~ 倍水頭，砌護(hù)材料常用于干砌石。海漫設(shè)計(jì)的內(nèi)容有：海漫長(zhǎng)度，海漫的位置和構(gòu)造及材 料 (3) 防沖槽 水流經(jīng)過海漫后，余能得到進(jìn)一步消除，流速與流速分布也逐漸接近于下游河道水流的正常狀態(tài)，但仍具有一定的沖刷能力，加之水閘運(yùn)用中還可能會(huì)遇到某些設(shè)計(jì)情況的不利泄流狀態(tài)，使下游河床難免遭受沖刷。 (2) 海漫 流出消力池的水流，雖已在池內(nèi)消除了部分能量，但由于流速分布和正常絮流不同，底部流速極大，脈動(dòng)強(qiáng)度也較強(qiáng)烈，對(duì)于下游無保護(hù)渠（河）床仍是具有較大的沖刷能力。 消能設(shè)計(jì)的內(nèi)容 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 底流式水躍消能是通過工程措施，促使出閘水流在閘后規(guī)定范圍內(nèi)產(chǎn)生稍淹沒水躍，利用水躍的漩滾、撞擊、摻氣等 水流大部分能量。 消能防沖設(shè)計(jì)說明 消能采用的方式 平原地區(qū)水閘，由于水頭低切河床抗沖能力差，難以采用挑流消能，加上下游水位變幅往往較大，也無法采用面流式消能。 (4) 當(dāng)閘上下游水位差小時(shí)， 過閘水流安全在消力池內(nèi)形成波狀水躍，消能效果不佳挾有剩余動(dòng)能的出閘水流仍會(huì)沖刷下游渠床，影響渠道穩(wěn)定性。 (2) 閘上下游水位多變，出流形式多變，閘門開啟次序，孔數(shù)和開度也有變化。 則：▽ 門頂 =+= H 門 == 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 第 4 章消能計(jì)算 平原地區(qū)河床抗沖能力低，閘下泄流能量較大，因此為防止閘下產(chǎn)生有害沖刷，保證水閘安全運(yùn)行，必須了解水閘的泄流特點(diǎn)和進(jìn)行消能防沖設(shè)計(jì)。為使閘室上部結(jié)構(gòu)如設(shè)通橋。 H0— 計(jì)入行進(jìn)流速水頭的堰頂水頭， m。 k=； ε =[（ n1）167。否則 n 取奇數(shù)或偶數(shù)即可。我國大型水閘多采用弧形鋼閘門，孔寬 b 通常取 8~12m，一般不宜小于 8m。該水位差的大小關(guān)系到扎室工程量和上游淹沒損失 ,采用較大的△ H 值 ,可使閘室工程量減小 ,但上游淹沒面積增大 ,切對(duì)下游能防沖要求較高 ,若采用較小的△ H 值則相反 .根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)一般取△ H=~ ,河道抗畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 沖能力強(qiáng)時(shí) ,可采用較大△ H 值 ,以減小閘室工程量。 灌溉渠系中各種水閘的閘底高程與渠底高程有密切的聯(lián)系。一般說來，閘底高程定得低一些，可以縮小閘孔，而且有利于進(jìn)流或排水。 閘孔型式 為了確保市區(qū)防洪安全，加速汛期泄洪，攔河壩不宜設(shè)胸墻。后者需大量水，底板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，經(jīng)論證后選定適宜的沖沙方式。 攔河建筑物形式（即采用攔河閘還是壅水壩） 應(yīng)從滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、防洪運(yùn)用等要求 .進(jìn)行比較后選定，修建壅水壩結(jié)構(gòu)及施工較簡(jiǎn)單，洪水頭較高，瀉洪不方便；且采用壩壅水對(duì)上游河道穩(wěn)定及市區(qū)防洪不利。 有壩取水：當(dāng)取水期河道水位較低，不能滿足用水要求，或引水率較大，或采用無 壩取水時(shí)取水口需上移使干渠較長(zhǎng) ,不經(jīng)濟(jì)時(shí) ,可采用有壩取水 ,在河流上引水口稍下游處修建攔河壩 ,以抬高水位保證引水流量 。 無壩取水：不設(shè)攔河壩或只在取水口前設(shè)不攔斷河流的導(dǎo)流壩，適用于取水期間河道的流量和水位均能滿足引水要求，且引水率（引水流量與河道流量之比）不大（小于20~30）的情況，多建在大江大河上游或山區(qū)河流上。更主要的是膜家堡公路，橋墩可以合用，降低造價(jià)。 這樣只剩下李官堡和漠家堡兩個(gè)河道可供選擇了，作為兩側(cè)取水李官堡和漠家堡都可以，河床岸坡穩(wěn)定性都較好。 通過熟讀基本資料，作出如下分析： 東陵以上為深山峽谷，河槽寬淺，河道絮亂，切多河叉，距離主要灌區(qū)大明 .東光較遠(yuǎn)，并且沒有足夠?qū)拸V的施工場(chǎng)地，開挖土方的工程量較大，造價(jià)很高，不宜選擇此河道附近。 攔河閘閘址下游河道流水量 ~水位關(guān)系可按表 0— 1 繪制。 3）河閘上交通橋按二級(jí) 公路橋設(shè)計(jì)，橋面寬按雙車道考慮，凈寬 ，總寬 。 3）氣溫：分句 1905~1995 年資料統(tǒng)計(jì)，年平均氣溫 度， 7 月份最高，月平均氣畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 溫 度， 1 月份最低，月平均氣溫 度，月平均氣溫最高為 7 月，達(dá) 度；月平均最堆氣溫為 1 月，打 度。 水文資料 渠首處河道水位 ~流量關(guān)系（見表 0— 1） 表 0— 1 洪水頻率 (%) 流量 (立方米 /s) 上游水位 (m) 下游水位 (m) 1 5 10 25 75 85 泥沙資料 根據(jù)現(xiàn)有泥沙資料估算 ,灌溉保證率為 75%時(shí)推移質(zhì)泥沙 (dcp=10mm)來量為 萬立方 /年，洪水期推移質(zhì)（ dcp=,dmax=6~10mm）來量為： w1%= 萬立方米 ,w2%= 萬立方米 ,設(shè)計(jì)中必須考慮沖沙問題 氣象資料 推薦渠首東明氣象站較近 ,該站觀測(cè)項(xiàng)目較完整 ,降雨 ,風(fēng)速 ,地溫 `氣溫均可采用其資料。 按防洪總體規(guī)劃要求，閘址右岸大堤頂高程為百年一遇洪水加超高 ，即。 漠家堡附近河道情況：此段河道規(guī)整，順直段長(zhǎng) ，河槽寬 270~300m，深槽靠近右岸，河底高程最深處 ，一般為 32m。東陵以上河槽寬淺，河道絮亂，切多河叉，東陵以下至曹仲屯河道逐漸歸整，一般主河道約為 400m，曹仲屯至西蘇堡河寬 250~300m，沿河兩岸有廣闊灘地，寬約 1— 2km。渠首工程主要任務(wù)是保證大明 .東光兩灌溉區(qū)全部?jī)艄喔? 萬畝 ,其中大明灌區(qū) 萬畝 ,東光灌區(qū) 萬畝。本樞紐總體布置包括四部分：進(jìn)水閘、沖沙槽、攔河閘、沖沙閘。渠首工程主要任務(wù)是保證大明 .東光兩灌溉區(qū)全部?jī)艄喔? 萬畝 ,其中大明灌區(qū) 萬畝 ,東光灌區(qū) 萬畝。 [關(guān)鍵詞 ]：攔河閘、 有壩引水式、 消能計(jì)算 、閘室穩(wěn)定、基底應(yīng)力驗(yàn)算 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第 1 章 基本資料 工程概況 本樞紐位于清河?xùn)|明市附近河段 ,以清河明山水庫為水源 ,除工業(yè) .城市及電站用水外 ,由該庫至東明市區(qū)見的水量供給灌溉用水 。該河段長(zhǎng)約 ，河道縱坡在 1： 1400~1： 2100 之間 ，東陵至渾河堡為 1： 1400，渾河堡至水清公路橋?yàn)?1： 2020，公路至西蘇堡為 1： 2100。 李官堡附近河道情況，河道順直長(zhǎng)為 ，因有東清鐵路控制，河道比較穩(wěn)定，河槽寬 400~420m，河底高程 ，深槽靠近左岸，右岸為河灘地，兩岸灘地高程為~，右岸距堤防 160m，左岸無堤，河床比降 1： 2020，洪水比降 1： 2500。右岸灘地內(nèi)有音樂低洼溝一條，蜿蜒下伸 達(dá)后漠家堡村北，長(zhǎng)約3km，河道自 1991 年以來尚無變動(dòng)，自修永清公路路基后情況更為穩(wěn)定。 地下水埋深分布隨地形變化，一般在 ，風(fēng)積沙丘較深，大于 ，洼地較淺 .約 ，因土質(zhì)透水性較強(qiáng)，地下水位變化受河道水位影響，豐水期河水補(bǔ)給地下水，水位較高；枯水期、平水季節(jié)底下水補(bǔ)給河水。 2) 風(fēng)速 :年平均風(fēng)速 ，各月份平均風(fēng)速一 3~5 月為大，極端最大風(fēng)速發(fā)生在農(nóng)歷一九五四年三月二十，達(dá) ，汛期最大風(fēng) 速 ，多年平均最大風(fēng)速 。 2）大引水流量 立方米 /m，閘下相應(yīng)水位 ， 引水條件相似。地震設(shè)計(jì)烈度按 7 度考慮。具體而言，由于水閘承擔(dān)的任務(wù)不同，閘址選擇考慮的主要因素也不相同。 西蘇堡以下因河道彎曲，水位控制面積過 小，灌溉區(qū)在其上方可能由于水位過低須使用水泵，造價(jià)相應(yīng)就高，選擇此河道不經(jīng)濟(jì)合理。由于距離灌溉區(qū)近，相應(yīng)渠道長(zhǎng)度短。按河道中是否設(shè)有攔河壩，取水樞紐分為無壩取水和有壩取水。取水口易受河床演變影響，若主流擺動(dòng)遠(yuǎn)離取水口，又會(huì)使其淤塞或報(bào)廢。 根據(jù)有壩取水及無壩 取水的優(yōu)缺點(diǎn)，及下列有關(guān)數(shù)據(jù)：進(jìn)水閘下游引水下游底部干渠高程 ,最大引水流量 ,進(jìn)水口水位為 ,灌溉保證率為 75%,Q=400 m3/s,以及在本引水口以下不存在能夠滿足引水位要求的適宜引水口情況下 ,需選擇有壩引水型式。防沙設(shè)施以采用正面排沙較為適宜；防沙設(shè)施形式選用沖沙槽式定期沖沙，也可采用沖沙廊道式連續(xù)沖沙。 確定閘孔型式（指堰型是否設(shè)胸墻）底板高程，并根據(jù) 設(shè)計(jì)流量與校核流量確定和驗(yàn)算閘孔凈寬、分孔、確定閘孔總寬，閘頂及閘頂高程等。閘基土多是比較松軟的，因此閘底板底面 須定在地表腐植土層以下。另外，從地質(zhì)條件看，閘基要求置放于密實(shí)的土層上，在松軟土基上筑閘會(huì)增加地基處理的費(fèi)用，而且延長(zhǎng)了施工時(shí)間。由于閘孔寬度一般小于河道寬度，水流過閘時(shí)側(cè)向收縮，并使上下游水面壅高而形成閘上下游水位差△ H。 Q 設(shè)計(jì) =4100 立方米 /s 時(shí)，▽ 上 =，▽ 下 = Q 校核 =5050 立方米 /s 時(shí)，▽ 上 =，▽ 下 = 孔數(shù)幾，單孔凈寬 b 及閘孔總寬 B B0求出后，即可根據(jù)水閘運(yùn)用要求，閘門形式，啟閉及閘門系列尺寸等，確定水閘孔數(shù) N 和單孔凈寬 b。當(dāng)水閘孔數(shù)較少，一般 N 小于等于或 8 時(shí)，孔數(shù) n 宜采用奇數(shù)，以便水閘對(duì)稱開啟，避免下游出現(xiàn)折沖水流。 0=；167。 Q 實(shí)設(shè) = 23002sB m gH?? [2] 式中： Q 實(shí)設(shè) — 實(shí)際設(shè)計(jì)的過閘流量， m3/s。 閘孔高度 閘頂高程 閘頂高程是指閘室胸墻或閘門擋水線上游岸墻頂部高程。如果設(shè)計(jì)與校核洪水位高于設(shè)計(jì)最高擋水位，一般來水水位超 過設(shè)計(jì)最高擋水位時(shí)，即已開閘 放水。過閘水流特點(diǎn)及其消能防設(shè)計(jì)的要求為： (1) 出閘水流在閘下形成遠(yuǎn)驅(qū)式水躍（若無消能設(shè)施），沖刷下游渠床，故必須修筑消立池或其他形式的消能設(shè)施來促成淹沒式水躍。故要求在設(shè)計(jì)消能設(shè)施的同時(shí)，制訂合理的閘門開啟方案。為使出閘水流平順擴(kuò)散，不致沖刷下游河床，要求閘下翼墻具有適當(dāng)?shù)臄U(kuò)散角度。因此我們也采用底流消能。 消力池有兩種 主要形式： 1）降低護(hù)坦高程形成的消力池， 2）修建消力檻形成消力池。