【正文】 ⑤區(qū): = ⑦區(qū): =③水平段 （）式中：　　　　　——水平段的阻力系數(shù)； ——水平段長(zhǎng)度（m）。按等勢(shì)線的位置，將閘底板輪廓分成幾個(gè)典型流段，每一流段的阻力系數(shù)。所以， == =根據(jù)防滲尺寸圖計(jì)算防滲長(zhǎng)度L= ，滿足要求。鋪蓋上下游均設(shè)齒墻增加閘室的抗滑穩(wěn)定性并延長(zhǎng)滲徑，齒墻深一般為（～）米。本設(shè)計(jì)采用混凝土鋪蓋。由于這類地基比較堅(jiān)實(shí)，各類垂直防滲體的施工多比較困難，在上下游水頭不大的情況下，也可以采用鋪蓋的辦法防滲。下游側(cè)板樁主要目的是降低滲水出逸坡降，防止閘基滲透變形，可以淺一點(diǎn)。如果為了降低閘室底板滲透壓力，可以在上游增設(shè)鋪蓋，在閘室底板下設(shè)置排水。為防止地基的滲流破壞，就必須限制水流的平均滲透坡降，在工程中則是用地下輪廓線長(zhǎng)度作為控制設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。閘基防滲設(shè)施布置，即地下輪廓線的布置，應(yīng)根據(jù)閘基地質(zhì)條件和水閘上下游水位差等因素結(jié)合閘室消能防沖和兩岸連接布置進(jìn)行綜合分析確定，圍繞如何減少閘底板揚(yáng)壓力，提高閘室抗滑穩(wěn)定性，防止閘基土壤發(fā)生滲透變形而展開(kāi)的。下游齒墻則可以減少滲透水流的出逸坡降，減小滲透變形的可能性?！》罎B設(shè)施布置防滲設(shè)施的型式有兩種，一種是水平防滲設(shè)施；另一種是垂直防滲設(shè)施。②滲流在土內(nèi)運(yùn)動(dòng)，由于滲透壓力的作用，可能造成土壤的滲流變形，發(fā)生管涌或流土，引起水閘失事。滲流分兩類，經(jīng)過(guò)閘基的稱為閘基滲流，沿兩岸翼墻的稱側(cè)向繞流。 防沖槽尺寸圖（單位：）　防滲排水設(shè)計(jì) 水閘擋水時(shí)，由于水位差作用會(huì)在閘基及兩岸土體內(nèi)形成滲流。 =，取。防沖槽橫斷面大小與沖坑深度有關(guān)，沖坑深度愈大需要的防沖槽斷面也愈大。其后布置為1：15的斜坡段，以使水流豎向擴(kuò)散，加大水深，減小流速，為干砌石。⑵　海漫的材料、構(gòu)造與布置為充分發(fā)揮海漫的作用，對(duì)海漫的構(gòu)造要求是：要有一定的粗糙性，以利于消除水流余能；要有一定的柔性，以適應(yīng)介于護(hù)坦與天然河床之間的過(guò)渡性地基變形；要有一定的透水性，以利于滲水自由排出。 經(jīng)計(jì)算取海幔長(zhǎng)度。海漫長(zhǎng)度的最不利情況是乘積最大時(shí)，計(jì)算時(shí)應(yīng)在水閘泄流量范圍內(nèi)，計(jì)算多個(gè)水位差與單寬流量的組合情況來(lái)確定最大值，列表如下： 中孔單開(kāi)時(shí)計(jì)算表 Lp= 雙孔邊開(kāi)時(shí)計(jì)算表Lp=說(shuō)明：，流量此情況不可能發(fā)生，故不用計(jì)算雙孔全開(kāi)。 消力池尺寸圖（單位：）　海漫設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)消力池后，水流能量一般可被消除40%～70%，剩余能量還較大，同時(shí)出池水流的單寬流量和底部流速還較大，由于流速沿水深的分布規(guī)律，同下游河道不沖不淤正常狀態(tài)的分布規(guī)律相比，還相差較大，因此出池水流還需要進(jìn)一步擴(kuò)散，消能和行進(jìn)流速的調(diào)整。為降低護(hù)坦下面的滲透壓力，在護(hù)坦上設(shè)置垂直的排水孔，并在護(hù)坦下面鋪筑反濾層，使地基中的滲水經(jīng)反濾層流出排水孔的孔徑一般為5～25cm,～,布置成梅花狀。 三孔全開(kāi)時(shí)計(jì)算表 Qq△Hˊ=501001501802002400。護(hù)坦厚度應(yīng)按照抗沖和抗浮穩(wěn)定要求確定，并取最大值。⑵消力池長(zhǎng)度的確定 根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》（）和（）計(jì)算=+β （）=（） （）式中 ：——消力池長(zhǎng)度（m）； ——消力池斜坡段水平投影長(zhǎng)度(m)； β——水躍長(zhǎng)度校正系數(shù)，～，； ——水躍長(zhǎng)度(m)。計(jì)算表中各參數(shù)說(shuō)明如下：孔流公式由《水閘設(shè)計(jì)手冊(cè)》6表25210得： ()式中：——計(jì)入行進(jìn)流速的堰上水深，（m），本設(shè)計(jì)取=；——孔流自由出流的收縮系數(shù)，由查《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》6式（25211）得；——孔流流量系數(shù)，由《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》表()查得；——孔流流速系數(shù)，～。本設(shè)計(jì)=； ——水躍淹沒(méi)系數(shù)，～。消力池一般布置在閘室后面，池底與閘底板之間常用1:3～1:4的斜坡相連，斜坡頂端可緊靠閘底板的下游端。我國(guó)北方為平原地區(qū)，平原地區(qū)水閘，由于水頭較低且河床抗沖能力差，難以采用挑流消能。這種銜接方式由于高速流的主流在底部，故稱為底流式消能。顯然， 最大時(shí)最不利。此時(shí)泄流量最小，下游水位最低，上下游水位差最大，水的沖刷能力最強(qiáng)。但其最大的泄量是有限度的，不會(huì)超過(guò)閘下水位接近閘上最高蓄水位時(shí)下游河道所通過(guò)的流量，因此時(shí)閘已全打開(kāi)，下游水深大，過(guò)閘水流為緩流，則不是消能設(shè)計(jì)條件。上游多余來(lái)水越小，閘門(mén)控制泄量越小，對(duì)下游沖刷越嚴(yán)重，因此此時(shí)上下游水位差最大。節(jié)制閘消能設(shè)計(jì)條件是：在保持閘上游最高蓄水位不變的情況下，若宣泄上游多余的來(lái)水量，則由閘門(mén)控制。因此必須采取適當(dāng)?shù)南艽胧?，使閘下水流在盡可能短的距離內(nèi)由急流狀態(tài)變?yōu)榫徚鳡顟B(tài)，減小水流的沖刷能力。⑶閘下水流的銜接型式，可在一定范圍內(nèi)用閘門(mén)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，有可能避免波狀水躍或躍首撞擊閘門(mén)等不利的銜接流態(tài)。淹沒(méi)出流：當(dāng)。特征為流量越小，下游水位越低，落差越大，對(duì)下游沖刷越嚴(yán)重。本設(shè)計(jì)取單孔凈寬b=，則閘室總凈寬： 消能防沖設(shè)計(jì) 節(jié)制閘泄流特點(diǎn)：節(jié)制閘一般跨越河道修建，壅高上游水位，用于枯水期蓄水，抬高水位以供水閘取水。缺點(diǎn)1. 自由泄流時(shí)，流量系數(shù)較小；2. 下游產(chǎn)生波狀水躍的可能性較大。 寬頂堰與實(shí)用堰的優(yōu)缺點(diǎn)比較表 堰型比較 寬頂堰實(shí)用堰優(yōu)點(diǎn)，施工方便； ，泄流能力比較穩(wěn)定； ，地基開(kāi)挖量小。 堰型選擇水閘一般采用寬頂堰或低檻實(shí)用堰，本設(shè)計(jì)初設(shè)時(shí)已選定不帶胸墻，因此胸墻式不予以考慮。 =(28+2)= m/s =+= h下/ H0= 查得=得B0== ⑶閘孔孔數(shù)尺寸與閘室總寬度的確定：大中型水閘采用平面鋼閘門(mén)時(shí)，每孔凈寬b一般為6～9米，當(dāng)水閘孔數(shù)較少，過(guò)去多采用弧形鋼閘門(mén)，平底板的結(jié)構(gòu)形式，而近年采用了鋼筋混凝土閘門(mén)和反拱式底板，將閘孔凈跨縮為6m，顯然，如不縮減閘孔凈跨，采用鋼筋混凝土閘門(mén)是不利的，閘門(mén)過(guò)重，門(mén)上主梁受力過(guò)大，易斷裂，即使采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，閘孔也不宜超過(guò)8m。由《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》SL265—2001 ()、()得 （2—1） μ0=+（hs/）2 (2—2)式中：——淹沒(méi)堰流的綜合流量系數(shù)。⑵上下游水位差為ΔH=。在水閘設(shè)計(jì)中，如采用較大的過(guò)閘水位差，可縮減閘孔總凈寬，降低水閘工程造價(jià)但抬高了水閘的上游水位，不僅要加高上游堤頂高程而且可能增加上游淹沒(méi)損失，因此為了減輕上游堤防負(fù)擔(dān)也不允許過(guò)分抬高水閘的上游水位，因此采用較小的過(guò)閘水位差選用 ΔH=。由于閘孔寬度一般小于河道寬度，水流過(guò)閘時(shí)側(cè)向收縮，并使上游水面雍高而形成閘上下游水位差ΔH。本設(shè)計(jì)上游應(yīng)低于最高設(shè)計(jì)蓄水位，采用▽ m。 閘孔設(shè)計(jì) 閘孔型式：包括閘底板的型式（堰型）、閘門(mén)、閘門(mén)頂部胸墻。本設(shè)計(jì)初步采用底流消能方式。上下游翼墻宜與閘室及兩岸岸坡平順連接。本設(shè)計(jì)初步采用卷?yè)P(yáng)式平面閘門(mén)啟閉機(jī)。本設(shè)計(jì)初步采用上游墩頭半圓形，下游墩頭流線形的型式。⑴ 底板 是整個(gè)閘室結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，承受水閘上部結(jié)構(gòu)的重量及荷載并向地基傳遞的結(jié)構(gòu)，同時(shí)兼有防滲及防沖作用，防止地基由于受滲透水流作用可能產(chǎn)生的滲透變形并保護(hù)地基免受水流沖刷。這種類型的閘室多用于攔河節(jié)制閘或引水系統(tǒng)的進(jìn)水閘上。這是一種既具有面流溢流能力，又具有地孔泄流能力的閘室結(jié)構(gòu)。當(dāng)閘檻高程較低，扎什高度較大，需要泄放或取用底層水流時(shí)，常采用這種型式。按照閘室的泄流特點(diǎn)分類，可以分為以下幾種型式：當(dāng)閘門(mén)全開(kāi)時(shí)過(guò)閘水流具有自由水面的水閘成為溢流式閘室，也稱開(kāi)敞式閘室。⑵水流條件 是另一主要因素閘的位置應(yīng)使進(jìn)閘和出閘水流平順，防止上，下游產(chǎn)生有害的沖刷和淤積。壩址選擇是水閘規(guī)范設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作，閘址合適與否，不僅涉及到水閘建設(shè)的成敗，并且關(guān)系到整個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因此對(duì)閘址選擇的工作應(yīng)十分重視。在渠系中一般位于支、斗渠分水口稍下游，跨越干、支渠修建也稱節(jié)制閘。用于枯水期蓄水，抬高水位以及供進(jìn)水閘取水，洪水期開(kāi)閘泄洪。閘址處于上下游河道直線段長(zhǎng)度均不短于5—10倍水面寬度，且不宜小于300m。此外，由于閘基土質(zhì)的抗沖能力直接影響單寬流量的選擇和閘后消能防沖設(shè)備的設(shè)計(jì)，而地下水位的高低及承壓水的有無(wú)對(duì)地基的穩(wěn)定性和施工期的排水措施也有所影響，故在選擇閘址時(shí)應(yīng)考慮這些條件。1．2 結(jié)構(gòu)布置 1．2．1閘室的結(jié)構(gòu)布置水閘的主體是閘室，其結(jié)構(gòu)型式是多種多樣的，主要取決于泄放水流的方式以及閘門(mén)的構(gòu)造和操作方式。當(dāng)閘門(mén)全開(kāi)時(shí)，自幼水面仍受阻擋，水流只能通過(guò)固定洞孔泄入下游，稱為孔流式閘室，也成為封閉式閘室。這種泄流方式最適合于沖沙閘的工作條件，有其突出的優(yōu)點(diǎn)。開(kāi)啟下層閘門(mén)，則利用底孔沖刷閘前淤泥的泥沙。根據(jù)已知資料，初步采用開(kāi)敞式閘室。閘墩通常采用實(shí)體式，其外形輪廓設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足過(guò)閘水流平順，側(cè)向收縮小，過(guò)流能力大的要求。⑷ 啟閉機(jī) 其型式可根據(jù)門(mén)型尺寸及其運(yùn)用條件等因素選定。1．2．2 兩岸連接布置 水閘兩岸連接應(yīng)能保證岸坡穩(wěn)定改善水閘進(jìn)出水流條件提高泄流能力和消能防沖效果，滿足側(cè)向防滲需要，減輕閘室底板邊荷載影響，且有利于環(huán)境綠化等。1．2．4 消能防沖布置 水閘消能防沖布置應(yīng)根據(jù)閘基地質(zhì)情況，水力條件以及閘門(mén)控制運(yùn)用方式等因素進(jìn)行綜合分析確定。 ⑶設(shè)計(jì)水閘的防滲排水設(shè)施，使水閘避免滲透變形。由設(shè)計(jì)資料給出，該節(jié)制閘的最高設(shè)計(jì)蓄水位為▽。閘孔凈寬的控制情況通常是宣泄設(shè)計(jì)或校核流量時(shí)，此時(shí)閘門(mén)全部開(kāi)啟，多為淹沒(méi)流態(tài)。根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》，一般情況下，～。由設(shè)計(jì)資料可知， m+=。⑵閘孔總凈寬的計(jì)算：在Q設(shè)= m3/s，閘門(mén)全開(kāi)，按堰流計(jì)算。 = ——計(jì)入行進(jìn)流速水頭的堰上水深。稍后對(duì)之進(jìn)行驗(yàn)算。本工程中采用寬頂堰形式，堰頂高程與河底相平。改變閘孔尺寸取b=，得= m3/s Q校=237m3/s,滿足要求。流量是隨著上游來(lái)水量逐漸變化的。對(duì)寬頂堰式的平底板水閘：①e/H，可分為自由出流：當(dāng)ht/H0 ,。 e——閘門(mén)開(kāi)度；H——閘前水深。過(guò)閘水流因?yàn)樯舷掠嗡徊畲?，呈急流狀態(tài)。但若節(jié)制閘宣泄設(shè)計(jì)和校核洪水時(shí)，閘門(mén)全部提出水面，上下游落差則很小，過(guò)閘水流呈緩流，則就不必設(shè)消能設(shè)施。求出閘門(mén)控制的下泄流量Q有曲線查得h下。既對(duì)閘門(mén)不同的開(kāi)啟孔數(shù)及開(kāi)啟高度所對(duì)應(yīng)的下泄量及不同的上下游水位差均應(yīng)進(jìn)行下游消能計(jì)算。閘門(mén)的初始開(kāi)啟高度（），往往是消力池深度和長(zhǎng)度的控制因素。確定消能設(shè)計(jì)條件，關(guān)鍵是在不同的泄量Q下，所對(duì)應(yīng)的下游水深ht。從而使收縮斷面的急流與下游的正常緩流銜接起來(lái)。下瀉水流的余能一部分在空中消散，大部分在水舌落入下游河道后被消除。底流消能可適應(yīng)在較大范圍內(nèi)變動(dòng)的過(guò)閘流量和下游水位，同時(shí)在平面上也易擴(kuò)散， 故本設(shè)計(jì)采用底流式水躍消能。消力池池深由《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄B式（）至()計(jì)算： () （） （）式中：——消力池深度，（m）； ——收縮水深，（m）； ——躍后水深，（m）； ——水流動(dòng)能校正系數(shù)，～?！亓铀俣?，（）——閘孔數(shù)，本設(shè)計(jì)——堰流流量系數(shù)，本設(shè)計(jì)——堰流側(cè)收縮系數(shù)，——中閘孔側(cè)收縮系數(shù)，由表（）查得——邊閘孔側(cè)收縮系數(shù)，——閘孔凈寬， ——邊閘墩順?biāo)蜻呥h(yuǎn)線至上有河道水邊線之間的距離，（m） ——堰流淹沒(méi)系數(shù)， 查表（）得==。故消力池池深取d=。⑶消力池底板厚度t的確定水閘泄水時(shí)池內(nèi)水流強(qiáng)烈紊動(dòng)，護(hù)坦承受水流沖擊力，脈動(dòng)壓力和底部揚(yáng)壓力等作用，因此要求護(hù)坦應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，整體性和穩(wěn)定性。Pm)/γb （）護(hù)坦上設(shè)有閘基滲水排出孔，可只按抗沖要求確定護(hù)坦厚度?；炷翗?biāo)號(hào)為C15,根據(jù)已建水