【正文】 使地基滲水盡快排出，以減水滲透壓力，并防止在滲流出口附近發(fā)生滲透變形。防沖槽構(gòu)造圖《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》中海漫末端河床沖刷深度計(jì)算公式為式中 ——海漫末端河床沖刷深度 （m） ——海漫末端單寬流量 =2m2/s ——河床土質(zhì)允許不沖流速 ，本工程為8 m/s計(jì)算結(jié)果為負(fù)數(shù)，不符合構(gòu)造要求，所以參照已建水閘工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，防沖槽采用寬淺式的，其深度 t’’ 取1m，底寬b取2倍的深度，上游坡率m1=3,下游坡率m2= 3。為了加大其抗沖能力，每隔8m設(shè)一漿砌石埂。當(dāng),且消能擴(kuò)散情況良好時(shí)，《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》中海漫長(zhǎng)度計(jì)算公式為式中 ——海漫長(zhǎng)度 （m） ——泄水時(shí)的上、下游水位差。齒墻：為增強(qiáng)護(hù)坦的抗滑穩(wěn)定性，常在消力池的末端設(shè)置齒墻，,。分縫與止水：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(kāi)，以適應(yīng)不均勻沉陷和溫度變形。護(hù)坦采用等厚便于施工。消力池計(jì)算示意圖 ；；式中 d ——消力池深度 （m） σ ——水躍淹沒(méi)系數(shù) σ=Q ——流量 ——躍后水深，m ——水流動(dòng)能校正系數(shù) q ——過(guò)閘單寬流量 （m2/s） ，2式和3式中q為過(guò)閘流量5 m2/s、5式中q為消力池末端的單寬流量為2 m2/s。說(shuō)明下游將出現(xiàn)遠(yuǎn)離水躍，需采取降低護(hù)坦消能措施。要設(shè)計(jì)好水閘的消能防沖措施，應(yīng)先了解過(guò)閘水流的特點(diǎn)，進(jìn)而采取妥善的防范措施。泄洪能力校核 式中： hz－淹沒(méi)水深（m）。σˊ－寬頂堰上孔流淹沒(méi)系數(shù)，可由表5－8查得，表中hc”為躍后水深（m）。本工程中 故為孔流。 四、擬定胸墻高程與閘門(mén)形式 考慮閘門(mén)高度問(wèn)題。可以減小閘門(mén)高度和啟門(mén)力，從而降低工作橋高和工程造價(jià)。本次設(shè)計(jì)決定拆出舊閘，在原閘址上重建新水閘。護(hù)坦具有消能防沖作用。交通橋的作用是連接兩岸交通。底板是閘室的基礎(chǔ)，承受閘室全部荷載，并較均勻地傳給地基，此外 ，還有防沖、防滲等作用。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。在水閘設(shè)計(jì)時(shí)，必須合理地選擇閘型、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)大的地基沉降和不均勻沉降。（三）、消能防沖方面水閘開(kāi)閘泄水時(shí)，在上、下游水位差的作用下，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。滲流會(huì)引起水量損失，同時(shí)地基土在滲流作用下，容易產(chǎn)生滲透變形。開(kāi)敞式水閘：閘室上面不填土封閉的水閘。 。淤泥土層承載力標(biāo)準(zhǔn)值： fk = 60 kPa 3．地下水位：～ 4. 閘室公路橋按 汽—20設(shè)計(jì)，掛—100驗(yàn)算。若采用樁基礎(chǔ)，宜采用摩擦樁，擬采用(4)礫砂層為該水閘樁基礎(chǔ)持力層。該場(chǎng)地地下水對(duì)砼無(wú)腐蝕性。地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk取120KPa。分布于全場(chǎng)地。分布于全場(chǎng)地，上部含粘土。底部為淤質(zhì)泥土。 2)淤泥質(zhì)土：灰黑色，很濕,軟塑，主要由粘土及有機(jī)質(zhì)等組成,含少量粉砂及貝殼屑。區(qū)內(nèi)第四系沉積層厚20～30m。 水閘按50年一遇外江水位設(shè)計(jì)， 0米。每年4～9月為南海臺(tái)風(fēng)季節(jié)，年平均4次，以7～9月頻率最高，占全年登陸次數(shù)的73%，偶有颶風(fēng)，最大風(fēng)力12級(jí)，并伴有暴雨。據(jù)當(dāng)?shù)厮翱傮w規(guī)劃資料，該區(qū)域年平均氣溫23℃，最高七月均溫29℃左右，最低一月均溫10℃左右，無(wú)霜期352天。由于舊閘原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，與前幾年的河涌疏浚及環(huán)境整治工程不配套，目前整治后的河涌過(guò)水?dāng)嗝鎸挾葹椋保得?。該水閘(舊閘)始建于50年代，由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，加之年代已久，經(jīng)有關(guān)設(shè)計(jì)部門(mén)復(fù)核在設(shè)計(jì)洪水位時(shí)，水閘不能安全運(yùn)行。4第二節(jié) 改 建 原 由 通過(guò)這一系列的研究，設(shè)計(jì)和計(jì)算得到閘孔的尺寸加大，過(guò)流能力加強(qiáng)，消能防沖和防滲排水滿足要求，閘室穩(wěn)定安全等成果。由于舊閘原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，與幾年前的河涌疏導(dǎo)及環(huán)境整治工程不配套等問(wèn)題。針對(duì)該水閘(舊閘)建成后經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)用，工程質(zhì)量已經(jīng)老化，部分結(jié)構(gòu)破損嚴(yán)重，各項(xiàng)工程設(shè)備已趨落后，存在著很多安全隱患，嚴(yán)重影響水閘的正常運(yùn)行。本次設(shè)計(jì)主要涉及的內(nèi)容有：閘址選擇、確定孔口形式和尺寸、防滲、排水設(shè)計(jì)、消能防沖設(shè)計(jì)、穩(wěn)定計(jì)算、沉降校核和地基處理、選擇兩岸連接建筑物的型式和尺寸、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等有關(guān)內(nèi)容。4第一節(jié) 水 閘 概 況 12第三節(jié) 防滲排水設(shè)計(jì) 33附錄：參考文獻(xiàn) 該工程位于中山市某鎮(zhèn)境內(nèi)，是該市中順大圍某堤段上的重要水閘之一，是以防洪、排澇及引水沖污的綜合性水利工程。該閘建成后經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行，工程質(zhì)量已經(jīng)老化,部分結(jié)構(gòu)破損嚴(yán)重，各項(xiàng)工程設(shè)施已趨落后，存在著很多安全隱患，嚴(yán)重影響水閘的正常運(yùn)行。第三節(jié) 工 程 設(shè) 計(jì) 資 料一、氣象及工程地質(zhì)情況水文 （一） 水文氣象 氣象特征水閘地處珠江三角洲中心地帶，屬于亞熱帶海洋性氣候，常年溫暖濕潤(rùn)，偶有霜凍，陽(yáng)光充足，四季常青。～。 根據(jù)廣東省水利廳2002年6月公布的《西、北江下游及其三角洲網(wǎng)河河道設(shè)計(jì)洪潮水面線》，通過(guò)內(nèi)插方法，查得該區(qū)域相關(guān)水文站提供的閘址各頻率洪水位值：水閘按100年一遇外江水位設(shè)計(jì)， 0米。場(chǎng)地內(nèi)第四系沉積環(huán)境經(jīng)歷了海陸交互相、河流沖積相等多次沉積，形成多旋回沉積韻律?！? 3）淤泥：灰黑色，飽水,流塑，主要由粘土及有機(jī)質(zhì)等組成,少量粉砂及貝殼碎屑等組成。4) 粉細(xì)砂：灰黑色，松散，以粉砂為主。 5)粉質(zhì)粘土：褐黃色，濕，可塑，主要以粘土、粉砂及少量細(xì)砂組成。分布于全場(chǎng)地，含粉砂及少量粘土，局部含5％的石英礫石。 （2）、地下水 勘察期間，各鉆孔均遇見(jiàn)地下水，賦存于第四系各地層中的地下水屬上層滯水～潛水類(lèi)型，主要受大氣降水及地表水(包括河水)補(bǔ)給，水位變化因氣候、季節(jié)及潮位而異，～。 2）根據(jù)工程舊閘情況及地質(zhì)剖面知，本次設(shè)計(jì)的閘室及上下游連接段大概位于第(2)層淤泥質(zhì)土層，該土層承載力基本值為64kPa；其下層為第（3）層次為淤泥質(zhì)土，該土層承載力基本值為88kPa，第（4）層粉細(xì)砂層，該土層承載力基本值為248kPa。 （三）、設(shè)計(jì)引用數(shù)據(jù) 1. 材料容重：土料：回填土的濕容重18kN／m3， kN／m3；飽和容重19 kN／m3 ；砼料：鋼筋混凝土25kN／m3，混凝土24 kN／m3； 2．地基有關(guān)數(shù)據(jù)： 回填土的換算內(nèi)摩擦角φ = 320； 基礎(chǔ)抗滑摩擦系數(shù)：fk = ； 淤泥質(zhì)土及粉細(xì)沙：滲徑系數(shù)：C = 9；允許坡降：水 平 段［J］=～ ；垂直段及出口處［J］=～ 。 （五）、閘門(mén)(運(yùn)行)開(kāi)啟條件（按水利部門(mén)提供的引水沖污水位確定），確定本水閘設(shè)計(jì)的運(yùn)行條件為：，閘內(nèi)水位不低于—。該閘具有雙向擋水，有時(shí)雙向過(guò)流的特點(diǎn)。（二）、防滲方面由于上下游水位差的作用，水將通過(guò)地基和兩岸向下游滲流。因此，應(yīng)妥善進(jìn)行防滲設(shè)計(jì)。（四）、沉降方面土基上建閘，由于土基的壓縮性大，抗剪強(qiáng)度低，在閘室的重力和外部荷載作用下，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。一般包括上游翼墻、鋪蓋、護(hù)底、兩岸護(hù)坡及上游防沖槽等。（二）閘室段是水閘的主體部分，通常包括底板 、閘墩、閘門(mén)、胸墻 、工作橋及交通橋等。工作橋供安置啟閉機(jī)和工作人員操作之用。下游翼墻引導(dǎo)水流均勻擴(kuò)散兼有防沖及側(cè)向防滲等作用。第三章 水閘設(shè)計(jì)第一節(jié) 閘孔型式和尺寸設(shè)計(jì)一、閘址選擇選擇閘址應(yīng)考慮河勢(shì)、河岸 、地勢(shì)、岸線、岸坡、淤積、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)、水閘建成后工程管理維修和防汛搶險(xiǎn)等條件，并應(yīng)考慮下列要求：占用土地及拆遷房屋少；盡量利用周?chē)延泄?、航運(yùn)、動(dòng)力、通信等公用設(shè)施；有利于綠化、凈化、美化環(huán)境和生態(tài)環(huán)境保護(hù)；有利于開(kāi)展綜合經(jīng)營(yíng)，等等。當(dāng)上游水位變幅較大，過(guò)閘流量較小時(shí)，常采用胸墻孔口型。本次工程設(shè)計(jì)由于無(wú)攔沙任務(wù)，底板采用寬頂堰平底板，高程以平原河床高程為宜（）。先判斷水閘的出流形式，再根據(jù)出流形式運(yùn)用不同的計(jì)算公式求出閘孔總凈寬。r胸墻底圓弧半徑（m）。水閘的過(guò)水能力：與上下游水位、底板高程和閘孔總凈寬等是相互關(guān)聯(lián)的，設(shè)計(jì)時(shí)，需要通過(guò)對(duì)不同方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后最終確定。因此，為了保證水閘的安全運(yùn)行，必須采取適當(dāng)?shù)南芊罌_措施。根據(jù)《水力學(xué)》教材公式先假設(shè)一個(gè)得表EohcEo25252525由表得=，按《水力學(xué)》閘孔出流公式計(jì)算hc ——收縮水深 (m) Vc ——收縮斷面流速 (m/s) ——閘孔流速系數(shù) σs ——淹沒(méi)系數(shù) 查《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》 ——共軛水深 (m) 經(jīng)計(jì)算得 = ht = 。要求水躍的起點(diǎn)位于消力池的上游端或斜坡段的坡腳附近。