【正文】 H 式中 L—— 閘基防滲長(zhǎng)度，即閘基輪廓線防滲部分水平段和垂直段 27 長(zhǎng)度的總和， m； C—— 允許滲徑系數(shù)值，見《水工建筑物》教材表 46，查表取C=5； H—— 上、下游最大水頭差， m。 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。修正后的水頭損失 h0＇為： h0＇ =β＇ h0 （ 3— 8） 式中 h0＇ —— 進(jìn)、出口段修正后的水頭損失值， m； h0 —— 按式ε 0=（ S/T） 3/2+ 計(jì)算出的水頭損失值，m。簡(jiǎn)化后地下輪廓如圖，劃分 10 個(gè)基本段。水頭損失減小 △ h== ， 因 hx2+hy3=+=△ h，故第②③段分別按公式修正h’ x2=2hx=2*=， h’ y3=hy3+△ hhx2=+= (2)出口段水頭損失修正已知 T’ =,T=,S’ =,按公式計(jì)算得β ’ =,則出口段修正為 h’ 010=*=。 第三 節(jié) 防滲排 水 設(shè)施 和 細(xì)部 構(gòu)造 一、排水設(shè)備的作用 采用排水設(shè)備，可降低滲透壓力，排除滲水，避免滲透變形，增加下游的穩(wěn)定性。 （ 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，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。 第 一節(jié) 閘 底板、 閘 墩 一、閘底板的設(shè)計(jì) 1．作用 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。底板厚度必須滿足強(qiáng)度和剛度的要求。 2．長(zhǎng)度的確定 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。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。 第二 節(jié) 工作 橋 、 檢 修便 橋 、公路 橋 一、工作橋和檢修橋 工作橋是供設(shè)置啟閉機(jī)和管理人員操作時(shí)使 用。僅供人蓄通行用的橋，其寬度為 3m。用以抬高水位，泄洪時(shí)開啟 ，控制流量。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)采用鋼筋混凝土平板閘門。閘門槽深為 20cm，寬為 20cm，閘門形式如圖 4— 2。 止水設(shè)備 凡是具有防滲要求的縫中都應(yīng)設(shè)置止水設(shè)備。 二、荷載組合 完建無水期和正常擋水期均為基本荷載組合，校核洪水位情況為特殊荷載組合。/2= 揚(yáng)壓力： 正常水位： ①浮托力： U1=0 ②滲透壓力： U2=10 8 = U3=10 7 = U4=10 1 U5=10 7 校核水位： ①浮托力： U1=10 8 = ②滲透壓力： U2=10 8 = U3=10 7 = U4=10 1 U5=10 7 浪壓力：對(duì)于中小型水閘，浪壓力對(duì)水閘影響不大，可忽略不計(jì)，因此不做計(jì)算。 其中的閘底板與地基之間的摩擦系數(shù)，根據(jù)閘址處地層分布可知查《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》得閘室地基底面與地基 之間的摩擦系數(shù)為 ，允許得抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，根據(jù)本工程主要建筑物為 5 級(jí)，查表得〔 K〕= 正常擋水期下游無水閘室穩(wěn)定計(jì)算 ??? HGK fc = ＞ [K 土 ] 經(jīng)計(jì)算得閘室抗滑穩(wěn)定滿足要求。/s≈ Q 引 。 水力計(jì)算： A=b*h=2， x=2h+b=4， R=A/x=1/2， n=， C=1/n*R1/6=?；瑒?dòng)面沿閘底板與地基的接觸面，采用《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》中 K=PGf??≥〔 K〕公式計(jì)算。/2= P2=rB(h1+h2)b/2=10 (++) 下游： P3=rBH178。 泄洪期工作閘門全開，水位差較小，對(duì)水閘無大的傷害。 第四 節(jié) 閘 室的分 縫 和止水 設(shè)備 分縫方式與布置 除閘室本身分縫以外，凡是相鄰結(jié)構(gòu)荷重相差懸殊或結(jié)構(gòu)較長(zhǎng)，面積較大的地方也要設(shè)縫分開，如鋪蓋與閘室底板、翼墻的連接處以及消力池與閘室底板、翼墻的連接處要分別設(shè)縫。多采用疊梁式。鑄鐵閘門抗銹蝕、 43 耐磨性較好，止 水效果也好，但由于材料抗彎強(qiáng)度低，性能又脆，僅在低水頭小孔徑水閘中使用。一般水閘多采用工作閘門和檢修閘門。 工作橋與檢修橋的高程， 橋的高度約為門高的兩倍加上 的富裕高度， h=7m 則高程為 2068m 二、交通橋 交通橋的作用是連接兩岸交通，供車輛和人通行。 閘孔高度 =▽ 閘 墩 ▽ 底頂 ==。檢修門槽于工作橋之間留 的凈距，以便于工作人員檢修。 5 底板厚度 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 。水頭愈大，地基愈差，底板應(yīng)愈 長(zhǎng)。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。 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，下部為 10cm 厚的細(xì)砂。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： （ 1）正常水位： H1=2， H2==； H3=； H4=； H5=； 35 H6=； H7=； H8=； H9=； H10=； H11=0 （ 2）設(shè)計(jì)水位： H1=， H2==； H3=； H4=；H5=； H6=； H7=； H8=； H9=； H10=； H11=0 （ 3）校核水位： H1=， H2==； H3=； H4=；H5=； H6=； H7=； H8=； H9=； H10=； H11=0 繪制滲壓水頭分布圖。見下表： 各段滲透壓力水頭損失表 分段編號(hào) 分段名稱 s s1 s2 T L ξ i ① 進(jìn)口 1 5 ② 水平 0 0 4 32 ③ 垂直 ④ 水平 ⑤ 垂直 6 垂直 4 7 水平 4 7 8 垂直 4 9 水平 0 0 10 出口 合計(jì) 計(jì)算各段水頭損失及進(jìn)出口段水頭修正。 各段滲壓水頭 =上段滲壓水頭－此段滲壓水頭損失值 7．驗(yàn)算滲流逸出坡降 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。 ③ 水平段： ε x=（ （ S1+S2）） /T 式中 ε x —— 水平段的阻力系數(shù)； L —— 水平段長(zhǎng)度， m； S S2—— 進(jìn)、出口段板樁或齒墻的入土深度， m。對(duì)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(jiǎn)化，使之成為垂直和水平兩個(gè)主要部分。鋪蓋的長(zhǎng)度采用上、下游最大水頭差的 3~5 倍。 本工程取底板長(zhǎng)度 L 底 =3H=3*2=6m 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(zhǎng)度為8m。 二、防滲排水的布置原則 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(zhǎng)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 25 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。 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。 3．海漫長(zhǎng)度計(jì)算 海曼的長(zhǎng)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。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)。護(hù)坦在垂直水流方向通常不設(shè)縫，以保證其穩(wěn)定性。 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。 設(shè)計(jì)水位： E0=H0+d=+=（ m） hc =c022hg2q?E? 用迭帶法求得 39。同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)及其他原因，對(duì)池深較大的開啟度采用限開措施。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)榫徚鳎嗄?，與下游河道的正常流動(dòng)銜接起來。 ①通過設(shè)計(jì)流量時(shí)： q=Q 設(shè) /B 孔 =110/15=＜ 10m3/ ②通過校核流量時(shí)： q= Q 校 /B 孔 =126/15=＜ 10m3/ ∴滿足要求 第二 節(jié) 消 能防 沖設(shè)計(jì) 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。 側(cè)收縮 系 數(shù) ：ε =[(n1) ζ 0+ζ k]H0/nb（《水力學(xué)》公式 816） = [(31) +] = 實(shí)際 過 流能力： Q=Boσ sε m√ 2gHo179。/s） 1 2 20 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 12350 100 150 200 250126110Q(m3/s)H(m)01. 991. 91. 下游斷面 H~Q 關(guān)系 曲 線圖 根據(jù)水位 — 流量 關(guān)系曲線 查出河道下游水位 :hs 設(shè) =； hs 校=。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。 閘門 的作用是 攔水和 控制下 瀉流 量。 (一 )上游 連 接段 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。 滲 流 對(duì)閘 室和 兩 岸 連 接建筑物的 穩(wěn) 定不利。主要工程地 質(zhì)問題 是：地基不均 勻變形 ，需采取相 應(yīng)工程 結(jié) 構(gòu)措施；河岸易受洪水 沖 刷 襲擊 ，需沿岸構(gòu)筑防 沖 ?？病? 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 。河道 順 直， 縱坡 降約 55?，河床 橫寬 15～ 20m。按河谷地貌形 態(tài) 的表 現(xiàn) 特征， 從 上自下大致可分 為 三段：王母寨 溝以 上河段，河谷相 對(duì)開闊 ， 兩 岸谷坡坡度大致在 40~50186。 徑流 的年 際變 化不大，最大年平均流量 為 （ 1961 年 5 月～ 1962年 4 月），最小年平均流量 為 （ 1971 年 5 月～ 1972 年 4 月），相差 僅 倍。 2 沉砂池位于右岸一 級(jí)階 地上，地形地 質(zhì)條 件宜于布置建筑物。 主要用于 電 站引水 發(fā)電 。河道 順 直， 縱坡 降 約 55?，河床 橫寬 15～ 20m。 2）、氣象 氣象特征值 統(tǒng)計(jì)表 多年平均降雨量 mm 多年平均 氣溫 ℃ 多年平均相 對(duì)濕 度 % 64 多年平均 風(fēng) 速 m/s 多年平均蒸 發(fā) 量 mm 3）、水文、泥沙 （ 1） 徑流 多年平均流量 ，多年平均年 徑流深 ，折合年 徑流 量 億 m3。洪水過 程主要 為 復(fù)峰 過 程。左右，谷 寬 只有 20~50m； 龍壩鄉(xiāng) 及以下河段，谷底相 對(duì)開闊，寬約 70m， 兩 岸谷坡坡度大致 為 40~75186。 邊坡穩(wěn) 定。 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。 Gpa） 摩擦系數(shù) f 粘聚力CMpa 滲 透系 數(shù) K（ cm/s） 允許滲 透比降 J 砂漂塊卵石 層 21 ～ ～ 0 (4～ 5)102 泥 砂漂塊 卵碎石 層 20 ～ ～ (1～ 2)102 6 泥 砂塊碎石 16～ 18 ～ ～ (～1)102 水位及流量 電 站 設(shè)計(jì) 引用流量： 壩（閘 ）正常 擋 水位： 隧洞 進(jìn) 口水位： 洪水 資 料： P＝ ％ Q=； P＝ ％ Q=； P＝ ％ Q=； P＝ ％ Q=； P＝ ％ Q=； 第三 節(jié) 工程 綜 合 說 明 書 本工程 閘 孔形式采用 無 胸腔的 開 敞式水 閘 ， 閘 底板形式采用 寬頂堰。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。 鋪蓋主 要起 防滲 作用，其表面 應(yīng)滿 足抗 沖 要求。 (三 )下游 連 接段 下游 連 接段具有消能 和擴(kuò) 散水流的作用。 二、攔河閘下游水位 已知 設(shè)計(jì) 洪水 標(biāo) 準(zhǔn) 確定為 20 年一遇，即： Q 設(shè) =1103/s，校核洪水 標(biāo) 準(zhǔn) 確定為50年一遇，即： Q 校 =12