【正文】 包括斜坡段上游平臺和尾坎低寬）為 4d + LK ,故為１１m. ５．護坦厚度 護坦承受高速水 流的沖擊、脈動壓力、揚壓力的作用，受力比較復雜，必須具有較好的強度、整體性和穩(wěn)定性。 按抗沖要求，非巖基護坦厚度計算的經(jīng)驗公式如下 t = k1 hq 《水利水電設計規(guī)范》 Ｐ４３～Ｐ４４ 式中： q 護坦上的單寬流量 h 上下游水位差 k1 經(jīng)驗系數(shù)，取 ０ .１７５ 故 t = = m 工程采用 . 水閘的 防滲設計時，常在護坦的下面布置排水系統(tǒng)，即在護坦底下鋪設水平濾層（包括排水），而在護坦上設排水孔。本次設計水平段 6 m，傾斜段 17 m，底坡為 1： 10 的比例。底部鋪設 20cm 砂石墊層以防止底流淘刷河床和被滲流帶走。底寬 b取 2～ 3倍的深度，本工程取 m1 = 2,下游坡度取 m2 = 算公式：計算數(shù)據(jù)見表 29 t// = – t 《水工建筑物》 P307 式中： t// 海漫末端的可能沖刷深度， q/ 海漫末端的單寬流量， v0 河床土質(zhì)的不沖流速， t 海漫末端的水深 表 29 q/ v0 t t// 設計水位 校核水位 李崗閘畢業(yè)設計 26/79 海漫沖刷深度一般以設計水位為準。 閘下消能、防沖是水閘設計中的一項重要內(nèi)容，對于重要工程，應做水工模型實驗加以確定。對于土壩來說，在壩基與壩體內(nèi)部都會可能發(fā)生管涌，對于水閘管涌一般發(fā)生在防沖槽以下的部位；流土是土體被浮動的現(xiàn)象，它發(fā)生在粘土中，對于土壩，流土一般發(fā)生在大壩下游逸出處，而 對于水閘來說，流土一般發(fā)生在兩岸繞滲的部位；接觸沖李崗閘畢業(yè)設計 28/79 刷是指當滲流沿著兩種不同介質(zhì)的接觸面上流動時將細粒土帶走的現(xiàn)象，一般發(fā)生在閘底板的底部出口，邊墩外側(cè)，底下輪廓線和地基土的交界處及雙層地基土的部位；接觸流土是指當滲流垂直于兩種不同介質(zhì)的接觸面流動時，把其中一層細粒帶入另一層中的現(xiàn)象。這樣布置主要考慮到閘基的土質(zhì)。鋪蓋長度一般為 3～ 5 倍的上下游水位差（用正常水位，因為正常水位的機率最大），粘土鋪蓋最前端最小厚度為 （鋪蓋碾壓時要嚴格控制鋪土厚度鋪 25 cm，碾壓到 20cm，共三層）鋪蓋由前端逐漸向閘室方向加厚至 ～ 。鋪蓋與翼墻、底板之間設沉陷縫，鋪蓋在靠近底板與翼墻的部分，一般都應加厚 ，做成齒墻。同時，將底板迎接面做成斜面，使粘土緊壓在上面，并在兩者之間設置油毛氈或瀝青麻布做成的 止水設備。但由于板樁可能破壞粘土的天然結(jié)構(gòu)，在板樁與地基間造成集中滲流通道，所以對于土性接近粘土的重粉質(zhì)砂壤土來講不宜設板樁。底板長度可根據(jù)經(jīng)驗擬定：對于砂土和砂壤土，可?。?～ ） H（ H 為上、下游最大水位差）。側(cè)向繞滲對岸墻、翼墻施加側(cè)向水平水壓力，影響其穩(wěn)定性；在滲流出口處，以及填土與岸墻、翼墻的接觸面上可能產(chǎn)生滲透變形。 為了排除滲流，減少其不利影 響，可在下游翼墻上設置排水孔，滲流進入孔口處鋪設濾層，防止墻后填土被滲流帶走。 利用直線比例法能夠近似地算出作用在地下輪廓不透水部分的滲透壓力。改進阻力系數(shù)法計算滲流問題必須明確邊界條件。 Ⅲ .各分段水頭損失 各分段水頭損失值計算式 hi = ζ iq/k 總水頭損失，亦即水閘的上下游水位差為： △ H = Σ hi = q/kΣζ i 若沒有必要計算單寬滲流量，可直接由下式計算： hi = ζ i/Σζ i △ H 《水工建筑物》 P295～ 296 Ⅳ .滲壓水頭或滲透坡降線 Ⅴ .進、出口損失的修正 當進、出口板樁較短時，進、出口處的滲流坡降線將呈急變曲線的形式。造成嚴重沖刷；②垂直排水 或排水井，多用于地基、持力層或覆蓋層的滲透系數(shù)遠小于下臥層的情況，特別是下面的透水層含有承壓水時，將排水井伸入到濾層內(nèi) ～ ，引出承壓水，達到降壓的目的。因此，為了防止地基土的滲透變形，應在滲流進入排水的各個方面都設置濾層，并使濾層與滲流方向大致成正交。 反濾層按其工作條件可以劃分為兩種類型：①Ⅰ型反濾，反濾層位于被保護土的下部，滲流方向主要由上向下，如：斜墻后的反濾層；②Ⅱ型反濾，反濾層位于被保護土的上部，滲流方向主要由下向上（如圖）如：位于地基滲流逸處出的反濾層。遇到粉土地基至少鋪四層。各個分部結(jié)構(gòu)的型式和尺寸經(jīng)過結(jié)構(gòu)設計可能還會有所更動。 因為本工程采用整體式底板，縫設在閘墩中間以適應地基不均勻沉降和減小底板內(nèi)的溫度應力，閘墩與底板連在一起，沿順水流方向用橫縫將閘室分為 4 段， 每段 2 孔?；⌒伍l門需要較長的閘墩，平面閘門需要的閘墩較小，但工作橋部位的閘墩較高。為此，混凝土閘墩厚度不宜小于 ～ ，至于縫墩中的半墩厚度應不小于 ，弧形閘門閘墩不設工作門槽，或只設置深度很淺的凹槽，以便布置止水滑軌，但仍設置檢修門槽。本工程位于杞縣境內(nèi)，附近加工材料方便，采用預制 T 形梁結(jié)構(gòu)。 Ⅱ .弧形閘門，在灌區(qū)水工建筑物的引水樞紐，渠首，節(jié)制閘和退水閘中，當封閉的孔口尺寸較大是常采用。兩梁的中距對于卷揚啟閉機可根據(jù)埋于梁內(nèi)的地腳螺栓位置確定，一般為 ～ ,工作橋的總寬度可按下式計算： 總寬度 = 基座寬度 + 2（操作寬度） + 2（欄桿寬度） + 富裕寬度 = + 2 + 2 + 2 + = 工作橋的高程與閘門和啟閉設備的型式、閘門高度有關(guān)，其高度應滿足安裝、檢修閘門的要求，可按下式計算 ： 高程▽ = 閘門高 + 閘前最高水位 + + 鉤高（ ） + ～ + T 型梁高（ ） = 4 + + + + + = 取 交通橋的設置及其載重標準，根據(jù)當前交通需要及今后發(fā)展，此次設計采用單車道加人行道布置 (人行道比單車道高 )。 檢修門槽槽深為 ，寬為 .此次設計邊墩厚度為 ，中墩厚為 ，縫墩厚度為 （ 為縫的厚度） . 閘頂高程（岸墻頂高也是閘墩高程），泄洪時應高于設計或校核水位加安全超高值（查《規(guī)范》 P5 的 ）；關(guān)門時設計或校核水位加波浪高和安全超高值（查《規(guī)范》 P5 的 ）。工作門槽和檢修門槽之間須保持 ～ 的凈距（此次設計采用 ） 。 底板內(nèi)布置鋼筋較多，但最大含筋率р不得超過 3%（若大了，鋼筋太多，底板太薄，混凝土易被破壞，而鋼筋卻完好無損）。平底板又分為整體式平底板和分離式底板。無粘性土地基上多選用天然的砂礫料 作為反濾材料。Ⅰ型反濾要承受自重和滲流壓力的雙重作用，其防止?jié)B流變形的 條件更為不利。排水體由透水性較強的大顆粒砂石料組成。并內(nèi)填濾料；③水平帶狀排水，多用于巖基上。 Ⅵ .出逸坡降的計算 出口滲流平均坡降為： J = h0// S/ 式中： h0/ 出口段水頭損失，此次出口段不修正， S/ 地下輪廓不透水部分滲流出口段的垂直長度。然后根據(jù)地下輪廓不透水部分的幾何形狀將滲流場劃分成幾段，求出各分段的阻力系數(shù)。直線比例法適用于地下輪廓比較簡單，地基又不復雜的中、小型工程。側(cè)向滲流不做計算，但閘基滲流計算，滲透計算方法有三種。側(cè)向繞滲 的計算暫不計算。 水閘底板長度取（ ～ ） H = ～ m，為方便布置可適當加長底板長度，取其為 。深度大于或等于 ～ 地基為粒徑較大的砂礫石或 卵石，且不宜大板樁時，可采用深齒墻或30cm漿砌塊石20cm砂石墊層1:1李崗閘畢業(yè)設計 32/79 防滲墻與埋藏不很深的不透水層連接。粘土鋪蓋在施工時，應嚴格控制其含水量及干容重，以保證質(zhì)量。為防止鋪蓋在施工期間被破壞，運用期被沖壞。J 材料的容許坡降，粘土為 4～ 8，壤土為3～ 5。在布置地下輪廓線時，主要考慮如何降低作用在底板上的滲透壓力，以提高閘室的抗滑穩(wěn)定性。 四種滲透變形都會帶來不同程度的破壞，為此必須研究地基中滲透水流的運動規(guī)律，了解它對建筑物及其對地基的作用，尋求消 除或減少滲流的不利影響的措施。 第三章 水閘的防滲、排水設計 水閘地基和渠（河）兩岸土堤都是透水的，當水閘承受水頭作用時，水在土的孔隙中從上游緩慢地流向下游，這種現(xiàn)象叫滲透。在與翼墻連接的一段河岸，由于水流流速較大和回流旋渦，還需加做護坡，以保護岸坡免遭沖刷。 三．防沖槽設計 海漫末端水流仍具有一定的沖刷能力。在構(gòu)造上要 求海漫材料粗糙，抗沖和透水，且具有一定的柔韌性。這樣，作用在護坦底面的滲壓水頭幾乎為零?；炷磷o坦一般配置Φ１０～Φ１４的構(gòu)造鋼筋，間距２５～４０ cm?？傊?，從閘門的安全觀點出發(fā)，其運行的關(guān)鍵部位是最高和最低開啟位置；從水利學觀點出發(fā)，其關(guān)鍵是上游水位和泄流量都接近其上限值。但應采用固定式啟閉機，每孔一臺，另外還要有充足的電源，但這一方案不易實現(xiàn)。實踐證明，池深的設計流量并不一定是水閘所通過的最大流量。下泄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。 式中： hs —— 下游水深 m H0 —— 計入行進流速的堰上水頭 m hs = h下 = H0 = h上 + aV2/2g a= = + (609/)2 / = hs = ≥ H0 = 故水流為淹沒出流 . ①單寬流量的選擇 過閘單寬流量的選擇 ,主要根據(jù)閘后河床的地質(zhì)條件 ,但也應考慮李崗閘畢業(yè)設計 11/79 上、下游水深和河道 寬度的比值等因素見表 22. 表 22 河床土質(zhì) 細砂、粉砂、粘土和淤泥 砂壤土 壤土 粘土 Q(m3/s m) 5～ 10 10～ 15 15～ 20 15～ 25 注 :根據(jù)工程經(jīng)驗 ,擬取 q=10 m3/s m 閘室總凈寬的估算 : 按下式計算 : B0 = Q/q ( m ) 《水工設計手冊》 泄水與過壩建筑物 6 P69 B0 = Q 設 /q = 399/10 = m B0 = Q 校 /q = 609/10 = m 故閘室總凈寬 B0 淹沒式寬頂堰的泄流能力 :當 hs 》 ,寬頂堰流處于淹沒狀態(tài) .其流量公式為 : Q 淹 =δε mB0(2g)1/2H03/2 《 水閘 》 張世儒等 P60 故閘室總凈寬 B0 = Q/δ sε m(2g)1/2H03/2 式中 : B0 閘孔總凈寬 ,m 李崗閘畢業(yè)設計 12/79 Q 過閘流量 ,m3/s H0 計入行進流速水頭的堰上水頭 ,m m 流量系數(shù) (本工程擬定為 ) ε 堰流側(cè)收縮系數(shù) (本工程暫定為 ) δ s淹沒系數(shù) ① .行進流速水頭的堰上水頭 H0的計算見下表 23 項目 單位 計算式及出處 設計洪水 校核洪水 閘前水位 M 水深 h M 見附表 過流流量 Q m3/s 399 609 過水端面面積 A m2 (63+3h)h 端面行進流速 v m2/s Q/A 行進流速水頭 M α v2/2g 計入行進流速水頭的堰上水頭 H0 M h+α v2/2g ② .堰頂?shù)难蜎]系數(shù)見下表 24 項目 單位 計算式及出處 設計洪水 校核洪水 下游水深 hs M 見附表 堰上水頭 H0 M h 上 +α v2/2g 相對淹沒度 hs/H0 淹沒系數(shù)б s 查《規(guī)范》 P39 ③ .當為設計洪水時 ,將相關(guān)數(shù)據(jù)代入公式 : B0 = Q/δ sε m(2g)1/2H03/2 李崗閘畢業(yè)設計 13/79