【正文】 ??????? （ 318） 式中： 1H ——檻上壅高的水頭； m——尾檻溢 流時(shí)的流量系數(shù)，對于梯形斷面的尾檻，上游面直立的 m=，下游面傾斜的 m=； 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 S? ——淹沒系數(shù)，查表。 按抗浮要求 12 ?? dv hpkt ?? （ 316） vap kp? 揚(yáng) 壓 力 強(qiáng) 度 ， dhm? 消 力 池 沒 水 深 ， 31 m KN??、 護(hù) 坦 材 料 與 水 的 容 重 ， 2 1. 1 1. 3k ? 安 全 系 數(shù) ， 可 采 用 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。s最大可能發(fā)生在水閘某種運(yùn)用情況下的閘門開啟過程中開度最小，即中孔單開 e=，此時(shí)池深 d=。sh根據(jù)39。本設(shè)計(jì) ?? ； 0? ——水躍淹沒 系數(shù)，可采用 ～ 。 對三孔閘門，應(yīng)采取中孔單開，兩邊孔同時(shí)開啟及三孔同時(shí)開啟的組合方式。其主要型式有三種： ① 挖深式消力池，即降低護(hù)坦高程所形成的消力池； ② 尾檻式消力池，即護(hù)坦高程不降低，在其末端修建消能檻形成的平底消力池； ③ 綜合式消力池，是一種常用的、既有挖深又筑有尾檻的消力池型式。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。 （ 5）嚴(yán)格控制始流條件下的閘門開度，避免閘門停留在振動(dòng)較大的開度區(qū)泄水。另外，若上游渠段不順直，來水流勢不均勻，或下游翼墻布置不當(dāng)，擴(kuò)散角太大，也都極易形成折沖水流，因此必須做好總體布置，同時(shí)應(yīng)制定合理的閘門控制調(diào)度方案。 ? ?mH 20 ???????? ????，下游水深mhs ? 由 ??上Hhs， 查《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》 SL26520xx 得 ? ? 2300 2 HgmBQ s??? = 校Qsm ???????? 323 滿足非常洪水過水能力 第三章 消能防沖設(shè)計(jì) 消能防沖的論述 因水流經(jīng)過水閘下游時(shí)具有較大的上下游水位差且閘孔寬度通常小于上下游河（渠）寬，從而過閘流量集中單寬流量加大具有較大的動(dòng)能，故必須采取適當(dāng)?shù)南芊罌_措施避免沖刷下游河道和威脅水閘的安全。初擬 1? = ～ ，取 1? = 。 防滲排水布置 當(dāng)閘基為中壤土，輕壤土或重壤土?xí)r閘室上游宜設(shè)置鋼筋混凝土或黏土鋪蓋或土工膜防滲鋪蓋，閘室下游護(hù)坦底部應(yīng)設(shè)反濾層。本設(shè)計(jì)初步采用平面鋼閘門。雙層式水閘是一種分上、下兩層，分別裝設(shè)閘門，既具有 面層泄流能力，又具有底層泄流能力的閘室結(jié)構(gòu)，多數(shù)適用于攔河節(jié)制閘或進(jìn)水閘、分水閘。有利于綠化、凈化、美化環(huán)境和生態(tài)環(huán)境保護(hù)。 確定水閘閘址時(shí)應(yīng)考慮的幾個(gè) 因素 閘址選擇是水閘規(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，因此對閘址選擇的工作應(yīng)十分重視。胸墻底緣高程 91 米，頂緣高程 米，胸墻的兩根橫梁，各個(gè)斷面尺寸：頂梁 ? 米，底梁 米，胸墻板厚 15 厘米。因此它有雙重作用，平時(shí)引水灌溉，汛期閉閘防洪。 層次 土層 標(biāo)高 (m) 含水量 % 濕容重 Kg/m3 干容重 Kg/m3 孔隙比 飽和度 比重 液限 塑限 塑性 指數(shù) 凝聚力 Kg/m2 內(nèi)磨擦角 滲透 系數(shù) 一 重粉質(zhì) 壤土 88～92 26 19 88 31 19 12 24028/ 二 輕粉質(zhì) 沙壤土 88～87 28 97 28 21 7 32037 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 表 巖土層工程特性指標(biāo)建議值 三 粉質(zhì)粘土 87～85 30 97 36 21 15 7058 四 重粉質(zhì)沙壤土 85～83 24 89 28 22 6 27055 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 2 1 0重粉質(zhì)壤土重粉質(zhì)壤土泥質(zhì)灰?guī)r白云質(zhì)灰?guī)r白云質(zhì)灰?guī)r白 云 質(zhì) 灰 巖1 ： 100泥質(zhì)灰?guī)r2 2 02 3 02 4 02 5 02 6 02 7 02 8 0 圖 縱斷面圖河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) (1)土壤與力學(xué)指標(biāo) 根據(jù)本閘鉆探實(shí)驗(yàn)采用土壤濕容重 19 3KNm ,內(nèi)摩擦角 025?? ,C= 2kgcm ,飽和土容量 21 3KNm ， 地基許可承載力 15 3KNm ， 大堤預(yù)壓部分 20 3KNm ，飽和土內(nèi)摩擦角 019 ， 土壤浮容重 11 3KNm ，土壤壓縮模數(shù) E=250 ，大堤預(yù)壓部分 E=500 (2)混凝土 ,砌石與地基摩擦系數(shù) f= (3)鋼筋混凝土、混凝土容重、砌石容重查規(guī)范 (4)穩(wěn)定安全系數(shù) :基本荷載組合情況下 ,抗滑安全系數(shù) Kn=。故本閘應(yīng)按一級建筑物 設(shè)計(jì)。原有老閘位于武陡縣境內(nèi)黃河北大堤 86+500 號樁處。滲流計(jì)算宜采用上下游最大水位差，先按直線比例法擬定出其初步地下輪廓與尺寸。 確定水閘閘址時(shí)應(yīng)考慮的幾個(gè)因素： 1）地基條 件是影 水閘總體布置的主要因素之一，應(yīng)盡可能選擇土質(zhì)密實(shí)、均勻、壓縮性 較小和承載能力較大的良好地基。 2）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。待閘室上下層建筑物設(shè)計(jì)趨于定型后，再用阻力系數(shù)法比較精確計(jì)算。該閘修建于日偽時(shí)期，質(zhì)量低劣，損壞嚴(yán)重，目前已經(jīng)不能滿足防洪要求。 （ 1）設(shè)計(jì)與校核流量：根據(jù)引黃濟(jì)衛(wèi)規(guī)劃，黃委會對重建張菜園閘的批復(fù)確定：設(shè)計(jì)流量 Q設(shè) ＝ 100 3ms，校核流量 Q校 =130 3ms?？箖A安全系數(shù) Kg= (5)材料強(qiáng)度：查規(guī)范取用 (6)結(jié)構(gòu) 強(qiáng)度安全系數(shù)， 表 安全系數(shù) 構(gòu)件破壞原因 荷載組合 基本荷載 特殊荷載 混凝土到抗壓極限或鋼筋達(dá)到屈服極限 K 混凝土達(dá)到抗拉極限強(qiáng)度 (主拉應(yīng)力 ) 混凝土抗裂安全系數(shù) 擬建閘址上下游渠道基本資料 根據(jù)閘底板高程已定為 米 ,閘體上下游渠道斷面水力要素如下表 : 表 斷面水力要素 項(xiàng)目 上游渠道 下游渠道 渠道比降 1/4150 1/1800 渠道底寬 (米 ) 20 15 渠道邊坡 1:2 1:2 糙率 渠底高程 (米 ) 通過 100m3/s 時(shí)水深 (米 ) 相應(yīng)水位 (Q=100m3/s) 通過 130m3/s 時(shí)水深 (米 ) 相應(yīng)水位 (Q=130 m3/s) 閘址交通條件及要求 閘址位于鄭州與新鄉(xiāng)之間的黃河北岸大堤 86+620 號樁處這里，外線交通雖依靠京河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 廣鐵路占店與老田奄火車站轉(zhuǎn)運(yùn)交通方便，但是本段大堤頂面仍承擔(dān)著新鄭公路的運(yùn)輸任務(wù)。根據(jù)有關(guān)規(guī)定，本閘屬于一級建筑物。 采用卷揚(yáng)式雙吊點(diǎn) QPQ25000啟閉機(jī)，平面鋼閘門。 閘址應(yīng)根據(jù)水閘的功能、特點(diǎn)和運(yùn)用要求，綜合考慮地形、地質(zhì)、水流、潮汐、泥沙、凍土、冰情、施工、管理、周圍環(huán)境等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后選定。 當(dāng)水閘是整個(gè)樞紐的一個(gè)組成部分時(shí)，應(yīng)就樞紐工程總體布置做方案比較，得出水閘最優(yōu)位置，以達(dá)到技術(shù)上先進(jìn)與經(jīng)濟(jì)上合理的要求。 根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)和以上敘述的特點(diǎn)我們選用開敞式和胸墻式兩中型式。 （ 4） 啟閉機(jī) 其型式可根據(jù)閘門型式、尺寸及其運(yùn)用條件等因素選定。本設(shè)計(jì)初步采用混凝土鋪蓋。 S? ——淹沒系數(shù)， m ——流量系數(shù)。 據(jù)水閘的運(yùn)用要求，其上下游水位、過閘流量以及泄流方式常復(fù)雜多變，因而水閘閘下消能防沖設(shè)施必須在各 種可能出現(xiàn)的水力情況下都要滿足消散動(dòng)能與均勻擴(kuò)散水流的要求且應(yīng)與下游河道連接良好。 （ 5）閘門的控制運(yùn)用是保證工程安全運(yùn)行的主要因素，如果閘門控制運(yùn)用不當(dāng)，將產(chǎn)生集中水流或折沖水流等不 良流態(tài)。 （ 6）關(guān)閉或減小閘門開度時(shí)， 應(yīng)避免水閘下游河道水位降落較快。 我國北方為平原地區(qū)。本設(shè)計(jì)采用綜合式消力池。其目的為保持水流對稱，不致過大沖刷下游河床。本設(shè)計(jì) ??； ?——流速系數(shù)，一般取 ； 39。s～ Q 查得 ） ΔZ d T0= d+H 表 雙孔對稱開時(shí)計(jì)算表 e e/H ? ch ? Q q ch 39。故消力池池深取 d=。 表 三孔全開時(shí)計(jì)算表 Q q 39。 在查表時(shí)，檻高未定之前， Hn 無法確定， S? 值也就不能確定，所以必須 用試算法推求，一般先按非淹沒堰流算起，此時(shí)，321 2 ?????????gmqH然后求 得檻高 c，接著便可校核檻頂堰流是否淹沒。 檻高應(yīng)盡可能滿足以下要求： ① 檻頂下游水深與上游壅高水深的比值?1HHn ～ ，使檻 后形成較為平順的水流銜接； ② 檻頂高出閘室堰頂?shù)臄?shù)值宜控制在 以內(nèi)，以免影響水閘的泄水能力。sh Hq ? Hqkt ?? 1 30 50 70 90 110 由以上表格可得 maxt =,偏安全取 t=。 閘底板與挖深后的消力池之間常用 1:3～ 1:4 的斜坡連接，本設(shè)計(jì)取 1： 4， 確定消力池長度的條件： cchh??? 最大時(shí)。s △ Z d 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 3 8 9 0 5 0 9 1 表 三孔全開時(shí)計(jì)算表 e e/H ? ch ? Q q ch ch 39。 查《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》（ ）、 ()、 ()得全開時(shí)為堰流公式為 0 3 202QB m gH??? (39) ( 1)ZbNN??? ??? (310) 004001 122bZZbbbbddb b b b?????? ? ???? ? ? ??? (311) 式中 : 0B ——閘孔總凈寬，（ m）； Q——過閘流量，（ ms）； 0H ——計(jì)入行進(jìn)流速的堰上水深，（ m），本設(shè)計(jì)取 0 ? ； g——重力加速度，（ 2ms）； N——閘孔數(shù)，本設(shè)計(jì)3N?； m——堰流流量系數(shù)，本設(shè)計(jì)； ?——堰流側(cè)收縮系數(shù)； z? ——中閘孔側(cè)收縮系數(shù) ，由表（ ）查得 z? =； b? ——邊閘孔側(cè)收縮系數(shù)； 0b ——單閘孔凈寬， 0 5bm? ； 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 b ——邊閘墩順?biāo)蜻呥h(yuǎn)線至上有河道水邊線之間的距離，（ m）； ????? BBbb 底； ?——堰流淹沒系數(shù)， 查表（ ）得??； 455= 1 0 .1 7 1 1 = 0 .9 7 65 + 1 .0 5 + 1 .0? ???????? 4551 0 . 1 7 1 1 0 . 9 7 15 0 . 5 0 . 8 5 0 . 5 0 . 8b? ??? ? ? ? ? ???? ? ? ??? )13( ????? 由式23001 2 HgmBQ s??? 得 : = 23 ?????? = 孔流公式由《水工設(shè)計(jì)手冊》 6 表 25210 得： 02 ( )cQ Be gH h??? (312) 式中： 0H ——計(jì)入行進(jìn)流速的堰上水深，（ m），本設(shè)計(jì)取mH ? ? ——孔流自由出流的收縮系數(shù)，由e查《水工設(shè)計(jì)手冊》 6 式（ 25211）得； ? ——孔流流