【正文】 、出口段板樁或齒墻的入土深度 （ m） 經(jīng)計算得： 進(jìn)口段阻力系數(shù)為ζ 1= 鋪蓋水平段阻力系數(shù)為ζ 2= 板樁垂直段阻力系數(shù)為ζ 3= 底板水平段阻力系數(shù)為ζ 4= 20 出口段阻力系數(shù)為ζ 5= 四、計算滲透壓力 各段水頭損失的計算情況各段水頭損失的計算 《水工建筑物》中計算各典型段的水頭損失公式為 ???niiiiHh?? H? = 且 ??ni i1? = 則 進(jìn)口段 h1= 鋪蓋水平段 h2= 板樁垂直段 h3= 底板水平段 h4= 出口段 h5= 《水工建筑物》中進(jìn)出口段水頭損失修正系數(shù)的計算公式為 212 2 0. 05 9TSTT? ? ?? ????? ? ? ?????? ? ? ?? ? ? ??? 式中 S? —— 底板埋深與板樁入土深度之和 （ m） T? —— 板樁另一側(cè)地基透水層深度 （ m） T —— 地基透水層深度 （ m） 2）進(jìn)出口段損失的修正 進(jìn)口段修正系數(shù) 39。 （三） 板樁的設(shè)計 本 水閘是以防洪、排澇及引水沖污的綜合性水利工程，所以在閘 底板的上、下游端分別布置 一 板樁 ，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長 ，寬 50cm，厚 30cm。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、排水孔或減壓井與下游連通，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。為保證安全和節(jié)省工程量，常在海漫末端設(shè)置防沖槽或采取其他加固措施。 ??Hsq,且消能擴(kuò)散情況良好時， 《水閘設(shè)計規(guī)范》中海漫長度計算公式為 16 39。護(hù)坦自身的縫距取 10m，靠近翼墻的消力池縫距應(yīng)取得小一些。 三、消力池池長計算 消力池池長按照《水閘設(shè)計規(guī)范》公式計算 ( )sj s jj c cL L LL h h????? 式中 sjL —— 消力池長度 （ m） sL —— 消力池斜坡段水平投影長度 （ m） ? —— 水躍長度校正系數(shù)， ? = jL —— 水躍長度 （ m） 經(jīng)計算，消力池長度 sjL = 15 四、構(gòu)造要求 消力池底板（即護(hù)坦）要求承受水流的沖擊力、水流脈動壓力和底部揚(yáng)壓力等作用，應(yīng)具有足夠的重量、強(qiáng)度和抗沖耐磨的能力。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。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。 r胸墻底圓弧半徑（ m） 。 先判斷水閘的出流形式，再根據(jù)出流形式運(yùn)用不同的計算公式求出閘孔總凈寬。當(dāng)上游水位變幅較大，過閘流量較小時，常采用胸 墻孔口型。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。 （二） 閘室段 是水閘的主體部分，通常包括底板 、閘墩、閘門、胸墻 、工作橋及交通橋等。 （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導(dǎo)致水閘傾斜，甚至斷裂。 （二）、 防滲方面 由于上下游水位差的作用，水將通過地基和兩岸向下游滲流。 （ 五 ） 、閘門 (運(yùn)行 )開啟條件（按水利部門提供的引水沖污水位確定） ，確定本水閘設(shè)計的運(yùn)行條件為：開閘進(jìn)洪時閘外水位不高于 米，閘內(nèi)水位不低于 — 米。 2） 根據(jù)工程 舊閘情況及 地質(zhì)剖面知， 本次設(shè)計的 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。 層厚 。分布于全場地，上部含粘土。 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。 水閘按 50 年一遇外江水位設(shè)計，外江水位 米，相應(yīng)內(nèi)河水位 0 米。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，無霜期 352 天。該水閘 (舊閘 )始建于 50年 代 ，由于當(dāng)時設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低，加之年代已久，經(jīng)有關(guān)設(shè)計部門復(fù)核 在設(shè)計洪水位時，水閘不 能 安全 運(yùn)行 。 4 第二節(jié) 改 建 原 由 由于舊閘原設(shè)計 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題。本次設(shè)計主要涉及的內(nèi)容有： 閘址選擇、確定孔口形式和尺寸、防滲、排水設(shè)計、消能防沖設(shè)計、穩(wěn)定計算、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)計等 有關(guān)內(nèi)容。 4 第一節(jié) 水 閘 概 況 該閘建成后經(jīng)過 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。年平均風(fēng)速為 ～ 。 場地內(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。 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。地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值 fk取 85KPa。 設(shè)計風(fēng)壓力 p 風(fēng) = kN/m2 （ 二 ） 、 設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn) 1. 根據(jù)《 水閘設(shè)計規(guī)范 》（ SL2652020）第 條及省市 確 定 的 堤圍防洪標(biāo)準(zhǔn) ： S水閘 設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)采用 1％ ； 2．上游 最高設(shè)計 水位 （校核洪水位） 為 米 (1％ )， 下游相應(yīng)水位為 米 ； 3. 閘頂高程采用 校核 洪水位加超高 ～ 米 （中山市標(biāo)準(zhǔn)為 2 米） ， 且不低于現(xiàn)有堤頂高程并應(yīng)留有適當(dāng)?shù)陌踩６取? 一、 水閘的類型 排水閘：常建于江河沿岸，外河水位上漲時關(guān)閘以防外水倒灌，外河水位下降時開閘排水，排除兩岸低洼地區(qū)的澇漬。滲流對閘室和兩岸聯(lián)接建筑物的穩(wěn)定不利。 10 （一） 上游聯(lián)接段 主要作用是引導(dǎo)水流平穩(wěn)地進(jìn)入閘室，同時起防沖、防滲、擋土等作用。閘門的作用是擋水和控制下泄水流。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。 三、 閘底板高程的確定 底板高程與水閘承擔(dān)的任務(wù)、泄流或引水流量、上下游水位、泥沙及河床地質(zhì)條件等因素有關(guān)。0 2 gHhQBe??? Hhe39。 12 經(jīng)計算得 0B = 根據(jù)該工程的實(shí)際情況和水閘運(yùn)用要求，擬定單孔凈寬 。先閘下躍后水深與下游水深相比較，判別閘下水流銜接形式 。ccc ghqhh； 02 22203 ??? ?gqhTh cc ； 2 2222cttcd h h zq qzg h g hQqb?? ??? ? ? ?? ? ?? 式中 d —— 消力池深度 （ m） σ —— 水躍淹沒系數(shù) σ = Q —— 流量 14 ch —— 躍后水深 ， m ? —— 水流動能校正系數(shù) ?? q —— 過閘單寬流量 （ m2/s） ， 2式和 3 式中 q為過閘流量 5 m2/s、 5式中 q為消力池末端的單寬流量為 2 m2/s。1t k q H?? 式中 t —— 消力池底板始端厚度 （ m） 39。 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，墻深為 ,寬為 。 m sq —— 消力池末端單寬流量， sk —— 海漫長度計算系數(shù)，本工程河床土質(zhì)為淤泥質(zhì)土，因而取 15. 經(jīng)計算，取海漫的長度為 30m。0 sqdhV?? 式中 39。 經(jīng)計算初擬防滲長度 ??L =。閘底板與鋪蓋、鋪蓋與上游翼墻、上游翼墻與邊墻之間的永久性縫中，均設(shè)以銅片止水。??? = 修正量應(yīng)轉(zhuǎn)移到相鄰各段，則 h2’ = 同樣對出口段損失的修正 進(jìn)口段修正系數(shù)為 2? = 應(yīng)修正 出 口段的水頭損失修正為 h539。 二、閘墩 上游墩頭采用尖角型，下游墩頭采用流線型，閘墩高程采用校核洪水位加超高 2 米，墩底長度與底板同長，頂部為 13 米，采用混凝土結(jié)構(gòu)，厚 ，主門槽深 ，寬 ，檢修門槽深 ，寬 ，檢修門槽與工作門槽之間的間距為 。 圖 4— 2 疊梁式檢修閘門 工作閘門 根據(jù)《水工設(shè)計手冊》平面直升鋼閘門結(jié)構(gòu)部分重 量公式初步估算閘門重量。因此，必須分別驗(yàn)算水閘在不同工作情況下的穩(wěn)定性。 m 27 校核洪水位下荷載、力矩計算表 （對 B點(diǎn)求矩） 荷載名稱 豎向力 （ KN） 水平力（ KN） 力臂（ m） 力矩（ kn 第六 節(jié) 基 礎(chǔ) 處 理 一、樁基設(shè)計 水 閘樁基礎(chǔ)通常應(yīng)采用摩擦型樁，即樁頂荷 載全部或主要由樁側(cè)摩阻力承受。布置如圖 要求： 預(yù)制樁的中心距不應(yīng)小于 3倍樁徑 。 對于各種不同應(yīng)用時期，各樁所承受的荷載也各不一樣 ，現(xiàn)分別計算如下 完建 期 總垂直力： ?G = KN 總 水平 力： ?H =0 KN 對樁重心的力矩 ?xM =*= KN 閘墩段采用空箱式擋土墻，尺寸如下圖。 則 )23245(tan 2 ??? ??aK KNF 2 ????? 扶壁式擋土墻的自重： KNG 2 ???????? ??????? ???? 對擋土墻前趾取距 荷載名稱 豎向力（ KN） 水平力（ KN） 力臂（ m） 力矩（ kn當(dāng)進(jìn)入海漫后采用重力式擋土墻扭曲面與下游兩岸連接， 尺寸如下圖： 37 附錄：參考文獻(xiàn) [1]張世儒 夏維城 《水閘》 水利 電 力 出版社 [2] 蔡正坤 翟爾仁 《閘門與啟機(jī)》 水力水電出版社 [3] 徐永祺 朱積慶 《水利工程水力計算》 水力電力出版社 [4] 劉純義 熊宜福 《水力學(xué)》 中國水利 出版社 [5] 楊邦柱 焦愛萍 《水工建筑物》 中國水利 水電 出版社 [6] 華東水利學(xué)院 《水閘設(shè)計 》 上海科學(xué)技術(shù) 出版社 [7] 華東水利學(xué)院 《水力學(xué)》 科學(xué)出版社 [8] 談松曦 《水閘設(shè)計 》 水利 水電 出版社 [9] 焦愛萍 《 水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南 》 黃河水利 出版社 [10] 水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計總院 江蘇省水利勘測設(shè)計研究院 《 水閘設(shè)計規(guī)范 》 SL 265— 2020 實(shí)施指 南 中國水利水電 出版社