【正文】 Wx﹑ Wy— 對于基礎(chǔ)底面形心軸 x﹑ y 的截面矩（ m3）； 35 A— 閘室基底面的面積（ m2）。 表 內(nèi)外河翼墻整體穩(wěn)定水位組合表 荷載組合 外河翼墻 內(nèi)河翼墻 墻前水位 墻后水位 墻前水位 墻后水位 運行期 2 施工期 0 0 地震期 33 安全系數(shù)和地基應(yīng)力要求 （ 1）根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范》第 條規(guī)定，閘室基底面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的允許值為： 基本組合 Kc ≥ 特殊組合Ⅰ Kc ≥ 特殊組合Ⅱ Kc ≥ （ 2）根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范》第 條規(guī)定，閘室的抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)的允許值為： 基本組合 Kf ≥ ； 特殊組合 Kf ≥ 。 五、閘室穩(wěn)定計算 、設(shè)計情況選擇 根據(jù)水閘運用過程中可能出現(xiàn)的所有情況進(jìn)行分析，尋找最不利的情況進(jìn)行閘室穩(wěn)定及地基承載力驗算。當(dāng)泄洪落差較小，且閘室總寬度與下游水面相差不大時，也可低于泄洪水位。 翼墻在水閘工程中屬于兩岸連接建筑物，是由邊墩或岸墻向上、下游延伸而形成，翼墻的作用是擋土、導(dǎo)流和防止側(cè)向繞流。另外，翼墻本身較長，混凝土鋪蓋、消力池護(hù)坦在面積較大時也需要設(shè)縫，以防產(chǎn)生不均勻沉降。平時不用時放置一旁。木閘門耐久性差，已日趨不用。 工作閘門 1作用 又稱 主閘門，是水工建筑物正常運行情況下使用的閘門。位置應(yīng)根據(jù)閘室穩(wěn)定及兩岸連接等條件確定，本工程布置在閘室下游側(cè)。 采用三種方法取最大值，即▽閘墩 =，現(xiàn)擬定▽閘墩 =。中墩 ，邊墩 。 3．底板長度 根據(jù)前面設(shè)計已知閘底板長度為 24m。 （ 1）整體式底板 閘墩與底板澆筑成整體即為整體式底板。水頭愈大，地基愈差，底板應(yīng)愈長。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。 作用顯著，地基穩(wěn)定性好、實踐經(jīng)驗多，可靠性好。見下圖 3— 3： 圖 3— 3 反濾層構(gòu)造圖（單位： cm） （ 2）鉛直排水設(shè)計本工程在護(hù)坦的中后部設(shè)排水孔，孔距為 2m，孔徑為 3cm，呈梅花形布置，孔下設(shè)反濾層。7Sh = =＜ [J0 ]=～ 閘基的防滲滿足抗?jié)B穩(wěn)定的要求。 16179。 16179。 滲透壓力計算： （ 1）△ H==。簡化后地下輪廓，劃分 9 個基本段。39。0h 為： 039。 2．典型段的劃分 先將實際的低下輪廓線進(jìn)行簡化，使之成為垂直和水平兩個主要部分。 9=(m),實際取 . c。防滲設(shè)計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、齒墻等防滲措施，用以延長滲透坡降和閘底板下的滲透壓力；在低水位側(cè)設(shè)置排水措施，如面層排水以減少滲透壓力，并防止?jié)B流出口附近發(fā)生滲透變形。 海漫構(gòu)造。 Lj=(hc＂ hc)=179。 計算過程 第一種排澇情況，內(nèi)核水位 ,外河水位 ,單寬流量 。但在內(nèi)外河出現(xiàn)水位差時開閘門，則應(yīng)控制內(nèi)外河水位差在 ，并控制閘門開度。因此泵閘不宜采用天然地基，應(yīng)采取地基加固處理措施，可采用水泥土攪拌樁或采用樁基進(jìn)行地基加固，采用樁基時，以第⑤層作為樁基。 表 內(nèi)河特征水位表單位： m 設(shè)計防御水位 規(guī)劃設(shè)計高水位 常水位 設(shè)計低水位 工程地質(zhì) 地形地貌 擬建場地位于長寧區(qū)蘇州河支流通協(xié)河河口與朱家浜河口，通協(xié)河與朱家浜兩河相隔約 280 米，均在通協(xié)路以北。 正常水位 雖然蘇州河在河口建造了吳淞路閘橋，但由于其關(guān)閘時間很少，所以在一般情況下，蘇州河仍似一條自然的中等感潮河流，其潮流界在黃渡附近，潮區(qū)界在趙屯以上，屬淺海非正規(guī)半日潮型，潮位每天兩高兩低，對新涇港站高、低潮位進(jìn)行統(tǒng)計，平均高潮位為 ，平均低潮位為 ，平均潮差 。降雨年際年內(nèi)分配不勻，歷史上有氣象資料記錄以來降水最多的年份是 1985 年，達(dá)，超出常 年 46%；年內(nèi)降雨集中于汛期， 5~9 月降雨總量約占全年 60%以上，其中每年 6~7 月是一 年一度的梅雨季節(jié)，陰雨連綿，雨量充沛； 7~9 月又多受熱帶風(fēng)暴或臺風(fēng)的影響，據(jù)統(tǒng)計，自 1949 年至 1999 年的 51 年期間，受熱帶風(fēng)暴或臺風(fēng)影響約 59次，最多的一年出現(xiàn) 7次，影響的時間最長可達(dá) 8 天，此時，常伴有雨量大、歷時長、范圍廣的暴雨或大暴雨，并引起增水，顯著抬高潮位，如適逢天文大潮，便形成風(fēng)暴潮，極易引發(fā)洪澇災(zāi)害，如 1977 年 8月 21日的 “ ”特大暴雨，暴雨中心塘橋日降雨量，其中最大 1 小時降雨量 ，造成市區(qū)大范圍嚴(yán)重內(nèi)澇。本次朱家浜泵閘臨近的潮位站是位于蘇州河的新涇港，故外河潮位采用新涇港站的潮位分析成果。 5 根據(jù)結(jié)構(gòu)布置要求，泵閘軸線距聯(lián)通河口最小距離約 為 50m，此位置處于河道的轉(zhuǎn)彎處，且轉(zhuǎn)彎角度較大，約為 20176。根據(jù)凱萊酒店的設(shè)計方案，將利用朱家浜內(nèi)河興建一座游艇會所，游艇可沿蘇州河直航蘇州凱萊酒店。 一、工程資料 虹橋臨空經(jīng)濟(jì)園區(qū)位 于長寧區(qū)的東北部，蘇州河從園區(qū)東北部蜿蜒而過，朱家浜、縱涇港及通協(xié)河三條內(nèi)河均從該園區(qū)穿過流向蘇州河，屬于上海市水利分片綜合治理中的淀北片。主要包括閘孔尺寸的確定、消能防沖設(shè)計、水閘的防滲排水設(shè)計。本次設(shè)計包括水閘尺寸的計算、消力池的計算、防滲的計算、穩(wěn)定計算、結(jié)構(gòu)計算以及配筋計算。 不保密□。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。若在縱涇港或朱家浜一處集中設(shè)置泵站，地區(qū)最遠(yuǎn)的澇水或由南向北或由北向南，輸水距離可達(dá) 左右；而兩個河口分別建泵站排澇，則北部澇水最遠(yuǎn)路程不超過 ， 南部澇水最遠(yuǎn)路程不超過 。其項目已于 2021 年 9 月完成項目工可批復(fù)，列入上海市水務(wù)局建設(shè)計劃，并作為長寧區(qū)政府 2021 年一級工作目標(biāo)，原計劃于 2021 年 9 月底前開工， 2021 年汛期前竣工投入運行，目前該泵閘已建成。包括底板和閘墩的設(shè)計，閘門的尺寸及類型的確定，工作橋、交通橋尺寸的確定。/s 的排水泵站組成的整體結(jié)構(gòu)。 設(shè)計過程 鑒于已知的朱家浜工程概況，在本次設(shè)計中，既要考慮各個部門的要求，也要符合水閘設(shè)計的各項規(guī)范，鑒于此種情況，部分水閘的設(shè)計方法與常規(guī)有所不同 ，但都符合規(guī)范要求同時也滿足了政府部門和相關(guān)單位的需求，在水閘閘孔的設(shè)計就是直接根據(jù)通航情況來確定，同時也滿足水力計算的要求，在設(shè)計消能防沖的時候，采用《水閘設(shè)計規(guī)范》要求的方法，防滲排水用改進(jìn)阻力系數(shù)法進(jìn)行計算，對于閘室的穩(wěn)定和底板的配筋計算，是作為設(shè)計的重點和難點，借鑒了很多資料，選取了一種情況作為計算的成果，可能達(dá)不到工程實際初步設(shè)計的要求，但在做畢業(yè)設(shè)計的過程當(dāng)中，學(xué)會了設(shè)計的思路和相應(yīng)的計算方法，明白了一定的原理，自己也有很大的收獲。根據(jù)前面論述，朱家浜口門須滿足游艇的通航要求，游艇尺寸為寬 5m，長 20 m，吃水深度 ，考慮適當(dāng)?shù)母挥啵?jié)制閘口門寬調(diào)整為 9m。 7 該地區(qū)屬亞熱帶海洋性氣候，氣候溫和濕潤，四季分明。根據(jù)市水務(wù)局最新的論證成果（該成果已上報市發(fā)改委審批），蘇州河最高水位受行洪排澇工況控制，如果遇到流域 50年一遇洪水、區(qū)域 20 年一遇澇水、組合相應(yīng)不到一年一遇的近期設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)水情，東太湖分洪工程暫未實施，則蘇州河在承受兩岸河道排澇及流域上游來水的情況下，最高行洪排澇設(shè)計高水位為 ，正?？刂扑?～ ，最低控制水位為 。兩個方案都是可行的，但排水效果還是全線開挖外環(huán)西河較為明顯，但外環(huán)西河開挖尚 表 外河特征水位表單位： m 歷年最高潮位平均值 歷年最低潮位平均值 歷史最高水位 () 歷史最低水位 () 校核高水位 設(shè)計高水位 常水位 ~ 設(shè)計低水位 9 需征地，且近期的動拆遷難度較大，如在近期采用首先整治新涇港方案時，整治臨空經(jīng)濟(jì)園區(qū)北部的河道，并將縱涇港與朱家浜溝通，就可控制內(nèi)河水位 。場地內(nèi)地勢較為平坦，水泥地坪為主，地面標(biāo)高一般 ~ 左右。 11 工程任務(wù)和規(guī)模 朱家浜泵閘工程近期主要任務(wù)是防汛、除澇和水資源調(diào)度、改善生態(tài)環(huán)境，工程建成后可解決長寧西部臨空經(jīng)濟(jì)園區(qū)的排水出路，通過泵閘的引排水調(diào)度，可改善上述內(nèi)河河道的水質(zhì)。 表 節(jié)制閘消能計算水位組合表（單位： m） 工況 水位 備注 外河 內(nèi)河 消能計算 排澇 4 控 制閘門 開啟角度 3 引水 3 本階段根據(jù)水閘規(guī)模和河道運行水位，對不同引、排水工況下的過閘流量進(jìn)行了計算，計算時用淹沒堰流基本公式，計算最大的過閘流量見表 。 躍后水深 工況 內(nèi)河水位 外河水位 總水頭 單寬流量 hk φ h1 h2 m m m m3/s m m m 排澇（一） 排澇（二） 排澇（三） 14 有上表可以清楚地看出 hc,所以不需要建造消力池。 根據(jù)抗沖要求 Hqkt ?? 1 （ 26） 其中， k1— 底板計算系數(shù)，可采用 ~； △ H— 閘孔泄水時的上下游水位差， m； q— 消力池進(jìn)口處的單寬流量， m3/s. 由上述公式得： ???t . 取消力池的底板厚度為 海漫設(shè)計 由于出池后水流仍不穩(wěn)定，對下流河床仍有較強的沖刷能力，所以應(yīng)通過海漫進(jìn)一步消除余能，調(diào)整流速分布，是水流底部流速恢復(fù)正常狀態(tài)，以免引起嚴(yán)重沖刷，并排除閘基滲水。 15m 做成坡度為 1： 15 的干砌石段，意識水流均勻擴(kuò)算，保護(hù)河床不受沖刷。 L=4179。 進(jìn)阻力系數(shù)法是一種以流體力學(xué)為基礎(chǔ)的近似解法。 （ 2）內(nèi)部垂直段 ?????? ????????? TS14πcotlnπ2y? （ 34） 式中 ε y內(nèi)部垂直段的阻力系數(shù)。 ?? — 阻力修正系數(shù)，按式（ 3— 8）計算： 19 ???????? ?????????? ????????? ????2TSTT? （ 38） 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。 hCD為與進(jìn)出口相鄰的第三個典型流段的水頭損失。 24=12（ m） 根據(jù)地質(zhì)資料，河道縱坡降約 55%0，壩線下游向約 30m 處出露巖基，其地基透水層深度約 ，由于閘底板齒墻坐落在巖基上，基本上屬于不透水層，但實際情況還是有一定的滲透，故假設(shè)其實際的地基透水層深度為 5m。=5m T=5m S= 則 1? = ,故可以不修正。 1== KN 單位寬度底板所受滲透壓力： P39。 1=21 179。 23 、排水設(shè)備的設(shè)計 （ 1）水平排水水平排水為加厚反濾層中的大顆粒層，形成平鋪式。 ．止水設(shè)計 24 凡具有防滲要求的縫，都應(yīng)設(shè)止水設(shè)備。 水泥攪拌法 適用于淤泥、淤泥質(zhì)土等軟 粘土地基 . 施工快速安全、振動小，基本 無污染；工程量小，投資省。 2形式 25 常用的底板有平底板和鉆孔灌注樁底板。大中型水閘可取閘孔凈寬的 1/5~1/8，一般為1~2m，最薄不小于 ，底板內(nèi)配置鋼筋。初擬底板長度時，對于砂礫石、砂壤土地基可?。?~） H，對于粘壤土地基可?。?~） H，對于粘土地基可?。?~） H， H 為上下游最大水頭差。 閘墩的設(shè)計 1．作用 分離閘孔并支撐閘門，工作橋等上部結(jié)構(gòu)，使水流順利地通過閘室。 4．閘墩高度的確定 閘墩上游部分的頂面高程應(yīng)滿足以下兩個要求：①水閘擋水時，不應(yīng)低于水閘的正常蓄水位（或遭遇地震）加波浪計算高度與相應(yīng)安全超高之和。工作橋應(yīng)盡量靠近上游側(cè)，為了安裝、啟閉和檢修方便，應(yīng)設(shè)置在工作閘門的正上方。工作閘門又稱主閘門，是水工建筑物正常運行情況下使用的閘門?；⌒伍l門與平面閘門比較，其主要優(yōu)點是啟閉力小，可以封閉大面積的孔口；無影響水流態(tài)的門槽，閘墩厚度較薄，機架橋的高度較低，埋件少。 所以：▽ 門頂 =正常擋水位 +安全超高 =+= 閘門高度 =▽ 門頂 ▽ 底頂 =4m. 閘門形式：因閘孔寬 9m，尺寸較小，采用平面閘門。卷揚式啟閉機啟閉能力較大，操作靈活，啟閉速度快，但造價高。閘底板在垂直水流方向的分塊，在地基較好的情況下，一般不超過 30m，否則有發(fā)生斷裂的危險，在臨近兩岸與岸墻連接處， 由于邊荷載影響，底板分塊長度可適當(dāng)縮短。當(dāng)泄洪過閘落差很小時，為了減小翼墻工作量，墻頂也可淹沒在水下。這種型式水流條件和防滲效果好，但工程量大。 校核期工作閘門全開，水位差較小，對水閘無大的傷害。 （ 5）整體穩(wěn)定 翼墻地基及內(nèi)外河岸坡的邊坡穩(wěn)定采用瑞典圓弧滑動法計算。 底板重力為： G1=24179。 2 = 閘墩重力：每個中墩重 G2180。 179。 25+179。 179。 25+179。= 完建情況下作用荷載和力矩計算見下表 522： 部位 重力 力臂 力矩 (KN178。它的優(yōu)點是計算簡單，適用于中小型水閘，尤其是地基較好的水閘。 計算情況選擇 完建無