【正文】 ， m9?T 。 土基上的地基有效深度按照揚(yáng)壓力分布曲線、滲流量、出逸坡降值等不在變化時的原則確定，其有效深度的計(jì)算可參照林繼鏞主編的《水工建筑物》計(jì)算公式為： 當(dāng) OL / 0S ≥ 5 時 eT = OL 當(dāng) OL / 0S ≤ 5 時 eT = 5000?SLL 式中： OL — 地下輪廓不透水部分的水平投影長度， m； 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 24 0S— 地下輪廓不透水部分的垂直投影長度， m； eT — 從地下輪廓的最高點(diǎn)鉛直向下起算， m。由它得出的滲流坡降數(shù)值，各處均相同，是平均坡降，故不能用于抗?jié)B穩(wěn)定性驗(yàn)算。 水閘底板長度?。?～ ） H = ～ m，為方便布置可適當(dāng)加長底板長度，取其為。 ③ 齒墻 作為抗滑穩(wěn)定和防滲的一個重要設(shè)施，它一般布設(shè)在水閘的上游和下游，深度一般不少于。 現(xiàn)將水平防滲與垂直防滲的具體設(shè)備詳細(xì)說明如下： ① 鋪蓋 鋪蓋作為水閘主要的防滲設(shè)施，在水閘的設(shè)計(jì)中有著十分重要的作用，他一般設(shè)置在水閘的上游，主要的作用是延長滲徑的距離，提高水閘的防滲強(qiáng)度。 ε — 堰流側(cè)收縮系數(shù) ,b0為閘孔凈寬 (m)； z? — 中閘孔側(cè)收縮系數(shù) , dz 為中閘墩厚度 (m)； 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 ε b— 邊閘孔側(cè)收縮系數(shù) ； b — 邊閘墩順?biāo)飨蜻吘壘€至上游河道水邊線之間的距離 (m)； N— 閘孔數(shù)； ε z— 中閘孔側(cè)收縮系數(shù) ,可按公式計(jì)算求得或由表 43查得 ,但表中 bs 為b0 +dz ； 表 63 ε值 b0/ sb ≤ ε 由計(jì)算查表得： z? =， ε b=， 所以 ? ?NN bz ??? ??? 1 = 3 ?? ）（ = 由公式 ： 0L = HQ3/20g2m??， 反算 Q。 ① 單寬流量的選擇 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 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(yīng)考慮上、下游水深和等因素，單寬流量的經(jīng)驗(yàn)取值見表 62。 上游渠道當(dāng)水深為 4m 時端面面積可由上下游河道橫斷面圖初步估算出2m1662 42360 ???? ）（A sAQV / 625 80 ??? 式中： sh — 下游水深， m； 0H — 計(jì)入行進(jìn)流速的堰上水頭， m； A — 上游過水?dāng)嗝婷娣e 2m ； 上h — 上游水深， m。可運(yùn)用的范圍非常的廣，它不僅試用于上、下游水位變幅不大的水閘。在交叉處的止水片運(yùn)用柔性連接。并且在工作閘門前預(yù)留一道檢修閘門的位置，方便在檢修 時運(yùn)用，本工程采用一臺檢修閘門啟閉機(jī)，兩孔泄洪閘共用一道檢修閘門，由于沖砂閘寬度與泄洪閘不一樣所以各自單獨(dú)用一道檢修閘門。 提及 閘門，首先要考慮的事閘門形式的選擇，閘門的選擇要考慮很多因素，首先要考慮的便是下泄流量和閘孔的跨度，這是直接影響閘門選型的關(guān)鍵因素，因?yàn)榱髁康拇笮苯佑绊戦l門的選材以及閘門強(qiáng)度剛度的確定，再加上閘孔的大小尺寸也是決定這些因素的決定性條件之一。底板的具體尺寸詳見水閘防滲設(shè) 計(jì)中的布置。 水閘的底板的結(jié)構(gòu)型式根據(jù)地基、泄流條件可選用平底板、低堰底板、折線底板、反拱底板結(jié)構(gòu)。左岸階地發(fā)育，地形平緩， 1856m 高程為Ⅰ級階地，河谷呈不對稱“ U”型谷。 基本同上閘址。小斷層、構(gòu)造破碎帶不甚發(fā)育。 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 綜上所述，本階段初擬下閘址作為推薦方案。 上、下閘址地形、地質(zhì)條件相似，右岸均為較陡巖石邊坡，左岸為較寬的覆蓋層坡地，均屬軟基建閘。在地基條件方面要優(yōu)先選擇天然地基土比較好的地方，地基土的土質(zhì)要盡量適合筑壩，像細(xì)沙、粉砂這類地基容易出現(xiàn)液化現(xiàn)象要盡量避開。 平原區(qū)水閘樞紐工程的等別劃分 ,其等別應(yīng)按表 33確定。 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 3 確定樞紐等別 羌河口水電站作為白水江水流域電站規(guī)劃的一庫七級方案中的第三級，是一座典型的專門以發(fā)電為主的低閘引水式開發(fā)電站。年 均停機(jī)沖沙次數(shù)兩個方案分別為 3次、 2次，低方案較高方案多，但各方案皆能滿足電站取水防沙要求。 根據(jù)對白水江干流（九寨溝縣段）的洪水調(diào)查情況，認(rèn)為 1984 年洪水為泥石流阻塞河道形成的非天然洪 水，不作為歷史洪水處理；對于 1948年和 1987年洪水的重現(xiàn)期，由于條件所限，不能將其考證期追溯至解放前更久遠(yuǎn)年代，只能自 1948 年起考證，即 1948年洪水為自 1948年以來的首大洪水（無量，排位空缺）， 1987 年洪水次大，重現(xiàn)期分別為 59 年和 30 年。 下閘址所在地的流量 水位關(guān)系曲線如圖 21。河谷左岸階地為沖洪堆積的含漂（塊）砂卵礫石層，厚約 50~60m，結(jié)構(gòu)較密實(shí)；右岸大多基巖裸露，僅坡腳分布有崩坡積塊碎石土，厚度較小，一般厚約 5～ 8m，結(jié)構(gòu)較松散；河床覆蓋層為含漂（ 塊）砂卵礫石層。河床覆蓋層較深（上閘址最大厚度 60m，下閘址最大厚度 ）。在設(shè)計(jì)過程中，張老師一直在旁邊兢兢業(yè)業(yè)的指導(dǎo)，在此向張老師說聲衷心地感謝。選擇閘址后就要對整個首部樞紐進(jìn)行一個初步的布置，結(jié)合地質(zhì)條件將閘孔布置在主河床上，把進(jìn)水口布置在右岸便于成洞的地方， 靠近進(jìn)水口的地方設(shè)置一道沖砂閘，左岸修建一段土石壩段進(jìn)行擋水。因此清潔能源的開發(fā)以及推廣成了一種發(fā)展趨勢。最后，進(jìn)行泄洪閘和沖砂閘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；主要內(nèi)容包括閘室結(jié)構(gòu)布置、閘室抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算、閘室地基應(yīng)力計(jì)算、閘室底板配筋計(jì)算、消能防沖計(jì)算等。其次參照工程地質(zhì)條件和地形地貌等因素，并依據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行首部閘壩樞紐的平面布置 。隨著對煤炭、石油以及天然氣的開發(fā)及利用，各種環(huán)境問題逐步被推向一個熱議的焦點(diǎn)。設(shè)計(jì)的第一個重點(diǎn)便是對閘壩閘址的選擇，通過勘測和經(jīng)濟(jì)以及運(yùn)行管理方面的比較我們選擇了陵江鄉(xiāng)上游的下閘址作為本次設(shè)計(jì)的閘址。 在本次設(shè)計(jì)中也參考了許多教材、規(guī)范以及其他資料，在此向這些文獻(xiàn)的作者表示感謝。 上閘址與下閘址地形、地質(zhì)等條件十分相似，右岸均為較陡巖石邊坡，左岸為較寬的覆蓋層坡地。 勘探表明，河床覆蓋層厚度一般 40～ 50m，最深達(dá) 60m。 徑流特征值 多年平均流量， ；汛期多年平均流量 (5～ 10 月 )， ；枯期多年平均流量(11～ 4月 )， ； 多年平均氣溫， ℃；多年平均降水量， ；多年平均相對濕 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 度 ， 65%； 多年平均風(fēng)速， 2 .1m/s。其余 196 196 1993年洪水，在鵠衣壩站屬于實(shí)測洪水流量系列，由該站推算的南坪站相應(yīng)年份的年最大流量來看， 196 1968 年洪水排位于 1987年之后，量級均在 300m3/s以下， 1992年洪水洪峰流量 217m3/s，已屬一般洪水。水庫運(yùn)行 20年，汛期排沙運(yùn)用水位 1858m、 1859m，水庫總淤積量分別為 m 萬 m3。莫氏硬度大于 5的礦物以石英、長石、基性巖屑為主，其它硬礦 物如角閃石、水晶等含量相對較少。見表 31。 閘址的選擇對地形有著苛刻的要求 ，最好選在地基巖土堅(jiān)實(shí)、兩岸邊坡穩(wěn)定、周圍的地下水位相對較低以及周圍要有開闊的地形便于施工筑壩。 由于受河谷地形地貌及地質(zhì)條件的影響，并考慮到和上一級黑河電站的銜接，本階段在黑河廠址上、下游河段擬選了兩個閘址進(jìn)行研究比較。 下閘址運(yùn)行簡潔，引水防沙的經(jīng)驗(yàn)成熟，兩個梯級電站可單獨(dú)運(yùn)行，梯級電站水位銜接 關(guān)系較好。 地層巖性地質(zhì)構(gòu)造 基巖地層砂巖與板巖互層夾千枚巖。 閘 肩 條 件 右岸為基巖陡坡，邊坡整體穩(wěn)定，左岸為Ⅰ級階地含漂卵礫石層。首先從地形上看右岸谷坡陡峻，平均坡度 60～ 65176。閘室的底板通常采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 本工程粗礫卵石地基上，相對來說工程地質(zhì)條件還比較好，再加上閘室的高度不大、上下游水位差較小、過閘單寬流量也不大，所以在此選擇開敞式平底板結(jié)構(gòu)式底板。閘墩的高程與閘頂高程齊平，所以閘墩高為 。所以在此選擇平面式鋼閘門。在止水交叉處采用鉛直交叉以防止形成滲水通道。 開敞式水閘：開敞式水閘是一種目前普遍采用的結(jié)構(gòu)型式，在他的 上面沒有填土。 表 61 雍高水位值 洪水標(biāo)準(zhǔn) 上游水位(m) 下游水位(m) 流量( s/m3 ) 壅高 (m) 設(shè)計(jì)洪水 1858 258 校核洪水 359 尺寸 由設(shè)計(jì)洪水工況位得 ： h上 = 1858 1853= 5m h下 = = 判斷流態(tài)時，參考李家星主編《水力學(xué)》一書中的公式： 0s H＞ 當(dāng)上式成立時，為淹沒出流，否則為自由出流。 在校核洪水工況時： e/H=≥ ， 所以為堰流 。 ? 參照《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》測收縮系數(shù) ： ? ?NN bz ??? ??? 1 其中： 40000z b zz dbbd ??? ｝｛? 4000022bzbzb bdbbbdbb?????????????????? 式中：ε b— 邊閘孔側(cè)收縮系數(shù) ， 可按公式計(jì)算求得或由表 43查得 ， 但表中 sb 為 bo+bo/2+b 。 因?yàn)楸竟こ淌┕^(qū)屬于沙性土，所以此次設(shè)計(jì)用第二種型式，即在上游側(cè)布置鋪蓋，齒墻等水平和垂直防滲措施，必要時可設(shè)置懸掛式防滲墻，在下游側(cè)消力池底板中后部設(shè)置排水孔以達(dá)到上防下排的設(shè)計(jì)目的。 所以參見水閘設(shè)計(jì)規(guī)范鋪蓋長度為（ 3～ 5） H = ～ m ,取最大值稍大 15m。底板厚度必須滿足強(qiáng)度和剛度的要求，大、中型水閘可?。?1/5～ 1/8） 0L ( 0L 為閘孔徑寬 )，一般為 ～ ， 最薄不小于 。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。 對于羌河口水閘的滲流計(jì)算我們采用改進(jìn) 阻力系數(shù)法。 ④當(dāng)?shù)装逵袃A斜段時 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 25 1212221121s ln))((2 TTTTTSTSTTLx?????? 式中： 21 TT、 — 傾斜段兩端的地基深度 ； 21 SS、 — 21 TT、 相應(yīng)端出板樁或齒墻的入土深度。39。? ≥ 1時，采用 39。39。39。 表 72 出口段容許坡降值 地基土質(zhì)類別 粉砂 細(xì)砂 中砂 粗砂 中礫細(xì)礫 粗礫夾卵石 砂壤土 粘壤土 軟粘土 堅(jiān)硬粘土 極堅(jiān)硬黏土 容許坡降 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ J=（ ～ ） ， 水力坡降未超過允許滲 透坡降，閘基滲透穩(wěn)定，因此閘基的防滲設(shè)計(jì)是可行的。0? 02 22203 ??? ?gaqhTh cc ? ? ???????? ??? 239。39。sh ==， q=Q/L0=258/=(sch +39。c39。ch (m) ? ?df 1 2 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 33 由 ? ? Adf ? 可知，當(dāng) d取 1m時，誤差很小，符合試算要求，在校核洪水時， 消力池深度取1m 符合消能要求。h =。 =（ ） = jsj LL ?? =? = 為了安全和施工及其測量上的方便 ， 取 sjL 為 13m。 ① 在設(shè)計(jì)洪水位時 q=258/= )./(3 msm H== Hqkt 1? = ??? ② 在校核洪水位時 q=359/= )./(3 msm H== Hqkt 1? = ??? ， 取 t=。 ③ 參照《水閘》 張世儒編著一書中毛旭熙高級工程師的公式計(jì)算，在內(nèi)容和形式上更為合理，具體如下： )/21( 22 hyq qkhL p ??? ? 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 36 式中： k— 海曼長度形式 ， 與上式的 sk 相同取為 12； 2h — 海曼上的水深； q— 消力池末端最大單寬流量 ， 一般近似取為過閘單寬流量； q/q2 的比值可參見《水閘》 張世儒 82p 表 313，消能擴(kuò)散良好時為 ～ ，較差時為 ～ ，本次設(shè)計(jì)取為 ， hy/2? 可參考 《水閘》 張世儒