【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 鋪蓋上設(shè) 置 30cm 厚的漿砌石保護(hù)層， 10cm 厚的砂墊層。 (3) 校核地下輪廓線的長(zhǎng)度。根據(jù)以上設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，實(shí)際的地下輪廓線布置長(zhǎng)度應(yīng)大于理論的地下輪廓線長(zhǎng)度，通過校核， 鋪蓋長(zhǎng)度 +閘底板長(zhǎng)度 +齒墻長(zhǎng)度 +板樁長(zhǎng)度 =(m)L=10(m)，滿足要求。 滲透壓力計(jì)算 滲流計(jì)算的目的 14 計(jì)算閘底 板 各點(diǎn)滲透壓力；演算地基土在初步擬定的地下輪廓線下的滲透穩(wěn)定性。 計(jì)算方法 計(jì) 算方法有直線比例法、流網(wǎng)法和改進(jìn)系數(shù)法，由于改進(jìn)阻力系數(shù)法計(jì)算結(jié)果精確，采用此種方法進(jìn)行滲流計(jì)算。 計(jì) 算滲透壓力 (1) 確定地基計(jì)算深度 判斷 ： 83600 ??SL 5? 式中 : 0L 為地下輪廓的水平投影長(zhǎng)度， m； 0S 為地下輪廓的鉛直投影長(zhǎng)度， m（地下輪廓為鋪蓋和底板總長(zhǎng)） 地基有效度 Tc 為 mLSLTe 363655000 ??????? 計(jì)算值大于實(shí)際的 地基透水層深度 17 米所以取小值為 17 米 ,故 mTC 17? 。 (2) 分段阻力系數(shù) 及水頭值 的計(jì)算 通過地下輪廓的各角點(diǎn)和尖端將滲流區(qū)域分成 10個(gè)典型段，如圖所示： 圖 32 滲流區(qū)域分段圖（ 高程： m） 其中： 10段為進(jìn)出口段，用公式 ( ) 1ST? ??計(jì)算阻力系數(shù)， 8段為內(nèi)部垂直段，用公式 2 ln {c o t[ (1 ) ] }4y ST?? ???計(jì)算其阻力系數(shù)， 9段為水平段，用公式 120 .7 ( )x L S ST? ???計(jì)算其阻力系數(shù)。 . 15 各典型段的水頭損失用公式1iiiiHh ??? ? 計(jì)算。 進(jìn)出口段的阻力系數(shù)修正用公式 39。39。00hh?? ， 阻力修正系數(shù) : 39。 39。39。2[12( ) 2]( 59)TSTT? ?? ?? 式中： 0h 為進(jìn)、出口水頭損失值； 39。0h 為修正后的進(jìn)、出口水頭損失值； 39。?為阻力修正系數(shù)，當(dāng) 1? 39。? 時(shí)，取 39。? =； 39。S 為底板埋深與板樁入土深度之和，或?yàn)辇X墻外側(cè)埋深； 39。T 為板樁另一側(cè)地基透水層深度，或?yàn)辇X墻底部至計(jì)算深度線的鉛直距離。 修正后的進(jìn)、出口段水頭損失將減小 Δh ， 39。 0(1 )hh?? ? ? 計(jì)算結(jié)果如表 ： 表 各段滲透壓力水頭損失 （單位： m） 分段編號(hào) 分段名稱 S S1 S2 L T i? ih 1 進(jìn)口 2 水平 0 0 3 垂直 4 水平 5 垂直 6 垂直 7 水平 8 垂直 9 水平 0 0 10 出口 合計(jì) （ 3） 當(dāng)進(jìn)、出口處底板埋深及板樁長(zhǎng)度的總值較小時(shí)，進(jìn)、出口段的水頭損失需修正，才能使計(jì)算值接近于實(shí)際情況，修正后的水頭值見表 . 表 進(jìn)出口段的阻力系數(shù)修正表 （單位： m） 段別 S＇ T＇ Β ＇ h0＇ Δh 進(jìn)口段 出口段 （ 4） 因滲流區(qū)各段 h 值之和必須等于總水頭值，故上述進(jìn)、出口水頭損失 16 的減小值，應(yīng)按不同情況分別加在附近的幾個(gè) 滲流段內(nèi)，修正后的各段水頭值見表 . 表 修正后的各段水頭損失（單位： m） 分段編號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ih (5) 計(jì)算各角點(diǎn)的滲透壓力值 ..用上表計(jì)算的各段的水頭損失進(jìn)行計(jì)算 ,總的水頭差為正常擋水期的上、下游水頭差 。各段后角點(diǎn)滲壓水頭 =該段前角點(diǎn)滲壓水頭 －此段的水頭損失值，結(jié)果列入表 。 表 各角點(diǎn)滲透 水頭值（單位： m） 11H 12H 13H 14H 15H 16H 17H 18H 19H 20H 21H 0 滲透水頭示意圖見圖 33 8. 196. 545. 291. 591. 120. 62 圖 33 (6) 驗(yàn)算滲流逸出坡降。出口段的逸出坡降 : ??? shJ ，小于出口段允許滲流坡降值［Ｊ］＝ （查表得） ,滿足要求 。 排水 設(shè)計(jì) 排水設(shè)備的作用 采用排水設(shè)備，可降低滲透水壓力，排除滲水，避免滲透變形，增加下游的穩(wěn)定。排水的位置直接影響滲透壓力的大小和分布，應(yīng)根據(jù)閘基土質(zhì)情況和水閘的工作條件，做到既減少滲壓又避免滲透變形。 排水設(shè)備的設(shè)計(jì) (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。排水反濾層一般是由 23 層不同粒徑的砂和砂礫石組成的。層次排列應(yīng)盡量與滲流的方向垂直，各層次 的粒徑則按滲流方向逐層增大。 17 反濾層的材料應(yīng)該是能抗風(fēng)化的砂石料，并滿足：被保護(hù)土壤的顆粒不得穿過反濾層；各層次的 顆粒 不得發(fā)生移動(dòng)；相鄰兩層間，較小一層的顆粒不得穿過較粗一層的空隙；反濾層不能被阻塞，應(yīng)具有足夠的透水性，以保證排水暢通；同時(shí)還應(yīng)保證 耐久、穩(wěn)定，其工作性能和效果應(yīng)不隨時(shí)間的推移和環(huán)境的改變而變差。 本次設(shè)計(jì)中的反濾層有碎石、中砂和細(xì)砂組成，其中上部為 20cm 厚的碎石，中間為 10cm 厚的中砂，下部為 10cm 厚的細(xì)砂。 (2) 鉛直排水設(shè)計(jì)。本工程在護(hù)坦的中后部設(shè)排水孔，孔距為 2m，孔徑為10cm，呈梅花形布置，孔下設(shè)反濾層。 (3) 側(cè)向排水設(shè)計(jì)。側(cè)向排水布置應(yīng)根據(jù)上、下游水位、墻體材料和墻后土質(zhì)以及地下水位變化等情況綜合考慮，并應(yīng)與閘基排水布置相適應(yīng)，在空間上形成防滲整體。 在消力池兩岸翼墻設(shè) 23層排水孔，呈梅花形布置，孔后設(shè)反濾層，排出墻后的側(cè)向繞滲水流。 止水設(shè)計(jì) 凡具有防滲要求的縫，都應(yīng)設(shè)止水設(shè)備。止水分鉛直止水和 水平 止水兩種。前者設(shè)在閘墩中間、邊墩與翼墻間以及上游翼墻鉛直縫中；后者設(shè)在黏土鋪蓋保護(hù)層上的溫度沉陷縫、消力池與底板溫度沉陷縫、翼墻和消力池本身的溫度沉陷縫內(nèi)。在黏土 鋪蓋與閘底板沉陷縫中設(shè)置瀝青麻袋止水。 第四章 閘室布置 閘室尺寸的擬定 閘底板的設(shè)計(jì) (1) 作用：閘底板是閘室的基礎(chǔ)，承受閘室及上部結(jié)構(gòu)的全部荷載，并均勻的傳給地基，還有防沖，防滲等作用。 (2) 形式：常用的有平底板和鉆孔灌注樁底板。由于在平原地區(qū)軟基上修建水閘，采用整體式平底板。 (3) 長(zhǎng)度：根據(jù)前面設(shè)計(jì)， 已知 閘底板長(zhǎng)度為 20m。 (4) 厚度：根據(jù)前面設(shè)計(jì)， 已知 閘底板厚度為 。 閘底板 具體尺寸見圖 41。 18 圖 41 閘底板尺寸圖 （單位： cm） 閘墩設(shè)計(jì) (1) 作用：分隔閘孔并支撐閘門、 工作橋等上部結(jié)構(gòu)，使水流順利地通過閘室。 (2) 外形輪廓： 應(yīng)能滿足過閘水流平順，側(cè)向收縮小，過流能力大的要求。上游墩頭采用半圓形，下游墩頭采用流線形。其長(zhǎng)度采用與閘底板同長(zhǎng)，為 20m。 (3) 厚度：中墩 ，邊墩 。 工作 閘門的門槽尺寸應(yīng)根據(jù)閘門的尺寸確定，門槽深 ， 寬 。 檢修閘門與工作閘門間距為 2m。如圖 42 所示 圖 42（單位： m） (4) 高度：采用三種計(jì)算方法，取最大值。經(jīng)過比較后取閘墩高度為 . H墩 =校核洪水位時(shí)水深 +安全超高 =+=（ m） H墩 =設(shè)計(jì)洪水位水深 +安全超高 =+=（ m） H墩 =正常擋水位水深 +Δh= ++=（ m） 式中 Δh 為波浪高度。 胸墻設(shè)計(jì) （ 1）作用：當(dāng)水閘擋水高度較大時(shí)，可代替一部分閘門高度。 (2) 高度：頂部高程與邊墩頂部高程相同，底部高程以不影響閘孔過水為準(zhǔn)。所以頂部高 程為 ，底部高程為 ，高度為 。 （ 3）底部迎水面為圓弧形，設(shè)在閘門下游，所以止水 設(shè) 在閘門后面，這樣可以利用水壓力 把 閘門壓緊在胸墻上，止水效果較好。 如圖 43 所示。 19 圖 43（高程： m） 工作橋尺寸擬訂 (1) 工作橋：工作橋是為拉安裝啟閉機(jī)和便于工作人員的操作而設(shè)的橋。若工作橋較高可在閘墩上部設(shè)排架支承。工作橋設(shè)置的高程與閘門尺寸及形式有關(guān)。由于是平面鋼閘門，采用固定式卷?yè)P(yáng)啟閉機(jī)，閘門提升后不能影響 泄 放最大流量，并留有一定的富裕度。根據(jù)工作需要和設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)在工作閘門的正上方，用排架支承工作橋，橋上設(shè)置啟閉機(jī)房。工作橋總寬為 8m。 工作橋底部高程與閘室底板高程的差值約等于閘門高度的 2 倍再加 ～ 的富余高度，所以工作橋底部高程為 。 閘門和啟閉機(jī) 閘門按工作性質(zhì)分為工作閘門，事故閘門和檢修閘門；按材料分鋼閘門，混凝土閘門和鋼絲網(wǎng)水泥 閘門； 按結(jié)構(gòu)分為平面閘門，弧形閘門等。 工作閘門 高 ，寬 ，采用鋼筋混凝土平板閘門，雙吊點(diǎn)，滾輪支承。 啟閉機(jī)選型 閘門是控制水流、調(diào)節(jié)流量的泄水設(shè)備，因而閘門的啟閉是設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵之一。啟閉力的計(jì)算，關(guān)系到啟閉機(jī)械的選擇是否安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理。影響閘門啟閉的因素很多，主要有閘門自重、摩擦力、動(dòng)水作用力以及因啟閉加速度引起的慣性力，在此只對(duì)閘門的啟門力進(jìn)行計(jì)算，作為選用啟閉機(jī)的依據(jù)。 對(duì)露頂式平面閘門，當(dāng) 5米 H??8米時(shí)， c gG k k k H B? 式中： H—— 孔口高度（米）； B—— 孔口寬度（米）； zk —— 閘門行走支撐系數(shù)：對(duì)于滾輪式支承 zk =； ck —— 材料系數(shù)：用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼制成的閘門， ck =； gk —— 孔口高度系數(shù)： 5 米 H??8 米， gk = 20 tG ?????? 初估閘門的啟門力和閉門力：平面閘門的總水壓力， tbhP 22 ?????? ? 啟門力： tGPF Q 0 0 3 )~( ??????? 由于閘門關(guān)閉擋水時(shí)，水壓力 P 值最大，此時(shí)閘前水位為 ，中型水閘系數(shù)采用 ，經(jīng)計(jì)算啟門力 ，查《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ,選用雙吊點(diǎn)卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)，型號(hào)為 QPO2? 40，啟門力 2? 40t。 第五章 閘室穩(wěn)定計(jì)算 荷載及其組合 (1) 設(shè)計(jì)情況選擇：水閘在使用過程中，可能出現(xiàn)各種不利情況。完建無(wú)水期是水閘建好尚未投入使用之前，豎向荷載最大，容易發(fā)生沉陷或不均勻沉陷，這是驗(yàn)算地基承載力的設(shè)計(jì)情況。正常擋水期時(shí)下游無(wú)水，上游為正常擋水位，上下游水頭差最大，閘室承受較大的水平推力，是驗(yàn)算閘室抗滑穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的情況。泄洪期工作閘門全開，水位差較小，對(duì)水閘無(wú)大的危害，故不考慮此種情況。 (2)正常擋水期均為基本荷載組合。需計(jì)算的荷載見表 表 荷載組合 荷載組合 計(jì)算情況 荷 載 自重 310 kN 水平水壓力 310 kN 水重 310 kN 揚(yáng)壓力 310 kN 正常擋水期 閘室抗滑穩(wěn)定計(jì)算 閘底板上、下游端設(shè)置的齒墻深度為 ，按淺齒墻考慮，閘基下沒有軟弱夾層?；瑒?dòng)面沿 閘底板與地基的接角面，采用公式 ? ? fGKKP?? ??進(jìn)行計(jì)算，其中 f為 閘底板與地基之間的摩擦系數(shù)，根據(jù)閘址處地層分布，查表得閘室基礎(chǔ)底面與地基之間的摩擦系數(shù) 為 0. 5， 根據(jù)本工程主要建筑物為 5級(jí)，查表得抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) [K]=，經(jīng)計(jì)算閘室抗滑穩(wěn)定滿足要求。 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) ? ? fGKKP?? ??代入數(shù)值，進(jìn)行計(jì)算得： 21 0 .5 1 6 5 3 6 5 3 .5 423338K ???? ? ? 第六章 上下游連接建筑物 上、下游連接建筑物的作用 1) 擋住兩側(cè)填土，維持土壩及兩岸的穩(wěn)定。 2) 當(dāng)水閘泄水或引水時(shí)，上游翼墻主要用于引導(dǎo)水流平順進(jìn)閘，下游翼墻使出閘水流均勻擴(kuò)散，減少?zèng)_刷。 3) 保持兩岸或土壩邊坡不受過閘水流的沖刷。 4) 控制通過閘身兩側(cè)的滲流，防止與其相連的岸坡或土壩產(chǎn)生滲 透變 形。 5) 在軟弱地基上設(shè)有獨(dú)立的岸墻時(shí)，可以減少地基沉降對(duì)閘身應(yīng)力的影響。 上游連接建筑物 采用圓弧式翼墻，從邊墩開始，向上游用圓弧形的鉛直翼墻與河岸連接，上游圓弧半徑 為 9m，從閘室向上游岸坡連接時(shí)先采用扶壁式，當(dāng)翼墻插入岸體一定深度時(shí)，再采用重力式擋土墻。 下游連接建筑物 下游連接建筑物采用鉛直的八字形翼墻，其擴(kuò)散角采用 70，直到消力池末端，當(dāng)進(jìn)入海漫后采用扭曲面與下游兩岸連接，采用懸臂式擋土墻來(lái)?yè)跬痢ｉl室邊墩后采用空箱式擋土墻，上邊建有橋頭堡，橋頭堡的墻盡量坐落在空箱式擋土墻的豎墻上，用其來(lái)承載一定的重量。 參考文獻(xiàn) ： 1. 陳德亮 水工建筑