【文章內容簡介】 興、何健京主編的《水力學》第二版式 即下式 29 001 0 .2 [ ( 1 ) ]k Hn nb? ? ?? ? ? ? （ 29） 其中： n=7， b=9m 由于墩頭均為半圓形，和0Hhs 值 查由趙振興、何健京主編的《水力學》第二版表 與表 得 0 k??、 便可計算 側 收縮系數 ? 和水閘的校核過流能力 ，其中實際過閘流量 Q 按一下式 29 計算 10 2302 HgmBQ ??? （ 29） 其中： 7 9 63 ( )Bm??? ， g= 表 24 過流能力校核計算表 序 號 計算情況 堰上水頭H0（ m） 0hhs 0? k? ? m ? Q 校核過流能力 1 設計流量 937 % 2 校核流量 1220 % 從表 24 可以看出 設計情況超過了規(guī)定的要求， 但又未超過規(guī)定的 5%， 說明孔口尺根據校核情況滿足要求，所以不再進行孔口尺寸的調整。 綜上所述決定采用水閘溢流寬 度 71 7, 9B m n b m? ? ?， 閘 孔 數 每 孔 寬 度 。 11 第二章 消能防沖設計 由于本閘位于平原地區(qū)，河床的抗沖刷能力較低，所以采用底流式消能。 設計水位或校核水位時閘門全開渲泄洪水，為淹沒出流無需消能。閘前為正常高水位 ，部分閘門局部開啟，只宣泄較小流量時，下流水位不高，閘下射流速度較大，才會出現嚴重的沖刷河床現象，需設置相應的消能設施。為了保證無論何種開啟高度的情況下均能發(fā)生淹沒式水躍消能，所以采用閘前水深 H=，閘門局部開啟情況，作為消能防沖設計的控制情況。 為了降低工程 造價，確保水閘安全運行，可以規(guī)定閘門的操作規(guī)程，本次設計按 7 孔對稱方式開啟，分別對不同開啟孔數和開啟度進行組合計算，找出消力池池深和池長的控制條件。 消力池池長估算 為了能找到 合理的消力池 池長估計，現將水閘開啟 1 孔 、 3 孔 和5 孔 兩種情況下的 ~ 開度的 估 算尺長和池深 。計算公式如下式所示： 收縮斷面水深 ： 0che??? （ 31） 其中： ?? 由趙振興、何健京 主編的《水力學》第二版表 查得 。 泄流量： 002 ( )cQ e g H h????? （ 32） 其中： ? 取 ， g 取 。 單寬流量： Qq nb? （ 33） 其中： b=9m。 12 躍后水深： 2022 30( 1 8 1 )2ccch qhgh? ? ? （ 34） 將下游河道看成是矩形斷面河流，水深 與水力半徑相等，河寬 100m， 永明渠均勻流計算公式計算下游水深： 161s s sQ C A R i h n b h h in?? 22 22()sQnhnbi? （ 35） 其中： i 為 1/10000， n 查 由趙振興、何健京主編的《水力學》第二版表 得 。 消力池池深： zhhd sc ???? 39。0 ? （ 36） 22239。2222 cs ghaqhgaqz ??? ? （ 37） 其中： σ 0水躍淹沒系數 ,可采用 ~ 這取 ； α 水流動能校正系數 ,可采用 ～ ，這取 。 消力池長度： 0 jL L L?? （ 38） 02 ( )j c cL h h??? （ 39） 0 1 0 04 ( 0 .2 5 )L m a H H?? （ 310） 其中： ? β 水躍長度校正系數 ,可采用 ～ 這 取 。 m 為 ， 0H 為 ， 由于該水閘為無坎寬頂堰 1a =d 。 池長、池深估算具體計算見下表 31 所示： 13 表 31 消力池池深池長估算表 開啟孔數n 開啟高度 e ()m 收縮系數 ?? 泄流量 Q 3( / )ms 單寬流量 q 收 縮水深 0ch ()m 躍后水深 ()m 下游水深 ()m 流態(tài)判別 消力池尺寸 備注 池深d ()m 池長Ls ()m 水躍長 Lj ()m 1 自由 孔口 出流 池深控制 14 3 14 淹沒 5 限開 限開 限開 限開 淹沒 限開 為了節(jié)省工程造價，防止消力池過深，對開啟 5 孔開啟高度為 米 以上全部 限開，得出開啟 1 孔開啟高度為 米為消 力池的池深控制條件。 14 消力池尺寸及構造 計算 消力池深度計算 根據所選擇的控制條件，估算池深為 ，用 下式 31 312 用式算法計算 收縮斷面水深 ： 00T H d?? （ 311） 200 2202ccqThgh??? （ 312） 其中： ? ， ?? ， 28 /q m s? ， 0 ? 。 表 32 收縮斷面水深試算表 0ch /m 0T /m 由表 32 可以看出： 0 ? 出池落差 Δ Z 按式 3 312 計算 如下 ： 2 2 2 22 39。 2 2 2 21 . 0 2 8 . 6 2 8 1 . 0 2 8 . 6 2 8 0 . 7 7 0 7 ( )2 2 2 9 . 8 1 2 . 0 2 1 2 9 . 8 1 4 . 6 7 8 7sca q a qzmg h g h? ??? ? ? ? ? ?? ? ? ? 躍后水深： 22002 3300 . 6 2 7 8 . 6 2 8( 1 8 1 ) ( 1 8 1 ) 4 . 6 7 8 72 2 9 . 8 1 0 . 6 1 3cc ch qhmgh? ? ? ? ? ? ?? 驗算 水躍淹沒系數符合在 ～ 之間的要求。 0 022 . 2 2 . 0 2 1 0 . 7 7 0 7 1 . 0 6 6 94 . 6 7 8 7scd h zh? ? ? ? ??? ? ? 因為： 5 0??? ，所以池深符合要求。 15 消力池池長 計算 根據池深為 m，用公式 3 3 310 計算出相應的消力池長度 如下 。 02 06. 9 ( ) 0. 75 6. 9( 4. 67 87 0. 61 4) 21 .0 4( )j c cL h h m?? ? ? ? ? ? 0 1 0 04 ( 0 .2 5 ) 4 0 .3 8 5 ( 2 .2 0 .2 5 8 .5 ) 8 .5 8 .9 8 ( )L m a H H m? ? ? ? ? ? ? ? 0 2 1 .0 4 8 .9 8 3 0 .0 2 ( )jL L L m? ? ? ? ? 為了便于修建選取 消力池長度為 30ｍ 。 消力池的構造 采用挖深式消力池。為了便于施工，消力池的底板做成等厚，為了降低底板下部的滲透壓力，在水平底板的后半部設置排水孔，孔下鋪設反濾層，排水孔孔徑為 10cm，間距為 2m，呈梅花形布置。 根據抗沖要求，按式 313 計算消力池底板厚度。其中 1k 為消力池底板計算系數， 可采用 ～ ； q 為確定池深時的過閘單寬流量 ； H?? 為相應于單寬流量的上、下游水位差。 1 39。 0 .1 8 1 4 .4 9 2 1 0 .2 0 .4 5 8 ( )t k q H m? ? ? ? （ 313） 由于泄洪時 取消力池底板的厚度 t=。 16 圖 31 消力池構造尺寸圖 (單位：高程 m，尺寸 cm) 海漫設計 海漫長度計算 用公式 314 計算海漫長度結果列入表 2。其中 sk 為海漫長度計算系數，根據閘基土質為中粉質壤土則選 12。取計算表中的 最 大值42m。 39。HqKL ssp ?? (314) 表 33 海漫長度計算表 序號 流量 Q 上游水深 H 下游水深 sh? q H?? PL 1 100 2 200 3 300 4 400 5 500 6 600 7 700 17 海漫構造 因為對海漫的要求為有一定的粗糙度以便進一步消除余能，有一定的透水性，有一定的柔性。所以選擇在海漫的起始段為 12 米長的漿砌石水平段，因為漿砌石的抗沖性能較好，其頂面高程與護坦齊平。后 30 米做成坡度為 1： 15 的干砌石段，以使水流均勻擴散，調整流速分布，保護河床不受沖刷。海漫厚度為 米，下面鋪設 15cm 的砂墊層。 防沖槽設計 海漫末端河床沖刷坑深度 按公式 31 316 計算，其中河床土質的不沖流速可按下式計算。按不同情況計算如表 3 所示。 ? ? mmm hvqd ?? (315) 式中 ： dm 海漫末端河床沖刷深度 (m)； qm 海漫末端單寬流量 (m2 /s)； ［ v0］ 河床土質允許不沖流速 (m/s)； hm 海漫末端河床水深 (m). ? ? 51051~4100 RvRvv ???????? （ 316） 式中 ： ??0v — 河床土質的不沖流速， m/s； 0v — 由趙振興、何健京主編的《水力學》第二版表 ??； R — 水力半徑， xAR? ； 18 sh? — 海漫末端河床水深， m。 具體計算見下表 34 所示： 表 3 沖刷坑深度計算表 序號 計算情況 q? 相應過水水面積 A 濕周 x 51R ??0v sh? d? 1 設計 情況 900 118 2 校核 情況 1020 根據 規(guī)范 確定防沖槽的深度為 2m。采用寬淺式，底寬取 4m，上游坡率為 2，下游坡率為 3，出槽后作成坡率為 5 的斜坡與下游河床相連。如圖 31 所示。 圖 32 海漫防沖槽構造圖 (單位： m) 上、下游岸坡防護 設計 為了保護上、下游翼墻以外的河道兩岸岸坡不受水流的沖刷，需要進行護坡。采用漿砌石護坡，厚 米，下設 米的砂墊層。保護范圍上游自鋪蓋向上延 伸 2～ 3 倍的水頭 ，現設計延長為 30m，下游自防沖槽向下延伸 4～ 6 倍的水頭 ，先設計為延長 50m。 19 第四章 閘底地下輪廓線的布置 防滲設計的目的 防止閘