攔河閘設計計算書(編輯修改稿)
2025-07-22 23:15 本頁面
【文章內容簡介】 查《水力學》； —水力半徑， ； —海漫末端河床水深，m。校核情況：計算簡圖見右圖H1==A1= (80+80+22)=χ1=80+2=q”=Q校/80=R1/5====d’=q’/ t=設計情況：計算簡圖見下圖H 2==A2=(80+80+22)=χ2=80+2=q”=Q設/80=R1/5====d’=q’/ t=將數據填入表34表34 沖刷坑深度計算表計算情況相應過水水面積 濕周 校核情況設計情況根據《水閘設計規(guī)范》，~2m，底寬則為深度的2~3倍。所以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。如下圖所示。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。保護范圍上游自鋪蓋向上延伸2～3倍的水頭，下游自防沖槽向下延伸4～6倍的水頭。4防滲排水設計防滲設計的目的防止閘基滲透變形；減小閘基滲透壓力；減少水量損失；合理選用地下輪廓尺寸。布置原則防滲設計一般采用防滲和排水相結合的原則，即在高水位側采用鋪蓋、板樁、齒墻等防滲設施，用以延長滲徑減小滲透坡降和閘底板下的滲透壓力；在低水位側設置排水設施，如面層排水、排水孔排水或減壓井與下游連通，使地下滲水盡快排出，以減小滲透壓力，并防止在滲流出口附近發(fā)生滲透變形。地下輪廓線布置(1)閘基防滲長度的確定根據公式21計算閘基理論防滲長度：其中 為滲徑系數，因為地基土質為中粉質壤土，查表取7，H為上下游最大水頭差。L=7=(2)防滲設備 由于閘基土質以粘性土為主，防滲設備采用粘土鋪蓋，閘底板上、下游側設置齒墻，為了避免破壞天然的粘土結構，不宜設置板樁。 (3)防滲設備尺寸和構造。①閘底板順水流方向長度根據公式(20)計算：L底=AH，代入數據得L底=AH=2=。底板長度綜合考慮上部結構布置及地基承載力等要求，確定為15m。②閘底板厚度為t=91/6=。③齒墻具體尺寸見下圖。 (4)鋪蓋長度根據3 到5倍的上、下游水位差，確定為30m。鋪蓋厚度確定為：。為了防止水流沖刷及施工時破壞粘土鋪蓋，在其上設置30cm厚的漿砌塊石保護層，10cm厚的砂墊層。校核地下輪廓線的長度根據以上設計數據，實際的地下輪廓線布置長度應大于理論的地下輪廓線長度，通過校核，滿足要求。鋪蓋長度+閘底板長度+齒墻長度= 30+15+=＞其中齒墻的長度包括齒墻的下面的斜邊3和兩個直角邊1和2，所以齒墻長度為2(1+1+1)=，計算簡圖如右圖：排水設備的作用采用排水設備，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)定性。排水的位置直接影響滲透壓力的大小和分布，應根據閘基土質情況和水閘的工作條件，做到既減少滲壓又避免滲透變形。排水設備的設計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。反濾層一般是由2~3層不同粒徑的砂和砂礫石組成的。層次排列應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。反濾層的材料應該是能抗風化的砂石料，并滿足：被保護土壤的顆粒不得穿過反濾層；各層的顆粒不得發(fā)生移動；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，應具有足夠的透水性，以保證排水通暢；同時還應保證耐久、穩(wěn)定，其工作性能和效果應不隨時間的推移和環(huán)境的改變而變差。本次設計中的反濾層由碎石，中砂和細砂組成，其中上部為20cm厚的碎石，中間為10cm厚的中砂，下部為10cm厚的細砂(見下圖)。②鉛直排水設計 本工程在護坦的中后部設排水孔，孔距為2m，孔徑為10cm，呈梅花形布置，孔下設反濾層。③側向排水設計 側向防滲排水布置(包括刺墻、板樁、排水井等)應根據上、下游水位，墻體材料和墻后土質以及地下水位變化等情況綜合考慮，并應與閘基的防滲排水布置相適應，在空間上形成防滲整體。在消力池兩岸翼墻設2~3層排水孔，呈梅花形布置，孔后設反濾層，排出墻后的側向繞滲水流。止水設計凡具有防滲要求的縫，都應設止水設備。止水分鉛直和水平止水兩種。前者設在閘墩中間，邊墩與翼墻間以及上游翼墻鉛直縫中；后者設在粘土鋪蓋保護層上的溫度沉陷縫、消力池與底板溫度沉陷縫、翼墻、消力池本身的溫度沉降縫內。在粘土鋪蓋與閘底板沉陷縫中設置瀝青麻袋止水。其構造詳圖見下圖。滲流計算的目的：計算閘底板各點滲透壓力；驗算地基土在初步擬定的地下輪廓線下的滲透穩(wěn)定性。計算方法有直線比例法、流網法和改進阻力系數法，由于改進阻力系數法計算結果精確，采用此種方法進行滲流計算。 計算滲透壓力(1)地基有效深度的計算。 根據公式(22)判斷L0/S0=18＞5，地基有效深度 為Te=45=計算Te小于實際的地基透水層深度25m，所以取小值Te=。 (2)分段阻力系數的計算。通過地下輪廓的各角點和尖端將滲流區(qū)域分成9個典型段，如圖4所示。其中9段為進出口段，用式(23)計算阻力系數；7段為內部垂直段，用式(24)計算相應的阻力系數；8段為水平段，用式(25)計算相應的阻力系數。各典型段的水頭損失用式(26)計算。計算各斷面的水頭損失：在excel中編制公式可直接得出所有結果將計算結果列入表41中：表41 各段滲透壓力水頭損失分段編號 分段名稱 ①進口———②水平—030③垂直———④水平—00201⑤垂直1——21—⑥水平2113⑦垂直1——21—⑧水平—00201⑨出口———合計H= H=對于進出口段的阻力系數修正，按公式(27)、(28)、(29)計算：修正后的水頭損失：阻力修正系數：將計算結果列入表42：表42 進出口段的阻力系數修正表 段 別S′T′ho′Δh進口段出口段20(3)計算各角點的滲透壓力值。 用表41計算的各段的水頭損失進行計算，總的水頭差為正常擋水期的上、。各段后角點滲壓水頭=該段前角點滲壓水頭—此段的水頭損失值，結果列入表43。表43 閘基各角點滲透壓力值 H1 H2 H3 H4 H5
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