【導讀】溉補源；為該區(qū)萬人改善城鄉(xiāng)用水及工農(nóng)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造條件。閘區(qū)地面平整，高程在～，高差只有右，降約為1/5800，糙率約為。土（高程～），在高程以下是緊密的細砂層。第1、2層土壤壓縮性不大，屬中等壓縮性土壤。產(chǎn)生不均勻沉陷。閘址區(qū)的地下水為孔隙潛水，含水層主要是細砂層及砂壤土層，地下水位高程在～之間變化，其流向與地表。水流向基本一致。地震烈度為6度以下。(一)本地區(qū)年最高氣溫42°C，最低氣溫為-16°避免危險的沖刷。的首部，用以保證和控制入渠流量，又稱渠首閘。澇水排入江河或湖泊，以防止內(nèi)澇。中沉沙池的末端，又稱排沙閘。渠首閘、節(jié)制閘和排水閘閘前水位變幅不太。開敞式水閘包括有胸墻的和無胸墻的兩種。和開封排污水，故采用開敞無胸墻式水閘。墻、工作橋、交通橋、啟閉機等。閘墩用以分隔閘孔和支承閘門、胸

　　

【正文】 》 P298 此次設(shè)計由工程具體要求采用改進阻力系數(shù)法。 ㈢． 詳細計算過程（地基分段和阻力系數(shù)計算見表 32） 1. 確定地基有效深度，由 L0 / S0 = 35/ = 5,所以 TE = L0 = 35 = 表 32 序號 分段名稱 S S1 S2 T L ζ i hi 前 hi 修 ① 進口段 17 ② 內(nèi)部水 平段 0 17 19 ③ 內(nèi)部垂 直段 17 ④ 內(nèi)部水 平段 0 0 ⑤ 內(nèi)部垂 直段 16 ⑥ 內(nèi)部水 平段 0 16 5 李崗閘畢業(yè)設(shè)計 38/79 ⑦ 內(nèi)部傾 斜段 T1 T2 2 15 16 ⑧ 內(nèi)部垂 直段 15 ⑨ 內(nèi)部水 平段 0 0 ⑩ 出口段 注 :修正系數(shù)β = – 1/[12（ T//T） 2 + 2][S//T + ] = – 1/[12()2 + 2](+ ) = h0/ = β h0 = = 阻力系數(shù)計算及滲壓水頭見下圖 32: J = h0// S/ = = 對于 J 的取值查下表 33，對于有反濾層的應適當增加 30% 表 33 地基土質(zhì)類別 粉砂 細砂 中砂 粗砂 中礫細礫 粗礫夾卵石 砂壤土 粘壤土 軟粘土 堅硬粘土 容許坡降 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ②不透水層③①④21543109⑦ ⑩⑧⑤⑥⑨6 78李崗閘畢業(yè)設(shè)計 39/79 對于砂壤土 J = （ ～ ） = ～ 因為 J = 〈 ，所以閘基的抗?jié)B穩(wěn)定性滿足。 第三節(jié) 防滲與排水的細部構(gòu)造 排水在地基中的部位和形式有以下幾種：①平鋪式排水，平鋪式排水常用的形式，一般都布置在設(shè)有排水孔的護坦下面和海漫首段。布置平鋪式排水時，一定要慎重選擇其起點的位置和高程。勿使排水濾層的底面與底板齒墻底齊平。造成嚴重沖刷；②垂直排水 或排水井，多用于地基、持力層或覆蓋層的滲透系數(shù)遠小于下臥層的情況，特別是下面的透水層含有承壓水時，將排水井伸入到濾層內(nèi) ～ ，引出承壓水，達到降壓的目的。排水井井徑一般為 30cm 左右，大致間距為 。并內(nèi)填濾料；③水平帶狀排水，多用于巖基上。當閘底板土基為粘土時，可在底板與消力池之間段鋪設(shè)槽形反濾料，以構(gòu)成帶狀排水。 排水是布置在地基中透水性很強的墊層，常用砂礫或碎石鋪筑，滲流由此和下游相連。排水的水頭與下游幾乎相同，因此利用排水可以降低排水起點以前閘底所受的滲透壓力。并消除了排水起點以 后建筑物底面上的滲透壓力。排水設(shè)施愈向上游布置，消減滲壓水頭的作用雖很明顯，但滲流坡降卻大為增加。因此，為了防止地基土的滲透變形，應在滲流進入排水的各個方面都設(shè)置濾層，并使濾層與滲流方向大致成正交。 ㈠． 排水體與反濾層 排水體的位置直接影響閘底滲透壓力的大小。排水體由透水性較強的大顆粒砂石料組成。一般情況下，排水體不專門設(shè)置，而將濾層中顆粒粒徑最大的一層厚度加大成為排水層。排水設(shè)施應具有充分的李崗閘畢業(yè)設(shè)計 40/79 排水能力，以保證自由的向下游排出全部滲水，同時能有效的控制滲流避免發(fā)生滲流破壞。次外，還要便于觀測和檢修。 反濾的作用是濾土排水，防止水工建筑物在滲流逸出處遭受管涌，流土等滲透變形的破壞以及不同土層界面處的接觸沖刷。對下游側(cè)具有承壓水的土層，還可起壓重作用。 反濾層按其工作條件可以劃分為兩種類型：①Ⅰ型反濾，反濾層位于被保護土的下部，滲流方向主要由上向下，如：斜墻后的反濾層；②Ⅱ型反濾，反濾層位于被保護土的上部，滲流方向主要由下向上（如圖）如：位于地基滲流逸處出的反濾層。滲流方向水平而反濾層垂直向的形式，屬過渡型，如：減壓井，豎式排水等的反濾層。Ⅰ型反濾要承受自重和滲流壓力的雙重作用，其防止?jié)B流變形的 條件更為不利。 合理的反濾層設(shè)計需滿足兩個互相矛盾的要求。 ①． 被保護土層不發(fā)生管涌等有害的滲透變形，在防滲體出現(xiàn)裂縫的情況下，土粒不會被帶出反濾層，能使裂縫自行愈合，這就要求反濾料必須具有足夠小得空隙，以防止土粒被沖入孔隙或通過孔隙而被沖走。 ②． 透水性大于被保護土，能通暢地排除滲透水流，同時不致被細粒土淤塞而失效。這就要求反濾料必須具有足夠大的孔隙。 反濾層是用 2～ 3層粒徑不同，經(jīng)過選擇的砂石料（砂、礫石、卵石或碎石等）鋪成。遇到粉土地基至少鋪四層。粘土地基上只鋪一層小礫石即可。無粘性土地基上多選用天然的砂礫料 作為反濾材料。反濾層每層厚度約為 20～ 30cm，反濾層的鋪設(shè)長度，應使其末端地基中的實際滲流坡降小于閘基土料的允許坡降。 李崗閘畢業(yè)設(shè)計 41/79 反濾層的粒徑沿著滲流方向逐漸加大，設(shè)計反濾層時應遵循以下原則：①較細一層的顆粒不應穿過顆粒較大一層的孔隙；②每一層內(nèi)的顆粒在層內(nèi)不應發(fā)生移動；③被保護土的顆粒不應穿經(jīng)反濾層而被帶走，但特別小的顆粒例外；④反濾層不應被堵塞。 第四章 閘室布置 閘室結(jié)構(gòu)包括底板、胸墻、閘門、工作橋和交通橋等分部結(jié)構(gòu)的布置和尺寸的初步擬定。閘室結(jié)構(gòu)布置的原則是安全穩(wěn)定、適用和經(jīng)濟，并適當照顧美觀。 閘 室結(jié)構(gòu)布置（包括防滲排水設(shè)施的布置）須待閘室穩(wěn)定計算以后才能最后確定。各個分部結(jié)構(gòu)的型式和尺寸經(jīng)過結(jié)構(gòu)設(shè)計可能還會有所更動。 第一節(jié) 尺寸的擬定 一． 底板 水閘的底板型式有平底板、低堰底板、折線底板和反拱底板等。平底板又分為整體式平底板和分離式底板。 ①． 在中等堅硬、緊密的地基上或地震區(qū)，宜采用整體式平底板；在堅硬、緊密的地基上可采用分離式底板；在松軟地基或地震區(qū)且閘孔孔徑較大時，宜采用樁基的分離式底板；在松軟地基上，也可采用箱式平底板。 ②． 當上、下游河底高差較大必須限制單 寬流量；或由于地基表層松軟需要降低閘底面高程；或有攔沙要求時，可采用低堰底板。 李崗閘畢業(yè)設(shè)計 42/79 ③． 在堅硬、緊密或中等堅硬、緊密的土基上，當閘室高度不大且上、下游河（渠）底高差較大時，可采用折線底板。 ④． 在堅硬或中等堅硬地基上可采用反拱底板，但必須合理安排施工程序。 本工程地處中等堅硬、緊密的土基上，閘室高度不大，設(shè)計采用整體式折線底板，這樣可使垂直水流方向剛度增加，穩(wěn)定性好。 因為本工程采用整體式底板，縫設(shè)在閘墩中間以適應地基不均勻沉降和減小底板內(nèi)的溫度應力，閘墩與底板連在一起，沿順水流方向用橫縫將閘室分為 4 段， 每段 2 孔。 見第三章第一節(jié)。 底板內(nèi)布置鋼筋較多，但最大含筋率р不得超過 3%（若大了，鋼筋太多，底板太薄，混凝土易被破壞，而鋼筋卻完好無損）。底板混凝土應滿足強度、抗?jié)B、抗沖等要求，采用 C20 混凝土，底板下墊層（ 10cm）用 C10 混凝土。 二 .閘墩 1. 作用 閘墩承受閘門傳來的水壓力，用以分隔閘孔，支承閘門和橋梁增強閘底板的剛度。 ① .閘墩的長度 一般閘墩長度與底板等長，或稍短于底板，但閘墩上、下游端都李崗閘畢業(yè)設(shè)計 43/79 保持鉛直面。如上部結(jié)構(gòu)布置有富裕，則上、下游端可做成 10： 1左右 的豎坡；如墩頂長度不能滿足布置要求，而所缺又很有限時，可將上、下游端的頂部做成向外挑出的牛腿，用于支承橋梁等結(jié)構(gòu)。由于閘門的型式不同，閘墩的長度也有所不同。弧形閘門需要較長的閘墩，平面閘門需要的閘墩較小，但工作橋部位的閘墩較高。工作橋與檢修便橋分別設(shè)置在工作門槽和檢修門槽的上部，以利啟閉閘門。工作門槽和檢修門槽之間須保持 ～ 的凈距（此次設(shè)計采用 ） 。 此次設(shè)計閘墩長度擬定為 閘墩的厚度應滿足其對強度和穩(wěn)定的要求。閘墩可用 C20 混凝土澆筑。平面閘門閘墩的厚度決定與 工作門槽頸部的厚度和門槽深度，門槽頸部的最小值為 (渠系小閘可減少至 左右 )。門槽尺寸應根據(jù)閘門設(shè)計確定，對于工作門槽，槽深一般為 ，槽寬為～ 。對于檢修門槽，槽深約為 ～ ，寬為 ～。為此，混凝土閘墩厚度不宜小于 ～ ，至于縫墩中的半墩厚度應不小于 ，弧形閘門閘墩不設(shè)工作門槽，或只設(shè)置深度很淺的凹槽，以便布置止水滑軌，但仍設(shè)置檢修門槽。此次設(shè)計工作門槽深為 ，槽寬為 。 檢修門槽槽深為 ，寬為 .此次設(shè)計邊墩厚度為 ，中墩厚為 ，縫墩厚度為 （ 為縫的厚度） . 閘頂高程（岸墻頂高也是閘墩高程），泄洪時應高于設(shè)計或校核水位加安全超高值（查《規(guī)范》 P5 的 ）；關(guān)門時設(shè)計或校核水位加波浪高和安全超高值（查《規(guī)范》 P5 的 ）。 李崗閘畢業(yè)設(shè)計 44/79 波浪爬高 hm 計算公式如下： ghm/v02 = [(ghm/v02)]th ｛ (gD/ v02)[(ghm/v02)]｝ 鋼閘門荷載設(shè)計 規(guī)范》 P75 因為 hm = 、 v02 = 16m 、 D = 600m 代入公式得： ghm/v02 = 則： hm = 256 泄洪時： + = 關(guān)門時： + + = 故閘頂高程取 . 閘墩的平面形狀，在上游端應使水流平順，減小孔口水流側(cè)向收縮；下游端應減小墩后水流的水冠和沖擊波。上游端常采用半圓形或橢圓形，北方地區(qū)也可采用 三角形的（用于排冰等）；下游端用流線型或圓弧曲線，也有用半圓形的，有利于水流擴散。此次設(shè)計上游端半圓形，下游端采用半圓形。具體見上圖 41： 三 .工作橋與交通橋 李崗閘畢業(yè)設(shè)計 45/79 1. 工作橋 工作橋供設(shè)置啟閉機和管理人員操縱閘門之用。板的高程必須在水閘下泄最大流量時，能使閘門脫離水面，閘門高度不大時，工作橋可直接支承在閘墩上，小型水閘工作橋采用板式結(jié)構(gòu)，較大跨度采用板梁式、預制 T 形梁結(jié)構(gòu)。本工程位于杞縣境內(nèi)，附近加工材料方便，采用預制 T 形梁結(jié)構(gòu)。梁的高度可取為跨度的 1/8～ 1/10（ ～） ，取 ，梁寬為梁 高的 1/～ 1/4（ ～ ），但不小于 ～ ，所以取 。兩梁的中距對于卷揚啟閉機可根據(jù)埋于梁內(nèi)的地腳螺栓位置確定，一般為 ～ ,工作橋的總寬度可按下式計算： 總寬度 = 基座寬度 + 2（操作寬度） + 2（欄桿寬度） + 富裕寬度 = + 2 + 2 + 2 + = 工作橋的高程與閘門和啟閉設(shè)備的型式、閘門高度有關(guān)，其高度應滿足安裝、檢修閘門的要求，可按下式計算 ： 高程▽ = 閘門高 + 閘前最高水位 + + 鉤高（ ） + ～ + T 型梁高（ ） = 4 + + + + + = 取 交通橋的設(shè)置及其載重標準，根據(jù)當前交通需要及今后發(fā)展，此次設(shè)計采用單車道加人行道布置 (人行道比單車道高 )。交通橋的位置根據(jù)閘室穩(wěn)定及橋與兩岸交通連接等條件而定，布置在底水位一側(cè)，單車道按《公路橋涵設(shè)計規(guī)范》取凈寬 ，人行道 ， 兩李崗閘畢業(yè)設(shè)計 46/79 側(cè)欄桿共寬 ，橋?qū)挒?。由資料可知，交通橋采用空心鉸結(jié)板結(jié)構(gòu)。交通橋高程與兩岸坡頂齊平取 . 第二節(jié) 閘門與啟閉機 一 .閘門 閘門是灌區(qū)水工建筑物的重要組成部分，也是經(jīng)常使用和需要管理維修的部分，常用它來開啟和封閉放水孔口，利用它啟閉，便可起著控制水位，調(diào)節(jié)流量，放運船只和排除泥沙等作用。 ① .按閘門的型式 Ⅰ .平面閘門，是灌區(qū)水工建筑物中最常用的閘門，平面閘門制造，安裝和管理維護是比較簡單的。但啟閉力，受門重和水頭等因素影響較大，需要較高的啟閉臺和較厚的閘墩等。 Ⅱ .弧形閘門，在灌區(qū)水工建筑物的引水樞紐，渠首，節(jié)制閘和退水閘中，當封閉的孔口尺寸較大是常采用。它的設(shè)計、施工和安裝比較復