【正文】 ∴①區(qū)進(jìn)口: =(+=?) ⑧區(qū)出口: =(+=.②內(nèi)部垂直段: （） ??2/l。?①進(jìn),出口段： （） .(/)04ST????式中: ——進(jìn)出口段的阻力系數(shù)； S——板樁或齒墻的入土深度（m）。⑵地下輪廓線的簡化，計算各段阻力系數(shù),公式選自《水閘設(shè)計規(guī)范》 （）至（） 。minL 閘基防滲長度校核 1:3圖 防滲鋪蓋尺寸圖（單位： ）cm=+= m， = m， / =≥5，查《水閘設(shè)計規(guī)范》第0L0S0LS240 頁（） ，當(dāng) / ≥5 時,按下式計算有效深度 :L= （） eT0式中: ——土基上水閘的地基有效深度（m） ； L——地下輪廓的水平投影長度（ m） ；——地下輪廓線的垂直投影長度（ m） 。H 取下游無水，上游最高水位時的水位差，為 ； C ——滲徑系數(shù)，與地基土質(zhì)情況有關(guān)，根據(jù)已知資料本設(shè)計取 5。⑵底板的尺寸按閘墩與底板連接方式不同分為整體式底板和分離式底板，因為三孔所以本設(shè)計采用整體式底板，底板順?biāo)飨蜷L度應(yīng)按滿足上部結(jié)構(gòu)布置，閘室抗滑穩(wěn)定，地基承載力和水閘防滲要求確定，初擬時黏壤土地基取（2～3）H，本設(shè)計取 3H 為 ，底板厚度與地基土質(zhì)，水閘荷載，單孔凈寬等因素有關(guān)，初擬時取閘孔凈寬的（～）倍，本設(shè)計取 倍的凈寬，取為 ，齒墻高取 1m，墊層厚取。 混凝土鋪蓋多采用（～）m 厚，一般為等厚。 H圖 防滲輪廓圖⑴鋪蓋的尺寸 鋪蓋緊接閘底板設(shè)于上游河床上，其主要作用是延長閘基滲徑降低滲流水力坡降和滲透壓力，同時可防止河床免受水流沖刷。其材料有黏土，混凝土，鋼筋混凝土鋪蓋。本設(shè)計為粘性土壤地基，均采用平底式地下輪廓。板樁設(shè)置在閘室上游端比較好。水流出逸處要設(shè)置級配良好的反濾層，閘室上游設(shè)置鋪蓋。上游端和側(cè)面的板樁，可以減少滲透壓力，要求深一些。⑵中等粘性土地基，包括中壤土、輕壤土和重砂壤土，地下輪廓布置基本上與重粘性土地基相同，采用鋪蓋和閘室底板組成水平防滲的地下輪廓線，在地板下游端設(shè)置有反濾層組成的水平排水體。地下輪廓線布置型式主要有四種：⑴重粘性土地基，這種地基包括重壤土和粘土，地下輪廓線布置最簡單，一般只要利用閘室底板的長度，就可以滿足防滲要求，不足時適當(dāng)加深地板上下游端的齒墻。地下輪廓線——指建筑物與地基接觸面的不透水邊界線，即鋪蓋、齒墻等防滲結(jié)構(gòu)及閘室底板與地基的接觸線長度 L。根據(jù)地基土壤的特點，防滲設(shè)備有水平鋪蓋，板樁（垂直）和齒墻，其目的是用來延長滲流途徑，以保證滲流坡降不超過土壤的允許值。一般采用阻滲和導(dǎo)滲相結(jié)合的方法。只有在結(jié)合某些特殊要求或施工條件比較有利的情況下采用，而且深度都比較淺，一般都不超過 10 米。垂直防滲通常采用灌漿、泥漿槽、混凝土墻、板樁等措施，在閘室的強(qiáng)烈透水層中形成一道或幾道隔水墻，可以有效地減少閘基的滲透量和滲透水頭，防滲效果一般比水平鋪蓋好。上游齒墻可以有效地消耗滲透水頭，降低鋪蓋和閘室底部的揚(yáng)壓力。地下輪廓線布置總是把這兩種防滲設(shè)施結(jié)合在一起，只有以那種位置的區(qū)別。因此，保證地基土壤的抗?jié)B穩(wěn)定性，保證滲流出口段和沿閘基底板面水平段的滲透坡降不得超過土壤滲透穩(wěn)定的允許值。 （非粘性土可能發(fā)生管涌或流土，粘性土則只能發(fā)生流土，不會發(fā)生管涌） 。側(cè)向繞流對翼、岸墻產(chǎn)生水平推力。前者為有壓滲流，后者為無壓滲流。這種現(xiàn)象稱為滲流。滲流不僅損失水量，更不利于降低閘室及兩岸連接建筑物的穩(wěn)定性，還可能會引起變性及滲透破壞，甚至導(dǎo)致水閘失事，為此水閘必須做好防滲排水設(shè)計。底寬 b 取為槽深的 2～3 倍，本設(shè)計取為 5m。則 1m 長（垂直水流方向）沖坑需要的堆石量為W 沖 =39。海漫末端可能的沖坑深度按《水閘設(shè)計規(guī)范》 （）計算： () ???? 式中： ——海漫末端河床沖刷深度（m） ； ——海漫末端單寬流量（m 3/（） ） ， = m3/（）q q ——河床土質(zhì)允許不沖流速（m/s） ，因第二單元土質(zhì)為淤泥質(zhì)壤土，根??0v據(jù)《水力學(xué)》P212 取 m/s； ——海漫末端河床水深（ m） ，根據(jù) ht～Q 曲線查得 m。當(dāng)水流沖刷海幔下游天然河床而形成沖刷坑時，石塊將自動滾下覆蓋在沖坑上有坡面上形成防護(hù)層，以防止沖坑向下游擴(kuò)散。圖 海漫尺寸圖（單位： ）m 防沖槽設(shè)計水流經(jīng)海漫后余能得到進(jìn)一步消除，流速與流速分布也逐漸接近下游河道水流的正常狀態(tài)，但仍具有一定的沖刷能力。其后布置為 1：11 的河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計第 26 頁 共 91 頁斜坡段，以使水流豎向擴(kuò)散，加大水深，減小流速，為干砌石。粗砂墊層厚 ～，縱橫方向每隔 6～10m 設(shè)一道漿砌石埂，斷面約，以增加其抗沖能力，干砌石海漫常設(shè)在海漫后段，抗沖流速為～。⑵　海漫的材料、構(gòu)造與布置為充分發(fā)揮海漫的作用，對海漫的構(gòu)造要求是：要有一定的粗糙性，以利于消除水流余能；要有一定的柔性，以適應(yīng)介于護(hù)坦與天然河床之間的過渡性地基變形；要有一定的透水性，以利于滲水自由排出。其后布置為不陡于 1：10 的斜坡段，本設(shè)計取1：11。HqkLps??25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 經(jīng)計算取海幔長度 。表 不同流量計算表Q q th△Hˊ= th39。sk海漫長度的最不利情況是乘積最大時 ，計算時應(yīng)在水閘泄流量范圍內(nèi)，39。sqH?Lp=Ks （） 39。海漫的作用是消除水流余能，調(diào)整流速分布，使水流均勻擴(kuò)散，增大水深減小流速，并保護(hù)河床免受沖刷，而防沖槽是海漫末端的加固措施。圖 消力池尺寸圖（單位： ）m 海漫設(shè)計經(jīng)過消力池后，水流能量一般可被消除 40%～70%，剩余能量還較大，同時出池水流的單寬流量和底部流速還較大，由于流速沿水深的分布規(guī)律，同下游河道不沖不淤正常狀態(tài)的分布規(guī)律相比，還相差較大，因此出池水流還需要進(jìn)一步擴(kuò)散，消能和行進(jìn)流速的調(diào)整。但斜坡上或水流收縮斷面處不宜設(shè)排水孔，以免排水孔下土料被急流形成的局部真空吸出。河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計第 24 頁 共 91 頁為降低護(hù)坦下面的滲透壓力，在護(hù)坦上設(shè)置垂直的排水孔，并在護(hù)坦下面鋪筑反濾層，使地基中的滲水經(jīng)反濾層流出排水孔的孔徑一般為 5～25cm,間距為 ～,布置成梅花狀。⑷護(hù)坦材料及細(xì)部由于護(hù)坦表面受有高速水流的作用，因此護(hù)坦材料必須具有抗沖耐磨的性能，今采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 護(hù)坦上設(shè)有閘基滲水排出孔，可只按抗沖要求確定護(hù)坦厚度。護(hù)坦厚度應(yīng)按照抗沖和抗浮穩(wěn)定要求確定，并取最大值。由上表知發(fā)生在中孔單開 e= 時， ( )max= ch河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計第 23 頁 共 91 頁所以： === +β =+=偏安全的選消力池長度 為 16 米。⑵消力池長度 的確定sjL 根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范》 （）和（）計算= +β （） sjj=（ ） （） ch式中 ： ——消力池長度（m） ；sjL ——消力池斜坡段水平投影長度 (m)； β——水躍長度校正系數(shù)，可采用 ～，取 ； ——水躍長度 (m)。根據(jù)水躍與下游水面銜接規(guī)律，池身控制情況應(yīng)發(fā)生在躍后水深與下游水深 差值最大時，而在實際應(yīng)用中 最大可能發(fā)生在水閘某種運(yùn)用情況chthcht下的閘門開啟過程中開度最小，即中孔單開 e= 的情況，此時池深 d=。?3ms=計算表中各參數(shù)說明如下：孔流公式由《水閘設(shè)計手冊》6 表 25210 得： () 02()cQBegHh???式中: ——計入行進(jìn)流速的堰上水深， （m） ，本設(shè)計取 =；0 0H——孔流自由出流的收縮系數(shù)，由 查《水工設(shè)計手冊》6 式（252? e11）得；——孔流流量系數(shù)，由《水閘設(shè)計規(guī)范》表()查得；?——孔流流速系數(shù)，可采用 ～。.30th???河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計第 20 頁 共 91 頁查《水閘設(shè)計規(guī)范》 （） 、()、()得全開時為堰流公式為 : （） 0320QBmgH??? （） (1)ZbN?? （） ?????????式中: ——閘孔總凈寬， （m）0B——過閘流量， （ ）Q3s——計入行進(jìn)流速的堰上水深， （m） ，本設(shè)計取 =。本設(shè)計 =；? 0?——水躍淹沒系數(shù)，可采用 ～。⑴消力池深度的確定：池深設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)水閘泄流的最不利情況確定相應(yīng)的池深，一是水流在池內(nèi)形成稍淹沒水躍。 消力池設(shè)計消力池一般布置在閘室后面，池底與閘底板之間常用 1:3～1:4 的斜坡相連，斜坡頂端可緊靠閘底板的下游端。據(jù)刀叉資料統(tǒng)計，我國已建大、中型水閘工程基本均采用底流式水躍消能。我國北方為平原地區(qū)，平原地區(qū)水閘，由于水頭較低且河床抗沖能力差，難以采用挑流消能。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計第 19 頁 共 91 頁⑶挑流式消能 ：利用下瀉水流所夾帶的巨大動能，因勢利導(dǎo)將水流挑射至遠(yuǎn)離建筑物的下游，使下落水舌對河床的沖刷不會危及建筑物的安全。這種銜接方式由于高速流的主流在底部，故稱為底流式消能。⑴底流消能 ：是在建筑物下游采取一定的工程措施，控制水躍發(fā)生的位置，通過水躍產(chǎn)生的表面漩滾和強(qiáng)烈的滾動，以達(dá)到消能的目的。顯然， 最大時最不利。 （條件 ﹥ ） 。此時泄流量最小，下游水位最低，上下游水位差最大，水的沖刷能力最強(qiáng)。而開啟高度一般采用 之倍數(shù)。對三孔閘門，應(yīng)采取中孔單開，兩邊孔同時開啟及三孔同時開啟的組合方式。既對閘門不同的開啟孔數(shù)及開啟高度所對應(yīng)的下泄量及不同的上下游水位差均應(yīng)進(jìn)行下游消能計算。蓄水時期上游的多余來水量是隨時間變化的。求出閘門控制的下泄流量 Q 有曲線查得 h 下 。此時上下游水位差最大，水的能量亦最大，因此必須設(shè)置消能設(shè)施。但若節(jié)制閘宣泄設(shè)計和校核洪水時，閘門全部提出水面，上下游落差則很小，過閘水流呈緩流，則就不必設(shè)消能設(shè)施。水閘的上下游水位、過閘流量及泄流方式（孔、堰流）取決于水閘的運(yùn)用要求，往往是復(fù)雜多變的，河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計第 18 頁 共 91 頁閘門的開啟程序，開啟孔數(shù)和開啟高度可有多種組合，均影響閘下的消能設(shè)施。過閘水流因為上下游水位差大，呈急流狀態(tài)。⑷由于各個閘孔的閘門不一定同時開啟，即使同時開啟也難以完全消除回流，因此閘下單寬流量的分布經(jīng)常是不均勻的。hB??? e——閘門開度；H——閘前水深。tH0()t tuhh?e/H ，為孔流，按下游水深 ht對泄流有無影響，可分為?自由出流： , 。對寬頂堰式的平底板水閘：e/H 為堰流，可分為自由出流：當(dāng) ht/H0 時, 。當(dāng)閘門全開時，上、下游落差則越小，落差越小，水的能量就越小。流量是隨著上游來水量逐漸變化的。利用閘門控制水位，上、下游有較大水位差。，施工較困難；，泄流能力降低很快。小閘門高度并能阻止泥沙進(jìn)入渠道。，排沙。本工程中采用寬頂堰形式，堰頂高程與河底相平，取高程 。平原水閘多采用無檻寬頂堰。稍后對之進(jìn)行驗?算。如底板采用反拱的結(jié)構(gòu)形式，同樣閘孔凈跨過大，則反拱的矢高過大，給反拱底板的施工帶來不利影響，故閘孔凈寬以 6～8m 為宜。 0H =? =+=200g?? h 下 / H0= 查《水閘設(shè)計規(guī)范》知此水閘處于高淹沒，閘孔總凈寬可按()()計算( / ) =???sh0H2/ BQ0)ssg?=（ ）(?