【正文】 ① 在設(shè)計(jì)工況洪水位時(shí) q=258/= m3/s H== HqkL 2? = ??? m ② 在校核工況洪水位時(shí) q=359/= m3/s H== HqkL 2? = ??? m 這兩取值都偏大，存在較大誤差，接下來(lái)采用第二種方法計(jì)算。 海曼的長(zhǎng)度 海曼長(zhǎng)度 L因根據(jù)可能出現(xiàn)最不利水位和最不利的流量進(jìn)行設(shè)計(jì)，它與消力池出口的單寬流量及水流擴(kuò)散情況、上下游水位差、地質(zhì)條件尾水深度以及海曼的粗糙程度等因素有關(guān)， SL 2652021《水閘規(guī)范》建議用如下式子計(jì)算： HqkL 2? 式中： q 為消 力池出口處的單寬流量， m3/(s對(duì)海漫的設(shè)計(jì)要求： ① 表面有一定的粗糙度，以利進(jìn)一步消除余能； ② 具有一定的透水性，以便使?jié)B水自由排出，降低揚(yáng)壓力； ③ 具有一定的柔性，以適應(yīng)下游河床可能的沖刷變形。 選擇消力池厚度是選擇最不利情況時(shí)的消力池厚度作為 其 厚度的最終值，所以取 t=。消力池末端厚度可采用 2t ，但不宜小于 。 γ c為消力池混凝土底板的容重， kN/m3。 抗沖 ： Hqkt 1? 抗浮 ： A PWUKt c mf ? ??? 式中： t— 消力池底板始端厚度， m； Q— 單寬流 量， m3/(s 考慮到消力池與閘室的連接段有一斜坡，參照 SL 2652021《水閘規(guī)范》將該段斜坡的坡度擬定為 1:5，而消力池與閘室底板高程差為 1m所以利用解三角形可知道該斜段水平投影長(zhǎng)度為5m，所以最終確定消力池長(zhǎng)度 sjL ： sjL =13+5=18m。39。h =。 =（ ） = jsj LL ?? =?= ② 在校核洪水位時(shí) 同理：因?yàn)樵谟?jì)算消力池深度的時(shí)候已經(jīng)計(jì)算了躍前水深 ch 和為躍后水 深 39。 ? ?cj hhL ?? 39。h 所以在這里可以直接引用，所以就有 ch =， 39。 如消力池上游側(cè)有斜坡段，則消力池長(zhǎng)度應(yīng)為斜坡段水平長(zhǎng)度 sL 與水平段長(zhǎng)度之和。 式中： jL 為水躍長(zhǎng)度， m； ch 為躍前水深， m； 39。 平底板消力池的長(zhǎng)度 sjL 可以按下式計(jì)算 jsj LL ?? ? ?cj hhL ?? 39。 39。ch d 計(jì)算消力池深度 d時(shí)采用試算法，利用公式 ? ? Adf ? ， 相關(guān)數(shù)據(jù)由水力學(xué)下冊(cè)附圖解 5中查得，試算結(jié)果如表 82。c )()( ? = 39。239。39。 ① 在校核工況洪水位時(shí) sh == q=Q/L0=359/=() 上游水頭 T： = gavTT 2200 ?? T=， 可得 T0=。ch （ m） ? ?df 1 2 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 32 計(jì)算消力池深度 d時(shí)采用試算法 ， 利用公式 ? ? Adf ? ， 相關(guān)數(shù)據(jù)由水力學(xué)下冊(cè)附圖解 5中查得，試算結(jié)果如表 81。ch d 表 81 消力池深度試算結(jié)果 d(m) 01T (m) chT01 cchh39。c )()( ? = 39。239。39。 m) 上游水頭 T為 ： T=18581853=5m， v0=q/T=， 由 gavTT 2 200 ?? T=5m， 可得 T0=。 ① 在設(shè)計(jì)工況洪水位時(shí) 39。 m)]； T0— 消力池底板頂面算起的總勢(shì)能， m； Z? — 出池落差， m； 39。0 22 sscc hg qhAdhg qhdf ??? ?????? 式中： d— 消力池深度， m； 0? — 水躍淹沒系數(shù)，可采用 ～ ； 39。0239。239。 ))(181(2h bbghaqhccc ??? = 212 ))(181(2 bbFrhc ?? ? ? ? ? ? ?239。2 112 cs hhgaqZ ? 213239。39。39。 Zhhd sc ???? 39。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)幾個(gè)特征泄流量分別計(jì)算躍后水深，并與實(shí)際尾水位想比較，選擇最不利情況所對(duì)應(yīng)的流量作為確定消力池深度的計(jì)算流量。 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 30 8 水閘消能防沖設(shè)計(jì) 初步擬定在閘室后設(shè)置一消力池作為主要的消能設(shè)施，在消力池之后設(shè)置一段距離的海曼作為輔助消能設(shè)施，并在海曼的末端設(shè)置合適的防沖槽，同時(shí)在消力池及海曼的兩邊設(shè)置翼墻與護(hù)坡。0ShJ? = = 防止流土破壞的出口段容許坡降值 [J]應(yīng)滿足表 72的規(guī)定 。0ShJ? 有 39。0 ???? hh ? 為了防止逸流變性保證閘基的抗?jié)B穩(wěn)定性，要求出口段的逸出坡降必須小于規(guī)定的容許值出口處的逸出坡降 J為 ： 39。???TT? = ) ] ()103[ 1 2 (2 ??= 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 29 ???? ，應(yīng)予修正。239。39。1 ???? hh ? ② 出口段的水頭損失修正值按下式計(jì)算： ) ] ()T[ 1 2 (39。???TT? = ) ] ()103[ 1 2 (2 ??= ???? ，應(yīng)予修正。239。39。? )0h ① 進(jìn)口段的水頭損失修正值按下式計(jì)算： ) ] ()T[ 1 2 (39。? =，說(shuō)明不需要修正，即按照上面的方法計(jì)算，當(dāng) 39。 當(dāng) 39。? ≥ 1時(shí)，采用 39。 39。???TT? 式中： 0h — 以算出的進(jìn)、出口損失值； 39。239。39。 ???101i i? +++++++++= （ 1） 進(jìn)口段 )m( ????????? ??h （ 2）齒墻水平段 )m( ???h （ 3）齒墻垂直段 ?3h ?=（ m） （ 4）鋪蓋水平段 ?4h ?=（ m） （ 5）板樁垂直段 ?5h ?=（ m） （ 6）板樁垂直段 ?6h ?=（ m） （ 7）底板水平段 ?7h ?=（ m） （ 8）齒墻垂直段 ?8h ?=（ m） （ 9）齒墻水平段 ?9h ?=（ m） （ 10）出口段 ?10h ?=（ m） 4. 進(jìn)、出口損失的修正 當(dāng)進(jìn)、出口板樁較短時(shí)，進(jìn)、出口處的滲流坡降線將呈急變曲線的形式。 各段阻力系數(shù)計(jì)算如下： ① 進(jìn)口段：將齒墻簡(jiǎn)化為短板樁，板樁入土深度為 1m，鋪蓋厚度為 1m，故 S=1+1=2 T=10按式 )( 2/30 ?? TS?計(jì)算進(jìn)口段阻力系數(shù) 01? 為 ： 01? =? ?? 102 2/3）（ ② 齒墻水平段： 021 ??SS ， m1?L ， m8?T ，按 T SSL xx )( 21 ????計(jì)算齒墻水平段阻力系數(shù) 1x? 為 ： ?????? 8 )( 212 ）（T SSL xx? ③ 齒墻垂直段： m1?S ， m9?T 。 其中： xL =10m， S1=S2=1m。 ②內(nèi)部垂直段阻力系數(shù) ]14[ln2 ）（ππ TSctgy ?? 式中： y? 為內(nèi)部垂直段阻力系數(shù)。 根據(jù)地質(zhì)分析河床底部透水層深度大概為 10m 左右 ， 所以 T=10m。 土基上的地基有效深度按照揚(yáng)壓力分布曲線、滲流量、出逸坡降值等不在變化時(shí)的原則確定，其有效深度的計(jì)算可參照林繼鏞主編的《水工建筑物》計(jì)算公式為： 當(dāng) OL / 0S ≥ 5 時(shí) eT = OL 當(dāng) OL / 0S ≤ 5 時(shí) eT = 5000?SLL 式中： OL — 地下輪廓不透水部分的水平投影長(zhǎng)度， m； 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 24 0S— 地下輪廓不透水部分的垂直投影長(zhǎng)度， m； eT — 從地下輪廓的最高點(diǎn)鉛直向下起算， m。 ③ 改進(jìn)阻力系數(shù)法 改進(jìn)阻力系數(shù)法是利用獨(dú)立的函數(shù)將閘基進(jìn)行分段簡(jiǎn)化計(jì)算與此同時(shí)計(jì)算出各分段的阻力系數(shù)最后在將不合適的阻力系數(shù)進(jìn)行修正后再次進(jìn)行分析計(jì)算 ,這是一種非常綜合的計(jì)算方法 ，計(jì)算的精度比較其他幾種方法有所提高 ,是目前采用的比較多的一種方法。很難求得精確的滲流理論值。 ② 流網(wǎng)法 流網(wǎng)的繪制可以通過(guò)手繪或?qū)嶒?yàn)來(lái)完成。由它得出的滲流坡降數(shù)值，各處均相同，是平均坡降，故不能用于抗?jié)B穩(wěn)定性驗(yàn)算。其成果雖為近似值，但還是比較接近實(shí)際的。最常用的直線比例法是勃來(lái)法，該法認(rèn)為滲透水頭沿著地下輪廓不透水部分（不論是垂直滲徑，還是水平滲徑）成線形減少，并逐漸消失。 防滲長(zhǎng)度的復(fù)核： 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 23 由 L=15+10=25≥ CH =3?=，所以滿足要求。 水閘底板長(zhǎng)度?。?～ ） H = ～ m，為方便布置可適當(dāng)加長(zhǎng)底板長(zhǎng)度，取其為。底板長(zhǎng)度可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)擬定：對(duì)于砂土和砂壤土，可?。?～ ） H（ H為上、下游最大水位差）。此次設(shè)計(jì)取齒墻為深 1m， 寬 2m，與上下游鏈接的坡度為 1:1。深齒墻與底板或鋪蓋連接處均用接縫分開，接縫中設(shè)止水，以保證其不透水性。 ③ 齒墻 作為抗滑穩(wěn)定和防滲的一個(gè)重要設(shè)施，它一般布設(shè)在水閘的上游和下游，深度一般不少于。鋪蓋與翼墻、底板之間設(shè)沉陷縫，鋪蓋在靠近底板與翼墻的部分，一般都應(yīng)加厚，做成齒墻。為了增加鋪蓋的不透水性，可在混凝土表面涂一層瀝青。 ② 混凝土、鋼筋混凝土鋪蓋 當(dāng)缺乏作鋪蓋的土料時(shí)或水閘必須利用鋪蓋協(xié)助抗滑時(shí)，才采用混凝土、鋼筋混凝土鋪蓋。 現(xiàn)將水平防滲與垂直防滲的具體設(shè)備詳細(xì)說(shuō)明如下： ① 鋪蓋 鋪蓋作為水閘主要的防滲設(shè)施，在水閘的設(shè)計(jì)中有著十分重要的作用，他一般設(shè)置在水閘的上游，主要的作用是延長(zhǎng)滲徑的距離，提高水閘的防滲強(qiáng)度。 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 22 總的來(lái)說(shuō)，地下輪廓線的布置型式主要有以下四種： 1：鋪蓋與板樁結(jié)合布置的型式； 2：平底式，主要水平防滲設(shè)施為鋪蓋、淺齒墻等； 3：雙向水頭水閘的防滲布置型式； 4：平底式結(jié)合排水減壓孔。 表 71 允許滲徑系數(shù)值 排水條件 地基類別 粉砂 細(xì)砂 中砂 粗砂 中礫細(xì)砂 粗礫夾卵石 輕粉質(zhì)砂壤土 輕粉質(zhì)砂壤土 壤土 粘土 有反濾層 139 97 75 54 43 117 95 53 32 無(wú)反濾層 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 74 43 地下輪廓線的布置方 案與地基土的性質(zhì)密切相關(guān)。 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 21 7 水閘防滲排水設(shè)計(jì) 初步擬定的水閘的防滲長(zhǎng)度需要滿足下公式的要求： L≥ CH 式中： L— 水閘的防滲長(zhǎng)度，及基本輪廓線水平段和垂直段長(zhǎng)度的總和， m ； H— 上、下游水位差， m； C— 允許滲徑系數(shù)，依地基土的性質(zhì)而定，當(dāng) 閘基設(shè)有板樁時(shí)，可采用表 71中所列規(guī)定值的小值。 ε — 堰流側(cè)收縮系數(shù) ,b0為閘孔凈寬 (m)； z? — 中閘孔側(cè)收縮系數(shù) , dz 為中閘墩厚度 (m)； 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 20 ε b— 邊閘孔側(cè)收縮系數(shù) ； b — 邊閘墩順?biāo)飨蜻吘壘€至上游河道水邊線之間的距離 (m)； N— 閘孔數(shù)； ε z— 中閘孔側(cè)收縮系數(shù) ,可按公式計(jì)算求得或由表 43查得 ,但表中 bs 為b0 +dz ； 表 63 ε值 b0/ sb ≤ ε 由計(jì)算查表得： z? =， ε b=， 所以 ? ?NN bz ??? ??? 1 = 3 ?? ）（ = 由公式 ： 0L = HQ3/20g2m??， 反算 Q。剩余 設(shè)為沖砂閘，在需要的時(shí)候沖砂閘兼做泄洪閘。 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 19 在設(shè)計(jì)洪水工況時(shí)寬頂堰淹沒系數(shù)計(jì)算： 00 ?????? ?? HhHh ss? = ) ?? （ 同理在 校核水位時(shí)寬頂堰淹沒系數(shù) ? =， 由于堰頂高程與河床高程基本相