【正文】 ，～，～ ,厚度依弧形門支臂轉(zhuǎn)軸的長度確定，一般稍大于2c（c=）牛腿軸線應(yīng)盡量與設(shè)計水位時閘門所受力一致或接近，其斜堵一般為1：～1：，,。因而需要的閘墩厚度較大 ，但主橫梁內(nèi)力較小，是工程中常用的形式，尤其在溢流壩上，閘門支臂較底，側(cè)向推力對閘墩影響較小。 本設(shè)計中閘門形式采用弧行閘門，～。在胸墻處，閘墩頂部高程一般齊平胸墻之頂?！?以便進(jìn)行檢修閘門的工作.(2)閘墩的厚度閘墩的厚度與閘門形式及閘孔徑寬有關(guān),閘敦厚度可參考下列數(shù)據(jù)選用:。即 ： β = =h0’=*=則：J出= h0’/S’=〈[J出]=滿足條件，故不會產(chǎn)生滲透變形Jx=H/（T*∑ξi）=（20*）= 〈[Jx]= 滿足條件，所以底板下的滲流不會產(chǎn)生滲透變形。S，s2——該處的板樁長度Sx ——水平阻力系數(shù)。T——地基的透水深度。 為了保證閘基滲透穩(wěn)定性，閘基長度應(yīng)滿足下式：L≥Lain=cH [9]式中：Lain——最小閘基防滲長度；m H ——水閘上、下游最大水位差： c ——滲徑系數(shù)與地基土質(zhì)有關(guān)，見表5—1表5—1 滲徑系數(shù)c值排水條件粉砂細(xì)砂中砂粗砂中礫細(xì)礫粗礫夾卵石輕粉質(zhì)砂壤土砂壤土壤土黏土有反濾層9～137～95～74～53～4～37～95～73～52～4無反濾層4～73～4本設(shè)計中c值取3 則： Lain=3=L=20++3= 故： L= Lain=；滿足條件 地下輪廓線的簡化（其圖祥見設(shè)計說明書） 確定控制層的計算深度T計 當(dāng)L0/S0≥5時, Te= 當(dāng)L0/S05時, Te=5L0/( L0/S0+2)式中：L0，S0——地下輪廓線分別在水平及豎直面上的投影長度，m故L0= S0=3+1=4m所以L0/S0=故按Te= L0 =*=取實(shí)際透水層深度Ta=20m。黏性土壤有其天然結(jié)構(gòu)，不宜破壞，因此防滲設(shè)施一般均采用鋪蓋+板樁+底板，板樁多采用懸掛式，；即板樁長度為3m，鋪蓋長度?。?－4）H，即3H=3= 。因此，布置地下輪廓時應(yīng)以防止?jié)B透變形，減小滲漏為主。在復(fù)雜地基上宜采用電擬試驗(yàn)法和數(shù)值解法計算；對于防滲布置較簡單；地基不負(fù)雜的中、小型水閘，也可采用直線法計算滲透壓力。滲流計算方法常用的有直線法、流網(wǎng)法、改進(jìn)阻力系數(shù)法、數(shù)值解法和試驗(yàn)法等。 閘基滲流計算的任務(wù)是：確定閘地板及鋪蓋下的滲透壓力，對地板下及滲流出口進(jìn)行滲透變形驗(yàn)算。水閘的防滲排水設(shè)計的任務(wù)是：（1）擬定合理的地下輪廓線形式與尺寸；（2）進(jìn)行滲流計算，以確定閘地板的滲透壓力，驗(yàn)算閘基及兩岸土體的抗?jié)B穩(wěn)定性，以及對地下輪廓線的形式與尺寸進(jìn)行修改；（3）進(jìn)行防滲設(shè)施的構(gòu)造設(shè)計等。 水閘擋水時，由于水位差作用會在閘基兩岸土體內(nèi)形成滲流。為降低護(hù)坦底部揚(yáng)壓力，可在護(hù)坦水平段的后半部設(shè)排水孔，孔徑一般取為5～25㎝，間距1～3m呈梅花狀布置，孔內(nèi)填碎石或無砂砼，以利排水防淤，排水孔下設(shè)反濾層，消力池末端底部一般設(shè)齒墻，以增強(qiáng)其抗滑穩(wěn)定性，～～。縫距一般不大于20～30m，縫寬一般為2～㎝，縫的位置不宜設(shè)置于閘孔中心線處，以減輕水流對縫的沖刷作用。 分縫止水消力池與閘底版、海漫，兩岸翼墻之間應(yīng)設(shè)置沉降縫，位于防滲范圍內(nèi)的縫應(yīng)設(shè)置止水，大型水閘應(yīng)設(shè)兩道止水，位于防滲范圍內(nèi)的縫可鋪貼瀝青油氈。則w防=2*1*1/2+2*1+3*1*1/2 =1+2+ = m2W沖= m2 消力池構(gòu)造 配筋護(hù)坦一般采用C15或C20砼澆筑，并需配置Φ10—12 25—30㎝的構(gòu)造鋼筋，以防止溫變開裂，大型水閘護(hù)坦頂、底均需配筋，中小型水閘可只在頂面配筋。d=則1m長沖坑需堆石量為 W沖=d t″ =**1 =假設(shè)上游的坡率為m2=2。此時V[V不沖]滿足要求，海漫的沖坑深度t”可按下式計算 t”=tph [8] =[V] hc” =* =式中：tp，h——自下游水面算起的沖坑深度和海漫末端河床水深，m q——海漫末端的單寬流量m3/() [V]——河床土質(zhì)的沖流速，m/s。本設(shè)計采用海漫總長的1/3是漿砌石，2/3是干砌石。適宜的斜坡段坡率應(yīng)使海漫末端水流流速V不大于河床不沖流速[V不沖]即V=q/h[V不沖].為了迅速降低出池水流的速度，借以減弱水流的沖刷能力，在海漫的布置上應(yīng)使水流迅速擴(kuò)散。 海漫長L漫的確定海漫長度與出池水流的單寬流量，上下游水位差，河床地質(zhì)條件，下游水深，自身粗糙程度及水流擴(kuò)散情況等因素有關(guān)，一般按以下經(jīng)驗(yàn)公式確定：L=K [7]式中：q——消力池末端的單寬流量m3/() ——與對應(yīng)的水閘上下游水位差 K——與河床土質(zhì)情況有關(guān)的系數(shù)，可由下表查得：K=12表44 K值表河床土質(zhì)粉砂，細(xì)砂中砂，粗砂，砂壤土壤土堅硬黏土K13~1510~128~96~7則L=12=本設(shè)計取海漫長為L=55m。滿足抗沖要求時護(hù)坦始端厚度t按下式計算 T=k1 [6]式中：q——護(hù)坦的單寬流量m3/() ——泄放時的水閘上下游水位差， K1——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，~，本設(shè)計取K1=列表計算不利情況，取計算值的較大者。因?yàn)榈装逑旅嬉O(shè)反濾層，設(shè)排水所以只按抗沖要求確定底板厚度。支鉸位置應(yīng)設(shè)于泄水時不受水流和漂浮物沖擊的高程上，攔河閘閘門可設(shè)于3/2~1倍門高處。m=φ ——流量系數(shù)水躍公式：h2=[1] [4] 式中：h1—躍前水深； q—單寬流量。（2）啟閉不要過猛,或時快時慢,應(yīng)均勻并且勻速地各孔同步開啟,如發(fā)現(xiàn)有沉重阻滯現(xiàn)象,應(yīng)立即停止,檢查其原因,進(jìn)行處理.（3）應(yīng)對稱開啟(要求孔數(shù),孔位對稱,開度對稱)（4）=（5）閘門開啟時,應(yīng)避免停留發(fā)生震動的位置．如發(fā)現(xiàn)閘門及啟閉機(jī)發(fā)生震動應(yīng)停止進(jìn)行檢查，待障礙消除后在繼續(xù)啟閉．（6）當(dāng)開啟閘門接近最大開度或關(guān)閉閘門接近閘底時，要特別注意控制，降低速度并及時停止，防止歲壞機(jī)件和閘門．（7）過閘流量必須與下游水位相適應(yīng)，使水躍發(fā)生在消力池內(nèi)，避免水躍發(fā)生消力池以下部位． 池深設(shè)計條件　 池深設(shè)計采用校核水位，攔河壩取正常引水時，遭遇校核洪水，閘后初始水位，取對應(yīng)正常引水時河道下泄流量Ｑ＝244m3／．　 池深不利情況的確定：它可能發(fā)生于著們某一開啟方式的某一開度下，理論上應(yīng)該與各種閘門的開啟方式的各種開度進(jìn)行搜尋．據(jù)經(jīng)驗(yàn)，下游水深很低時，往往初始開度最不利，因此本設(shè)計只取工況，攔河壩取正常引水時遭遇校核洪水，對于能夠的▽上＝▽下＝　運(yùn)用方式為各孔全開，在不同開度e情況下hc’’hc差值最大．作為池深的控制情況來計算池深d. 求Q控在不同的開度e下，水流狀態(tài)可能從孔流變成堰流，因此在計算時應(yīng)加以注意。用時間關(guān)系，我們草用各孔全開開啟方式進(jìn)行定性分析。 對N孔水閘，閘門開啟方式有：（1） N孔同步分級均勻開啟（2） 隔孔同步分級均勻開啟（3） 中央數(shù)孔對稱分級均勻開啟（4） 兩側(cè)邊孔或邊孔+數(shù)鄰對稱分級均勻開啟 為確保水閘在任意發(fā)生的工作情況下安全運(yùn)用。(4) 岸坡防護(hù) 消力池兩岸應(yīng)設(shè)置與消力池同長或稍大的下游翼墻，其后岸坡的防護(hù)形式多與海漫相一致，并應(yīng)在防沖槽之后，兩岸岸坡在砌護(hù)一定長度，大中型水閘一般砌護(hù)4~6倍水頭，~，砌護(hù)材料常用于干砌石。 防沖槽可以作成堆石形成，槽頂與海漫末端齊平，槽底則決定手開挖的施工條件。海漫設(shè)計的內(nèi)容有：海漫長度，海漫的位置和構(gòu)造及材料(3) 防沖槽 水流經(jīng)過海漫后，余能得到進(jìn)一步消除，流速與流速分布也逐漸接近于下游河道水流的正常狀態(tài)，但仍具有一定的沖刷能力，加之水閘運(yùn)用中還可能會遇到某些設(shè)計情況的不利泄流狀態(tài)，使下游河床難免遭受沖刷。 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。(2) 海漫流出消力池的水流，雖已在池內(nèi)消除了部分能量，但由于流速分布和正常絮流不同，底部流速極大，脈動強(qiáng)度也較強(qiáng)烈，對于下游無保護(hù)渠（河）床仍是具有較大的沖刷能力。(1) 消力池消力池的作用是使閘后水流產(chǎn)生稍淹沒水躍，并保護(hù)水躍范圍內(nèi)的同床免受沖刷，設(shè)計內(nèi)容有：池深，池長護(hù)坦（消力池底板）厚板，尾壩及輔助消能工，消力池構(gòu)造，消力池底板的分縫及筑池材料。 消能設(shè)計的內(nèi)容 底流式水躍消能是通過工程措施，促使出閘水流在閘后規(guī)定范圍內(nèi)產(chǎn)生稍淹沒水躍，利用水躍的漩滾、撞擊、摻氣等 水流大部分能量。底流消能可適應(yīng)在較大范圍內(nèi)變動的過閘流量和下游水位，同時在平面上也容易擴(kuò)散。 消能防沖設(shè)計說明 消能采用的方式平原地區(qū)水閘，由于水頭低切河床抗沖能力差，難以采用挑流消能，加上下游水位變幅往往較大，也無法采用面流式消能。(5) 閘下渠床土質(zhì)抗沖能力差，故閘下渠底寬常超過閘寬。(4) 當(dāng)閘上下游水位差小時，過閘水流安全在消力池內(nèi)形成波狀水躍，消能效果不佳挾有剩余動能的出閘水流仍會沖刷下游渠床，影響渠道穩(wěn)定性。(3) 水閘常是多孔建筑物，若運(yùn)用不當(dāng)，往往會造成折沖水流或遠(yuǎn)驅(qū)式水躍。(2) 閘上下游水位多變，出流形式多變，閘門開啟次序，孔數(shù)和開度也有變化。為了設(shè)計好水閘，必先了解過閘水流的特性，才能做好效能設(shè)施。 則：▽門頂=+= H門==第4章消能計算平原地區(qū)河床抗沖能力低，閘下泄流能量較大，因此為防止閘下產(chǎn)生有害沖刷，保證水閘安全運(yùn)行，必須了解水閘的泄流特點(diǎn)和進(jìn)行消能防沖設(shè)計。查表82得A設(shè)=，A校核=泄水時：▽閘頂=▽設(shè)洪+A設(shè)=+=▽閘頂=▽校洪+A校=+=擋水時：▽閘頂=最高閘前水位+波浪爬高 =+=市區(qū)防洪的堤頂要求：閘頂高程應(yīng)取以上數(shù)值中最大的， 閘門頂高程 對于開敞式水閘，閘門頂高應(yīng)不低于可能出現(xiàn)的最高擋水位+安全超高a，a一般取。為使閘室上部結(jié)構(gòu)如設(shè)通橋。即 Q實(shí)設(shè) = =4100即：Q實(shí)設(shè)Q設(shè)Q實(shí)設(shè)=16 =5050=Q校核 即：在5%范圍內(nèi)滿足設(shè)計要求。 H0—計入行進(jìn)流速水頭的堰頂水頭，m。k]H0/nb [1]=[+]=（2） 驗(yàn)算設(shè)計與校核洪水泄流能力，并應(yīng)滿足：Q實(shí)設(shè)≥Q設(shè)與Q實(shí)設(shè)≥Q校核如不滿足，則修改直至設(shè)計滿足為止。k=；ε=[（n1）167。取26個孔數(shù)，單孔凈寬b=；取13個中墩，中墩厚度 d2=；取13個縫墩，縫墩厚度 d2′=；取12個逢，；則：B=B0+13+13.+12=（1）分隔閘孔，確定中墩與邊墩形式與厚度，并求得其真實(shí)側(cè)收系數(shù)值：查表得：167。否則n取奇數(shù)或偶數(shù)即可。小型水閘常用鋼筋混凝土或鑄鐵閘門，b一般為2~3m。我國大型水閘多采用弧形鋼閘門，孔寬b通常取8~12m，一般不宜小于8m。當(dāng)閘門全開水流有連續(xù)的自由表面時,通過Q設(shè)計 , Q校核來驗(yàn)算。該水位差的大小關(guān)系到扎室工程量和上游淹沒損失,采用較大的△H值,可使閘室工程量減小,但上游淹沒面積增大,切對下游能防沖要求較高,若采用較小的△△H=~,河道抗沖能力強(qiáng)時,可采用較大△H值,以減小閘室工程量。 閘孔凈寬計算(1)上下游水位差閘孔凈寬的控制情況通常是宣泄設(shè)計和校核設(shè)計時，此時閘門全部開啟，多為淹沒流態(tài)。灌溉渠系中各種水閘的閘底高程與渠底高程有密切的聯(lián)系。從運(yùn)用方面看，低的閘檻也會給防沙，沖沙布置帶來困難，而且沙容易進(jìn)入渠道，增加常年清除管理費(fèi)用。一般說來，閘底高程定得低一些，可以縮小閘孔，而且有利于進(jìn)流或排水。 閘底板高程的確定 閘底高程選定得是否得當(dāng)，對閘的穩(wěn)定與閘孔尺寸的大小有很大影響。 閘孔型式為了確保市區(qū)防洪安全，加速汛期泄洪，攔河壩不宜設(shè)胸墻。第3章 水閘的水力計算 閘孔設(shè)計閘孔設(shè)計的任務(wù)是依照水閘的運(yùn)用要求及河床地質(zhì)情況，根據(jù)規(guī)劃給定的過閘流量、響應(yīng)的上下游水位及允許的上游淹沒影響。后者需大量水，底板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，經(jīng)論證后選定適宜的沖沙方式。因此從樞紐運(yùn)用要求考慮，采用攔河閘較為適宜，但增加每年運(yùn)轉(zhuǎn)和維修費(fèi). 樞紐防沙設(shè)計根據(jù)河道泥沙資料，木樞紐應(yīng)考慮防沙措施。 攔河建筑物形式（即采用攔河閘還是壅水壩） 應(yīng)從滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、修建壅水壩結(jié)構(gòu)及施工較簡單，洪水頭較高，瀉洪不方便；且采用壩壅水對上游河道穩(wěn)定及市區(qū)防洪不利。但其缺點(diǎn)是攔河壩改變了原河道水流泥沙運(yùn)動的天然規(guī)律，易引起河床變形，主要表現(xiàn)為壩上游水位抬高，流速減小，挾沙能力減低，泥沙逐漸淤于壩前。有壩取水：當(dāng)取水期河道水位較低，不能滿足用水要求，或引水率較大，或采用無 壩取水時取水口需上移使干渠較長,不經(jīng)濟(jì)時,可采用有壩取水,在河流上引水口稍下游處修建攔河壩,以抬高水位保證引水流量 ?？菟诳赡芤贿M(jìn)所需水量，汛期河道水位高，又引水含沙量大