【正文】 用試算法計算收縮水深 hc，試算公式如下： 2220 2 cc hg qhT ???= 《水力學(xué)教材》 113 經(jīng)試算 hc= 將該值代入水躍方程可得 )181(2 32 ???ccc ghqhh = 查 H 下 ～ Q 曲線， H 下 ＝ ， ht=； 同理 ,可算出當 q=、 ,相應(yīng)的 hc” 、 hk，計算結(jié)果列入下表： q hk hc hc ht hc ht(m 3 /) (m) (m) (m) (m) (m)e= e= 閘門全開 4 計算工況 從表中可以看出，當上游水位為 、水閘開啟 1/7 孔時，閘門開度 e=、 以及全開時， hc” ht，說明都發(fā)生遠離式水躍銜接，故需修建消力池。經(jīng)分析比較，結(jié)合水閘運行特點，本次設(shè)計考慮水閘 1/7 閘孔開啟作為本次設(shè)計工況。 )1/2179。 179。 H3/2 ＝ 179。 m178。 q＝?178。 179。 179。 μ 0＝ － ＝ － 179。 )1/2 23 ＝ ； b． e＝ e/H=，為孔口出流。 (2179。 ； 因孔流狀態(tài) e 很小，行近流速 V0較小，在計算時可不計入，即 H0≈ H，因此， q=μ 0e(2gH)1/2＝ 179。 根據(jù)上、下游水位可假定為自由出流。本工程消能形式采用消力池消能，消力池后布置一定長度的海漫，海漫末端設(shè)置柔性防沖槽。 相應(yīng)上游洪水位 H 上 =。 =11589m3/s %＝ 12350m3/s； 假設(shè)不符，重新假設(shè)試算。 (2179。 179。 H3/2 22 =350179。 (－ )]＝ ； H0=H+V2/2g=(－ )+(2179。 = 校核工況上游水位 根據(jù)水閘泄流能力計算公式，可以試算出校核情況下的上游水位。根據(jù)規(guī)范的要求 ，中墩厚取 ，縫墩厚取 。校核工況稍大于允許單寬流量，可能會出現(xiàn)局部破壞，但只要工程消能防沖設(shè)施得當，個人認為是能滿足工程安全運行要求。 21 )=333m 一般來說，采用的閘孔總凈寬要略大于計算值，本次設(shè)計閘孔總凈寬取 350m，相應(yīng) 單寬流量為 ，小于閘孔允許單寬流量 30 m3/s/m，滿足要求。 179。 )= ②淹沒系數(shù)? hs/H0=查《規(guī)范》附表 ， 得?＝ ； ③流量系數(shù) m 按 P/H0=0 查表得 m＝ ； ④側(cè)收縮系數(shù)ε 水閘中墩厚度取為 ，縫墩取 ，根據(jù)《規(guī)范》附錄 公式 計算得ε = 根據(jù)以上公式可以試算出閘孔總凈寬 2300 2 HgmQB??? =9540/( 179。 ①堰上總水頭 H0 H1（上游水頭） =－ = Hs（下游水頭） =－ = 行近流速 V0=Q/A=9540/[700179。 根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求，閘孔允許單寬流量不大于 30m3/s， 初步擬定閘孔總凈寬為 倍主河槽寬為 350m，閘孔 分成 35 孔，每孔寬 10m，中墩厚，縫墩厚 。 二、閘孔凈寬計算、泄流能力校核 水位 Q2%＝ 9540m3/s， H 上 ＝ ， H 下 ＝ ； %＝ 12350m3/s， H 上 ＝待算， H 下 ＝ ； 閘孔凈寬計算 閘孔總凈寬的確定，主要涉及兩個問題：一個是過閘單寬流量的大?。涣硪粋€是 閘室總寬度與河道總寬度的關(guān)系。 這種型式閘室對于泄洪較為有利，它能使閘前漂浮物隨著 19 水流下泄，而不會阻塞閘孔而影響泄洪。 主要建筑物（泄水閘） 閘孔設(shè)計 水閘閘孔設(shè)計主要是確定閘孔型式、尺寸河設(shè)置高程，以保證水閘在設(shè)計水位組合情況下有足夠的過流能力。 泄水閘的布置 泄水閘布置在水電站和船閘之間。 水輪機的型號為： GE(F02)WP380 發(fā)電機的型號為： SFG20070/3960 總裝機： 3179。 水電站的布置 考慮河床的主槽比較靠近右岸，上下游不容易發(fā)生淤積，為最大的可 18 能提高水電站的出力，發(fā)揮水電站的效益，將水電站布置在函江的右岸。 閘室：閘室的長度為 135m，寬度為 ；閘室的頂高程為 ，底高程為 。 上游引航道：長度不小于 5 倍設(shè)計船隊的長度，根據(jù)經(jīng)驗五級航道標準的設(shè)計船隊的長度為 91m，故上游引航道的長度為 455m，設(shè)計時取為500m；上游引航道的底寬度為 35m，兩岸采用漿砌石護坡，邊坡采用 1：；上游引航道的底高程為 。 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書提供的地形地質(zhì)資料，以及功能要求，樞紐總體布置如下： 船閘的布置 船閘的通航能力，按照五級航道標準進行設(shè)計。船閘的通航能力，按照五級航道標準進行設(shè)計。梁高 ，梁腹寬 ，梁翼寬 ，用 5 根組梁組成，兩側(cè)人行道為懸臂式，每米延長重量按8T/m 計。 五、其它資料 單孔凈寬： 8～ 12m； 門型結(jié)構(gòu)：平面鋼閘門； 閘門類型：直升門； 底板與中砂的摩擦系數(shù) f＝ ； 閘孔的允許單寬流量 q＝ 30m3/s/m； 六、公路橋 公路橋載重按汽 20 設(shè)計，掛 100 校核，雙車道橋面凈寬 ，兩側(cè)人 行道 2179。 四、安全系數(shù) 安全超高 水閘為 3級混凝土建筑物，根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范》（ SL 265─ 2020）安全超高下限值： 泄洪時 (設(shè)計洪水位 )， (校核洪水位 )； 關(guān)門時 (設(shè)計洪水位 )， (校核洪水位 )。 設(shè)計基本資料 一、水位 正常蓄水位： 灌溉水位： 設(shè)計洪水 Q2%=9540m3/s，相應(yīng)閘下水位 H 下 = 校核洪水 %=9540m3/s，相應(yīng)閘下水位 H 下 = 二、計算水位組合 閘孔凈寬計算水位 設(shè)計洪水 Q2%=9540m3/s，相應(yīng)閘下水位 H 下 =； 設(shè)計水位差△ H＝ （ H 上 ＝ ）； 校核洪水 %=9540m3/s，相應(yīng)閘下水位 H 下 =； 計算閘上雍高水位 H 上 （供墩頂高程用）； 消能計算水位 閘上水位 H 上 ＝ ； 閘下水位 H 下 ＝ ； 下泄流量：以閘門開啟度 e＝ 、 e＝ 以及全開時的泄量。 根據(jù)《 畢業(yè) 設(shè)計任務(wù)書》，本工程為三等工程，主要建筑物按 3級建筑物設(shè)計，次要建筑物按 4級建筑物設(shè)計。船閘的通航能力，按照五級航道標準進行設(shè)計。 14 4 工程布置及建筑物 設(shè)計依據(jù) 設(shè)計依據(jù)的標準、規(guī)范 （ 1）《水利工程初步設(shè)計報告編制規(guī)程》（ DL502193）； （ 2）《防洪標準》（ GB5028694）； （ 3）《水閘設(shè)計規(guī)范》（ SL2652020）； （ 4）《水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范》（ DL50771997）； （ 5）《水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范》（ DL50731997）； （ 6）《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（ SL/T19196）； （ 7）《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（ GB500072020）； （ 8）《堤防工程設(shè) 計規(guī)范》（ GB5028698）； （ 9）《城市防洪工程設(shè)計規(guī)范》（ CJJ5092）； （ 10）《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（ SL2522020）； （ 14）相關(guān)法律、法規(guī)及有關(guān)規(guī)范。 土料：閘址上游約 2 公里有劉家、八圩土料場，儲量豐富，符合均質(zhì)土壩質(zhì)量要求，還有可作為土壩防滲體的粘性土，其質(zhì)地良好。 河床土質(zhì)資料如下： 中砂： Dr＝ ， E0=310kg/cm2， =20； 砂礫石： Dr＝ ， E0=360kg/cm2； 當?shù)亟ㄖ牧? 塊石料：在閘址左岸的山頭上有符合質(zhì)量要求的塊石料場，其儲量50 萬立方米，平均運距 公里。 102（ cm/s），允許坡降 J=～ ；河床底層為基巖，埋深標高從左標高 10 米向右標高 15 米以下，其巖性為上古生界二迭長興階灰?guī)r及硅質(zhì)巖。 閘址地質(zhì) 根據(jù)《畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書》提供的工程地質(zhì)勘察報告，本工程場區(qū)地基以砂礫 卵石層為主 ,表層為中細砂層，層厚 2～ 5 米，左厚右薄并逐漸消失；河床中層主要是砂礫卵石層，卵石含量 30%～ 50%，粒徑 2～ 13 厘米，層厚 10～ 20 米，屬于強透水層，滲透系數(shù) K=179。 11 洪峰流量及相應(yīng)壩下水位表 表 21 設(shè)計頻率（ %） 2 20 洪峰流量 Q（ m3/s） 12350 9540 5730 壩下水位 H 下 （ m） 水位流量關(guān)系曲線見表 22。洪水期多年平均最大風(fēng)速為 。之間，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，溫暖濕潤，四季分明，雨水充沛。 氣象 本區(qū)位于北緯 25176。 流域內(nèi)有耕地 700 多萬畝，礦藏資源十分豐富，工礦企業(yè)較發(fā)達，有國家最大的有色金屬冶煉工程銅基地及腹地內(nèi)的建材輕工。流向自東向西北，全長 375km，流域面積 176 萬 km2，是鄱陽湖水系的重要支流，也是長江水系水路運輸網(wǎng)的組成部分。 邊墩厚 頂高程為 工作橋 交通橋 7m+1179。 水閘特性表 綜上所述，水閘特性表如下： 水閘特性表 基 礎(chǔ) 資 料 設(shè)計依據(jù) 工程級別 Ⅲ等工程 建筑物級別 主要建筑物 3 級 次要建筑物 4 級 臨時建筑物 5 級 設(shè)計洪水 P=2% 校核洪水 P=% 水文條件 正常水位 灌溉水位 設(shè)計流量 9540m3/s 設(shè)計洪水位 9 校核流量 12350m3/s 校核水位 主 要 建 筑 物 水閘閘室 凈寬 10179。 上游護坡，頂高程為 ，底高程 ，采用坡比為 1:3， 40cm厚漿砌塊石護坡。上游翼墻長 30m，下游翼墻長 。翼墻兩側(cè)設(shè)置179。上游擋墻高 ，擋墻壁 8 厚 ，墻身垂直，墻身高 12m，墻底板厚 。 兩岸連接建筑物設(shè)計 采用扶壁式擋土墻， 上游翼墻頂高程 ，底高程 。 2)、閘室沉降計算 經(jīng)分析，本次不必計算閘室的沉降量。 2)、啟閉機 啟閉機型號： QPQ2179。 在消力池水平段前端與閘底板連接處設(shè)置水平止水；消力池末端依次鋪設(shè)碎石墊層和無紡?fù)凉げ挤礊V，排水孔孔徑 15cm，間距 ，呈梅花形布置，順水流方向長度為 。 7 鋪蓋采用 C25 鋼筋砼結(jié)構(gòu)，長 20m。 上游翼墻頂標高為 ，下游翼墻頂標高為 。 2)、上下游翼墻 上游連接采用扶壁式翼墻 ， 圓弧連接，半徑為 20m，下游翼墻采用扶壁式八字型翼墻加圓弧型翼墻連接，擴散角為 8176。 ，總寬 。 ，邊墩厚度 為 。 閘墩頂高程為 。檢修門槽深 25cm，寬 30m；工作門槽深 40cm，寬 60cm。 底板采用整體式，二孔一分縫，最中間一孔，底板長度為 20m，頂高程為 ，閘底板厚 。 6 閘室布置 1)、閘室結(jié)構(gòu) 閘室采用開敞式布置，鋼筋砼 U 型結(jié)構(gòu)， 閘門選擇直升式平板鋼閘門，液壓啟閉，閘上布置凈 7m 交通橋，兩側(cè)人行道 2179。 2)、海漫 海漫長度 L=40m， 海漫水平段長 15m，采用 60cm 厚鋼筋混凝土澆筑，斜坡段長 25m， 1:10 放坡，采用 60cm 厚漿砌塊石砌筑。 =。 2)、水閘總寬度 閘室總寬度： 10179。 水閘設(shè)計 水閘水力設(shè)計 1)、堰型、堰頂高程 閘孔采用結(jié)構(gòu)簡單、施工方便的無坎平底寬頂堰（平底水閘屬無坎寬頂堰）。 2200KW。廠房地面高程 ，水輪 5 機安裝高程 。閘上公路橋設(shè)在上閘首的上游端。設(shè)計流量9540m3/s，校核流量 12350m3/s。因此，本設(shè)計在樞紐布置時，將泄水閘布置在河床中間，船閘布置在左岸，水電站布置在右岸。 本工程以航運為主體，兼任泄洪、發(fā)電、灌溉、供水和適應(yīng)戰(zhàn)備需要的綜合開發(fā)工程。同時也為沿江各縣市擴大直流灌溉創(chuàng)造有利條件。原材料及銷售地大部分在長江流域各省、市地區(qū)，利用水運的條件十分優(yōu)越。 該流域氣候溫和，水量充沛，水面平緩，含砂量小，對充分開發(fā)這一地區(qū)的航運具有天然的優(yōu)越條件。