【正文】 水電站廠房寬 15m(順流向 )，長(zhǎng) 。水電站設(shè)計(jì)水頭 ，最高水頭 ，最大引用流量 225m3/s，總裝機(jī) 3179。站上公路橋設(shè)在廠房的上游端。 6 擬定閘底板頂高程為 。 35+36179。 水閘消能防沖設(shè)計(jì) 1)、消力池 消力池采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)，深 ，消力池長(zhǎng) L=，厚度 。 3)、防沖槽 防沖槽采用梯形斷面，槽深 ，槽底寬 10m，上游設(shè) C20 鋼筋砼齒槽， 厚 50cm，下游坡比為 1： ，單寬體積為 ，沖刷坑采用拋石合金鋼網(wǎng)石兜拋石處理。 ，總寬 、寬 4m 工作橋和啟閉房，啟閉房寬 ，底板長(zhǎng)度取 20m。 閘墩長(zhǎng)度采用與底板同長(zhǎng) 20m。閘墩上下游端部均采用半圓形墩頭。閘墩厚度受控于閘門槽處最小厚度為 50cm，中墩厚度取 ，縫墩厚度為 2179。 公路橋布置在閘門上游側(cè)，公路橋載重按汽 20 設(shè)計(jì)，掛 100 校核，雙車道橋面凈寬 ，兩側(cè)人行道 1179。公路橋采用 T型結(jié)構(gòu)，梁底高程為 ，梁高 ，梁腹寬 ，梁翼寬 ，用5 根組梁組成，兩側(cè)人行道為懸壁式。 ， 圓弧半徑為 20m。 閘基防滲排水設(shè)計(jì) 由于本工程閘址地基主要由砂礫卵石層組成，為強(qiáng)透水土質(zhì)，故在采用水平防滲措施的同時(shí)還必須采取垂直防滲措施。鋪蓋與閘底板之間設(shè)水平止水。 閘門及啟閉機(jī)設(shè)計(jì) 1)、閘門 根據(jù)門頂高程及閘底標(biāo)高，確定平面鋼閘門高為 7m，閘門凈寬 10m，毛寬 。 300 閘室穩(wěn)定計(jì)算 1)、閘室整體穩(wěn)定 水閘整體穩(wěn)定分別對(duì)完建期、正常運(yùn)用期及非常運(yùn)用期三種工況進(jìn)行閘室的偏心距、基底應(yīng)力、基底應(yīng)力的不均勻系數(shù)及沿閘室底面的抗滑穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算，均滿足規(guī)范要求。 閘底板配筋 經(jīng)計(jì)算，面、底層鋼筋均按Φ 25200 配置。下游翼墻頂高程 ，底高程 ～ 。下游擋墻高 13～ ，擋墻壁厚 ，墻身高度 12～ ，底板厚度 m。 腋角，兩側(cè)懸挑 4m，底板總寬 11m。翼墻采用 C25 鋼筋砼澆筑。 下游護(hù)坡，頂高程為 ，底高 程 ，采用坡比為 1:3， 40cm厚漿砌塊石護(hù)坡。 35m 總寬 閘底板 長(zhǎng) 20m,厚 閘室底高程 閘室頂高程 閘墩 中墩厚 縫墩厚 2179。 2m 閘門板 鋼 ,凈寬 10m,高 7m 上下游 連接段 上游護(hù)底 厚 60cm,L=10m 鋪蓋 厚 60cm,L=20m 消力池 d=,L=15m 海漫 厚 60cm,L=40m 防沖槽 深 ,底寬 10m 上游翼墻 圓弧連接 ,頂高 下游翼墻 八字型 ,頂高 上游護(hù)坡 底高 ,頂高 下游護(hù)坡 底高 ,頂高 11 第二章 水文 流域概況 函江位于我國(guó)華東地區(qū)。該流域氣候溫和，水量充沛，水面平緩，含砂量小。原材料及銷售地大部分在長(zhǎng)江流域各省、市地區(qū)，利用水運(yùn)的條件十分優(yōu)越。 ~30176。熱量資源豐富，年平均氣溫介于 13℃ ~20℃之間 ,1月平均溫普遍在 0℃以上， 7 月平均溫一般為 25℃左右， 冬 夏風(fēng)向有明顯變化，年降水量一般在 1000 毫米以 上，主要集中在夏季，冬季較少。 洪水 根據(jù)《畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書》提供的水文資料 ,函江 50 年一遇洪峰流量為9540 m3/s,各設(shè)計(jì)頻率洪水流量及相應(yīng)壩下水位見表 21。 水位～流量關(guān)系 表 22 水位 （ m） 流量（ m3/s） 水位 （ m） 流量（ m3/s） 14 50 20 3200 15 300 21 4140 16 650 22 5340 17 1200 23 7700 18 1800 24 13800 19 2480 13 第三章 工程地形、地質(zhì) 地形地貌 閘址左岸與一座山頭相接，山體順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng) 700 米，垂直水流方向長(zhǎng) 2021 米，山頂主峰標(biāo)高 110 米，靠岸邊山頂標(biāo)高 65 米；山體周圍是河漫灘沖擊平原，灘面標(biāo)高 ～ 米；沿河兩岸筑有防洪大堤，堤頂寬 4 米，堤頂標(biāo)高 米；閘址處河寬 700 米，主河 槽寬 500 米，深泓區(qū)偏右，河床底標(biāo)高 ～ 米，右岸灘地標(biāo)高 米。 101～ 5179。水閘的防滲處理應(yīng)重點(diǎn)考慮。 14 砂礫料：閘址上、下游均有寬闊的沖積臺(tái)地，有大量的砂、礫料，可滿足混凝土的粗、細(xì)骨料之用，運(yùn)距 3～ 5 公里，且水運(yùn)極為便利。 地震 根據(jù)《中國(guó)地震參數(shù)區(qū)劃圖》（ GB183062021），參照工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度分區(qū)與地震基本烈度對(duì)照表，相應(yīng)本地區(qū)的地震基本烈度為 6度。 設(shè)計(jì)依據(jù) 函江樞紐的主要建筑物有船閘、泄水閘和水電站三部分組成。水電站總裝機(jī)為 6600Kw，設(shè)計(jì)水頭為 ，水閘的泄洪能力為 13000m3/s。 根據(jù)《畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書》，泄水閘的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為 50 年一遇，校核 16 洪水標(biāo)準(zhǔn)為 300 年一遇，最大通航洪水標(biāo)準(zhǔn)為 5 年一遇。 閘室穩(wěn)定計(jì)算水位（關(guān)門） 閘上設(shè)計(jì)水位 H 上 ＝ ， H 下 ＝ ； 閘上校核水位 H 上 ＝ ， H 下 ＝ ； 三、地震設(shè)防烈度 本地區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度，不考慮地震設(shè)防。 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) 土基上的 3級(jí)混凝土建筑物，基本組合（設(shè)計(jì)）為 ；特殊組合（核校）為 。 ，總寬 ，采用 T 型結(jié)構(gòu)。 工程總體布置 函江樞紐的主要建筑物有船閘、泄水閘和水電站三部分組成。水電站總裝機(jī)為 6600Kw，設(shè)計(jì)水頭為 ，水閘的泄洪能力為 13000m3/s。 船閘布置在函江的左岸，船閘本身由三部分組成：上游引航道、閘室和下游引航道。 下游引航道：長(zhǎng)度不小于 5 倍設(shè)計(jì)船隊(duì)的長(zhǎng)度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)五級(jí)航道標(biāo) 19 準(zhǔn)的設(shè)計(jì)船隊(duì)的長(zhǎng)度為 91m，故下游引航道的長(zhǎng)度為 455m，設(shè)計(jì)時(shí)取為600m；下游引航道的底寬度為 35m，兩岸采用漿砌石護(hù)坡 ，邊坡采用 1：；下游引航道的底高程為 。上下閘首控制船只的進(jìn)出。 水電站的廠房的平面尺寸：主廠房的長(zhǎng)度為 米，上下游方向的寬度為 米，主廠房總高度為 米。 2200KW 設(shè)計(jì)水頭： 最高水頭： 最小水頭： 最大引用流量 225m3/s。 泄水閘主要有三部分組成：上游連接段、閘室段和下游連接段。 一、堰型和堰頂高程確定 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書提供的資料顯示，函江流域水面平緩，含砂量少，本水閘的主要功能為擋水灌溉和泄水 ，故 本次設(shè)計(jì)采用堰流式閘室，堰型采用無檻寬頂堰。 根據(jù)資料提供的地形圖，考慮水閘的運(yùn)行、河道沖刷淤積以及閘孔允許單寬流量和工程造價(jià)等因素，本次設(shè)計(jì)取堰頂高程與河床底高程齊平為。如果采用的閘孔總凈寬過小，使過閘單寬流量過大，將增加閘下游消能布置的困難，甚至影響水閘工程的安全；反之，如果采用的閘孔總凈寬過大，使過閘單寬流量過小，工程 21 量加大，造成浪費(fèi)。 水閘底板為無檻寬頂堰，閘孔泄流能力計(jì)算公式如下： 2300 2 HgmBQ ??? (《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》附 A） 式中： Q—— 過閘流量（ m3/s）； ? —— 淹沒系數(shù)，根據(jù)上下游的堰上水深查得； ε —— 側(cè)收縮系數(shù)； m—— 流量系數(shù)； B0—— 閘孔總凈寬（ m）； H0—— 堰頂以上上游總水頭（ m）。 (－ )]＝ H0=H1+V2/2g=+(2179。 179。 179。 但校核工況下，水閘單寬流量為 ，大于閘孔允許單寬流量 [q]=30m3/s/m，若本次設(shè)計(jì)水閘總凈寬以校核工況下通過閘室的單寬流量為控制，水閘規(guī)模將偏大，工程量加大，與消能工造價(jià)比較而言，會(huì)造成浪費(fèi)。 因此，經(jīng)綜合考慮本次設(shè)計(jì)水閘總凈寬取 350m，閘孔 總數(shù)為 35 孔，單孔凈寬為 10m。因此水閘總寬度為： B=350+36179。 設(shè)△ H＝ ，則 H 上 ＝ +＝ ； hs=－ =； 行近流速 V0=Q/A=12350/[700179。 )=； hs/H0=，查《規(guī)范》附表 得?＝ ； 按 P/H0=0 查表 得 m＝ ； ε＝ ； Q 試 ＝ B?ε m(2g)178。 179。 179。 )179。 經(jīng)試算，當(dāng)△ H＝ 時(shí)， Q 試 ≈ %＝ 12350m3/s。 消能防沖設(shè)計(jì) 消能防沖設(shè)計(jì)主要包括消能防沖設(shè)備形式的選擇、以及各種消能設(shè)施尺寸設(shè)計(jì)和上下游兩岸護(hù)坡的設(shè)計(jì)。 一、消力池尺寸擬定 消能水力計(jì)算 消能計(jì)算水位： H 上 ＝ ， H 下 ＝ ； 24 1）單寬流量計(jì)算 a． e= e/H=，為孔口出流。 根據(jù)孔流公式： q=μ 0e(2gH0)1/2 其中μ＝ － （《水計(jì)算手冊(cè)》 336 水利出版社） ＝ － 179。 179。 179。 根據(jù)上、下游水位可假定為自由出流。 ； q=μ 0e(2gH)1/2 ＝ 179。 (2179。 )1/2 ＝ ； c．閘門全開 出流情況屬堰流。ε178。 (2g)178。 179。 (2179。 25 ＝ ； 2）判別下游水流銜接形式 經(jīng)計(jì)算當(dāng)水閘閘孔全開時(shí)，閘后將發(fā)生淹沒式水躍，無需建消力池；從運(yùn)行角度來講，泄水時(shí)只開啟 1 孔閘門也是不符實(shí)際的。 由上述計(jì)算結(jié)果，判別水閘開啟 1/7 閘孔（開 5 扇閘門）時(shí) 下游水流銜接形式。當(dāng) q=， (h” ht)值最大。 消力池深度計(jì)算 e＝ ， q＝ ， hc=， hc” =， ht=； 按近似公式估算池深 d，即 d=? hc” ht=179。 cc hg qhT ???= 試算 求得 hc=； hc” =((1+8α q2/(qhC3))1/2－ 1) hC/2 水躍方程 =((1+8179。 ))1/2－ 1)179。 )2— 1/(179。 (+)= 27 與假設(shè)數(shù)據(jù)不符，故需重新試算。 消力池長(zhǎng)度計(jì)算 水躍長(zhǎng)度按公式： Lj=（ hc” － hc）計(jì)算 《規(guī)范》 Lj=179。 =，取 Lj=15m 斜坡段 Ls按 1： 4 放坡，取 。 (179。 二、海漫長(zhǎng)度計(jì)算 Lp= kS (qsΔ Hˊ ) 《規(guī)范》 =179。 ())=； 取 Lp=40m； 式中 kS=11～ 12； qs＝ 179。底部墊層分 別鋪設(shè) 350g/m2土工布一層和 20cm 厚碎石層。 三、防沖槽設(shè)計(jì) 28 沖刷坑深度計(jì)算 hp=(kq/((ht/d)1/6)) 《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》 25317 =(179。（ － － ） ＝ 故取防沖槽頂高程 ，深 ，底寬 10m，上下游邊坡取 1:2，單寬體積為 W＝ 。 防滲排水設(shè)計(jì) 一、地下輪廓線設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)任務(wù)書提供資料表明，本工程閘址地基主要由砂礫石層組成，為強(qiáng)透水土質(zhì)，故必須采取水平與垂直相結(jié)合的防滲措施。 鋪蓋采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長(zhǎng) 20m，鋪蓋與閘底板之間設(shè)水平止水。由于閘址位置不 透水層距底板約有 16m，為便于施工和降低造價(jià)，采用“懸掛式板樁”。 （根據(jù)江蘇省大型水閘實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，鋼筋砼板樁長(zhǎng)度多數(shù)采用 5~7m。 在消力池水平段排水孔，排水孔孔徑Φ 150，間距 ，呈梅花形布 29 置，底部鋪設(shè)土工布反濾。 =（根據(jù)地質(zhì)資料取 C=7） 實(shí)際布置滲徑長(zhǎng)度： L=(20+6179。 二、滲流計(jì)算 計(jì)算水位組合： 設(shè)計(jì)工況：上游擋水位 ，下游相應(yīng)水位 ， Δ H=。 在上 閘地下輪廓線所在的巖土為高滲水的砂礫石，查相關(guān)規(guī)范規(guī)定，允許坡降值為： 水平段允許坡降值為 [～ ] 出口段允許坡降值為 [～ ] （ 1）有效深度計(jì)算 L0=， S0=； L0/S0=＞ ； 計(jì)算有效深度 LTe ? =179。 30 （上游設(shè)計(jì)高擋水位）（ 下游設(shè)計(jì)低水位）16（ 計(jì)算地基相對(duì)不透水底板） （ 3）阻力系數(shù)計(jì)算 ① 進(jìn)口段：ξ 01＝ (S/T)3/2+＝ ， T=16m， S=10m； ② 內(nèi)部垂直段：ξ 02＝ 2/π [㏑ (ctg((π /4)(1S/T)))]＝ ， T=16m， S=； ③ 水平段 1：ξ 03＝ [L－ (S1+S2)]/T=, T=16m， L=20m， S1= ， S2=； ④ 內(nèi)部垂直段 2：ξ 04＝ 2/π [㏑ (ctg((π /4)(1S/T)))]＝ ， T=16m， S=； ⑤ 水平段 2：ξ 05＝ [L－ (S1+S2)]/T＝ , T=16m， L=20m， S1= ， S2=； ⑥ 內(nèi)部垂直段 3：ξ 06＝ 2/π [㏑ (ctg((π /4)(1S/T)))]＝ , T=16m， S=； ⑦ 水平段 3：ξ 07＝ [L－ (S1+S2)]/T=, 31 T=， L=， S1= ， S2=0m； ⑧ 出口段：ξ 08＝ (s/T)3/2+＝ , T=， S=； 式中 : S齒墻或板樁的入土深度； T地基有效深度