【正文】 北 至大成港 渠 化 興 閘管所 興化閘 興 化 河 興 化 鎮(zhèn) 圖 221 閘址位置示意圖（單位： m） 防洪 當(dāng)興化河水位較高時(shí)，關(guān)閘擋水，以防止興化河水入侵興化渠下游兩岸農(nóng)田，保護(hù)下游的農(nóng)田和村鎮(zhèn)。 引水沖淤 在枯水季節(jié)，引興化河水北上至下游的大成港，以沖淤保港。渠底高程為 ，底寬 ，兩岸邊坡均為 1:2。 閘室穩(wěn)定計(jì)算水位組合 （ 1）設(shè)計(jì)情況：上游水位 ，浪高 ，下游水位 。 消能防沖設(shè)計(jì)水位組合 （ 1）消能防沖的不利水位組合：引水流量為 300m3/s，相應(yīng)的上游水位 ，下游水位為 。 3 表 221 下游水位流量關(guān)系 地質(zhì)資料 閘基土質(zhì)分布情況 根據(jù)鉆探報(bào)告，閘基土質(zhì)分布情況見(jiàn)表 231。 閘的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》 SL26520xx，興化閘按Ⅲ級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。橋面凈寬為 ，總寬 ，采用板梁式結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖 251，每米橋長(zhǎng)約重80KN。閘門(mén)采用平面鋼閘門(mén)，尺寸自定，由于廠設(shè)計(jì)加工制造。 該地區(qū)風(fēng)速資料不全，在進(jìn)行浪壓力設(shè)計(jì)時(shí)，建議取 Ll=10hl 計(jì)算。整個(gè)樞紐主要由引水渠、防沙設(shè)施和進(jìn)水閘等組成。攔沙坎高 ，底部高程 ，頂高程 ，迎水面直立，背流坡為 1:1的斜坡， 其斷面見(jiàn)圖 31： 圖 31 樞紐布置圖 Ⅰ Ⅰ 剖面 5 引水渠的布置 興化河河岸比較堅(jiān)穩(wěn)，引水渠可以盡量短（大約 65m），使興化閘靠近興化河河岸。并將引水口布置在興化河凹岸頂點(diǎn)偏下游水深較大的地方。引水渠在平面上布置成不對(duì)稱的向下游收縮的喇叭狀，見(jiàn)圖 31。共 5 孔，每孔凈寬 。 閘室段布置 閘底板為倒∏型鋼筋混凝平底板，縫設(shè)在底板中央。 閘墩為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)和底板相等，中墩厚 ，邊墩與岸墻結(jié)合布置，為重力式邊墻，既擋水，又擋土，墻后填土高程為 。檢修門(mén)槽距閘墩上游邊緣 ，工作門(mén)槽距閘墩上游邊緣 ，胸墻與檢修門(mén)槽之間凈距為 。啟閉設(shè)備選用 QPQ2 25 卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)。其順?biāo)鏖L(zhǎng) ，厚 ,底面高程 ，頂面高程 ，排架上設(shè)有活動(dòng)門(mén)槽。公路橋支承在排架上，排架底部高程 。鋪蓋上游為塊石護(hù)底，一直護(hù)至引水口。圓弧半徑為 。墻后填土高程為 。翼墻上游與鋪蓋頭部齊平。塊石底部設(shè) 15cm 的砂墊層。 6 下游連接段布置 閘室下游采用挖深式消力池。消力池的底板為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其厚度為 。消力池底板下按過(guò)濾的要求鋪蓋鋪設(shè)厚 的砂、碎石墊層，既起反濾、過(guò)渡作用，又起排水作用。前 10m 為漿砌塊石，后 16m為干砌塊石，并每隔 8m 設(shè)一道漿砌石格埂。其深為 ，邊坡為 1:2。由于土質(zhì)條件較好，防沖槽下游不再設(shè)護(hù)底。迎水面直立，墻背坡度為 1:，其擴(kuò)散角為10176。墻頂高程為 ，其上設(shè)高 的擋浪板，墻后填土高程為 。翼墻下游端與消力池末端齊平。每隔 8m 設(shè)一道漿砌石格埂。 水力計(jì)算 水力設(shè)計(jì)主要包括兩方面的內(nèi)容 ,即閘孔設(shè)計(jì)和消能設(shè)計(jì)。 閘室結(jié)構(gòu)形式 該閘建在人工渠道上 ,故宜采用開(kāi)敞式閘室 結(jié)構(gòu)。 綜上所述：該閘采用帶胸墻的開(kāi)敞式閘室結(jié)構(gòu)?？紤]到閘基持力層是堅(jiān)硬粉質(zhì)粘土 ,土質(zhì)良好 ,承載能力大 ,并參考該地區(qū)已建在工 程的經(jīng)驗(yàn) ,擬取閘底板頂面與興化渠渠底齊平，高程為 。該閘的孔口必須滿足引水灌溉和引水沖淤保港的要求。 查 SL26520xx 表 A 12，淹沒(méi)系數(shù)σ S= 由寬頂堰淹沒(méi)出流公式 2300 2 HgBmQ s ??? 對(duì)無(wú)坎寬頂堰，取 m=，假設(shè)側(cè)收縮系數(shù) ? =，則 )2( 23001 HgmQB s ??? = = 2）引水沖淤保港 上游水深 H== 下游水深 h== 引水流量 Q=100 sm3 上游行近流速 V0=Q/A A=(b+mH)H=(50+2 ) = sm3 V0 =Q/A=100/=,可以忽略不計(jì)，則 H0≈ H=。 查 SL26520xx 表 A 12，得淹沒(méi)系數(shù)σ s= 300????? .. 8 同樣取 m=，假設(shè)側(cè)收縮系數(shù) ? =，則得 B02= = = 比較 1）、 2）的計(jì)算結(jié)果， B02 B01，可見(jiàn)引水灌溉情況是確定閘孔尺寸的控制情況，故閘孔凈寬 B0宜采用較大值 。 由于閘基土質(zhì)條件較好，不僅承載能力較大，而且堅(jiān)硬、緊密。擬將分縫設(shè)在各孔底板的中間位置，形成倒∏型底板 。 （ 2）復(fù)核過(guò)閘流量。 因此，該閘的孔口尺寸確定為：共分 5孔，每孔凈寬 ， 2個(gè)中墩各厚 ，2302 HgmQs ??100????? . 9 閘孔總凈寬為 ，閘室總寬度為 。 消力池的設(shè)計(jì) 1）上下游水位連接形態(tài)的判別 ,閘門(mén)從關(guān)閉狀態(tài)到泄流量為 300 sm3 往是分級(jí)開(kāi)啟的。待下游的水位穩(wěn)定后 ,增大開(kāi)度至 150 sm3 ，待下游的水位穩(wěn)定后 ,增大開(kāi)度至 300 sm3 。 下游水深可采用前一級(jí)開(kāi)度 (即 Q=0)時(shí)的下游水深 t==。 假設(shè)閘門(mén)的開(kāi)度 e= =,為孔流。 由 (t﹣ ?ch )/(H ?ch )=,查 SL26520xx 表 A 32（采用插值法），得孔流淹沒(méi)系數(shù) /　? =，所以 有 00139。 因此 Q= 25 2108192 .?? ． = sm3 該值與要求的流量 50 sm3 十分的接近，才所假定的閘門(mén)開(kāi)度 e= 正確。 以同樣的步驟可求得泄水量 150 sm3 、 300 sm3 時(shí)的閘門(mén)開(kāi)度、躍后水深，并可判別不同泄水量時(shí)的水面連接情況，結(jié)果列如下表： 表 42 水面連接計(jì)算 10 序號(hào) Q （ sm3 ） E (m) /? ??mhc h? (m) t (m) 水面連接情況 1 淹沒(méi)水躍 2 淹沒(méi)水躍 3 淹沒(méi)水躍 2）消力池的設(shè)計(jì) a)、消力池池深：由表 42可見(jiàn)，在消能計(jì)算中，躍后水深均小于相應(yīng)的下游水深，出閘水流已發(fā)生了淹沒(méi)水躍，故從理論上講可以不必建消力池。取池深 d=。略去行進(jìn)流速 V0，則： T0= H+d=+= hc =000???????? ? =q178。 c)、消力池底板厚度計(jì)算： t=K1 ??q 11 式中 — K1消力池底板厚度計(jì)算系數(shù) ,可采用（ ～ ） K1取 Q=300/（ 25+） = )/(3 msm ? H== t= 由于消力池的池底板厚范圍（ ～ ）所以取消力池的池底板厚為 ,前后等厚。消力池與閘底板連接處留有 1 米的平臺(tái) ,以便更好地促成出閘水流在池中產(chǎn)生水躍。 海漫的設(shè)計(jì) 1）海漫的長(zhǎng)度為： LP = ??qKS q=300/〔 ++tg10176。 2）海漫的布置和結(jié)構(gòu)。漿砌塊石海漫上社排水孔 ,干砌塊石上社漿砌塊石格梗 ,格梗斷面尺寸為 40cm 60cm。 防沖槽的設(shè)計(jì) 1）海漫末端河床沖刷深度為 )(0?????? shVqd 海漫末端的平均寬度 B? =1/2(50+50+2 2 ) = Q? =300/= )(3 msm ? 對(duì)比較緊密的黏土地基，且水深大于 3m， ??0V 可取為 , ?sh =,則： 12 d? = ?? = d? 0,表示海漫出口不形成沖刷坑，理論上可以不建防沖 槽。 2） 防沖槽的構(gòu)造。其底寬 ，深 ，邊坡 1： 2，槽中拋以塊石。故地下輪廓主要包括底板，防滲鋪蓋和板樁。它既要滿足上部結(jié)構(gòu)布置的要求 ,又要滿足穩(wěn)定及本身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等 要求。為了滿足上部結(jié)構(gòu)布置的要求 ,L 必須大于交通橋?qū)?、工作橋?qū)挕⒐ぷ鞅銟驅(qū)捈捌渲g間隔的總和，即 L 約為 。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，底板厚度為（ 1/5— 1/7）單孔凈跨， 初擬 d=。底板采用鋼筋混凝土構(gòu)造，混凝土為 150。底版分縫中設(shè)以“ V”型銅止水片。鋪蓋上游端設(shè) 深的小齒墻，其頭部不再設(shè)防沖槽。 側(cè)向防滲 側(cè)向防滲主要靠上游翼墻和邊墩。 排水、止水 為了減小作用于閘底板上的壓力，在整個(gè)消力池底板下部設(shè)砂礫石排水，其首部緊抵閘底板下游齒墻。閘底板與消力池、消力池與下游翼墻、下游翼墻與邊墩之間的永久性分縫，雖然沒(méi)有防滲要求，但為了防止閘基土與墻后填土被水流帶出，縫中鋪貼瀝青油毛氈。必須的防滲長(zhǎng)度為 L=C? H ? H=。因此 L=— 實(shí)際閘基防滲長(zhǎng)度 L? =+++19++++13+++= L? L，滿足要求。必須的防 滲長(zhǎng)度為 L=C? H ? H=,C=7（回填土為砂土，且無(wú)反濾），因此 L= 實(shí)際防滲長(zhǎng)度 L? = ?15cos20 +16= L? L,滿足防滲要求 其地下輪廓布置見(jiàn)下圖 511： 14 圖 511 地下輪廓布置 （單位： m） 滲流計(jì)算 采用改進(jìn)阻力系數(shù)法進(jìn)行滲流計(jì)算。由于鋪蓋頭部及底板上下游兩端的齒墻均淺，簡(jiǎn)化后的形式如下圖 521： 圖 521 地下輪廓簡(jiǎn)化圖 （單位： m） 確定地基的有效深度 根據(jù)鉆探資料，閘基透水層深度很大。 由地下輪廓線簡(jiǎn)化圖知：地下輪廓的水平投影長(zhǎng)度 L地下輪廓的垂直投影長(zhǎng)度 S0=。 滲流區(qū)域的分段和阻力系數(shù)的計(jì)算 過(guò)地下輪廓的角點(diǎn)、尖點(diǎn)，將滲流區(qū)域分成十個(gè)典型段。 表 521 各流段阻力系數(shù)為ξ 流段 阻力系數(shù)為ξ 段號(hào) S T ξ 進(jìn)口段和出口段 ξ =（ TS ） 2/3 + 1 0． 446 8 15 內(nèi)部垂直段 ξ =?2ln[ctg4　?(1TS)] 2 0． 028 4 0． 061 5 0． 029 7 0． 029 內(nèi)部水平段 ξ = T SSL )( 21 ?? 3 S1= S2= T= L= 6 S1= S2= T= L= 則ξ =?81i＝ξ i = 滲透壓力計(jì)算： 1）設(shè)計(jì)洪水位時(shí)：△ H==。 a）任一流段的水頭損失 hi =?H?ξ i ,則 h1 = h2 = h3 = h4 = h5 = h6 = h7 = h8 = b）進(jìn)出口段進(jìn)行必要的修正：進(jìn)出口修正系數(shù) 1? 為 1? =)(2)(1212 ?????????? ??TSTT T180。= 1? h1= 進(jìn)口段水頭損失的修正量為 Δ h=－ = 16 修正量應(yīng)轉(zhuǎn)移給相鄰各段 h2 180。=+（ － ） =