【正文】 游水頭及下游水深 。推算的上游水頭及下游水深見表4。詳情見表4。對于寬頂堰，其淹沒條件為：: hs≥ （2—3）式中 hs——下游水深，m； H0——含有行進流速水頭在內(nèi)的閘前水頭，m。 表6閘孔總凈寬計算流量Q（m3/s）下游水深hs（m）上游水頭H0（m）hs/H0淹沒系數(shù)бs（m）設計流量校核流量 按閘門總凈寬計算公式（2—4），根據(jù)設計洪水和校核洪水兩種情況分別計算，見表2—3。并取兩者的較大值。根據(jù)《閘門設計規(guī)范》(DLT 501395)中閘孔尺寸和水頭系列標準，選定單孔凈寬b=,9米，同時為了保證閘門對稱開啟，防止不良水流形態(tài)，選用1孔。（5）閘墩的厚度及墩頭形狀 井頭涌水閘的河床為卵石層，下伏分全風化花崗巖。可以在單孔底板上設雙縫，將底板與閘墩分開，采用分離式底板，.閘孔總寬度為：L=9++=三、校核閘孔的泄洪能力《水閘設計規(guī)范》（江蘇省水利勘察設計研究院，2001）中()堰流的計算公式為：Q= （2—5）——為閘孔總凈寬 Q——為過閘流量m——為堰流流量系數(shù)，——為堰流側(cè)收縮系數(shù)，根據(jù)水閘設計規(guī)范 （)求得——計入行進流速水頭的堰上水深 式中 L=nb0（n為閘孔數(shù)，b0為單孔凈寬），分別按設計、校核兩種情況確定計算參數(shù)，求出相應的實際過閘流量Q1，校核過流能力?！?% （2—6）≤5% （2—7） 表7過流能力校核計算計算情況（m3/s）堰上水頭H0（m）hs/H0бsεQ校核過流能力設計流量12511% 校核流量247249%其中設計情況過流能力大于5%，校核情況流量小于5%。根據(jù)孔口與閘墩的尺寸可計算側(cè)收縮系數(shù)，查《水閘設計規(guī)范》（江蘇省水利勘察設計研究院，2001）（22），結(jié)果如下：對于中孔：b0/bs=3/（3+1）= 得б1=對于邊墩： b0/bs= b0/（b0+bb）=3/（3++3+（）/2））=得б1==（+2）/3= 消能防沖設計水閘泄水時，部分勢能轉(zhuǎn)化為動能，流速增大，具有較強的沖刷能力，而土質(zhì)河床的抗沖能力又較低，因此，必須采取適當?shù)南芊罌_措施。 過閘水流的特點（1）水流形式復雜初始泄流時，閘下水深較淺，隨著閘門開度的增大而會逐漸加深，閘下出流由孔口到堰流，自由出流到淹沒出流都會發(fā)生，水流形態(tài)比較復雜。（2）閘下易形成波狀水躍由于水閘上下游水位差較小，出閘水流的拂汝得數(shù)較低（Fs=1—），容易放生波狀水躍，特別是在平底板的情況下更是如此。另外，水流處于急流狀態(tài)，不易向兩側(cè)擴散，致使兩側(cè)產(chǎn)生回流，縮小河槽有效過水寬度，局部單寬流量增大，嚴重地沖刷下游河道。如工程布置或操作運行不當，出閘水流不能均勻擴散，將使主流集中，蜿蜒蛇行，左沖右撞，形成折沖水流，沖毀消能防沖設施和下游河道。1．底流式銜接消能能使下泄的高速水流在較短的距離內(nèi)有效地通過水躍轉(zhuǎn)變?yōu)榫徚?，消除余能，與下游河道的正常流動銜接起來。2．挑能式消能在建筑物出流部位利用挑流鼻坎將水流拋射在較遠的下游，不致影響建筑物安全。3．面流式消能對下游水深較大且穩(wěn)的情況，可采用低與下游水位的跌坎，將下泄的高速水流送入下游河道水流表層，在坎后形成底部旋滾，減輕對河床的沖刷，并消除余能。 消能防沖設施的設計 消能防沖設計包括消力池，海漫設計及防沖槽等三部分（1）上下游水面連接形態(tài)的判別，當閘門從關閉狀態(tài)到校核的下泄流量為Q=247，往往是分級開啟的。第一級泄流量25；待下游水位穩(wěn)定后，開度增大至設計流量216；最后待下游水位穩(wěn)定后，再增大開度至最大下泄流量247。假設閘門的開度e=，e/H=,則為孔流，利用內(nèi)插法查《水力學》第四版（吳持恭，2008）垂直收縮系數(shù)=： H= q===根據(jù)《水閘設計規(guī)范SL 2652001》（江蘇省水利勘察設計研究院，2001）（) （2—8）——躍后水深——收縮水深a——水流動能校正系數(shù)，q——過閘單寬流量——消力池首端寬度——消力池末端寬度得到：則= h =1m,為自由出流式水躍，需要設立消力池。因此該值與要求的流量25m/s十分接近，故所假定的閘門開度e=。圖3 圖3依據(jù)SL2652001,則計算出消力池的相關參數(shù):其中為出池落差、h“s為出池河床水深、。消力池長度計算:由前面的計算。為減小作用在護坦底板上的揚壓力，在消力池底板的后半部分設置排水孔，并在該部位的地面鋪設反濾層，排水孔徑取d=，間距L=2m，呈梅花形排列，為使出閘水流在池中產(chǎn)生水躍，厚以1:4的斜坡連接，碎石墊層，反濾，排水。，取頂端與海漫末端齊平，則上游坡率取m=2，下游坡率取m=3。見圖4 圖43 水閘防滲排水設計 閘底地下輪廓線布置地下輪廓的設計主要包括底板，防滲鋪蓋，板樁等的設計 底板底板既是閘室的基礎，又兼有防滲、防沖刷的作用。（1） 底板順水流方向的長度L0：（用校核年的上流水深減去榕江干流的下游校核年水深求水位差）根據(jù)閘底板的形式，用經(jīng)驗公式（3—1）計算，并綜合考慮閘上結(jié)構(gòu)布置及地基承載力兩方面因素，擬定閘底板順水流方向長度。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、工作便橋及其之間間隔的總和，即取L0約為17米 .（2）底板厚度d:根據(jù)經(jīng)驗，初擬底板厚度d=（3）底板構(gòu)造：底板采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，底板分縫設以“v”型銅片止水，由于地基為砂性土的細砂地基，抵抗?jié)B流變形的能力較差，滲流系數(shù)也較大，由此得在底板兩端分別設置不同深度的板樁，由于一般為水頭的（～）倍，有水頭大小可知，上游端設板樁深為3m，下游端不設板樁。鋪蓋常用黏土、黏壤土或瀝青混凝土等材料，有時也可用鋼筋混凝土作為鋪蓋材料。鋪蓋的厚度應根據(jù)鋪蓋土料的允許水力坡降值計算確定，即=H/J，其中，H為鋪蓋頂、底面的水頭差，J為材料允許坡降，黏土為4~8，壤土為3~5。 鋪蓋采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其長度一般為2—4倍閘上水頭或3—5倍上下游水位差。為了防止上游河床的沖刷，鋪蓋上游設塊石護底。 排水，止水排水設備的作用采用排水設備，可降低滲透壓力，排除滲水，避免滲透變形，增加下游的穩(wěn)定性。排水設備的設計（1）水平排水 水平排水為加厚反濾層中的大顆粒層，形成平鋪式。層次排列應盡量與滲流的方向垂直，各層次的粒徑則按滲流方向逐層增大。 綜合考慮本設計的反濾層由碎石、中砂和細砂組成，其中上部為20cm厚的碎石，中間為10cm厚的中砂，下部為10cm厚的細砂。（3）側(cè)向排水設計 側(cè)向防滲排水布置（包括刺墻、板樁、排水井等），并應根據(jù)上、下游水位、墻體材料和墻后土質(zhì)以及地下水位變化等綜合考慮，并應與閘基的防滲排水布置相適應，在空間上形成防滲整體。3．止水設計 凡具有防滲要求的縫，都應設止水設備。為了減小作用于閘底板上的壓力，在整個消力池底板下部設砂礫石排水，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。△H △H為上下游最大水位差，則△H=,C為允許滲徑系數(shù)值，由于為中礫取C=4。△H==19m。根據(jù)鉆探資料，閘基透水層深度很大。由地下輪廓線簡化圖知：地下輪廓的水平投影長度=+17=。 / =5,故地基的有效深度= ==。 圖7地下輪廓線簡化圖 滲流區(qū)域的分段和阻力系數(shù)的計算過地下輪廓的角點、尖點，將滲流區(qū)域分成8個典型段。則相關計算的數(shù)據(jù)見下表9：則 滲透壓力計算(1) 設計洪水情況下：△H== m。=+=h180。= T= S’=2m則得:=＜[]= 故亦需要修正出口段的水頭損失修正為h8180。 4 閘室布置閘室是水閘的主體部分。閘室的結(jié)構(gòu)形式、布置和構(gòu)造，應在保證穩(wěn)定的前提下，盡量做到輕型化、整體性好、剛性大、布置勻稱，并進行合理的分縫、分塊，使作用在底基單位面積上的荷載較小，較勻稱，并能適應地基可能的沉降變形。 底板1．作用閘底板是閘室的基礎，承受閘室及上部結(jié)構(gòu)的全部荷載，并較均勻地傳給地基，還有防沖、防滲等作用。在特定的條件下，也可采用低堰底板、箱式底板、斜底板、反拱底板等。底板長度17米，底板的結(jié)構(gòu)、布置、構(gòu)造已經(jīng)在上一節(jié)計算布置，在此不用多說明。2．長度的確定應能滿足過閘水流平順，側(cè)向收縮小，過流能力大的要求。其長度為20m。 4．閘墩高度的確定閘墩順水方向的長度取與底板相同。閘墩上游部分的頂部高程在泄洪時應高于設計或校核洪水位加安全超高；關門時應高于設計或校核洪水位加波浪計算高度加安全超高。則取其中最大的值，閘墩上游部分的頂部高程取最大值，即高程▽=。由于校核洪水位時下游最高水位▽=，由此取閘墩下游部分的頂部高程為▽=，則在下游閘墩部分擱置公路橋，橋面高程為▽=。具體位置見圖54。 圖10 胸墻 為了保證啟吊閘門的鋼絲繩不浸在水中，往往會設置胸墻，但由于所選閘門的高度和水位的變化深度，則在此不用設置胸墻。采用平面鋼閘門，雙吊點，滾輪支承。G==（t）考慮其他因素取閘門自重為133kN。多采用疊梁式。閘門槽深為20cm，寬為20cm，閘門形式如圖11。卷揚式啟閉機啟閉能力較大，操作靈活，啟閉速度快，但造價高。油壓式啟閉機是利用油泵產(chǎn)生的液壓傳動，可用較小的動力獲得較大的啟閉力，但造價高。2．閉門力的計算 閘門采用露頂式平面鋼閘門，+2=,查SL2652001（江蘇省水利勘察設計研究院，2008），根據(jù)經(jīng)驗公式: （4—3）初估閘門自重。則得門自重,為滿足要求則取門重G=133KN。則P為作用在門上的總水壓力（見圖52），不計浪壓力的影響，作用在每米寬門上游面的水壓力作用在每米寬門上游面的水壓