【正文】 算的成果，可能達不到工程實際初步設(shè)計的要求，但在做畢業(yè)設(shè)計的過程當(dāng)中，學(xué)會了設(shè)計的思路和相應(yīng)的計算方法，明白了一定的原理，自己也有很大的收獲。從節(jié)省工程投資方面，在滿足水力要求的條件下，泵閘應(yīng)盡量布置在蘇州河口，以縮短外河防汛墻長度。因此泵閘位置內(nèi)移至靠福泉路東側(cè)規(guī)劃新開聯(lián)通河河口。不利于泵閘的布置，因此泵閘布置在距福泉路 120m，蘇州河口 180m 處，泵閘段相對較順直。根據(jù)前面論述，朱家浜口門須滿足游艇的通航要求，游艇尺寸為寬 5m，長 20 m，吃水深度 ，考慮適當(dāng)?shù)母挥?，?jié)制閘口門寬調(diào)整為 9m。四季分明，降水充沛，光照充足，溫度適中。年平均風(fēng)速 。 本工程的防洪標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)“關(guān)于頒發(fā)市區(qū)部分內(nèi)河除澇防御水位標(biāo)準(zhǔn)的通知〈滬汛辦（ 95）第 32 號文〉”，內(nèi)河設(shè)計防御水位為 。 7 該地區(qū)屬亞熱帶海洋性氣候，氣候溫和濕潤，四季分明。光照充足，年平均日照時間為 1800~2021 小時，平均日照率為 40~50%，無霜期長。雨水豐沛，上海龍華站多年平均年降水量 ，年雨日 132天，其中暴雨天數(shù)為 29 天。 外河水位 最高水位 影響蘇州河設(shè)計高水位的主要因素是洪、澇、潮、控的不同組合作用，即蘇州河兩翼地區(qū)的排澇 (含城市雨水泵站的強排水 )、上游的洪水下泄、下游高潮的頂托、洪澇水的不同調(diào)度方案。根據(jù)市水務(wù)局最新的論證成果（該成果已上報市發(fā)改委審批），蘇州河最高水位受行洪排澇工況控制，如果遇到流域 50年一遇洪水、區(qū)域 20 年一遇澇水、組合相應(yīng)不到一年一遇的近期設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)水情，東太湖分洪工程暫未實施，則蘇州河在承受兩岸河道排澇及流域上游來水的情況下，最高行洪排澇設(shè)計高水位為 ，正?？刂扑?～ ，最低控制水位為 。 多年平均年最高潮位 根據(jù)水文總站對新涇港自建站至 2021 年的年最高潮位統(tǒng)計，新涇港站的多年平均年最高潮位為 。 歷史最低潮位 根據(jù)水文總站對新涇港站自建站至 2021 年的年最低潮位統(tǒng)計，新涇港站的歷史最低潮位為 ，發(fā)生在 1959 年 2月 12 日 。隨著蘇州河環(huán)境綜合整治的深入開展，水資源調(diào)度頻次的加大，蘇州河的高、低水位會有所變化，但正常水位基本上在 上下。兩個方案都是可行的，但排水效果還是全線開挖外環(huán)西河較為明顯，但外環(huán)西河開挖尚 表 外河特征水位表單位： m 歷年最高潮位平均值 歷年最低潮位平均值 歷史最高水位 () 歷史最低水位 () 校核高水位 設(shè)計高水位 常水位 ~ 設(shè)計低水位 9 需征地，且近期的動拆遷難度較大，如在近期采用首先整治新涇港方案時，整治臨空經(jīng)濟園區(qū)北部的河道，并將縱涇港與朱家浜溝通，就可控制內(nèi)河水位 。區(qū)域防洪標(biāo)準(zhǔn)根據(jù) “ 關(guān)于頒發(fā)市區(qū)部分內(nèi)河除澇防御水位標(biāo)準(zhǔn)的通知〈滬汛辦（ 95）第 32 號文〉 ” ，內(nèi)河設(shè)計防御水位為 。 內(nèi)、外河特征水位詳見表 ～ 。朱家浜北岸緊鄰居民區(qū)，通協(xié)河南岸緊臨通協(xié)路，通協(xié)河與朱家浜之間為原糧庫舊址，上部建筑已拆除，現(xiàn)為平地。場地內(nèi)地勢較為平坦，水泥地坪為主，地面標(biāo)高一般 ~ 左右。 經(jīng)鉆孔揭露，自地表以下深度 范圍內(nèi)共分布有 5 個土層，其中①、⑤層分各為 2 個亞層。泵閘基礎(chǔ)底面高程 ～ ，泵閘底板座落在③層灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉土之上，其下為④層淤泥質(zhì)土 ,③、④層淤泥質(zhì)土，壓縮性高，抗剪強度低，對泵閘地基穩(wěn)定和變形具有不利影響。 各土層的主要指標(biāo)參數(shù) 各土層的物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)地基土承載力設(shè)計值 fd﹑樁基設(shè)計參數(shù) fs和 fp建議值分別見表 ﹑表 。 11 工程任務(wù)和規(guī)模 朱家浜泵閘工程近期主要任務(wù)是防汛、除澇和水資源調(diào)度、改善生態(tài)環(huán)境，工程建成后可解決長寧西部臨空經(jīng)濟園區(qū)的排水出路，通過泵閘的引排水調(diào)度，可改善上述內(nèi)河河道的水質(zhì)。根據(jù)區(qū)域防汛除澇和水資源調(diào)度方案的計算結(jié)果，根據(jù)《水利水電工程鋼閘門設(shè)計規(guī)范》（ SL7495）中閘孔尺寸和水頭系列標(biāo)準(zhǔn)，朱家浜泵閘工程規(guī)模為雙向泵站一座，設(shè)計流量 3m3/s；節(jié)制閘一座，凈孔寬 9m。 消能計算水位及組合 排澇工況：當(dāng)內(nèi)河水位在常水位 ，只考慮平落潮開門。 引水工況：內(nèi)河在控制水位為 引水時，外河水位應(yīng)在 以下（內(nèi)外河水位差控制在 ）。 表 節(jié)制閘消能計算水位組合表（單位： m） 工況 水位 備注 外河 內(nèi)河 消能計算 排澇 4 控 制閘門 開啟角度 3 引水 3 本階段根據(jù)水閘規(guī)模和河道運行水位，對不同引、排水工況下的過閘流量進行了計算，計算時用淹沒堰流基本公式，計算最大的過閘流量見表 。 表 最大過閘流量計算值 工況 內(nèi)河水位 (m) 外河水位 (m) 過閘流量 (m3/s) 排澇 (一 ) 排澇 (二 ) 排澇 (三 ) 引水 表 內(nèi)河河道允許最大流量 河道名稱 工況 內(nèi)河水位 (m) 允許流量 (m３ /s) 朱家浜 最高水位 常水位上限 常水位下限 根據(jù)以上計算結(jié)果，受內(nèi)河河床不沖流速的限制，考慮水閘消能防沖設(shè)計的富余，因此本工程取水閘排澇允許流量 25m3/s，引水允許流量 11m3/s。根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范》 (SL_2652021)，主要計算公式如下 ： 孔口流量 Q 為 00 2gHnbhQ e?? (21) 消力池的深度 d 應(yīng)滿足 Zhhd t ???? 2? （ 22） 躍后水深為 13 )181(2 2112 ??? rFhh (23) 111 / ghVFr ? (24) 出池落差為 )11(2 2222222 hhgbQZ t ?? ??? （ 25） 式中： d—— 池深， m s?—— 水躍淹沒度取 s?= h2—— 池中發(fā)生臨界水躍時的躍后水深， m ht—— 消力池出口下游水深， m △Z—— 消力池尾部出口水面躍落， m Q—— 流量， m3/s b—— 消力池寬度， m φ —— 消力池出口段流速系數(shù)，取 L—— 自由水躍的長度， m。易得臨界水深 hk=,同時取φ =。 躍后水深 工況 內(nèi)河水位 外河水位 總水頭 單寬流量 hk φ h1 h2 m m m m3/s m m m 排澇（一） 排澇（二） 排澇（三） 14 有上表可以清楚地看出 hc,所以不需要建造消力池?？紤]成本等因素取池深 . 消力池長度計算 閘室與消力池之間用一個 1:3 的斜坡連接。經(jīng)計算第二種情況所需的池長最大 。 ()= 池長 Lk=(~)Lj=(~)179。 根據(jù)抗沖要求 Hqkt ?? 1 （ 26） 其中， k1— 底板計算系數(shù)，可采用 ~； △ H— 閘孔泄水時的上下游水位差， m； q— 消力池進口處的單寬流量， m3/s. 由上述公式得： ???t . 取消力池的底板厚度為 海漫設(shè)計 由于出池后水流仍不穩(wěn)定，對下流河床仍有較強的沖刷能力，所以應(yīng)通過海漫進一步消除余能，調(diào)整流速分布，是水流底部流速恢復(fù)正常狀態(tài)，以免引起嚴(yán)重沖刷，并排除閘基滲水。 15 HqksP ??L (27) 其中， Lp— 海漫長度， m。 ks— 海漫長度計算系數(shù)。因為對海漫的要求為有一定的粗造度一邊進一步消除余能，有一定的透水性，有一定的柔性。 15m 做成坡度為 1： 15 的干砌石段，意識水流均勻擴算，保護河床不受沖刷。 表 海漫長度計算表 工況 內(nèi)河水位 (m) 外河水位 (m) 單寬流量(m3/s) △ H (m) ks Lp(m) 排澇（一） 排澇（二） 排澇（三） 引水 防沖槽設(shè)計 海漫末端河床沖刷坑深度按以下公式計算： ? ? tvq m ?? 0m (28) 由于海漫末端的流速 v=3/9=[v]=~,所以不需要設(shè)置防沖槽，但考慮實際情況，設(shè)置防沖槽的深度為 . 三、防滲排水設(shè)計 閘底地下輪廓線的布置 （ 1）防滲的目的。 16 （ 2）布置原則。 （ 3）地下輪廓線的布置 1）閘基防滲的長度的確定。 L=4179。由于閘基土質(zhì)以粘性土為主，防滲設(shè)備采用粘性鋪蓋，閘底板設(shè)置齒墻。 =(m) 考慮長度綜合考慮上部布置及地基承載力等要求，確定為 24m. t=179。鋪蓋 長度根據(jù) 3~5 倍的上下有水位差，確定為了 10m, 防滲排水計算滲流壓力計算 計算原理 （ 1）滲流計算的目的 計算閘底板各點的滲透壓力；驗算地基土在初步擬定的地下輪廓線下的滲透穩(wěn)定性。 進阻力系數(shù)法是一種以流體力學(xué)為基礎(chǔ)的近似解法。再從簡化的地下輪廓線上各角點和板樁尖端引出等勢線，將整個滲流區(qū)域劃分為幾個簡單的典型流段。 （ 3） 改進阻力系數(shù)法計算滲透壓力 （一）計算公式（出自《水閘設(shè)計規(guī)范》） 1．確定地基的有效計算深度 Te 當(dāng)?shù)鼗煌杆畬勇癫剌^深時，須有一個有效計算深度 Te來代替實際深度 T， Te可根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范》公式確定： 當(dāng) L0/s0≥ 5時， Te= （ 31） 當(dāng) L0/s0＜ 5時，5T000e??SLL （ 32） 式中 Te—— 土基上水閘的地基有效計算深度， m； L0—— 地下輪廓的水平投影長度， m； s0—— 地下輪廓的垂直投影長度， m。再從簡化的低下輪廓線上各角點和板樁尖端引出等勢線，將整個滲流區(qū)域劃分為幾個典型流段：進、出口段，內(nèi)部垂直段和水平段。 （ 2）內(nèi)部垂直段 ?????? ????????? TS14πcotlnπ2y? （ 34） 式中 ε y內(nèi)部垂直段的阻力系數(shù)。 （ 4） 計算各典型段的水頭損失 ????niii iHh1?? （ 36） 式中 ξ i— 各分段的阻力系數(shù)； N— 總分段數(shù)。修正后的水頭損失 39。0 hh ??? （ 37） 式中 39。 ?? — 阻力修正系數(shù)，按式（ 3— 8）計算： 19 ???????? ?????????? ????????? ????2TSTT? （ 38） 式中 S? — 底板埋深與板樁入土深度之和， m； T? — 板樁另一側(cè)地基透水層深度， m。 ? ? 01 hh ????? （ 39） 有關(guān)進、出口段水頭損失值的詳細計算如下，先用進出口段的前一段水頭損失的減少值相比較： 若 hx≥Δ h，則按 hhh xx ???39。 修正 若 hx+hyΔ h，則按 ? ?yxCDCDyxx hhhhhhhhhy ??????? 39。39。 hCD為與進出口相鄰的第三個典型流段的水頭損失。 各段滲壓水頭 =上段滲壓水頭－此段滲壓水頭損失值 7．驗算滲流逸出坡降 為保證閘基的抗?jié)B穩(wěn)定性，要求出口段逸出坡降必須小于規(guī)定的容許值。0出 h （ 310） 計算過程 簡化地下輪廓。 確定地基的有效深度。 24=12（ m） 根據(jù)地質(zhì)資料，河道縱坡降約 55%0，壩線下游向約 30m 處出露巖基，其地基透水層深度約 ，由于閘底板齒墻坐落在巖基上，基本上屬于不透水層，但實際情況還是有一定的滲透，故假設(shè)其實際的地基透水層深度為 5m。 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)域分成十個典型段。 表 各流段阻力系數(shù)為ξ 流段 阻力系數(shù)為ξ 段號 L S T ξ 進口段和出口段 230 ??????????? 1 9 內(nèi)部垂直段 ?????? ????????? TS14πcotlnπ2y? 3 5 7 中間水平段 ? ?T SSL xx ??