【正文】 ?? 2 4 6 8 則ξ =?91i＝ξ i =。根據(jù)水流的連續(xù)條件，經(jīng)過各流段的單寬滲流流量均應(yīng)相等。=5m T=5m S= 則 1? = ,故可以不修正。= T= S= 則 ? 2 =,故亦不需修正。 H1= H2== H3== H4== H5== H6== 22 H7== H8== H9== 單位寬度底板所受滲透壓力： P1 =21 ( H6+ H7)179。 1== KN 單位寬鋪蓋所受的滲透壓力： P2 =21 ( H3+ H4)179。 1== KN 單位寬度底板所受滲透壓力： P39。 16179。 (+)179。 1== KN 單位寬鋪蓋所受的滲透壓力： P2 =21 ( H3+ H4)179。 1=21 179。 20179。39。 、排水設(shè)備的作用 采用排水設(shè)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。 23 、排水設(shè)備的設(shè)計(jì) （ 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(yīng)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。 本設(shè)計(jì)的反濾層由碎石、中砂和細(xì)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(xì)砂。 （ 3）側(cè)向排水設(shè)計(jì)側(cè)向防滲排水布置（包括刺墻、板樁、排水井等），并應(yīng)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(yīng)與閘基的防滲排水布置相適應(yīng)，在空間上形成防滲整體。 ．止水設(shè)計(jì) 24 凡具有防滲要求的縫，都應(yīng)設(shè)止水設(shè)備。在黏土 鋪蓋與閘底板沉降縫中設(shè)置瀝青麻袋止水。 表 地基加固處理的方法比較表 加固方法 適用范圍 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 樁基礎(chǔ) 較深厚的松軟地基，尤其適用于上部為松軟土層、下部為硬土層的地基。 樁尖未嵌入硬土層的摩擦樁仍有一定沉降量。 水泥攪拌法 適用于淤泥、淤泥質(zhì)土等軟 粘土地基 . 施工快速安全、振動(dòng)小，基本 無污染；工程量小，投資省。 高壓噴射注漿法 適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、砂土等地基 . 適應(yīng)各種地層、可靠性好。 四、閘室布置 主體部分。 閘室的結(jié)構(gòu)形式、布置和構(gòu)造，應(yīng)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(jìn)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(yīng)地基可能的沉降變形。 2形式 25 常用的底板有平底板和鉆孔灌注樁底板。平底板按底板與閘墩的聯(lián)結(jié)方式，有整體式和分離式兩種。其順流向長(zhǎng)度可根據(jù)閘身穩(wěn)定和地基應(yīng)力分布較均勻等條件來確定，同時(shí)應(yīng)滿足上層結(jié)構(gòu)布置的需要。初擬底板長(zhǎng)度時(shí)，對(duì)于砂礫石、砂壤土地基可?。?~） H，對(duì)于粘壤土地基可取（ ~） H，對(duì)于粘土地基可?。?~） H， H為上下游最大水頭差。大中型水閘可取閘孔凈寬的 1/5~1/8，一般為1~2m，最薄不小于 ，底板內(nèi)配置鋼筋。常用的底板有平底板和鉆孔灌注樁底板。平底板按底板與閘墩的聯(lián)結(jié)方式，有整體式和分離式兩種。其順流向長(zhǎng)度可根據(jù)閘身穩(wěn)定和地基應(yīng)力分布較均勻等條件來確定，同時(shí)應(yīng)滿足上層結(jié)構(gòu)布置的需要。初擬底板長(zhǎng)度時(shí)，對(duì)于砂礫石、砂壤土地基可?。?~） H，對(duì)于粘壤土地基可?。?~） H，對(duì)于粘土地基可?。?~） H， H 為上下游最大水頭差。大中型水閘可取閘孔凈寬的 1/5~1/8，一般為1~2m，最薄不小于 ，底板內(nèi)配置鋼筋。 根據(jù)本工程的地質(zhì)資料，采用整體式平底板。 4．垂直水流方向布置 為了滿足閘門的順利提升及滿足地基不均勻沉陷的要求，垂直水流方向一般要進(jìn)行分段。 閘墩的設(shè)計(jì) 1．作用 分離閘孔并支撐閘門，工作橋等上部結(jié)構(gòu)，使水流順利地通過閘室。上游墩頭采用半圓形，下游墩頭采用流線型。 3．厚度的確定 應(yīng)根據(jù)閘孔孔徑、受力條件、結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求和施工方法確定。平面閘門的門槽尺寸應(yīng)根據(jù)閘門的尺寸確定，檢修門槽深 ，寬 ，主門槽深，寬 。 4．閘墩高度的確定 閘墩上游部分的頂面高程應(yīng)滿足以下兩個(gè)要求：①水閘擋水時(shí)，不應(yīng)低于水閘的正常蓄水位（或遭遇地震）加波浪計(jì)算高度與相應(yīng)安全超高之和。各種運(yùn)用情況下水閘的安全超高下限值《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定如下： 采用以下三種方法計(jì)算，取較大值。 Δ h=hl+hz+hc h1— 波浪爬高， m； hz— 波浪中心線超過靜水位的高度， m； hc— 安全超高， m。 、檢修便橋、公路橋 工作橋和檢修橋 工作橋是供設(shè)置啟閉機(jī)和管理人員操作時(shí)使用。工作橋應(yīng)盡量靠近上游側(cè)，為了安裝、啟閉和檢修方便，應(yīng)設(shè)置在工作閘門的正上方。檢修橋的作用為放置檢修閘門，觀測(cè)上游水流情況，設(shè)置在閘墩的上游端。 交通橋 交通橋的作用是連接兩岸交通，供車輛和人通行。僅供人畜通行用的橋，其寬度為 3m。工作閘門又稱主閘門，是水工建筑物正常運(yùn)行情況下使用的閘門。事故排除后充水平壓，在靜水中開啟。一般水閘多采用工作閘門和檢修閘門。用以抬高水位，泄洪時(shí)開啟，控制流量 ?；⌒伍l門與平面閘門比較，其主要優(yōu)點(diǎn)是啟閉力小，可以封閉大面積的孔口；無影響水流態(tài)的門槽，閘墩厚度較薄，機(jī)架橋的高度較低，埋件少。 （ 2）．按制作材料分可分為鋼閘門，混凝土閘門或鋼絲網(wǎng)水泥閘門，木閘門及鑄鐵閘門等。鑄鐵閘門抗銹蝕、耐磨性較好，止水效果也好，但由于材料抗彎強(qiáng)度低，性能又脆，僅在低水頭小孔徑水閘中使用。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)采用鋼筋混凝土平板閘門。 所以：▽ 門頂 =正常擋水位 +安全超高 =+= 閘門高度 =▽ 門頂 ▽ 底頂 =4m. 閘門形式：因閘孔寬 9m，尺寸較小，采用平面閘門。采用平面鑄鐵閘門。多采用疊梁式。閘門槽深為 20cm，寬為 20cm，閘門形式如圖 4— 2。卷揚(yáng)式啟閉機(jī)啟閉能力較大，操作靈活，啟閉速度快，但造價(jià)高。油壓式啟閉機(jī)是利用油泵產(chǎn)生的液壓傳動(dòng)，可用較小的動(dòng)力獲得較大的啟閉力，但造價(jià)高。 分縫方式與布置 除閘室本身分縫以外，凡是相鄰結(jié)構(gòu)荷重相差懸殊或結(jié)構(gòu)較長(zhǎng)，面積較大的地方也要設(shè)縫分開，如鋪蓋與閘室底板、翼墻的連接處以及消力池與閘室底板、翼墻的連接處要分別設(shè)縫。水閘一般多建在軟土地基上，為了能適應(yīng)地基的不均勻沉降，在閘軸線方向，閘身均設(shè)置了沉降縫。閘底板在垂直水流方向的分塊，在地基較好的情況下，一般不超過 30m，否則有發(fā)生斷裂的危險(xiǎn)，在臨近兩岸與岸墻連接處， 由于邊荷載影響，底板分塊長(zhǎng)度可適當(dāng)縮短。 、止水設(shè)備 凡是具有防滲要求的縫中都應(yīng)設(shè)置止水設(shè)備。按止水所設(shè) 30 置的位置不同可分為水平止水和鉛直止水兩種，兩種止水交叉處的構(gòu)造必須妥善處理，以便形成一個(gè)完整的止水體系。上游翼墻除擋土外，最主要的作用是將上游淶水平順地導(dǎo)入閘室，其次是配合鋪蓋起到防滲作用，因此，其平面布置要與上游進(jìn)水條件和防滲設(shè)施向協(xié)調(diào)。當(dāng)泄洪過閘落差很小時(shí)，為了減小翼墻工作量，墻頂也可淹沒在水下。 下游翼墻除擋土外，其主要作用是導(dǎo)引出閘水流沿翼墻均勻擴(kuò)散，避免在墻前出現(xiàn)回流漩渦等不利流態(tài)。墻頂一般要高出下游最高泄洪水位。為降低作用于邊墩和岸墻上的滲流壓力，可在墻上設(shè)排水孔，或在墻后底部設(shè)排水暗溝，將滲水導(dǎo)向下游。這種型式水流條件和防滲效果好，但工程量大。這種型式進(jìn)、出閘水流平順，工程量較省，但施工復(fù)雜，是工程中使用最廣泛的一種； 斜降式：翼墻在平面上呈八字形，高度隨其向上、下游延伸而逐漸降 低，至末端與河底齊平。 31 本工程上下游水位差及單寬流量均較小，為使進(jìn)、出閘水流平順，節(jié)省工程量，本工程上下游均采用扭曲面式翼墻。 （ 1）．完建無水期 完建無水期是水閘建好尚未投入使用之前，豎向荷載最大，容易發(fā)生沉陷或不均勻沉陷，這是驗(yàn)算地基承載力的設(shè)計(jì)情況。 校核期工作閘門全開，水位差較小，對(duì)水閘無大的傷害。 荷載組合 完建無水期和正常擋水期均為基本荷載組合，校核洪水位情況為特殊荷載組合。 表 — 1 荷載組合 荷載組合 計(jì)算情況 荷 載 自 重 水 重 靜水壓力 揚(yáng)壓力 土壓力 淤沙壓 力 風(fēng)壓力 浪壓力 基本組合 完建無水情況 √ 一 一 一 √ 一 一 一 正常蓄水位 情況 √ √ √ √ √ √ √ √ 特殊組合 校核洪水位 情況 √ √ √ √ √ √ √ √ 32 根據(jù)本工程實(shí)際情況得到如下組合表： 表 朱家浜泵閘整體穩(wěn)定計(jì)算水位組合表（單位： m） 工況 水位 備注 外河 內(nèi)河 基本組合 反向擋水 正向擋水 1 正向擋水 2 完建期 無水 無水 特殊組合（ I） 正向擋水 正向檢修 反向檢修 特殊組合（ II） 正向地震校核 反向地震校核 內(nèi)外河翼墻穩(wěn)定計(jì)算及組合 表 內(nèi)外河翼墻穩(wěn)定計(jì)算水位組合表（單位： m） 荷載組合 地面高程 外河翼墻 內(nèi)河翼墻 類別 工況 墻前水位 墻后水位 墻前水位 墻后水位 正常運(yùn)行條件 低水位運(yùn)行期 2 高水位運(yùn)行期 非常運(yùn)行條件 地震期 施工期 0 0 整體穩(wěn)定采用瑞典圓弧法計(jì)算。 （ 3）根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》第 條規(guī)定，各種荷載組合情況下的閘首平均基底應(yīng)力不大于地基允許承載力，最大基底應(yīng)力不大于地基允許承載力的 倍，閘室基底應(yīng)力最大值與最小值之比的允許值見表 。 （ 5）整體穩(wěn)定 翼墻地基及內(nèi)外河岸坡的邊坡穩(wěn)定采用瑞典圓弧滑動(dòng)法計(jì)算。閘底板座落于③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉土上，③層的直剪固快強(qiáng)度指標(biāo)為： C=14kpa，Ф =176。根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL2652021），閘首穩(wěn)定性驗(yàn)算公式如下： （ 1）抗滑穩(wěn)定 ? ?CC KPGf ?? ??K (51) 式中 Kc— 沿閘室基底抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)； ∑G— 作用在閘室上的全部豎向荷載（包括閘室基礎(chǔ)底面上的揚(yáng)壓力在內(nèi)， kN）； ∑P— 作用在閘室上的全部水平荷載 (KN)； f— 閘室基底面與地基之間的摩擦系數(shù)。 采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，驗(yàn)算閘底板底面的抗滑穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)計(jì)入樁體材料的抗剪短能力。 底板重力為： G1=24179。 179。（ 1+2）179。 179。 2 = 閘墩重力：每個(gè)中墩重 G2180。 4179。 1179。 179。 179。 ） ]179。 25 = 每個(gè)閘室單元有兩個(gè)中墩，則： G2=2G2180。 179。 25+179。 10179。 ()179。 25 = 工作橋及啟閉機(jī)設(shè)備重力如下 工作橋重力： G5180。 179。 179。 (+)179。 179。 25+179。 179。 25+179。 179。= 完建情況下作用荷載和力矩計(jì)算見下表 522： 部位 重力 力臂 力矩 (KN178。 表 內(nèi)外河翼墻穩(wěn)定計(jì)算成果表 部位 荷載組合工況 墻前水位（ m) 墻后地下水位 (m) 整體穩(wěn)定安全系數(shù) 外河翼墻 運(yùn)行期 地震期 施工期 0 內(nèi)河翼墻 運(yùn)行期 2 地震期 施工期 0 37 表 朱家浜水閘穩(wěn)定計(jì)算成果表 工況 計(jì)算成果 備注 Kc [Kc] Pa (KPa) Pb (KPb) η fd (KPa) 基本組合 反向擋水 Kc:抗滑安全系數(shù)； 正向擋水Ⅰ [Kc]:允許抗滑安全系數(shù)； 正向擋水Ⅱ Pa:最大應(yīng)力； 完建期 / 130 63 Pb: 最小應(yīng)力； 特殊組合（ I） 正向擋水 η: 應(yīng)力比； 正向檢修 fd:地基土承載力設(shè)計(jì)值 反向檢修 特殊組合（ II） 反向地震校核 正向地震校核 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，水閘抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足要求。 計(jì)算方法選擇 底板是空間結(jié)構(gòu)，受力情況很復(fù)雜，通常分析底板應(yīng)力的方法都是將閘室簡(jiǎn)化為平面 問題來處理。 (1)截面法 38 此法假定在垂直于水流方向底板下的地基反力均勻分布。它的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算簡(jiǎn)單，適用于中小型水閘，尤其是地基較好的水閘。 （ 2） 倒置梁法 該法將單寬板帶看作支撐在閘墩上的倒置梁，假定垂直于水流方向的地基反力均勻分布，由閘墩承受全部不平衡剪力。 （ 3）彈性地基梁法 彈性地基梁法的基本假定是： ①地基反力在順?biāo)鞣较虺手本€分布； ②對(duì)土層較薄的地基，單位面積上所受的壓力和沉陷成比例； ③地基為半無限的連續(xù)彈性體。但該法在計(jì)算中考慮了底板變形和地基沉陷的一致性，又計(jì)入了邊荷載的影響，與實(shí)際情況相符，比較合理，適用于較大和較重要的水閘設(shè)計(jì)。 計(jì)算情況選擇 完建無