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1、目录 第一、水力计算2 一、闸孔设计21、闸室结构型式2 2、孔口尺寸的确定2（1）拟定闸孔尺寸2（2）复核过闸流量3 二、消能防冲设计7 1、消力池的设计5 2、海漫的设计5 3、防冲槽的设计5 第二、防渗排水设计5 一、地下轮廓的设计5 1、底板6 2、铺盖6 3、侧向防渗64、排水、止水6 5、防渗长度验算6 二、渗流计算6 1、地下轮廓线的简化6 2、确定地基的有效深度6 3、渗流区域的分段和阻力系数的计算74、计算各段水头损失8 5、进、出口段水头损失修正8 6、计算各角点或尖端渗压水头9 7、绘制渗压水头分布图9 8、渗流出口平均坡降9 第三、闸室10 一、闸室结构布置10 1、底
2、板10 2、闸墩10 3、工作桥104、检修便桥11 二、闸室稳定计算12 1、荷载计算13 2、稳定计算15 水闸设计第一、 水力设计一、 闸孔设计1、 闸室结构型式：开敞式水闸2、 孔口尺寸的确定（1） 拟定闸孔尺寸1） 设计洪水情况：上游水深：下游水深：过水断面面积：上游行近流速：有效水头：（其中），属于自由出流。宽顶堰自由出流公式：，对于无坎宽顶堰，假设即2） 校核洪水情况上游水深：下游水深：过水断面面积：上游行近流速：有效水头：（其中），属于自由出流。宽顶堰自由出流公式：，对于无坎宽顶堰，假设即比较1），2）的结果，可见引水灌溉是确定孔口尺寸的控制尺寸，故闸孔净宽宜采用较大值155.
3、24m。拟将闸孔分为11孔，取每孔净宽为14.11m，则闸孔实际总净宽，为了减小闸孔总净宽，节省工程量，闸底板谊采用整体式平底板。拟将分缝设在各闸墩内，分为三孔一缝，中墩采用钢筋混凝土结构，厚1.1m，墩头，墩尾均采用半圆形，半径0.55m。（2） 复核过闸流量，根据初拟的闸孔尺寸，对于中孔，查SD133-84附表2-2，得。对于边孔，查SD133-84附表2-2，得。则即实际过流能力满足引水灌溉的设计要求。因此，该闸的孔口尺寸确定为：共分11孔，每孔净宽14.11m，10个中墩各厚1.1m，闸孔总净宽为155.21m，闸室总宽度166.21m。二、 消能防冲设计1、 消力池的设计（1） 上下
4、游水面的连接形态的判别。闸门从关闭状态到泄流量为2265往往是分级开启的。需分别对不同开启孔数和开启度进行组合计算，找出消力池池深和池长的控制条件。序号Qet水面连接情况117.00.480.630.31.260.95自由出流222.00.640.630.41.381.05自由出流326.70.830.650.51.471.1自由出流422652.90.661.913.603.21自由出流当下泄流量为2265时，上游水深：，下游水深：，上游行近流速，。假设闸门开度。，为孔流。查水力学下册（清华大学水力学教研组编）表7-2得垂直收缩系数，则，由可查平板闸门的流量系数，因此由自由出流流量公式，得，
5、该值与要求的流量2265较为接近，故所假定的闸门开度为正确的。此时跃后水深，故发生自由出流。（2）消力池的设计1）消力池的池深：经过上面的计算可知出闸的水流都发生自由出流，故要修建消力池。以校核洪水流量来确定。在消力池的末端设有高0.5m，宽为0.7m的尾槛。即池深为：。取池深为1.0m。2）消力池的长度：水跃的长度消力池与闸底板以1:4的斜坡段相连接，则消力池的长度为：3）消力池的厚底：，其中，即，取0.7m。且前后等厚，在消力池底板的后半部分设排水孔，孔径为10cm，间距为2m，呈梅花形布置，孔内填以砂、碎石。消力池与闸底板连接处留一宽为1.0m的平台以便更好的促成出闸水流在池中产生的水跃
6、。消力池在平面呈扩散状，扩散角取为。2、 海漫的设计（1） 海漫的设计长度为：，为海漫长度的计算系数，去，即，取海漫长度为37m。（2） 海漫的布置和构造。为稳定水流，将海漫前两米做成水平段，后35米做成1:10的斜坡段。海漫使用厚度为40cm的块石材料，前12米采用浆砌块石，后25米采用干砌石块石。浆砌块石海漫上设排水孔，干砌块石海漫上设浆砌块石格埂，格埂断面尺寸为40cm60cm。海漫底部铺设15cm厚的砂砾垫层。3、 防冲槽的设计（1） 海漫末端河床冲刷深度为：海漫的平均宽度，不冲流速，。则，即防冲槽的深度为3.7m，底宽为1.0m，断面为倒梯形，底宽为1.2m，边坡为1:2，槽中抛以块
7、石。第二、 防渗排水设计一、 地下轮廓设计对于砂质粗砂地质，采用悬挂式板桩，板桩布置在闸室底板上游段，插入深度为5m。1、 底板底板既是闸室的基础，又兼有防渗、防冲刷的作用。它既要满足上部结构布置的要求，又要满足稳定及本身的结构强度等要求。（1） 底板顺水流方向的长度L。为了满足上部结构布置的要求，L必须大于交通桥、工作桥宽、工作便桥宽及其之间间隔的总和，即L约为12.0m。从稳定和地基承载力的要求考虑，可按张光斗水工建筑物上册，表3-8估算。即底板长度。综上所述，取底板顺水流方向长度为16米。（2） 底板厚度。根据经验，底板厚度为（）单孔净跨，则底板厚度，取厚度为2m。（3） 底板构造。底板
8、采用钢筋混凝土结构，混凝土为R150,。上下游两端各设0.5m深的齿墙嵌入地基，底板分缝中设以铜片止水。2、 铺盖铺盖采用钢筋混凝土结构，其长度为35倍上下游水位差，即其长度为，厚度为0.5m，铺盖上下游端设0.5m深的小齿墙，其头部不再设防冲槽。3、 侧向防渗侧向防渗主要靠上游翼墙和边墩。上游翼墙为反翼墙，收缩角取15度，头部以半径为6.8m的圆弧插入岸坡。4、 排水、止水 为了减小作用于闸底板上的渗透压力，在整个消力池底板下布设砂砾石排水。闸底板与铺盖、铺盖与上游翼墙、上游翼墙与边墙之间的永久性缝中，均设以铜片止水。闸底板与消力池、消力池与下游翼墙、上游翼墙与边墙之间的永久性分缝，虽没有防
9、渗要求，但为了防止闸基土与墙后填土被水流带走，缝中铺贴沥青油毛毡。5、 防渗长度验算（1） 闸基防渗长度。必须的防渗长度为，其中，故闸基防渗长度为39.4m。二、 渗流计算采用改进阻力系数法进行渗流计算。1、 地下轮廓线的简化为了便于计算，将复杂的地下轮廓进行简化。简化后的地下轮廓线见下图。2、 确定地基的有效深度由地下轮廓线简化图知：地下轮廓的水平投影长度，地下轮廓的垂直投影长度。，故地基的有效深度，即取。3、 渗流区域的分段和阻力系数的计算过地下轮廓的角点、尖点，将渗流区域分为10个经典段。（1） 进口段：，（2） 水平段：，（3） 内部垂直段：，（4） 水平段：，（5） 内部垂直段：，（
10、6） 内部垂直段：，（7） 水平段：，（8） 内部垂直段：，（9） 水平段：，（10） 出口段：，则各段的阻力系数之和为：4、 计算各段水头损失：（校核情况下）总水头=25.51-22.30=3.21m，计算各段的水头损失得：，。5、 进、出口段水头损失修正（1） 、进口段水头损失修正：已知，即修正系数：则进口段修正为。水头损失减少值。又因为，故第2、3、4段分别修正为：，（2） 、出口段水头损失修正：已知，即修正系数：则出口段修正为。水头损失减少值。又因为，故第7、8、9段分别修正为：（3） ，.验算：计算无误。6、 计算各角点或尖端渗压水头由上游进口段开始，逐次向下游从总水头减去各分段水头
11、损失值，即可求得各尖点或尖端渗压水头值：，。7、 绘制渗压水头分布图，见图如下：8、 渗流出口平均坡降按计算，其中，所以下游出口的平均坡降，即闸基防渗满足抗渗稳定的要求。以同样的步骤可以计算出正常挡水位情况下的渗透压力分布，即，。绘制渗压水头分布图，见图如下：按计算，其中，所以下游出口的平均坡降，即闸基防渗满足抗渗稳定的要求。第三、闸室稳定计算一、闸室结构布置闸室结构布置主要包括底板、闸墩、闸门、工作桥和交通桥等部分的布置和尺寸的拟定。1、 底板底板的结构、布置、构造在第二节已作介绍，具体数据参考第二节的内容。2、闸墩闸墩顺水流方向的长度去与底板相同，为16m。闸墩为钢筋混凝土结构，中墩厚均为
12、1.1m。边墩与岸墙合二为一，采用重力式结构。计算正常挡水位是的波浪高度：其中平均水深取，吹程，多年平均最大风速计算出平均波高，该水闸为2级水闸，则经查表得，所以波浪高度：。闸墩上游部分的顶部高程采用资料介绍的三种方法。即1） =校核洪水位时水深+安全超高=4.23+0.7=4.93m2） =设计洪水位时水深+安全超高=3.92+1=4.93m3） =正常挡水位时水深+ =1.61+0.53+0.5=2.64m取三者最大值，即为4.93m，取整数5.00m。闸墩下游部分的高度只要比下游水位最高水位适当高些，不影响泄流即可，可大大低于上游部分的高度，而其上设排架搁置公路桥。初拟闸墩下游部分顶部高
13、程为27.00m，其上设3根，高1.5m的柱子，顶部设，长4.7m的小横梁，梁顶高程即为：，梁上搁公路桥，桥面高程为30.0m。闸墩上设两道门槽（检修闸门、工作闸门）。检修闸门门槽在上游，槽深0.3m，槽宽0.2m。工作闸门门槽深0.3m，宽0.6m。下游不设检修闸门。闸墩上游头部为半圆形，下游头部为流线型。3、工作桥（1） 启闭机选型。闸门采用平面滚轮钢闸门，为潜孔式。门顶顶高程与闸墩顶高程相等为：27.23m。门高，门宽为。根据经验公式：初估闸门自重。，。对于工作闸门；，。则门自重，取门重为150kN。根据经验公式，初估启门力，。其中为闸门的重力，为作用在门上的总水压力。不计浪压力的影响，
14、作用在每米宽门上游面的水压力；作用在每米宽门下游面的水压力，则门上总水压力为，表示闸门能靠自重关闭，不需加压重块帮助关闭。根据计算所需的启门力，初选双吊点手摇电动两用卷扬式启闭机（上海重型机械厂产品）。其机架外轮廓宽。（2） 、工作桥的尺寸及构造。工作桥的宽度不仅要满足启闭机布置的要求，且两侧应足够的操作宽度。 ，取工作桥净宽4.0m。工作桥为板梁式结构，预制装配。两根主梁高0.8m，宽0.35m，中间活动铺板厚6cm。其结构见下图所示。为了保证启闭机的机角螺栓安置在主梁上，主梁间的净距为1.5m。在启闭机机脚螺栓处，设两根横梁。横梁宽30cm，高50cm。工作桥设在实体排架，排架的厚度为闸墩门槽处的颈厚即为0.5m，排架顺水流方向的设两根与工作桥主梁相连宽度为0.67m的柱子。排架的顶部高程为：。4、 检修便桥为了便于进行检修、观测，在检修门槽处设置有检修便桥。桥宽为1.5m。桥身结构仅为两根嵌置与闸墩内的钢筋混凝土简支梁。梁高40cm，宽2
