【某水利樞紐水閘設(shè)計報告13000字（論文）】

某水利樞紐水閘設(shè)計報告目錄TOC\o"1-3"\h\u32526第一章總體布置 7237481.1水閘樞紐布置 722411.2閘室布置 8103311.3底板布置 9179331.4閘墩布置 94881.5閘門布置 9123411.6工作橋、交通橋、檢修便橋布置 9239691.7消能防沖布置 10211401.8防滲排水布置 10188291.9兩岸連接布置 1115067第二章水力計算 1174752.1閘孔設(shè)計 12267702.1.1閘孔流量驗算 12122112.1.2閘孔孔數(shù)、單孔凈寬、總寬度設(shè)計 1374882.1.3閘頂高程及閘門高度設(shè)計 1340252.2消能防沖設(shè)計 14151362.2.1消能方式 14214762.2.2消力池設(shè)計 1536752.2.3海漫設(shè)計 1839972.2.3.1海漫的作用 18320182.2.3.2海漫的構(gòu)造 1860032.2.3.3海漫的長度設(shè)計 18155552.2.3.4海漫結(jié)構(gòu)布置 19228942.2.4防沖槽設(shè)計 19245242.2.4.1防沖槽結(jié)構(gòu)設(shè)計 19289302.2.4.2防沖槽沖坑堆石量計算 20256312.2.4.3校核驗算 2070422.3防滲排水設(shè)計 2029784第三章閘室組成及其各部分尺寸確定 2764703.1底板 27222373.2閘墩 27104643.3工作橋 2888853.4交通橋 28299673.5岸墻 28205193.6分縫與止水 28213403.7啟閉機 2911121第四章地基處理及其抗滑穩(wěn)定計算 31247064.1閘室及地基穩(wěn)定計算 3187224.2閘室及地基穩(wěn)定計算 31125484.2.1荷載及其組合 324.2.2閘室穩(wěn)定計算26490 322241參考文獻 39

某水利樞紐水閘設(shè)計摘要：水閘主要是利用閘室控制區(qū)域水流、調(diào)節(jié)河道水位的低水頭水工建筑物。根據(jù)其主要功能結(jié)構(gòu)，可以將其劃分為多種不同水利樞紐。本設(shè)計采用節(jié)制閘設(shè)計。設(shè)計中節(jié)制閘主要用于調(diào)節(jié)上游水位和控制排出多余流量，其控制門設(shè)計為敞開式，門檻高度與渠底齊平。設(shè)計中依據(jù)施工地區(qū)的工況進行各個組成部件的計算設(shè)計。其中本設(shè)計主要由四部分組成：第一部分是節(jié)制閘樞紐的總體布置，包括閘室、底板、閘墩、閘門、工作橋、交通橋、檢修便橋這七個部分，另外對消能防沖、防滲排水、兩岸連接布置也進行了相應(yīng)的細(xì)節(jié)規(guī)范描述。第二部分為水閘水力計算，主要包括閘孔設(shè)計、消能防沖設(shè)計、防滲排水設(shè)計以及滲流計算，其中確定閘孔設(shè)計為七孔，閘頂高程14米，閘門高程9.15米，采用底流消能且消力池長度為15米、消力池底板厚度為0.6米，采用連續(xù)式消力池尾檻，其孔徑設(shè)置為5厘米，行距設(shè)置為1米，采取厚碎石墊層和干砌石型式海漫，防沖槽設(shè)置為6米，確定閘底板為20米。第三部分是閘室組成及其各部分尺寸確定，分別確定了閘室底板長20米，閘墩高15米、長20米，工作橋?qū)?米，交通橋人行道寬1米，采用頂寬0.3米、底寬0.5米的懸臂式岸墻，止水縫按實際工況設(shè)計在0.2米到0.3米之間，采用QPQ-25型卷揚式啟閉機。因節(jié)制閘建成后，在各種工況下都可能產(chǎn)生不利影響。過大的壓力可能會超過地基的承載力，造成破壞。不均勻沉降會使閘室傾斜甚至斷裂。蓄水時，閘室可在水平推力作用下沿基礎(chǔ)滑動。因此，最后一部分是地基處理及其抗滑穩(wěn)定計算，它可以提高地基支護的承載力和變形性能或抗?jié)B性能。根據(jù)閘門基礎(chǔ)條件、結(jié)構(gòu)特點和施工條件，可采用一種或多種地基處理方法，同時在該部分對閘室沉降以及滲流影響進行校驗，主要包括：閘室地基地面抗滑穩(wěn)定驗算、閘室深層滑動驗算、閘室地基壓力驗算、地基容許承載力計算、各工況下的穩(wěn)定驗算，最終得出設(shè)計符合相應(yīng)規(guī)范。關(guān)鍵詞：節(jié)制閘；水閘樞紐布置；水閘水力計算；閘室抗滑穩(wěn)定計算；地基處理；閘孔設(shè)計；消能防沖設(shè)計；防滲排水設(shè)計；滲流計算；兩岸連接物；閘室地基地面抗滑穩(wěn)定驗算；閘室深層滑動驗算；閘室地基壓力驗算；地基容許承載力計算第一章總體布置1.1水閘樞紐布置根據(jù)SL265-2016水閘設(shè)計規(guī)范，閘樞紐布置應(yīng)遵循以下原則：閘樞紐布置應(yīng)根據(jù)閘址的地質(zhì)、地形、地貌等條件，以及有關(guān)建筑物的功能、特點、施工條件和運行要求確定。其結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊、合理、和諧、美觀，形成整體效益最大的有機統(tǒng)一體。（2）本次設(shè)計采用節(jié)制閘，其軸線應(yīng)與河流中心線正交，其上下直線段長度不應(yīng)小于閘口水面寬度的5倍。如不滿足上訴要求，應(yīng)設(shè)置導(dǎo)流墻（墩）。（3）取水閘或?qū)Я鏖l中心線與河（渠）中心線交角應(yīng)小于30°，上引河（渠）長度不宜過長。進水閘門或?qū)Я鏖l門中心線與河（渠）中心線的交角可適當(dāng)增大。多泥沙河流有壩引水時為70°～75°。位于彎曲河（渠）段的進水閘或?qū)Я鏖l應(yīng)布置在河岸（渠）附近。分洪閘的中線應(yīng)朝向干流。（4）排水閘或水閘中心線與河（渠）中心線交角應(yīng)小于60°，下游引河（渠）短而直，引河（渠）軸線方向應(yīng)避開常年強風(fēng)向。（5）上游水面較寬的水閘宜采用正向進水布置。當(dāng)進水不正時，可設(shè)置一定長度的堤（墻）。（6）水閘工程中的船閘、泵站或水電站宜布置在岸邊，但船閘不宜與泵站或水電站布置在同一側(cè)。船閘、泵站或水電站與水閘的相對位置應(yīng)滿足水閘泄水通暢的要求以及所有建筑物的安全運行。（7）對于多泥沙河流上的閘樞紐，應(yīng)在進水閘進水口或其他取水建筑物的進水口附近設(shè)置沖沙閘（清沙閘）或泄洪沖沙閘，必要時可采取相應(yīng)的攔沙或沉沙措施。（8）有泄流漂（冰）要求的閘樞紐應(yīng)設(shè)置泄流漂（冰）孔，泄流漂（冰）孔應(yīng)靠近進水閘取水口或其他取水建筑物，或靠近河流一側(cè)或兩側(cè)有較多漂浮物。（9）對有生態(tài)、景觀排水要求的水閘，在工程布置時應(yīng)考慮相應(yīng)流量的安全泄流措施。（10）機會和通航要求較多的上下游水閘可設(shè)置通航孔。通航孔的位置應(yīng)根據(jù)安全、方便管理的原則確定，但不宜靠近泵站或水電站。有通航孔的水閘應(yīng)設(shè)置防撞設(shè)施和通航安全警示標(biāo)志。（11）對于有過魚要求的水閘，可根據(jù)岸壁和翼墻的布置設(shè)置魚道。魚道進出口位置應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范要求。（12）對于上游有富水和發(fā)電條件的水閘，可結(jié)合岸壁和翼墻布置設(shè)置小型水電機組，也可在側(cè)閘孔內(nèi)設(shè)置移動式發(fā)電裝置。（13）數(shù)學(xué)模擬方法可用于分析和確定水閘工程的布置。復(fù)雜流態(tài)的大型水閘工程的布置需要通過水工模型試驗進行驗證。數(shù)學(xué)模擬或試驗的范圍應(yīng)包括閘土、下游可能產(chǎn)生沖淤的河段和復(fù)雜的流態(tài)。（14）在單河上修建大型水閘，有后續(xù)擴建方案時，應(yīng)預(yù)留后續(xù)工程的布置場地，為今后加固提供條件。1.2閘室布置根據(jù)SL265-2016水閘設(shè)計規(guī)范，閘樞紐布置應(yīng)遵循以下原則：（1）閘室布置應(yīng)根據(jù)水閘的擋、泄水條件和運行要求，結(jié)合地形、地質(zhì)等因素確定，做到結(jié)構(gòu)安全可靠、布置緊湊合理、施工方便、使用靈活、經(jīng)濟美觀。（2）根據(jù)泄流特點和運行要求，閘室結(jié)構(gòu)應(yīng)為敞開式、胸墻式、涵洞式或雙層式。整個閘室結(jié)構(gòu)的重心應(yīng)靠近閘室底板中心，并在高水位一側(cè)。（3）敞開式和胸壁式閘室結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)地基條件和應(yīng)力條件進行綜合或分離。涵洞式和雙層閘室結(jié)構(gòu)不應(yīng)分開。（4）閘頂計算高程應(yīng)根據(jù)擋、泄水運行情況確定。擋水時，閘頂高程不得低于正常蓄水位或最高擋水位加計算波高和相應(yīng)的安全加高值之和。泄水時，閘頂高程不得低于設(shè)計洪水位或最高擋水位與相應(yīng)安全加高值之和。水閘安全加高下限應(yīng)符合下表的規(guī)定。水閘安全加高下限值：單位（米）（6）防洪擋潮堤上的閘頂高程不得低于防洪擋潮堤的閘頂高程。（7）水閘由閘室、上游連接段和下游連接段組成。閘室是水閘的主體。根據(jù)泄流特性，閘室可分為以下三種類型：封閉式：閘門全開時，自由水面仍被堵塞，水只能通過開口排入下游。該型閘室適用于閘室高度大、閘檻高程低，需要泄水或利用底水的情況。開敞式：當(dāng)閘門完全打開時，流經(jīng)閘門的水流具有自由表面。適用于堰坎高程高、擋水高度小的水閘?；旌闲沽魇遥菏且环N既有底孔泄流能力又有表流過流能力的室式結(jié)構(gòu)，主要適用于攔河壩控制閘門或?qū)Я髅髑M水閘門。本工程水閘擋水高度小，有泄洪要求，故本次設(shè)計初期采用開敞式閘室。1.3底板布置閘室底板主要有三種形式：寬頂堰、低實用堰和反拱式堰。前者為平底板，適用于水頭較低、泄流穩(wěn)定、能泄沙、污物、高山、通航等，閘門底板多為混凝土和鋼筋混凝土，小底板可與漿砌石合建。本設(shè)計一開始采用平底板。1.4閘墩布置閘墩是一個墩式構(gòu)件，用于支撐閘門、分離閘門孔和連接閘門室的兩側(cè)。連接兩岸的那座叫做邊墩，中間的那座叫做中墩。閘室結(jié)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)閘室結(jié)構(gòu)要求和橋墩縱向剛度確定，一般采用實體式。本設(shè)計閘墩中，上游墩頭為半圓形，下游墩頭為流線型。1.5閘門布置閘門是用于關(guān)閉和打開排放通道的控制設(shè)施。閘門可用于截流、控制水位、調(diào)節(jié)流量、排除泥沙和漂浮物等，其結(jié)構(gòu)的選擇和布置應(yīng)根據(jù)受力情況，控制運行要求、生產(chǎn)、運輸、安裝和維護條件，并結(jié)合閘室結(jié)構(gòu)布置合理選擇。本設(shè)計最初采用平面剛性閘門。1.6工作橋、交通橋、檢修便橋布置閘室上部工作橋、交通橋、維修橋可根據(jù)孔徑、閘門啟閉機及通行能力、設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)分別選用板式、梁板式式或板拱式，與橋墩的連接形式應(yīng)考慮底板的連接位置和胸墻的支撐形式。1.7消能防沖布置根據(jù)閘基的地質(zhì)條件、水力條件和閘的控制和運行方式，綜合分析和確定閘門的消能防沖布置。消能設(shè)施的布局可根據(jù)以下條件，通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定：（1）當(dāng)閘下尾水深度小于躍后水深時，可采用挖孔消力池進行消能。消力池與水閘底板可采用坡面連接，坡面坡度不宜大于1:4。（2）當(dāng)閘下尾水深度略小于跳壩后水深時，可采用凸坎消力池消能。（3）當(dāng)閘下尾水深度遠(yuǎn)小于躍后水深，且消力池計算深度較深時，可采用消力池綜合消能結(jié)合下挖法。（4）當(dāng)水閘上下游水位差較大，尾水水深較淺時，宜采用二級或多級消力池消能。（5）應(yīng)在開挖的消力池、挑坎消力池或綜合消力池后面設(shè)置海漫和防沖槽（或防沖墻）。（6）消力池可設(shè)置消力墩、消力梁等輔助設(shè)施。如果用于大型水閘，其布置型式和尺寸應(yīng)通過水工模型試驗進行驗證。海漫應(yīng)具有一定的柔韌性、透水性和表面粗糙度，其結(jié)構(gòu)和抗沖刷能力應(yīng)與流速相適應(yīng)。坡度應(yīng)等于或小于1:10，并在末端設(shè)置防沖槽（或防沖墻）。海漫應(yīng)該有一個墊子。1.8防滲排水布置閘門防滲排澇布置應(yīng)根據(jù)閘基礎(chǔ)地質(zhì)條件和閘上游與下游水位差綜合分析和確定，結(jié)合閘室布置、消能防沖和兩岸連接。（1）當(dāng)?shù)鼗鶠橹腥劳習(xí)r，應(yīng)在鎖室上游設(shè)置輕質(zhì)壤土或重砂壤土、鋼筋混凝土或粘土毯或土工膜防滲毯，并在閘室下游的圍裙底部設(shè)置過濾層。粘土墊層的滲透系數(shù)應(yīng)比地基土的滲透系數(shù)小100倍以上。（2）水閘地基為淤泥、粉細(xì)砂、淺砂質(zhì)壤土或淺粉狀砂壤土?xí)r，在閘室上游應(yīng)采用毛毯與垂直防滲體（鋼筋混凝土板樁、水泥砂漿帷幕、高壓噴射灌漿帷幕、混凝土防滲墻、土工膜垂直防滲結(jié)構(gòu)等）的組合。豎向布置宜布置在閘室底板上游端。在地震區(qū)粉細(xì)砂的基礎(chǔ)上，設(shè)置在閘室底板下方的豎直防滲芯應(yīng)形成圍封形式。（3）對于粉砂、粉細(xì)砂、輕質(zhì)砂壤土或淺粉狀砂壤土地基，除了保證滲流的平均坡度和逸坡降的流出量小于允許值外，還必須在滲水口（包括兩岸的側(cè)滲出口）設(shè)置一個級配的過濾層。側(cè)向防滲排水布置（包括刺墻、板樁、排水井等）應(yīng)根據(jù)上下游水位、墻體材料、墻后土體及地下水位變化綜合考慮，并與閘基防滲排水布置相適應(yīng)。1.9兩岸連接布置泄洪閘與兩岸的連接建筑物有邊墩或岸墻、上下游翼墻、防滲墻等，兩岸連接布置應(yīng)與閘室布置相適應(yīng)。當(dāng)水閘上下游水位差不大時，也可采用邊坡結(jié)構(gòu)，但應(yīng)考慮防滲、抗沖、防凍等問題。在實心或中固基礎(chǔ)上，岸壁和翼墻可采用重力式或支墩式結(jié)構(gòu)。在軟土地基上，應(yīng)采用空箱結(jié)構(gòu)。岸壁與邊墩的組合或分離應(yīng)根據(jù)閘室結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)條件來確定。上下游翼墻應(yīng)與閘室及兩岸岸坡平滑連接。上游翼墻平面布置宜為圓弧或橢圓弧，下游翼墻平面布置宜為圓弧（或橢圓?。┘又本€或折線。在堅硬的粘性土和巖石地基上，上游和下游的翼墻可以通過扭曲的表面和岸坡連接。在本設(shè)計中，上下游翼墻最初采用扭面形式。

第二章水力計算2.1閘孔設(shè)計2.1.1閘孔流量驗算根據(jù)SL265-2016水閘設(shè)計規(guī)范：孔總凈寬應(yīng)根據(jù)下游檻的類型和布置、上下游水位的銜接要求、泄水狀態(tài)等因素計算確定水閘。有必要根據(jù)正常水位設(shè)計水閘，并根據(jù)異常情況進行校核。公式：—側(cè)收縮系數(shù)，根據(jù)設(shè)計規(guī)范，本設(shè)計取=0.9；m—堰流流量系數(shù)，取m=0.38；g—重力加速度,取g=9.81m/s2；n—閘孔數(shù)；—一個閘孔的凈寬；—堰頂水頭；Q—設(shè)計流量，Q=1650—淹沒系數(shù)，按照設(shè)計規(guī)范范圍取值，取=0.8。?。?180m校核：根據(jù)SL265-2016水閘設(shè)計規(guī)范，對多孔閘,閘墩墩頭為圓弧形時，經(jīng)計算：=0.883=0.845=0.885=0.61所以：＝1716＞1650＝2756＞2242滿足設(shè)計要求。2.1.2閘孔孔數(shù)、單孔凈寬、總寬度設(shè)計當(dāng)閘孔開閘次數(shù)較少時，孔數(shù)一般為6或8，孔數(shù)應(yīng)為奇數(shù)，這樣可以對稱開閘，避免不利影響。因此，根據(jù)設(shè)計規(guī)范要求，取單孔凈寬：=15m，孔數(shù)n=7。閘孔總寬度B=n——閘孔數(shù)；b——一個閘孔的凈寬；m——中墩個數(shù)；——中墩厚度，根據(jù)設(shè)計規(guī)范要求，取=2m；——邊墩個數(shù)；——邊墩厚度，根據(jù)設(shè)計規(guī)范要求，取=2m；所以閘孔總寬度B=7×15+6×2+2×2=121m。閘孔型式如圖所示：2.1.3閘頂高程及閘門高度設(shè)計閘頂高程▽H=H1+H2+H3H1——設(shè)計（校核）水位，本設(shè)計中分別為11.83m（15.05m）；H2——安全超高（m）；H3——閘前的風(fēng)浪超高。安全超高下限值任務(wù)設(shè)計文件中規(guī)定本工程水閘為一級工程，設(shè)計工況h2=0.5，校核工況H2=0.4。；。D—吹程。本設(shè)計取D=0.4；k—浪高增長系數(shù)，—計算風(fēng)速，本設(shè)計取=33；ε—波浪陡度，在淺水區(qū)，即H＜LB，則波浪高度=K1，波浪長度=K2，K1、K2為修正系數(shù)。H0—閘門水深；▽H設(shè)=12.868m▽H校核=14.988m選取閘頂高程為14m。所以閘門高度H=▽H閘頂—▽H底板=9.15m。2.2消能防沖設(shè)計為防止閘下有害沖刷，保證水閘安全運行，應(yīng)進行消能防沖設(shè)計，并采取相應(yīng)的防護措施。2.2.1消能方式挑流消能：挑流消能的意思是在泄水建筑物的盡頭設(shè)置一個翻斗，通過射流在空氣中的擴散、紊動和曝氣，使水流向下游流動，并消除部分能量。底流消能：底流消能是指通過于一定的工程措施（如建造消力池）控制水躍位置，并通過水躍的表面滾動和強紊流消除殘余能量。面流消能：面流消能利用落桶或泄水建筑物末端的水桶將排出的射流主流提升到水面，并通過主流在水面的擴散、底滾和面滾消除剩余能量。設(shè)計采用底流消能。2.2.2消力池設(shè)計2.2.2.1消力池深度設(shè)計d—消力池深度(m)；σ0—水躍淹沒系數(shù),取1.1；—躍后水深(m)；—收縮水深(m)；α—水流動能校正系數(shù),取1；q—過閘單寬流量(m2/s)；b1—消力池首端寬度(m)；b2—消力池尾部寬度(m)，本工程??；T0—從池底板頂面開始計算的總勢能(m)；ΔZ—出池落差(m)；—出池河床水深(m)。采用明渠均勻流公式：下游水深和流量的關(guān)系繪制成ht～Q曲線。2.2.2.2消力池長度設(shè)計—消力池長度(m)；—池斜坡段水平投影(m)，取1：4；β—水躍長度校正系數(shù),取0.8；—水躍長度(m)。當(dāng)六孔對稱開啟e=1時，-值最大，-=2.3。計算有：=15.87m，=1.5m，=12.5m，取消力池長度=15m。2.2.2.3消力池底板厚度設(shè)計水閘泄水時，池內(nèi)水流湍急，底板承受水流的沖擊力和脈動壓力，要求底板具有足夠的強度、完整性和穩(wěn)定性。抗沖抗浮t—消力池底板始端厚度(m)；ΔH—閘孔泄水時的上,下游水位差(m)；k1—消力池底板計算系數(shù),取0.2；k2—消力池底板安全系數(shù),可采用1.1～1.3；U—作用在消力池底板底面的揚壓力(kPa)；W—作用在消力池底板頂面的水重(kPa)；Pm—作用在消力池底板上的脈動壓力(kPa),γb—消力池底板的飽和重度(kN/m3)。按抗沖要求計算：消力池底板厚度t試算表如表2—8QqΔH1000.960.944.100.2805004.772.562.480.5499008.533.711.150.629130012.394.500.540.601170016.665.640.230.586由表可知消力池底板厚度t在0.1～0.6m，因此本設(shè)計取t=0.6m。2.2.2.4消力池尾檻消力池有兩種類型的尾檻：連續(xù)型和差動型。連續(xù)積分尾檻適用于臃高池中水位，水躍穩(wěn)定性差，動力型好，施工方便，不易腐蝕，因此得到廣泛應(yīng)用。設(shè)計采用連續(xù)式消力池尾檻。2.2.2.5消力池構(gòu)造消力池一般采用混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。消力池和閘底板、海漫和兩側(cè)翼墻之間應(yīng)設(shè)置沉降縫。防滲范圍內(nèi)的接縫應(yīng)設(shè)置止水帶，水閘應(yīng)設(shè)置兩個止水帶，非防滲范圍內(nèi)的接縫可鋪設(shè)瀝青油氈。閘孔中心線上不應(yīng)設(shè)置接縫位置，以減少水流對接縫的沖刷作用。為降低護坦底部揚壓力，可在護坦水平段后半部分設(shè)置排水孔。直徑一般5-25cm，間距1.0-3.0m。洞口呈梅花形，用礫石或無砂混凝土填充，便于排水，防止淤積。設(shè)計孔徑5cm，行距1m。2.2.3海漫設(shè)計2.2.3.1海漫的作用海漫是一個水利消能防蝕設(shè)施。當(dāng)水流經(jīng)過消力池或停機坪進行消能時，水流的能量可以消散40%-70%，但仍有一定的剩余能量。海漫的作用是消除水流的剩余能量，調(diào)整流速分布，使水流均勻地出池，從而保護河床不受沖刷。2.2.3.2海漫的構(gòu)造為了充分發(fā)揮海漫的作用，海漫的建構(gòu)有以下要求：（1）為了消除水流的剩余能量，必須有一定的粗糙度（2）應(yīng)靈活適應(yīng)圍裙與天然河床的過渡基礎(chǔ)變形。（3）必須具有一定的透水性，以利于滲漏水的排出。海漫的材料和結(jié)構(gòu)如下（1）漿砌石海漫。常用M5或M8水泥砂漿砌塊石。塊石粒徑大于30cm，砌筑層厚度一般為0.4-0.6cm，一般用在5-10m或1/3的越海長度范圍內(nèi)。砌石中設(shè)排水孔，孔下設(shè)反濾層或礫石粗砂墊層，厚度0.1～0.2m。（2）干砌石海漫。采用30cm以上塊石砌筑，厚0.4～0.6cm，下墊碎石、粗砂墊層，厚0.1～0.15m。（3）混凝土或鋼筋混凝土板海漫。采用0.1-0.3m厚的現(xiàn)澆或預(yù)制板。板內(nèi)設(shè)排水孔，下方設(shè)反濾層或墊層。這種海漫防沖速度可達(dá)6～10m3/s，但成本較高。（4）其他類型的海漫，如鉛絲籠海漫等。2.2.3.3海漫的長度設(shè)計—海漫長度（m）；—消力池末端單寬流量—海漫長度計算系數(shù)，本設(shè)計取Ks=11。海漫長度最不利情況是乘積最大時，在水閘泄流范圍內(nèi)，由于七孔全開情況中，e≥1.5時無需設(shè)消力池，所以無需設(shè)計海漫，所以當(dāng)六孔對稱開啟e=2.5時為最不利情況，此時=32.91m，取=33m。2.2.3.4海漫結(jié)構(gòu)布置本設(shè)計海漫長度=33m，取海漫水平段長度為10m，水平段頂面高程與護坦高程齊平，其后布置坡度為1：15的斜坡段，以便使水流豎向擴散，加大水深，減小流速。另外，本設(shè)計海漫水平段采用漿砌石型式，厚度為0.4m，下設(shè)0.1m碎石墊層。水平段以后采用干砌石型式，厚度為0.4m，其下鋪設(shè)0.1m厚碎石墊層。2.2.4防沖槽設(shè)計2.2.4.1防沖槽結(jié)構(gòu)設(shè)計防沖槽是在泄水建筑物或水閘護坦末端開挖拋石形成的一種防沖棱柱體。防沖槽底寬約為槽體底寬的2～3倍。邊坡系數(shù)上游的坡度一般為2-3，下游的坡度系數(shù)一般為3。防沖槽斷面尺寸與沖刷坑深度有關(guān)。沖刷坑深度越大，防沖槽斷面越大?！Ｂ┒撕哟矝_刷深度(m)；—海漫末端單寬流量(m2/s)，取最不利情況六孔對稱開e=2.5時，=7.88m2/s，此時=3.71m—河床土質(zhì)允許不沖流速(m/s)；=0.8×3.431/3=1.21m/s；—海漫末端河床水深(m)，本設(shè)計取=3.77m。。因為防沖槽槽身一般取1.5～2m，所以本設(shè)計取=2m。所以防沖槽槽底寬B=（2～3）×2=4～6m，本設(shè)計取B=6m，上下游邊坡系數(shù)均取m=3。2.2.4.2防沖槽沖坑堆石量計算—單寬堆石量（m2）；t—沖坑深度；m—沖坑上游坡度，本設(shè)計取為=3；d—沖坑堆石覆蓋層厚度，一般取為0.3～0.5，本設(shè)計取=0.5。所以：2.2.4.3校核驗算沖坑堆石量，滿足設(shè)計要求。2.3防滲排水設(shè)計水閘防滲排水設(shè)計應(yīng)根據(jù)閘基的地質(zhì)條件、閘基的布置和兩側(cè)的等高線，以及上游和下游水位的條件。（1）繪制合適尺寸和類型的地下等高線（2）滲流計算用于確定滲流壓力，并檢查閘基礎(chǔ)的防滲穩(wěn)定性。（3）進行了防滲排水設(shè)施的結(jié)構(gòu)設(shè)計。2.3.1防滲排水設(shè)施的布置水閘閘基的防滲設(shè)施包括水閘地下輪廓線的鋪蓋、板樁、尺墻與底板。排水設(shè)施主要指護坦內(nèi)的排水孔，排水層以及反濾層等。2.3.1.1鋪蓋鋪蓋的主要作用是延伸河床，降低滲透壓力和滲透水力坡降，防止河床被水沖刷。覆蓋層主要包括粘土和粘壤土覆蓋層、混凝土、瀝青混凝土和鋼筋混凝土覆蓋層。毯子的長度根據(jù)閘基防滲的需要而定，一般是上下游水位差的3-5倍?；炷粱蜾摻罨炷翂|層的最小厚度不應(yīng)小于0.4m。沿水流方向的永久縫距可為8~20m，靠近翼墻的縫距宜小。接縫寬度可為2-3cm。粘土或壤土墊層的厚度應(yīng)根據(jù)墊層土料的允許水力坡降值計算確定。厚度不小于0.6m，向閘室方向逐漸加厚。毛毯上應(yīng)設(shè)置保護層。止水帶與閘門底板連接處及兩側(cè)止水帶與翼墻連接處設(shè)沉降縫，縫內(nèi)設(shè)止水帶。本次設(shè)計采用鋼筋混凝土墊層，墊層長度L=3H=37.22=21.66m，墊層厚度d=0.6m。墊層上設(shè)0.2m厚漿砌塊石保護層和0.1M厚砂墊層。2.3.1.2板樁板樁的作用是擴大滲流直徑，減小滲流梯度和滲流壓力。板樁的防滲效果隨透水地基的深度、位置和土層分布而變化。根據(jù)材料的不同，有木樁、鋼板樁、鋼筋混凝土板樁和砂漿澆注板樁?，F(xiàn)在鋼筋混凝土板樁被廣泛使用。適用于砂土地基和砂礫石地基。板樁一般厚15-30cm，寬40-20m，深15-20m。2.3.1.3齒墻為了增加閘室的滲透性，閘底板上下游均應(yīng)設(shè)置尺墻，尺墻還可延長滲流路徑。齒墻深度一般為0.5-1.5m。本次設(shè)計齒墻深度為1m。2.3.1.4排水設(shè)施排水設(shè)施可以消除滲漏，避免滲漏變形，增加下游的穩(wěn)定性。引流的位置影響滲透壓的大小和分布。在設(shè)計中，應(yīng)降低滲透壓力，避免滲透變形。水閘均采用瓦片式排水，布置在護坦排水孔下還海漫的頭部。排水體是反濾層最大的一層顆粒物，一般為卵石、礫石和礫石，粒徑1-2cm。厚度為0.2-0.3m。本次設(shè)計采用粒徑2cm，厚度0.3m的排水體。排水體下設(shè)反濾層，由0.2m中砂和0.2m粗砂組成。排水孔直徑5cm，排距1m，孔距3m呈梅花形布置。2.3.2防滲長度的確定2.3.2.1初擬防滲長度的確定—閘基防滲長度,即閘基輪廓線防滲部分水平段和垂直段長度的總和(m)；ΔH—上、下游水位差(m)；C—允許滲徑系數(shù)值，當(dāng)閘基設(shè)板樁時,采用規(guī)定的小值。本工程閘基為輕粉質(zhì)砂壤土，故取C=7，。2.3.2.2閘底板尺寸的確定閘底板順?biāo)鞣较虻拈L度，可按照上部結(jié)構(gòu)的布置要求，本工程閘基為輕粉質(zhì)砂壤土，取L=2.5H=2.5×7.22=18.05m，取L=20m。本設(shè)計底板采用整體式底板，所以底板厚度d=（1/5～1/8）b=1.875～3m，取d=2m。2.3.2.3閘基滲徑長度驗算，故滿足滲徑長度要求。2.3.3滲流計算地下等高線初步確定后，對初步方案進行滲流計算。閘基滲流計算有圖解法和數(shù)值法兩種方法。數(shù)值方法可分為全斷面直線分布法和改進法。阻力系數(shù)法是以阻力系數(shù)法為基礎(chǔ)的。本次設(shè)計采用改進的方法進行滲流計算。按照地下輪廓形態(tài)簡化計算表，可得到本設(shè)計的典型流段劃分圖。2.3.3.1地基有效深度的確定土基上水閘的地基有效深度可按下述公示計算：當(dāng)時,當(dāng)時,Te—土基上水閘的地基有效深度(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).當(dāng)計算的Te值大于地基實際深度時,Te值應(yīng)按地基實際深度采用。Te=27.5m.2.3.3.2分段阻力系數(shù)的確定根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范》SL265—2001附錄C滲透壓力計算中的C.2改進阻力系數(shù)法，分段阻力系數(shù)可按下述公示計算：進出、口段：—進、出口段的阻力系數(shù)；S—板樁或齒墻的入土深度(m)；T—地基透水層深度(m)。內(nèi)部垂直段：—內(nèi)部垂直段的阻力系數(shù)。水平段：—水平段的阻力系數(shù)；—水平段長度(m)；S—進、出口段板樁或齒墻的入土深度(m)。經(jīng)計算，各基本段的阻力系數(shù)分別為：ξ1=0.461ξ2=0.787ξ3=2.793ξ4=2.767ξ5=0.739ξ6=2.766ξ7=0.465ξ8=0.437ξ9=2.802ξ10=0.4562.3.3.4各分水段水頭損失—各分段水頭損失值(m)；—各分段的阻力系數(shù)；n—總分段數(shù)。修正后各水頭損失值：h1=0.157h2=0.270h3=0.968h4=0.959h5=0.254h6=0.959h7=0.158h8=0.149h9=0.972h10=0.1532.3.3.5滲流量及滲透坡降計算（1）滲流量根據(jù)達(dá)西定律，q—單寬流量； K—地基土滲透系數(shù)，本工程取m/s；ξ—滲流段阻力系數(shù)；h—滲流段的水頭損失。滲流量。（2）滲透坡降出口段滲流坡降公式：—出口段滲流坡降值。經(jīng)計算，＜=0.5滿足設(shè)計要求，不會產(chǎn)生滲透破壞。

第三章閘室組成及其各部分尺寸確定3.1底板底板是閘室的基礎(chǔ)，它將閘室本身的重量和作用在鎖室上的各種荷載分散到地基上，使地基不受水蝕。根據(jù)底板與橋墩連接方式的不同，底板分為整體式和分離式兩種。整體式樓蓋結(jié)構(gòu)良好，對地基不均勻沉降具有較強的適應(yīng)性，抗震性能好。應(yīng)建立在中硬密集地基或高烈度地區(qū)。分離底板是在閘孔內(nèi)設(shè)置兩道縫，將底板與橋墩分離。分離式底板適用于土壤質(zhì)量好的砂質(zhì)土或砂質(zhì)砂土地基上，但分離式底板的整體性較差，不宜在地震區(qū)修建。當(dāng)?shù)鼗痪鶆虺两禃r，容易引起閘門底板的不平整頂面和閘門墩的傾斜。本設(shè)計采用整體式平底板，底板沿水流方向長度L=20m，厚度d=2m，齒墻深度1m，中間設(shè)沉降縫。3.2閘墩閘墩墩長度取決于閘門型式、閘門在閘孔中的位置及上部結(jié)構(gòu)的布置，采用平面閘門時，工作門槽一般設(shè)于閘室中央。檢修門槽與與工作門槽之間凈距不小于1.5m，檢修門槽深度一般為0.15～0.2m，寬度0.15～0.3m。工作門槽槽深為0.2～0.3m，寬度0.5～1m。本設(shè)計采用中墩、邊墩與底板同長L=20m，中墩厚度=2m，邊墩=2m，檢修門槽深度d=0.2m，寬度b=0.3m，工作門槽深度d=0.3m，寬度b=1m。墩頂高程▽取15m。3.3工作橋工作橋是供設(shè)置啟閉機和管理人員操作時使用的，工作橋應(yīng)盡量布置在靠近上游側(cè)，為了安裝、檢修方便，應(yīng)把工作橋設(shè)置在工作閘門的正上方。本設(shè)計工作橋?qū)払=4m，長度L與閘室寬度相同為121m，支撐工作橋墩頂高程▽=2×閘門高度+安全超高=17.34m，取▽=18m。工作橋縱梁高為橋跨的1/8～1/10,h=(1/8～1/10)×15=1.5～1.875m，取h=1.5m.梁腹寬為梁高的1/2.5～1/4,b=(1/2.5～1/4)×1.5=0.375～0.6m，取b=0.5m?？v梁上翼板向兩側(cè)延伸形成橋面板，翼板端部厚度10cm，向梁腹方向逐漸加厚至根部厚為25cm。3.4交通橋交通橋為車輛和行人連接兩側(cè)的交通。交通橋一般布置在水閘下游，有時也可根據(jù)結(jié)構(gòu)布置需要布置在上游側(cè)。根據(jù)《水工設(shè)計手冊》，本設(shè)計交通橋橋面寬B=6m，板厚可取跨度的1/12～1/18,厚度d=（1/12～1/18）×15=0.83～1.25m，取d=1m。梁高可取跨度的1/11～1/16,h=(1/11～1/16)×15=0.94～1.36m，取h=1m。梁寬取0.4m。支承交通橋部位的墩頂高程▽=15m。人行道高出橋面0.3m，并在兩側(cè)設(shè)人行道安全帶1m。3.5岸墻本設(shè)計采用懸臂式岸墻，岸墻頂寬為0.3m，底寬0.5m，底板厚度為0.5m，底板寬度為4.5m。3.6分縫與止水為了防止和減少由于地基不均勻沉降引起的結(jié)構(gòu)裂縫和溫度的變化，有必要設(shè)置整體式樓板閘門的拼縫。鋼筋混凝土樓板，縫距不宜大于20m或30m，縫寬宜為2～2.5m。除艙室本身外，還應(yīng)在底板和鋪蓋之間、底板和消力池之間、鋪蓋、消力池和兩岸翼墻之間、邊墩和上下游翼墻和岸墻之間提供接縫。根據(jù)布置方向，止水帶可分為水平止水帶和垂直止水帶。在邊墩與河岸和翼墻之間設(shè)置垂直止水帶。垂直止水材料多為銅板、瀝青井柱、瀝青油毛氈等，水平止水一般布置在底板與毛毯、停機坪、毛毯、翼墻的分段接縫處。水平止水縫距水面0.2～0.3m。水平止水材料多為銅片、塑料止水帶、橡膠止水帶等。3.7啟閉機啟閉機是用來控制各種大中型鑄鐵閘門和鋼閘門的升降，以達(dá)到啟閉的目的。分為固定式和移動式，常用的有卷揚式、螺旋式、油壓式、雙吊式等，卷揚式啟閉機啟閉力大而快。螺桿式啟閉機結(jié)構(gòu)簡單，適合小型工程。因此，本設(shè)計采用卷揚式啟閉機，一門一機。根據(jù)《水工建筑物》，平面閘門在動水中啟門力和閉門力按下式計算：啟門力閉門力—摩擦阻力系數(shù)，一般取1.2；—計算啟門力時的門重修正系數(shù)，一般取1.0～1.1，本設(shè)計取1.1；—計算閉門力時的門重修正系數(shù)，一般取0.9～1.0，本設(shè)計取0.9；、—閘門自重和加塊重量，KN，當(dāng)門葉寬度B≥11m時，—門葉高度，m，本設(shè)計=8.17m，取20KN?！挛?，KN，；B—閘門左右兩側(cè)止水間距，本設(shè)計D=15m；D—閘門底止水至閘門底主橫梁下游側(cè)翼緣的距離，本設(shè)計D=0.02m；—閘門底緣部分的下吸強度，取20KN/m2；—上托力，KN,對于頂止水設(shè)置在上游面的，不計上托力；—閘門頂以上水柱重量，KN，本設(shè)計=0；—支承摩擦阻力，KN，當(dāng)采用滑動支撐，?！l門上的總水壓力，KN；—滑動支撐摩擦阻力數(shù)，本設(shè)計取=0.5；—止水阻力，KN，；—止水與止水座間的滑動摩擦系數(shù)，橡皮對鋼取0.3～0.65本設(shè)計采用0.4；—作用在止水上的水壓力，KN，=1.63×105KN，=1.22KN，=6KN，=308.7KN，=1.96×105KN，=1.95×105KN。QPQ—25型卷揚式啟閉機。

第四章地基處理及其抗滑穩(wěn)定計算4.1閘室及地基穩(wěn)定計算水閘一般情況下要建在天然地基上，一般可直接建在標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)擊的粘性土和擊的砂性天然地基。如果把水閘建造在軟弱地基上，可能會有較大的降發(fā)生，并且因為地基承載力不足而影響正常工作,所以要進行地基處理。4.2閘室及地基穩(wěn)定計算水閘建成后，將面臨各種工況。過大的壓力可能會超過地基的承載力，造成破壞。過大的沉降，特別是不均勻沉降，會使硐室傾斜，甚至造成結(jié)構(gòu)斷裂。擋水時，在水平推力作用下，閘室可能沿地表滑動。因此，有必要檢查各種工況的安全性，必要時進行地基處理。對于有狹縫的閘室，應(yīng)以兩條狹縫之間的閘室截面為計算單位，沿水流方向取閘室總長。4.2.1荷載及其組合作用在閘室上的荷載主要有結(jié)構(gòu)自重、水重、水平水壓、揚壓力、波浪壓力等。水閘結(jié)構(gòu)自重應(yīng)根據(jù)其幾何尺寸和材料重量計算確定，并盡量采用水閘、啟閉機等永久性設(shè)備的實際重量。作用在閘底板上的水重，應(yīng)按其實際體積和水重計算確定。閘門的靜水壓力應(yīng)根據(jù)閘門在不同工況下的上、下水壓來確定，根據(jù)基礎(chǔ)型式、防滲排澇布置計算和確定閘墩底部的揚壓力；以及上下游水位的組合條件。作用在水閘上的波浪壓力應(yīng)根據(jù)風(fēng)向、風(fēng)速、風(fēng)區(qū)長度（吹距）、風(fēng)區(qū)平均水深以及閘前實際波浪狀態(tài)的判別來計算確定。荷載組合分為基本組合和特殊組合?；窘M合由若干基本荷載組成，特殊組合由基本荷載和一個或多個特殊荷載組成。4.2.2閘室穩(wěn)定計算土基閘室穩(wěn)定滿足要求如下：（1）在各種條件下，閘室的平均承載力小于或等于地基的容許承載力，最大承載力小于或等于地基容許承載力的1.2倍。（2）閘室最大值與最小值之比不大于《水閘設(shè)計規(guī)范》SL265-2016表7.3.5規(guī)定的允許值巖基閘室穩(wěn)定要滿足的要求：（1）在各種條件下，閘室的最大承載力不大于地基的容許承載力。（2）在非地震情況下，閘室地下室沒有拉應(yīng)力。地震時，閘室地下室的拉應(yīng)力小于或等于100KPA4.2.2.1閘室沿地基地面抗滑穩(wěn)定驗算水閘在擋水時，底板與地基的接觸面是最不利的滑動面，—沿閘基底抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；—閘室基底面與地基之間的摩擦系數(shù),取=0.4；—作用在閘室上的全部水平向荷載(kN)；—閘基底面與土基間的摩擦角—室基底面與土質(zhì)地基之間的粘結(jié)力(kPa),取=0。4.2.2.2閘室深層滑動驗算水閘在一般工況下均受到鉛直和水平力的作用。實驗表明，當(dāng)水平力達(dá)到某一值時，閘室就會發(fā)生滑動。根據(jù)《水工建筑物》，由以下臨界應(yīng)力公式判別閘室是否發(fā)生深層滑動?！鼗瑒拥呐R界鉛值壓應(yīng)力，kPa；—系數(shù)，一般取3～4本設(shè)計取=4?！鼗粮∪葜?，KN/m3，本設(shè)計=19.4KN/m3；—底板順?biāo)鞣较蜷L度，m；、—地基土在飽和狀態(tài)下的內(nèi)摩擦角，(°)、凝聚力（Kpa），本設(shè)計=32°37′，=0.1Kpa。最終計算得出：=970.1Kpa。4.2.2.3閘室基底壓應(yīng)力驗算對于結(jié)構(gòu)布置和受力沿垂直河流方向?qū)ΨQ分布時，計算閘基上、下游邊緣最大、小壓應(yīng)力公示如下：—作用在基底以上的所有鉛直力總和，—作用在基地以上的所有鉛直力與水平力對基底順河流對稱中心力矩總和，—計算閘段垂直河流方向?qū)挾龋弧l底板順?biāo)鞣较蜷L度，m。4.2.2.4地基容許承載力計算—土質(zhì)地基允許承載力(kPa)；—閘基底面以下土的重度(kN/m3),取浮重度；—閘基底面以上土的重度(kN/m3),取浮重度；B—閘基底面寬度(m)；D—基底埋置深度(m)；C—地基土的粘結(jié)力(kPa)；NB,ND,NC—承載力系數(shù),本設(shè)計=1.441，=6.765，=8.876。π—取π=3.14。=470.6KPa。4.2.2.5各種工況下的穩(wěn)定計算根據(jù)上文所述的計算公式，得到以下論證情況。本次設(shè)計驗算考慮兩個工況，包括：完建期和設(shè)計洪水擋水期本工程基本地震烈度6度，所以不用考慮地震力的影響。（1）完建期樞紐主要承受荷載包括是閘室自重。完建期閘室荷載表荷載自重（KN）偏心距（m）力矩大小方向底板1000000—中墩上游段3800.14.818000.5逆時針下游段3700.2518400順時針閘門310.52.7820逆時針工作橋415.52.71100逆時針交通橋32204.515000順時針啟閉機252.766逆時針支撐柱工作橋752.7200.1逆時針交通橋754400順時針21621.3—53986.6順時針完建期各指標(biāo)計算結(jié)果如下表：指標(biāo)（kPa）(kPa）(kPa）(kPa）計算結(jié)果105.570.187.81.54702.0（2）設(shè)計洪