毕业设计（论文）-固扇水闸的设计

PAGEPAGEPAGE２摘要本设计主要介绍固扇水闸的设计过程。固扇闸以洪奇沥为界与中山市相邻，东连蕉门水道，洪奇沥水道呈南北走向贯穿整个南沙开发区，水流自北向南，最终汇入珠江水系，固扇闸连接洪奇沥水道与蕉门水道的内涌，水位变化主要受潮汐影响。它具有双向挡水的功能。内挡涝、泄水，外挡江河洪水，当外河或湖泊水位上涨时，关闸挡水，防止洪水倒灌，当外河水位退落后开闸排水。下面介绍固扇水闸的设计过程。1闸址选择及枢纽布置水闸闸址选择时，应考虑地形、地质、水流、泥沙、施工及管理运用因素，一般应选择在水流平顺，河床、岸坡稳定，地基坚硬、密实，材料运输方便，施工导流简单，占地少，便于施工管理的地段。对于水闸枢纽工程，应根据枢纽工程性质及综合运用要求，统一考虑本水闸与枢纽中其他建筑物或其他水闸的合理布置。2闸孔设计闸孔设计的任务时是依照水闸的运用要求及河床地质情况，根据规划给定的过闸流量、相应的上下游及允许的上游的淹没影响，确定闸孔形式、底板高程及闸孔尺寸。3水闸的消能防冲设计本闸门属于平原河道水闸，河底抗冲能力低，同时下游水位变化幅度较大，闸门过水水头较低，闸下池水水流低，所以采用底流消能。消能工型式：采用挖式消力池。其设计内容包括：消力池深度及长度、护坦厚度、海漫长度、防冲槽尺寸、两岸护坡及相应构造。4防渗排水布置水闸挡水时，由于水位差作用会在闸基及两岸土体内形成渗流。渗流不仅损失水量，更不利于降低闸室及两岸连接建筑物的稳定性，还可能会引起变性及渗透破坏，甚至导致水闸失事。其内容包括：（1）拟定合理的地下轮廓线形式与尺寸；（2）进行渗流计算，以确定闸底板下的渗透压力，验算闸基及两岸土体的抗渗稳定性，以及地下轮廓线的形式与尺寸进行修改；（3）进行防渗排水设施的构造设计等。5闸室的构造设计确定闸室各部件如底板、闸墩、闸门、胸墙、工作桥、交通桥等的形式、布置、尺寸与构造。6闸室的结构计算闸室为一空间结构,它不仅要承受自重和各种外荷载,还要考虑闸室两侧的边荷载对闸室结构的影响,受力情况复杂,可用有限元法对两道沉降缝之间的一段闸室进行整体分析。但为简化计算,一般将其分解若干部件分别计算,但在单独计算时应当考虑它们之间的相互作用。本设计对闸室的底板,闸墩跟工作桥的纵梁进行结构设计.由于时间有限其它结构不做计算，按构造设计。7地基处理一般要求水闸应尽可能建在天然地基上，对于标准贯入击数击的黏性土和击的砂性土天然地基，一般可直接建闸（尤其中小型工程），不需进行处理。但如果天然地基不能满足闸室抗滑稳定、地基应力和沉降方面的要求时，则需做适宜的处理。根据本设计相关资料，软土地基比较深厚，选择用水泥搅拌桩对水闸进行地基处理。8闸室稳定计算水闸建成后会经历各种工作情况，例如：完建后对地基压力影响最大沉降也最大，过大的压力可能超高地基的承载力，发生地基破坏，过大的沉降，尤其是不均匀沉降会使闸室倾斜。甚至结构断裂。挡水时在水平推力下有可能闸室沿地基面产生滑动，当垂直荷载过大还产生深层滑动。因此，必须验算水闸在各种情况下的安全性，本水闸设分缝，取整个水闸进行计算。9水闸两岸连接建筑物设计水闸与两岸连接建筑物包括边墩或岸墙,上下游翼墙与防渗刺墙等，其作用是侧墙挡土保护两岸边坡不受进出闸水流冲刷,岸墙与上下游翼墙的背面轮廓起侧向防渗作用,下游翼墙可排出侧向绕流渗水防止发生渗透变形,独立的岸墙可减少边载对闸室结构的不利影响,改善其受力状况，本设计采用空箱式岸墙，悬臂式翼墙。关键词:闸孔设计、水闸消能防冲设计、防渗排水布置、闸室结构计算、闸室的稳定计算ABSTRACTThedesignshowedthattheprocessofthesolidfandam.ThesolidfanfloodgatetakeshongQiliforthecommunity,neighborsZhongshancityandeaststhecanalofLianJiaomen.thecanalofHongQiliassumesthenorthandsouthtomovetowardthepenetrationentireNanshadevelopmentzone,thecurrentofwaterfromnorthtosouth,convergesthePearlRiversystemfinally,thesolidfanfloodgateconnectsHongQilithecanalandbroadleafplantsgatecanal'sinwellsup,waterlevelismainlyaffectedbytidal.Ithasbidirectionalfunctionofkeeppingthewateroffthefunction.Itsinsidekeepsoffthewaterlogging,theslackwaterandtheoutsidekeepsoffthefloodrivers,whenoutsideriverorlakewaterlevelrise,wewillputdownthebraketokeepthewaterout,Whentheoutsideriverwaterlevelebbed,opensthesluicegatestodrainwater.Herearethesluice-fandesignprocess.

1Gatewaysiteselectionandprojectlayout

Sluicegatessiteselection,considerationshouldbegiventhetopography,geology,water,sediment,constructionandmanagement,utilizationfactors,thegeneralshouldbeselectedinthesmoothflow,theriverbed,bankstability,thefoundationofhard,dense,convenienttransportmaterials,constructiondiversionsimple.Coveringless,forconstructionmanagementofthesite.

Thewatercontrolproject,theprojectshouldbebasedonthenatureandtheintegrateduseofrequest,toconsiderreunificationofthehublocksandotherbuildingsinthelocksorotherreasonablearrangement.

2Gatedesign

Gate-designmandatetheuseofwaterisinaccordancewiththerequirementsoftheriverbedandgeologicalconditions,accordingtothelocksetflow,thecorrespondingallowedontheupperreachesandlowerreachesofthefloodedaffected,determinetheformofgatehole,elevationandfloor-sizegate.

3Gateoftheenergydissipationanderosioncontroldesign

Thesluicegatesofriverplain,impacttheabilityoflowriver,thewaterleveldownstreamatthesametimebeveryvolatile,thefirstgatetoolowwater,lowwatergateunderthewater,sotheend-useenergydissipation.Consumerscanbethetype:-controlleddeep-stillingbasin.

Thedesignelementsinclude:stillingbasindepthandlength.Apronthickness.Ofthesealong.Chong-sizetrough.Slopeprotectionandthecorrespondingcross-straitstructure.

4Geperviousdrainagelayout

Retainingwater,thewaterlevelduetopoorroleincross-straitgate-andsoilinaseepage.Notonlythelossofwaterseepage,andnotconducivetoloweringcross-straitconnectingchamberandthestabilityofbuildings,butalsomayleadtodegenerationandinfiltrationandsabotage,orevenleadtosluicecrash.Itscontentsinclude:

(1)formulateareasonableundergroundcontourformandsize;(2)seepage,thefloorunderthegatetodeterminetheinfiltrationofpressure,checkingandcross-straitgateoftheimpermeabilityofsoilstability,andundergroundcontourintheformandsizeamendment;

(3)impervioustotheconstructionofdrainagefacilitiesdesign.

5Chamberofthestructuraldesignofthechamberstructuraldesigntasksare:Identifythevariouscomponentssuchasthechamberfloor,piers,gates,breastwall,hebridge,trafficintheformofbridges,layout,sizeandstructure.

6Chamberofstructuralcalculations

Chamberforaspacestructure,whichnotonlyhavetobeartheloadandallkindsofself-respect,weshouldconsiderbothsidesofthechamber-loadstructureofthechamber,thecomplexityofthesituation,inthefiniteelementmethodtotwosettlementjointThesectionbetweenthechambertoconductanoverallanalysis.Buttosimplifythecalculation,thegeneraldecompositionofsomeofitscomponentswerecalculated,butinaseparatecalculationshouldbetakenintoaccounttheinteractionsbetweenthem.

Thedesignofthechamberfloor,theworkofthebridgepieristhestructuraldesignoftheLongitudinalBeam.Becauseofthelimitedtimeavailabletootherstructuresnotdesigned.

7FoundationGeneralrequirementssluiceshouldbebuiltinasmuchaspossibleonthenaturalfoundationforthestandard-of-penetrationoftheclayandsandysoil-thenaturalfoundation,thegeneralcanbedirectlyJianzha(especiallysmallandmedium-sizedprojects),notforprocessing.Butifthenaturalfoundationcannotmeetthechamberslidingstability,foundationstressandtherequirementsintermsofthesettlement,woulddotheappropriatetreatment.Accordingtothedesignofrelevantinformation,selectcushionforsoilandpilefoundationbasedonwatertreatment.8Chamberstabilitycalculation

Sluiceafterthecompletionofallworkexperience,suchas:Endpressurebuiltafterthefoundationisthelargestsettlementthegreatestimpact,thepressuremaybetoolargeultra-highcapacityofthefoundation,afoundationdamage,toomuchofthesettlement,particularlytheunevensettlementChamberwilltilt.Andevenstructuralfaults.Atthelevelofretainingthethrustchambermayhaveaslidingalongthegroundsurface,whentheverticalloadstoolargealsohaveadeepslide.Therefore,wemustCheckinglocksinallcasesthesafetyofthewater-basedGap,calculatedfromthewater.

9Sluicecross-straitconnectingthebuildingdesign

Sluiceandcross-straitconnectingbuildingsincludingthepierorshoresidewall,wingwallsonthelowerreachesofthornsandimpermeablewall,andsoon.Whoseroleistoprotectthesidewallofretainingthecross-straitslopewithoutaccesstowatererosiongates,wallsandtheshoreonthelowerreachesofthewingwallsProfileanti-seepagefromthebackside,thedownstreamsidefromthewingwallstopreventseepageflowaroundinfiltrationdeformation,anindependentbankcanreducethesidewallofthechambercontainingtheadverseeffectsofstructure,toimprovetheirsituationbyforce.ThisdesignusesAnemptybox-typewall.Fuarm-wingwalls.Keyword:gatedesign、gateoftheenergydissipationanderosioncontroldesign、imperviousdrainagelayout、Chamberofstructuralcalculations、chamberstabilitycalculation

目录TOC\o"1-3"\u摘要 IABSTRACT III绪论 ０第一章固扇水闸基本资料 １1.1概述 １1.2工程规模与主要设计指标 ２1.3工程地质 ３1.3.1地形地貌 ３1.3.2地层岩性 ３1.3.3地质构造 ３1.3.4水文地质条件 ３1.4交通要求 ４1.5渠道数据 ４第二章闸孔设计 62.1概述 62.1.1闸孔的设计任务 62.1.2计算公式 62.2闸孔形式的确定 62.3闸孔尺寸设计 62.3.1确定闸孔净宽 72.3.2闸墩构造设计 72.3.3闸孔总宽度 72.4水力计算 82.5确定闸墩顶高程 82.5.1泄水要求 82.5.2挡水要求 9第三章闸室结构布置 113.1闸室的结构组成与布置 113.2闸底板设计 113.3闸门设计及启闭机选择 123.3.1闸门形式 123.3.2尺寸 123.3.3闸门重 123.3.4启闭力计算 133.3.5选择启闭机 143.4闸墩 153.4.1工作闸门与检修闸门高程 153.5工作桥设计 163.5.1工作桥总长 163.5.2基本尺寸 163.5.3盖板尺寸 173.5.4工作桥桥宽的确定 173.5.5工作桥的支承方式 173.6交通桥的设计 173.6.1交通桥长度 173.6.2交通桥梁截面尺寸 183.6.3交通桥面布置 183.7检修桥设计 183.8分缝与止水 18第四章消能防冲设计 214.1概述 214.1.1消能方式及消能工型式 214.1.2消能防冲设计内容 214.1.3水闸开启方式及操作规程 214.1.4池深d设计工况及计算方法与公式 214.1.5池深L的不利计算工况 234.1.6护坦厚度的计算工况 234.1.7海漫长度的计算工况 234.1.8防冲槽尺寸的计算工况 244.2消力池设计 244.2.1消力池设计任务 244.2.2池深设计 244.2.3消力池长度的确定 274.2.4消力池底板厚度t的确定 284.2.5护坦材料及细部 294.2.6尾坎设计 294.2.7分缝布置 294.3海漫.防冲槽.两岸护坡设计 304.3.1海漫长度的确定 304.3.2海漫的材料、构造与布置 324.3.3防冲槽设计 324.4两岸护坡设计 34第五章水闸的防渗排水设计 355.1概述 355.2防渗设施布置 355.3闸基防渗长度校核 375.4排水设施的设计 41第六章闸室的结构计算 436.1底板的结构设计 436.1.1闸门前上游段底板结构计算 436.1.2闸门下游段底板结构计算 516.2闸墩结构设计 596.2.1闸墩水平截面上的正应力和剪应力 606.2.2门槽应力计算 626.2.3闸墩配筋 646.3工作桥设计 646.3.1资料 646.3.2荷载计算 656.3.3内力计算 666.3.4配筋计算 66第七章地基处理 687.1褥垫层 687.2桩基础设计 697.2.1闸底板地基处理计算 697.2.2水泥搅拌桩置换u率、桩长、间距计算 697.2.3按正方形布桩，则桩间距 717.2.4复合地基强度指标计算 72第八章闸室稳定计算 758.1作用于闸室上的荷载和组合 758.2闸室基底压力﹑抗倾及抗滑稳定验算 788.3闸基深层滑动计算 82第九章水闸两岸连接建筑物设计 839.1闸室与两岸的连接及上下游的连接 839.1.1闸室与两岸的连接 839.1.2闸室与上下游连接 839.2岸.翼墙的结构型式及防渗排水设计 849.2.1岸.翼墙的结构型式 849.2.2防渗排水设计 85结论 86附录及参考文献 87谢辞 88绪论本次设计为设计，是对大学四年来所学知识的一次综合性的总结概括；是考察学生理论知识与实践能力的一次演练；是为学生走向工作岗位打下一定基础的关键一步；是学生走向社会工作的第一步；是了解自我，自我定位的好机会。本次设计的主要目的是让学生们体会在工作实践中所必须具备的精神，了解工程设计的过程程序，锻炼学生们的实践能力，为走向工作岗位打下一定基础。本设计主要是水闸设计方面的问题，要求设计成果合理，各项指标达到国家规范要求。水闸是一种利用闸门进行挡水或泄水的低水头的水工建筑物，既可控制流量又可调节水位。关闭闸门时，它拦洪蓄水，挡潮或抬高闸前水位；开启闸门时，又可泄洪、排涝或对下游河道或渠道进行供水。本次设计的固扇水闸属于排水闸，它以洪奇沥为界与中山市相邻，东连蕉门水道。洪奇沥水道呈南北走向贯穿南沙开发区，水流自北向南，最终汇入珠江水系，具有双向挡水的功能，内挡涝、滞水，外挡江河洪水，当外河或湖泊水位上涨时，关闸挡水，防止洪水倒灌，当外河水位退落后开闸排水。本设计主要是让同学们了解水闸设计的过程程序，知道工程实践中所牵涉的工作环节，应注意的关键问题，为以后走向工作岗位打下良好的基础；同时锻炼同学们的实践动手能力和操作能力，改变思维方法，提高工作效率。第一章固扇水闸基本资料1.1概述广州市南沙万顷沙联围固扇闸重建工程位于广州市南沙区万顷沙联围，根据《广州城市建设总体战略概念规划纲要》提出的“南拓北优、东进西连”的空间发展战略，南沙区位于珠江出海口、珠江三角洲地理几何中心和联结珠江两岸城市群的枢纽性节点，依靠其独特的地理区位优势、交通条件及岸线资源成为广州“南拓”发展的重点地区。万顷沙联围位于南沙地区的南端，北邻下横沥，西以洪奇沥为界与中山市相邻，东隔蕉门水道与龙穴岛相邻，龙穴岛为未来广州重要的大型深水港区。2002年《广州市南沙地区发展规划》明确提出南沙地区发展分为四大产业组团：南沙科技工业园综合组团；万顷沙临港工业组团；龙穴岛物流产业综合组团；地区综合服务业组团。万顷沙被定位为以石化、钢铁、机械装备工业为主的现代化临港工业基地，近期，1500万吨/年炼油厂（石化基地）项目选定在万顷沙联围15～18涌西侧和沥心沙围。考虑到万顷沙联围15～18涌石化基地区域和沥心沙围的水利工程现状不能满足石化基地对防洪（潮）和排涝的高标准要求。通过新的规划，对这一区域的水利工程将进行整治，使区域防洪（潮）标准达到200年一遇，排涝标准达到20年一遇。现有的固扇建于70～80年代，闸孔尺寸（孔数×宽×高）为3孔×14.2m×7.5m，底板高程为-3.5m，存在的主要问题是工程老化，运用不便。拟建的固扇闸自现有闸位往内涌移约20m，防洪（潮）标准按200年一遇标准建设。场地交通位置图见图1-1图1.1：交通位置示意图（“●”为勘察场地位置）1.2工程规模与主要设计指标序号项目单位数量备注一工程等别Ⅰ等二主要建筑物级别1级三抗震设计烈度度7四水闸1排涝面积km23.512排涝流量m3/s80/1003特征水位外江设计洪潮水位m2.75/3.15多年平均最高潮位m1.87多年平均低潮位m-0.51风速42多年平均最低潮位m-1.21吹程1000内涌设计高水位m1.42/2.07内涌常水位m0.20内涌设计低水位m-0.51.3工程地质本工程闸址范围内先后钻孔9个，总进尺500多米。1.3.1地形地貌勘察场地属珠江三角洲冲积平原地貌单元，经多年围海造田，勘察场地附近区域平坦开阔，河塘众多。地面高程较低，多在-0.5～1.0m之间，外江堤顶高程3.5～4.3m，内涌堤顶1.2～2.0m。拟建固扇闸位于万顷沙新垦，西侧紧连洪奇沥水道，东连蕉门水道，东南侧有新垦大道，可通往各支涌堤防及外江堤围，区内有南沙港快速穿越。1.3.2地层岩性在勘探深度范围内，勘察场地地层岩性自上而下总体由四部分组成，分别为人工填土、第四系海陆交互相沉积层、冲洪积层和下部燕山期花岗岩。场地内各埋藏地层的工程特性指标建议采用表二值。1.3.3地质构造勘察场地位于广州断陷盆地的南端，上部覆盖层为第四系海陆交互相冲积物（Qmc），下伏燕山期（γ3）花岗岩，根据1/20万区域地质资料，场区及邻近区域地质构造活动迹象不明显，根据本次勘察结果，场地内未发现有断层等不良地质构造。1.3.4水文地质条件1.3.4.1地表水固扇闸以洪奇沥为界与中山市相邻，东连蕉门水道，洪奇沥水道呈南北走向贯穿整个南沙开发区，水流自北向南，最终汇入珠江水系，固扇闸为连接洪奇沥水道与蕉门水道的内涌，水位变化主要受潮汐影响。勘察期间测得河涌最高水位标高为0.56m，最低水位标高为-2.10m。本次勘察采取地表水1件进行了水质分析试验，根据水质分析结果，并按《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-1999）中有关规定：该地表水水质对混凝土无腐蚀性。1.3.4.2地下水勘察场地地下水类型按其赋存方式主要分两种类型：潜水、承压水，局部偶有赋存于人工填土层中的上层滞水。勘察场地地下水位变化较稳定，主要受潮汐及气候控制，每年4～9月份为雨季，大气降水丰沛，是地下水的补给期，其水位会明显上升，而10月一次年3月为地下水消耗期，地下水位随之下降。勘察期间，场地各钻孔均遇见地下水，勘察时测得初见水位埋深为0.80～3.10m，相当于标高为-1.52～0.64m；潜水稳定水位埋深为1.00～2.20m，相当于标高为-1.82～0.44m；承压水稳定水位埋深为13.50～16.00m，相当于标高为-15.60～-12.06m。根据勘察场地采取的2件地下水试样进行分析，根据水质分析结果，按《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-1999）中有关腐蚀性评价标准判定：勘察场地内地下水水质对混凝土具侵蚀性CO2弱腐蚀性和PH值型中等腐蚀性。1.4交通要求该水闸连接防洪堤，有交通要求，按二级公路做交通桥设计。1.5渠道数据项目内涌侧外江侧渠道比降渠道底宽(米)4045渠道边坡1:11:3糙率0.0170.017表二岩土层工程特性指标建议值岩性一淤泥二淤泥质粉质粘土三淤泥质粉细砂四中粗砂五花岗岩含水量w(%)66.450.221.918.212.1湿密度ρ(g/cm3)1.541.672.022.032.10干密度ρd(g/cm3)0.931.111.711.761.89孔隙比e1.8201.3790.6710.5370.459液限Wl(%)43.936.922.920.824.3塑限Wp(%)27.2523.015.314.216.4塑性指数Ip16.414.08.26.77.9液性指数IL2.401.962.330.330.00渗透系数k(cm/s)4.00×10-74.70×10-65.29×10-41.07×10-35.47×10-4十字板剪切凝聚力Cu(kPa)27.421.6压缩压缩系数a0.1-0.2(MPa-1)1.7941.0500.3390.2760.379压缩模量Es(MPa)1.492.405.605.53.94无侧限抗压强度qu(kPa)7.615地基土的容许承载力σ0(kPa)507070150200标贯评定实测击数(击)1.02.33.311.721.4修正击数(击)0.81.71.48.211.2(kPa)506570120200承载力建议特征值(kPa)506570120200第二章闸孔设计2.1概述闸孔设计的任务是依照水闸的运用要求及河床地质情况，根据规划给定的过闸流量、相应的上下游水位及允许的上游淹没影响，确定闸孔形式、底板高程及闸孔形式。2.1.1闸孔的设计任务闸孔形式及孔口尺寸、孔口数目、底板高程。2.1.2计算公式采用淹没宽顶堰形式。2.2闸孔形式的确定闸孔形式确定内容：(1)孔口形式因为要满足迅速泄水的要求，孔口应采用无胸墙开敞式的孔口形式。(2)底板形式因为地形平缓且用途上是排水闸，按照已建工程经验采用平底板形式，底板高程取为与原排水闸底板高程（）齐平即可。2.3闸孔尺寸设计闸孔尺寸设计的任务：确定闸孔净宽，闸孔总宽，底板开挖基坑宽度，闸顶高程，闸门高度。根据工程经验一般取闸上下游水位差△H=0.1～0.3,取△H=0.1,因此外江设计洪水位：Ho=2.75+3.5=6.25m内江水位:Hs=6.25-0.1=6.15内涌设计高水位：Ho=1.42+3.5=4.92m外江水位：Hs=4.92-0.1=4.82m内涌设计低水位：Ho=-0.5+3.5=3.0m外江水位：Hs=3.0-0.1=2.9m2.3.1确定闸孔净宽确定闸孔净宽的方法：按正常情况设计，按非常情况校核。对于平底闸，堰流是否处于高淹没度。即hs/Ho≥0.9Hs/Ho=6.15/6.25=0.987>0.9Hs/Ho=4.82/4.92=0.98>0.9Hs/Ho=2.9/3.0=0.967>0.9由此得出均属于高淹没度，故采用公式,查《SL265—2001水闸设计规范》闸孔净宽：外江设计洪潮水位时：=0.989Bo=80/0.989×6.15×=9.39内涌设计高水位时：=0.986Bo=80/0.986×4.82×=12.02内涌设计低水位时：=0.977Bo=80/0.977×2.90×=20.17所以闸门总净宽取Bo=24m大中型水闸当采用平面钢闸门时，每空净宽b一般取6～9m,取b=8m,n=32.3.2闸墩构造设计(1)边墩厚（为0.7～1.2）取。不对水闸进行缝墩设置，中墩厚。(2)边墩形式：头部采用方形。中墩形式：头部采用半圆形。2.3.3闸孔总宽度B总=Bo+bd=24+2×1.2+2×0.8=28m2.4水力计算2.4.1验算过流能力 由公式：—堰流淹没系数—堰流侧收缩系数，由《水力学》查出取0.9m—堰流流量系数，可采用0.3850.9×0.47×0.385×24××=270.37=0.9×0.47×0.385×24××=188.83=0.9×0.58×0.385×24××=110.96以上流量均大于100，即满足要求。2.5确定闸墩顶高程闸墩顶高程应满足泄水，挡水要求。2.5.1泄水要求2.5.2挡水要求式中：——波浪爬高，波浪中心线净水位的高度波浪爬高按“莆田海堤试验站公式”计算确定，计算公式如下:(2--2)(2--3)式中：重力加速度，（9.81）平均波高，（m）平均波周期，（s）风区长度，（m），取1000m设计风速，（m/s），为42m/s风区的平均水深，（m），为6.25m算得平均波高为0.73m，平均波周期为3.782s。不规则波对应平均周期的波长L按《广东省海堤工程设计导则（试行）》DB44/T182-2004附录H式（H.0.1-1）(2--4)试算得到L=21.126m。波浪爬高计算：计算公式(2--5)式中：m斜坡坡率,选用m=3斜坡的糟率系数及渗透性采用砌石护面，所以系数查《堤防工程设计规范》为0.75经验系数，由>5，查《水工建筑物》表5-2得=1.3所以即波浪爬高为0.93m。——安全超高，，所以闸门顶高程=校核洪水位+安全超高+波浪爬高=3.15+0.5+0.93=4.86m闸门高m取8.5第三章闸室结构布置3.1闸室的结构组成与布置任务:确定闸室内各部件如底板﹑闸墩﹑闸门﹑工作桥﹑交通桥等的形式﹑布置尺寸与构造。3.2闸底板设计底板是闸室的基础，它把闸室自身的重量和作用在闸室上的各种荷载传布于地基，并保护地基免受水流冲刷，同时它又是水闸地下轮廓的组成部分，阻止通过地基的渗透水流，防止地基的渗透变形。底板必须具有足够的整体性、坚固性、抗渗性和耐久性，通常采用钢筋混凝土结构。按底板与闸墩连接方式的不同，底板有整体式和分离式两种；按底板结构形式划分，又有平底式、低堰式、折线式和反拱式之分。整体式底板是整体的钢筋混凝土平板结构。它把闸室和在比较均匀的传布于地基，是水闸最常用的一种底板，通常采用等厚度的平板，也可以采用边厚度的平板。例如加大墩基部位的厚度，减少垮中部位的跨度，在地基比较坚实的情况下，变厚度底板有利于改善底板的受力条件。将闸墩与底板浇筑成整体，闸室分缝常设在闸墩内，其特点是：整体结构性好，对地基的不均匀沉降适应性强，并有较好的抗震性，故应用较多。但闸孔孔径不宜，否则底板应力大，钢筋用量多。它适宜建在中等坚硬密实的地基上或地震烈度较高的地区。若地基较好，地基受载后保证不会产生过大的不均匀沉降而影响闸门正常启闭时，也可将缝设在底板上，这样闸墩不设缝可减少闸室工程量又可减少底板上的弯矩。分离式底板是在闸孔内设两道缝将底板与闸墩分开。闸墩基础将上部结构荷重传给地基，底板只起抗冲防渗作用并应满足抗浮稳定要求。底板厚度可做的较薄，这时可由混凝土或浆砌石建造，当采用浆砌石底板时应先浇筑闸墩和浆砌块石底板，待二者沉降稳定后再在浆砌石表面浇一层C15混凝土或加筋混凝土，厚约15cm表面平整并满足抗冲防渗要求。分离式底板适宜建在土质较好的砂土或砂壤土地基上，这种地基沉降较快，施工期间闸墩沉降可基本完成，运用期间则可减少闸墩与底板间的不均匀沉降，对于特别软弱的地基如淤泥质地基，当采用桩基处理时，也采用分离式底板，闸墩的基础同时也是桩柱的承台，闸室荷载由承台直接传给桩柱。分离式底板整体性较差，不宜建在地震区，另外，当发生地基不均匀沉降时易造成闸底板顶面高低不平，闸墩倾斜等，故多采用平板闸门。闸底板是闸室的基础部分，必须有足够的刚度和强度。对于大中型水闸其底板厚可取（1/5～1/7）×闸孔净宽。《水闸设计》（华东水利学院）Ｐ.162。今取1.5m。底板内配筋。为增加闸室的抗滑稳定性，加大闸室底板与铺盖连接处的厚度和延长渗径，在底板两端设齿墙，齿深定为1.0m，宽1.0m。闸底板长度：由《水工建筑物》Ｐ314可知，对于砂壤土地基可取（2～2.5）H；粘壤土地基可取（2～3）H；而该工程的主要持力层为软塑的淤泥质土，则取底板长L=3H=3×6.25=18.75m。取19m。本设计因底板总宽B=28<30m，故采用整体平底式底板。底板上下游设齿墙，深为1.0m，底宽1.0m。平底板的结构形式为增加闸室的抗滑稳定，加大底板与铺盖连接处的厚度和延长渗径，在底板两端需设齿墙。3.3闸门设计及启闭机选择3.3.1闸门形式采用直升平面钢闸门，因为闸孔数为3个，闸门两侧挡水，闸门宽度为8m，在6m～9m范围内采用平板钢闸门较为合理，高度取为8.5m。3.3.2尺寸高×宽=8.5m×8=68㎡3.3.3闸门重（1）露顶式平面闸门当H>8m时（查《水工建筑物手册》6.P131页）=0.12×0.81×1.0××9.8=1524.6KN(3--1)式中：H.B分别为孔口高度和宽度（m）闸门行走支承系数;对滑动式支承取为0.81。材料系数，闸门采用普通碳素钢取为1.0。孔口高度系数；当5<H<8时,=0.13。（2）止水布置采用P型橡皮侧止水，选用胶木止水为底止水，橡皮支承宽度b=8m，侧止水宽度与门高度相等8.5m。3.3.4启闭力计算（1）闸门支承形式为滑动支承（2）滑道摩阻力(3--2)式中：滑动支承的摩擦系数，钢对钢0.5～0.6取0.6。P闸门上总水压力：KN所以：（3）止水阻力(3--3)式中:止水与止水之间的滑动摩擦系数；橡皮对钢0.3～0.65,取0.5。b橡皮止水受压宽度取为0.06。H每边侧止水受水压长度6.25。P侧止水平均压强所以：（4）下吸力止水橡皮采用I110-16型，其规格为宽16，长，底止水沿门跨长7，根据规范SDJ13-78；启门时闸门底缘平均下吸强度按20KN计算，则下吸力：（5）故闸门启闭力：=1.2×（88.4+11.48）+2.56+1524.6=1647.016KN式中：摩阻力安全系数，一般取为1.2（6）启闭力：(3--4)式中：——门重修正系数，0.9～1.0取1.0。则：Fw=1.2×（88.4+11.48）-1.0×1524.6=-1404.74>0选用卷扬式启闭机。3.3.5选择启闭机根据《水工设计手册》6—，选择液压卷扬机QPQ—2×16，主要参数如下：表3—1类别启闭机型号启闭力（t）启闭高度（m）启门速度（m/min）吊距（m）重量(Kg)双节耳集中驱动QPQ—2×162×1692.232.1—7.535003.4闸墩设计中墩厚度取1.2m，边墩厚度取0.8m。工作门槽、检修门槽的布置如图5—3所示：闸墩高程：闸墩最顶部与工作桥底高程：（3--5)式中：校核流量时水位高，取3.15+3.5=6.65m为闸门高,取7.3mA——安全超高，0.5～1.0,取0.65则:下游部位与上游齐平。3.5工作桥设计工作桥的的支承结构，当桥高（指桥身距闸顶的高度）不大时，常见闸墩向上延伸至工作桥纵梁底部。当桥高较大时，一般是在闸墩上修建排架或支墩来支承工作桥（排架或支墩上应做门槽，并且其中一侧应做成活动的，以免闸门吊起后在空摆动和便于安装、检修闸门）。工作桥底面高程应使闸门开启后高于最高些洪水位，并有一定安全裕度，且应满足闸门能从孔中取出检修。对于平面直升闸门，当采用固定式启闭设备时，工作桥底面高程可由下式确定：上游最高洪水位+门高+A式中的A为安全超高，可取0.5～1.0m。当为活动式启闭机时，工作桥可低些，当工作桥底面至堰顶高差也应大于1.7倍门高。当为弧形闸门时，上式中的“门高”应为闸门旋转至底缘高出最高些洪水位时所需要的净空高度，一般比闸门高小很多。若采用升卧式平面闸门，闸门全开后接近平卧状态，见图8-27，因而工作桥可设得较低。工作桥与支承结构之间多采用单跨简支形式。桥的结构型式与桥跨度有关，一般当时多用钢筋混凝土板结构，时常用T型或工字型梁式结构，时则宜采用预应力钢筋混凝土结构。采用梁式桥时，工作桥纵梁间距与横梁布置应尽量使启闭机械底座地脚螺栓位于梁的中心线上，以改善支承条件。卷扬式启闭机一般将电动机减速箱置于桥跨中央，绳鼓置于靠近闸墩的两端，因此桥跨中部与两端应各设一对横梁（宽×高=25cm×25cm～30cm×30cm），以设置地脚螺栓。工作桥纵梁高为桥跨的1∕8～1∕10,梁腹宽为梁高的1∕2.5～1∕4，不宜小于20m。纵梁上翼板向两侧延伸形成桥面板，翼板端部厚为8～10cm，向梁腹板方向逐渐加厚至根部厚为20～25cm。工作桥面宽度除满足安置启闭机需要宽度外，还应在两侧各留0.6～1.2m的富裕宽度，供操作及设置栏杆（栏杆柱尺寸可取为15cm×15cm～20cm×20cm，高为1.1～1.2m）。一般卷扬式启闭机桥宽可采用3～5m，螺杆式启闭机（启门力30～100KN）可采用1.5～2.5m。本设计采用T型梁。3.5.1工作桥总长3.5.2基本尺寸两梁（纵梁）的中距与启闭机的参数G相同，梁高为桥跨的，取90，纵深的梁宽为30，（梁高的）。翼板厚度取20。3.5.3盖板尺寸横梁的高度为纵梁高。横梁宽取梁高盖板长取，厚度取。3.5.4工作桥桥宽的确定根据启闭机参数T+2×1.0富裕加0.2×2栏杆位置1.6T+2×1.0+0.2×2=4.074，取4.0。3.5.5工作桥的支承方式工作桥的支承方式采用简支型式：3.6交通桥的设计本设计要求水闸上有条按二级公路设计的交通桥，宽8.5。交通桥布置在水闸的下游部位。交通桥桥面的高程应使其纵梁不影响水闸泄水又能与两岸道路平滑连接。交通桥的支承方式、跨度、纵梁尺寸等基本同于工作桥。3.6.1交通桥长度长度与跨度同工作桥，即长为28。3.6.2交通桥梁截面尺寸采用T型梁，纵梁间距240c纵梁宽30c，高90c。3.6.3交通桥面布置桥面总宽取8.5，桥面设铺装层厚10，泥结碎石。行车道宽6.5，人行道宽0.8。两侧栏杆取1.2高，0.2宽。3.7检修桥设计跨长、支承方式、梁高尺寸与工作桥相同，宽度取2.0。3.8分缝与止水为了防止和减少因地基沉降﹑温度变化及混凝土干缩引起结构裂缝，对于整体式底板多孔水闸需设置分缝。闸室结构只设顺水方向的分缝，对钢筋混凝土的底板，缝距不宜大于20m。对于中央闸段，一般采用二孔一联或三孔一联，前者对底板受力有利，底板弯矩较小；后者对水流条件较好，易于满足对称泄流要求。除闸室自身分缝外，为避免相邻结构因荷重相差悬殊产生不均匀沉降而开裂，在底板与铺盖﹑底板与消力池之间﹑铺盖﹑消力池与两岸翼墙之间﹑边墩与上下游翼墙之间及岸墙连接处均应设分缝，翼墙较长时亦应设置分缝。在上述分缝中，凡位于防渗范围内的缝均应设置止水。按止水片布置的方向不同有水平止水荷垂直止水两种。垂直止水布置在缝墩内，边墩与岸﹑翼墙之间﹑上游翼墙的分缝段内，止水片垂直布置，一般距离水面0.2～0.5m，缝墩内的止水宜靠近闸门并略偏向上游，重要的水闸还在垂直止水后设检查井，以检查止水和缝的工作情况。垂直止水材料大多采用紫铜片与沥青井柱，沥青油毛毡等。水平止水布置在底板与铺盖﹑护坦﹑铺盖与翼墙及铺盖自身分缝内，止水片水平布置，距临水面0.2～0.3m，一般只设一到止水片，但重要的大型水闸应设两道。所有水平止水应布置在同一高程，否则应以缓坡相接，不应城陡弯状。水平止水材料多采用紫铜片、橡皮或塑料止水等。在不同方向分缝的交叉处，止水形成交叉，水闸结构内的止水交叉有两种型式：一是垂直缝与水平缝的交叉，二是水平缝与水平缝的交叉。交叉处的止水应做好，以形成良好的止水系统。常用的连接方式有两种：一是柔性连接，即将连接处止水片就位后，将将节头部分用沥青块包裹起来；二是刚性连接，即将金属止水片剪裁后焊接城整体，工程中柔性连接多用于垂直交叉，刚性连接多用于水平交叉。对于重要的工程，如综合采用上述两种连接方法，效果会更好，即先行裁剪焊接，再将结头部分包埋在沥青块中。为于防渗范围以外的缝，可铺贴沥青油毡做止水。第四章消能防冲设计4.1概述平原地区河床抗冲能力低，闸下泄流能量较大，因此为防止闸下产生有害冲刷，保证水闸安全运行，必须了解水闸的泄流特点和进行消能防冲设计。4.1.1消能方式及消能工型式（1）消能方式：由于本闸门属于平原河道水闸，河底抗冲能力低，同时下游水位变化幅度较大，闸门过水水头较低，闸下池水水流低，所以采用底流消能。（2）消能工型式：采用控深式消力池。4.1.2消能防冲设计内容消力池深度及长度、护坦厚度、海曼长度、防冲槽尺寸、两岸护坡及相应构造。4.1.3水闸开启方式及操作规程（1）开启方式：对于三孔闸门，开启方式又三种形式。A：三孔闸门均匀同步开启B：两侧边孔闸门均匀同步开启C：中间闸孔单独均匀开启（2）操作规程：均匀，匀速同步开启。对称，开度及闸门在空间布置的位置对称。分级，（开度e=0.3——0.5m，本设计采用0.5m）每增加一个开度，暂停一段时间，待其稳定后再行开启。4.1.4池深d设计工况及计算方法与公式（1）池深d的不利计算工况按水跃理论最大池深发生在跃后水深与下游水深差值最大的情况，即：。确定差值最大需对各种运用方式及相应开度e下的情况进行计算。根据经验，取外江设计排洪最高水位=2.75=3.5=6.25m作为设计水位，初始开度e=0.5m作为池深最不利计算工况。（2）计算方法与公式求开度e=0.5m时下泄流量Q公式采用自由孔流公式：(4--1)式中：Q——下泄流量——宽顶堰型闸孔自由流的流量系数，本设计采用南京水利设计科学研究院的经验公式计算：n——闸孔数b——一个闸孔的净宽e——闸孔开度——闸孔全水头求跃后水深h采用共轭水深计算公式：(4--2)求下游水深h采用明渠均匀流公式：(4--3)(4--4)(4--5)(4--6)式中：m——收缩角，取3n——护坡粗糙系数，取0.017——下游河底坡率，取1：4000b——下游河宽，取45m4.1.5池深L的不利计算工况（1）工况的确定根据经验，最大池长发生在通过时，本设计采用校核流量作为池长计算的计算工况。(2)计算方法及公式求，采用水跃公式:(4--6)4.1.6护坦厚度的计算工况本设计护坦厚度按抗冲要求计算，公式采用：(4--7)式中：q——护坦上的单宽流量——泄放q时的水闸上下游水位差——经验系数，可采用0.175——0.20由公式可知，发生在最大时，应对个运用方式及相应开度e的情况进行计算。本设计取以下两种情况的较大者作为护坦厚度的计算工况：（1）正常蓄水位2.75+3.5=6.25m时下泄水时初始开度e=0.5的情况；（2）取通过校核流量Q校时的情况；4.1.7海漫长度的计算工况按抗冲设计要求设计，采用。由公式可知发生在最大时，应对各运用方式及相应开度e的情况进行计算。本设计取与相同计算工况。4.1.8防冲槽尺寸的计算工况防冲槽尺寸的计算工况取通过最大流量Q时，取。4.2消力池设计4.2.1消力池设计任务池深，池长，护坦厚度及构造尺寸。4.2.2池深设计（2）不利工况下水力要素不利工况下水力要素，取上游正常蓄水位闸门开度按e=0.5的倍数取值，初始开度e=0.5m。计算公式:(4--8)(4--9)求单宽流量:(4--10)临界水深:(4--11)(4--12)根据查<<水力学>>四川大小编下册附图可得，。(2)求下游水深表4-1中孔单开时计算eQq备注0.50.58622.6970.9870.46313.4933.0491.411知查《水力学Ⅱ》附录Ⅰ得1.00.57144.3041.9260.7238.6392.7001.9521.50.55864.8192.8180.9326.7042.4902.3212.00.54484.2443.6631.1105.6292.3452.6052.50.530102.5784.4601.2664.9362.2202.8133.00.516119.8215.2101.4044.4512.1983.0863.50.501135.9735.9121.5284.0912.0953.2014.00.487151.0346.5671.6393.8142.0453.352表4-2双孔对称开时计算eQq备注0.50.58645.3951.9740.7358.5002.6801.9701.00.57188.6083.8531.1485.4422.2902.6291.50.558129.6395.6361.4804.2232.1003.1232.00.544168.4887.3261.7633.5461.9853.5002.50.530205.1568.9202.0103.1101.8573.7163.00.516239.64210.4192.2292.8041.8154.0463.50.501271.94611.8242.4252.5771.7484.2394.00.487302.06913.1332.6012.4031.6554.305表4-3三孔全开时计算eQq备注0.50.58668.0922.9610.9636.4872.4902.3401.00.571132.9115.7791.5054.1532.1253.1981.50.558194.4588.4551.9393.2231.8253.5392.00.544252.73210.9882.3102.7061.7534.0492.50.530307.73413.3802.6342.3731.6504.3463.00.516359.46315.6292.9212.1401.5804.6153.50.501407.91917.7363.1781.9671.4984.7614.00.487453.10319.7003.4091.8341.3584.630表4-4水头-流量计算ht（m）A=(b+mh)hR=A/xC=(1/n)R1/60.520.541.120.535.648.171.04242.830.9839.8726.211.564.546.711.3842.2150.562.08848.941.844.1282.362.5112.551.182.245.62120.363.013853.422.5846.85164.20（3）消力池深度d的确定：由图知,当开度e=1.0,中孔单开时最大。(4--13)(4--14)式中：——消力池深度，（m）——下游水深，（m）——跃后水深，（m）——水流动能校正系数，可采用1.0～1.05。本设计=1.0——水跃淹没系数，可采用1.05～1.10。本设计=1.1——流速系数，一般采用0.95，本设计采用1.0——过闸单宽流量，（）——池池落差，（m）中孔开度e=1.0m时,最大,q=1.431，Q=32.905。所以=1.1×1.424-0.79-0.125=0.65m4.2.3消力池长度的确定(1)池长计算公式=+β（4—15）=6.9（-）(4--16)式中：——消力池长度（m）——消力池斜坡段水平投影长度(m)β——水跃长度校正系数，可采用0.7～0.8，取0.70——水跃长度(m)(2)池长不利工况下的水利要素A：计算流量：水跃长度系随流量的增大而增大，所以消力池长度的设计流量应为建筑物通过的最大流量。B：单宽流量：/=100/23=4.35m/s(3)求，闸底板与挖深后的消力池之间常用1:3～1:4的斜坡连接，本设计取1：4。确定消力池长度的条件：hc”-hC最大时。由上表知发生在中孔单开e=1.0时：查<<水力学>>(第三版)下册37页附图得(4)求偏安全的选消力池长度为12米。4.2.4消力池底板厚度t的确定水闸泄水时池内水流强烈紊动，护坦承受水流冲击力，脉动压力和底部扬压力等作用，因此要求护坦应有足够的强度，整体性和稳定性。护坦厚度应按照抗冲和抗浮稳定要求确定，并取最大值。抗冲（4--17)式中：k1——消力池底板计算系数，可采用0.15～0.20，本设计取0.20△H’——闸孔泄水时的上、下游水位差，m抗浮(4--18)护坦上设有闸基渗水排出孔，可只按抗冲要求确定护坦厚度。表4-5三孔全开时计算Qq△Hˊ=3.7-8.170.360.53.20.640.1626.211.141.02.71.870.2750.562.201.52.23.260.3682.363.582.01.74.670.43120.365.232.51.25.730.48164.207.143.00.75.970.49由以上表格可得tmax=0.49m,偏安全取t=0.50m采用等厚布置。4.2.5护坦材料及细部由于护坦表面受有高速水流的作用，因此护坦材料必须具有抗冲耐磨的性能，今采用钢筋混凝土结构。混凝土标号为C15,根据已建水闸实例，在护坦内配置构造钢筋。@25cm。为降低护坦下面的渗透压力，在护坦上设置垂直的排水孔，并在护坦下面铺筑反滤层，使地基中的渗水经反滤层流出排水孔的孔径一般为5～25cm,间距为1.0～3.0m,布置成梅花状。本设计排水孔的孔径取为10cm，间距为1.0m。但斜坡上或水流收缩断面处不宜设排水孔，以免排水孔下土料被急流形成的局部真空吸出。消力池与闸底板、海漫、两岸翼墙之间均应设置沉降缝，位于防渗范围内的缝应设止水。4.2.6尾坎设计4.2.7分缝布置为了防止和减少因地基不均匀沉降、温度变化及混凝土干缩引起结构裂缝，对于整体式底板多孔水闸需设置分缝。只设顺水流方向分缝，缝宽为两厘米。在底板与铺盖、底板与消力池之间、铺盖、消力池与两岸翼墙之间、边墩与上下游翼墙及岸墙连接处均应设分缝。在上述分缝中，凡位于防渗范围内的缝均应设置止水。按止水片布置的方向不同有水平止水和垂直止水两种。垂直止水材料大多采用紫铜片与沥青井柱、沥青油毛毡等。水平止水材料多采用紫铜片、橡皮或塑料止水带等。4.3海漫.防冲槽.两岸护坡设计经过消力池后，水流能量一般可被消除40%～70%，剩余能量还较大，同时出池水流的单宽流量和底部流速还较大，由于流速沿水深的分布规律，同下游河道不冲不淤正常状态的分布规律相比，还相差较大，因此出池水流还需要进一步扩散，消能和行进流速的调整。为此，一般是紧接消力池设置海漫，海漫末端设防冲槽。海漫的作用是消除水流余能，调整流速分布，使水流均匀扩散，增大水深减小流速，并保护河床免受冲刷，而防冲槽是海漫末端的加固措施。4.3.1海漫长度的确定由《水闸设计规范》P58当=1~9，且消能扩散良好时海漫的长度可按Lp=Ks(4--19)式中：——消力池末端的单宽流量；——海漫长度计算系数，（可由<<水闸设计规范>>表B.2.1查得本选取=8）与q对应的水闸上下游水位差值:m海漫长度的最不利情况是乘积最大时，计算时应在水闸泄流量范围内，计算多个水位差与单宽流量的组合情况来确定最大值，列表如下：表4-6中孔单开时计算表Lp=0.517.1680.7460.812.890.846.711.032.9051.4311.182.521.5112.061.547.3012.0571.442.261.7614.072.060.2072.6181.72.001.9215.392.571.6823.1171.841.862.0616.493.081.7273.5532.001.72.1517.213.590.5493.9372.141.562.2217.74表4-7双孔边开时计算表Lp=0.534.3361.4931.142.561.5512.361.065.8102.8611.781.921.9915.931.594.6024.1222.221.482.2417.912.0120.4145.2352.511.192.3919.21说明：当双孔全开时下游水深大于4.8m，流量此情况不可能发生，故不用计算双孔全开。表4-8三孔全开时计算表Lp=0.551.5042.2391.5121.921.8214.551.078.7164.2922.222.392.2918.28说明：由前面消力池计算得三孔全开时，当时，不用设置消力池，因此更不用设置海幔。海幔长度的最不利情况是乘积最大时。在水闸泄流量范围内，计算多个水位差与单宽流量的组合情况来确定的最大值。由以上三个表格可知最不利情况为双孔边开开度1.0m时。经计算取海幔长度。海幔起始段一般布置5～10m或1/3海幔总长的水平段，本设计取海幔水平段为10m。其后布置为不陡于1：10的斜坡段，本设计取1：10。一是水流竖向扩散，加大水深，减少流速。4.3.2海漫的材料、构造与布置为充分发挥海漫的作用，对海漫的构造要求是：要有一定的粗糙性，以利于消除水流余能；要有一定的柔性，以适应介于护坦与天然河床之间的过渡性地基变形；要有一定的透水性，以利于渗水自由排出。干砌石海漫，一般用大于30cm的块石嵌砌而成，厚度为0.4m～0.6m，其下铺设碎石。粗砂垫层厚0.1～0.15m，纵横方向每隔6～10m设一道浆砌石埂，断面约0.3m×0.6m，以增加其抗冲能力，干砌石海漫常设在海漫后段，抗冲流速为2.5～4.0m/s。海漫的起始段布置为8m的水平段，以稳定水流，为浆砌石。其后布置为1：10的斜坡段，以使水流竖向扩散，加大水深，减小流速，为干砌石。本设计砌石厚度为0.5米。4.3.3防冲槽设计水流经海漫后余能得到进一步消除，流速与流速分布也逐渐接近下游河道水流的正常状态，但仍具有一定的冲刷能力。为确保水闸安全，使下游河床免受冲刷，常在海漫末端河床内开挖一梯形断面槽，内抛块石，槽顶与海漫末端齐平形成一道防冲槽。当水流冲刷海幔下游天然河床而形成冲刷坑时，石块将自动滚下覆盖在冲坑上有坡面上形成防护层，以防止冲坑向下游扩散。防冲槽横断面大小与冲坑深度有关，冲坑深度愈大需要的防冲槽断面也愈大。海漫末端可能的冲坑深度按《水闸设计规范》（B.3.1）计算：(4—20)式中：——海漫末端河床冲刷深度（m）——海漫末端单宽流量（m3/（s.m）），按海幔设计取双孔边开时e=1.0m为最不利情况时。=2.861m3/（s.m）——河床土质允许不冲流速（m/s），因第二单元土质为淤泥质壤土，根据《水力学》P212取1.1m/s——海漫末端河床水深（m），根据ht～Q曲线查得2.22m所以：=0.641m，取冲坑上游边坡一般取=2～3，本设计取=2，堆石覆盖厚度一般取为0.3～0.5m,本设计取d=0.4m。则1m长（垂直水流方向）冲坑需要的堆石量为W冲==1.34防冲槽一般采用宽浅式以便施工，上游坡率与冲刷坑上游坡率相同，下游坡率取为m=2，两岸边坡与河岸相同。底宽b取为槽深的2～3倍，本设计取为3m。防冲槽面积应不小于,以满足冲坑上游防冲要求。

4.4两岸护坡设计消力池两岸应设置与消力池同长或稍长的下游翼墙，其后岸坡的防护型式与海漫相一致，并应在防冲槽之后，两岸岸坡再砌护一定长度，大中型水闸一般砌护4—6倍水头。本设计取4倍水头，即为14.8m,选15m。砌护材料常用浆砌石。护坡坡脚及护坡与河岸连接处应做一道深0.5m的齿墙，防止回流淘刷，砌石下应铺设厚0.10.2m的碎石或粗砂垫层，本设计用0.2m，内涌段护坡坡率取1:1，外江取1：3。第五章水闸的防渗排水设计5.1概述水闸挡水时，由于水位差作用会在闸基及两岸土体内形成渗流。渗流不仅损失水量，更不利于降低闸室及两岸连接建筑物的稳定性，还可能会引起变性及渗透破坏，甚至导致水闸失事，为此水闸必须做好防渗排水设计。土基上的水闸建成挡水后，由于形成一定的水头差，促使水自闸上游经过闸基或绕过翼墙向下游流动。这种现象称为渗流。渗流分两类，经过闸基的称为闸基渗流，沿两岸翼墙的称侧向绕流。前者为有压渗流，后者为无压渗流。渗流对闸身的影响主要为：①沿闸基的渗流对闸室产生向上的渗透压力，从而减轻闸室的有效重量，降低抗滑稳定性。侧向绕流对翼、岸墙产生水平推力。②渗流在土内运动，由于渗透压力的作用，可能造成土壤的渗流变形，发生管涌或流土，引起水闸失事。（非粘性土可能发生管涌或流土，粘性土则只能发生流土，不会发生管涌）。③严重的水量损失将造成水量损失而达不到蓄水要求。因此，保证地基土壤的抗渗稳定性，保证渗流出口段和沿闸基底板面水平段的渗透坡降不得超过土壤渗透稳定的允许值。5.2防渗设施布置防渗设施的型式有两种，一种是水平防渗设施；另一种是垂直防渗设施。地下受轮廓线布置总是把这两种防渗设施结合在一起，只有以那种位置的区别。水平防渗设施比较简单，用各种相对不透水材料（与地基的透水性相比而言）在地机表面作一层铺盖，一般布置在闸室上游，与闸室地板联合成不透水的地下轮廓线，在铺盖上游端和闸室上游端布置一定深度的齿墙。上游齿墙可以有效地消耗渗透水头，降低铺盖和闸室底部的扬压力。下游齿墙则可以减少渗透水流的出逸坡降，减小渗透变形的可能性。垂直防渗通常采用灌浆、泥浆槽、混凝土墙、板桩等措施，在闸室的强烈透水层中形成一道或几道隔水墙，可以有效地减少闸基的渗透量和渗透水头，防渗效果一般比水平铺盖好。但是垂直防渗的施工比水平防渗困难的多，在水闸工程中采用并不普遍。只有在结合某些特殊要求或施工条件比较有利的情况下采用，而且深度都比较浅，一般都不超过10米。闸基防渗设施布置，即地下轮廓线的布置，应根据闸基地质条件和水闸上下游水位差