水閘設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)[技術(shù)類別]

1、水閘設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)1、選擇的泄洪方案，確定堰型、閘高和孔口尺寸。2、選擇合適的建筑物形式，作出2個(gè)樞紐總體布置方案，其中有一個(gè)方案為推薦方案。通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選定較優(yōu)方案。3、以選定方案中的攔河閘為重點(diǎn)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，要求擬定攔河閘的閘室的結(jié)構(gòu)尺寸；對(duì)其穩(wěn)定、地基承載力等進(jìn)行計(jì)算；進(jìn)行閘下防滲和消能防沖布置及計(jì)算。4、對(duì)選定方案中的 閘墩、底板、導(dǎo)水墻、滾水壩或護(hù)坦板等進(jìn)行設(shè)計(jì)，要求結(jié)構(gòu)合理，安全穩(wěn)定，造價(jià)經(jīng)濟(jì)。5、最后提交成果：圖紙3-4張，說(shuō)明書40-50頁(yè)，計(jì)算書。二、成果要求要求：上列設(shè)計(jì)內(nèi)容，學(xué)生應(yīng)做到全面掌握，重點(diǎn)深入，并獨(dú)立地完成所規(guī)定的設(shè)計(jì)內(nèi)容，提出自己的設(shè)計(jì)成果。對(duì)重點(diǎn)建筑物設(shè)

2、計(jì)應(yīng)做的較為詳細(xì)。對(duì)水利計(jì)算，堰型選擇與水利樞紐布置部分要求可見(jiàn)降低，進(jìn)行一定的方案比較后，選出有一定論證的較為合理的方案。設(shè)計(jì)成果應(yīng)包括設(shè)計(jì)圖，設(shè)計(jì)說(shuō)明書與計(jì)算書等部分，具體要求：1、設(shè)計(jì)圖設(shè)計(jì)圖是畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要成果：一律用計(jì)算機(jī)繪制，要求制圖正確，圖面飽滿（沒(méi)有多余的空幅，沒(méi)有重復(fù)的構(gòu)造，圖副布局合理，主次分明，圖應(yīng)有標(biāo)題），繪制清晰，尺寸齊全。）圖上應(yīng)注明比例尺，選用的比例尺大小應(yīng)符合與建筑物構(gòu)造的復(fù)雜程度。在草擬建筑物或其細(xì)部圖時(shí)，最好事先考慮該圖在大圖中的布置來(lái)定比例尺。要注意圖中線條的粗細(xì)和字號(hào)的大小。在建筑物與地基連接的圖上，應(yīng)按規(guī)定符號(hào)標(biāo)出地質(zhì)情況。圖幅規(guī)定為A3，數(shù)量一般為3

3、5張，具體安排可參考如下：選定的水利樞紐布置圖 1張主要建筑物及其結(jié)構(gòu)圖 3-4張2、設(shè)計(jì)說(shuō)明書與計(jì)算書設(shè)計(jì)說(shuō)明書是畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要成果，要求章節(jié)分明，文理通順，字跡工整。設(shè)計(jì)說(shuō)明書的內(nèi)容包括：選型理由、方案比較、設(shè)計(jì)依據(jù)、計(jì)算公式、原始數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)成果、理論分析。既有計(jì)算數(shù)據(jù)又有分析論證，此外還必須注意恰當(dāng)?shù)氖褂貌鍒D與附表，不必羅列繁長(zhǎng)的計(jì)算過(guò)程。說(shuō)明書的章節(jié)格式可參考指示書最后的附例。說(shuō)明書用計(jì)算機(jī)打?。ɑ蛴娩摴P書寫），并加注標(biāo)點(diǎn)，每章節(jié)應(yīng)有標(biāo)題，說(shuō)明書前應(yīng)有目錄，頁(yè)數(shù)應(yīng)有統(tǒng)一編號(hào)；附圖要符合水利工程制圖的需要，用計(jì)算機(jī)繪制，計(jì)算成果最好列成表格，不必詳列過(guò)程，說(shuō)明書用A4紙副，沿左側(cè)裝訂（具

4、體情況按學(xué)院要求）。說(shuō)明書的分量，以40-50頁(yè)為宜。計(jì)算書內(nèi)容包括：計(jì)算公式、初始數(shù)據(jù)、計(jì)算過(guò)程、計(jì)算結(jié)果。計(jì)算書應(yīng)整理清楚，便于查閱。計(jì)算書不另編章節(jié)，其所標(biāo)章節(jié)與說(shuō)明書相對(duì)應(yīng)。計(jì)算書與說(shuō)明書分開(kāi)編寫。計(jì)算書與說(shuō)明書應(yīng)于每一階段結(jié)束后，立即編寫，不要累計(jì)到最后階段形成慌亂。 三、設(shè)計(jì)指導(dǎo)1、樞紐概況1.1 本樞紐在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的意義蘇河水閘是蘇河上的一座取水閘，位于某市西南，距市區(qū)約10km。閘址上游80km處已建有綜合利用的水利樞紐，總庫(kù)容為23.0億m3，經(jīng)過(guò)水庫(kù)調(diào)節(jié)，每年下泄水量為15.0億m3。除了城市工業(yè)用水和發(fā)電用水5.5億m3外，其余可供灌溉之用。灌區(qū)分布在蘇河兩岸。蘇河以南灌

5、區(qū)的灌溉面積為63萬(wàn)畝，蘇河以北灌區(qū)的灌溉面積為65萬(wàn)畝。因而需建水閘以抬高河道水位滿足灌溉要求。蘇河兩岸雖有堤防，但高度和質(zhì)量均不能滿足建閘后防御洪水的要求。為了保護(hù)兩岸農(nóng)田及城市的安全，要求按照建閘后的上游水位加高堤防。本樞紐主要任務(wù)為引水灌溉，灌溉面積為128萬(wàn)畝，并同時(shí)改善城市的供水條件和連接兩岸公路的交通橋問(wèn)題。1.2 樞紐地區(qū)的自然及社會(huì)條件蘇河全長(zhǎng)289km，流域面積8385Km2。閘址上游80km的水庫(kù)以上為山谷河道，書庫(kù)以下河流進(jìn)入平原地區(qū)，河道逐漸擴(kuò)寬，一般在200500m之間，河道比降平緩。水庫(kù)與閘址之間，除沿河兩岸因過(guò)去洪水泛濫，地形起伏不平外，其余大都地勢(shì)平坦，南北向

6、地面坡降約為1/25001/3500，東西向約為1/20001/4000。1、交通運(yùn)輸：合大公路在閘址附近通過(guò)，鐵路距離閘址僅6Km。交通運(yùn)輸方便。2、施工用電及生活資料均可由下游城市供應(yīng)。3、施工隊(duì)伍及施工設(shè)備均無(wú)問(wèn)題。2、 閘址水文特性2.1 洪水經(jīng)過(guò)上游水庫(kù)調(diào)節(jié)后，閘址的不同頻率的洪峰流量見(jiàn)表2.1。汛期為每年710月。表2.1 閘址洪水頻率與洪峰流量洪水頻率0.1%0.33%0.5%1%2%5%流量(m3/s)615053005000450040003300洪水頻率10%20%25%33.3%5075%流量(m3/s)28002200200014807202872.2 閘址水位流量關(guān)系

7、閘址的水位流量關(guān)系曲線見(jiàn)圖2.1。圖2.1 閘址水位流量關(guān)系曲線2.3 泥沙經(jīng)過(guò)上游水庫(kù)調(diào)蓄后，下泄水流含沙量已很小，平均含沙量為0.5Kg/m3。2.4 非汛期流量非汛期各月重現(xiàn)期為5、10、15年的流量見(jiàn)表2.2。表2.2 116月重現(xiàn)期為5、10、15年的流量 月份重現(xiàn)期(年)11121234561092079053033058076089010501511609506604007309801100129057236204102604566007008252.5 氣溫根據(jù)閘址處水文站60多年的觀測(cè)資料，多年平均氣溫為16.8。以8月份為最高，月平均氣溫30.2；1月份最低，月平均氣溫2.

8、2；最高氣溫達(dá)41.5，最低氣溫-8。2.6 風(fēng)速多年平均風(fēng)速4.8m/s，汛期多年最大風(fēng)速平均為12m/s，閘前吹程6Km。2.7 降雨天數(shù)根據(jù)閘址處氣象站記錄，日降雨量大于5mm的降雨天數(shù)如表2.3所示。表2.3 降雨天數(shù)月 份123456789101112平均天數(shù)334566988432最多天數(shù)57891011141412866最少天數(shù)0122235432103、 樞紐及庫(kù)區(qū)地形地質(zhì)條件3.1 閘址地質(zhì)情況閘址地質(zhì)系屬第四紀(jì)沉積層，厚度較大。河床兩岸灘地為粉質(zhì)壤土，厚度14.5m；河床為中砂，最大厚度達(dá)25m；其下為礫質(zhì)粗砂層，厚度49m；基巖為花崗巖。閘軸線的地質(zhì)剖面見(jiàn)圖3.1。圖3.

9、1 閘基砂顆粒分配曲線沿河一帶地下水埋藏深度隨地形變化。地下水面一般在地表下3m左右。因土質(zhì)透水性較大，地下水水位變化受河道水位影響，豐水期河水補(bǔ)給兩岸地下水，地下水水位較高；枯水期地下水補(bǔ)給河水，地下水水位較低。3.2 地基土壤設(shè)計(jì)指標(biāo)1、內(nèi)摩擦角 中砂=25，礫質(zhì)中砂=28，粉質(zhì)壤土=18；2、滲透系數(shù) 中砂k=4.510-3cm/s， 礫質(zhì)中砂k=3.010-3cm/s， 壤土k=3.010-5cm/s；3、空隙比 中砂e=0.56，礫質(zhì)中砂e=0.58；4、地基允許承載力 中砂=0.26Pa，礫質(zhì)中砂=0.28Pa；5、閘基砂顆粒分配曲線見(jiàn)圖3。6、變形模量 中砂E=24.0Pa，礫質(zhì)

10、粗砂E=32.0Pa。3.3 閘址建筑材料3.3.1 回填土可以用中砂、礫質(zhì)中砂來(lái)回填。1、容重 干=16KN/m3，濕=18KN/m3，飽=20KN/m3；2、內(nèi)摩擦角 =25；3、粘結(jié)力 C=0。3.3.2 混凝土與各種土壤的摩擦系數(shù)1、混凝土與粉質(zhì)壤土 f=0.28；2、混凝土與中砂 f=0.443.3.3 地震本地區(qū)地震烈度為5度。3.3.4 建筑材料1、石料：由于閘址位于平坦地區(qū)，山丘少，石料需從外地運(yùn)來(lái)。經(jīng)調(diào)查，離閘址約20Km有兩個(gè)石料場(chǎng)可供應(yīng)石料，其抗壓強(qiáng)度為40Pa左右，容重為2628KN/m3左右。石料場(chǎng)距離鐵路2Km。2、混凝土骨料：閘址下游2.54.0Km的河灘上有采料

11、場(chǎng)，其中的砂、卵石可作混凝土骨料。3、土料：閘址上游12Km有粉質(zhì)壤土，其物理力學(xué)參數(shù)與閘址的粉質(zhì)壤土大體相同。4、水泥、鋼材、木材：由外地供給，通過(guò)鐵路運(yùn)來(lái)。圖3.2 閘軸線的地質(zhì)剖面圖4、 樞紐布置4.1 樞紐組成蘇河水閘樞紐是以取水為主的水利水電工程，樞紐由泄水閘，土石壩，取水閘，引水渠，交通橋，合大公路和兩岸連接建筑物組成。蘇河水閘樞紐的灌溉面積為128萬(wàn)畝，查水利水電工程等別劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)表2.1.1水利水電樞紐工程分等指標(biāo)得，此樞紐工程等別為二級(jí)，工程規(guī)模為大（2）型。查水閘設(shè)計(jì)規(guī)范(SL265-2001)(以后不詳細(xì)說(shuō)明，只注明規(guī)范)表2.1.2水閘樞紐建筑物級(jí)別劃分，確定大二級(jí)

12、主要建筑物級(jí)別為2級(jí)，次要建筑物為3級(jí)，臨時(shí)建筑物級(jí)別為4級(jí)。查規(guī)范表2.2.1平原區(qū)水閘洪水標(biāo)準(zhǔn)得，2級(jí)水閘洪水設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期為5030年，校核洪水重現(xiàn)期為200100年，本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期為50年，校核為200年。查圖2.1閘址水位流量關(guān)系曲線得，下游設(shè)計(jì)洪水位為37.5m，下游校核洪水位為38.0m，上游正常水位為35m。泄水閘居中布置，泄水閘包括閘室，上游鋪蓋，上游防沖槽，板樁，下游護(hù)坦，下游海漫，下游防沖槽，上下游護(hù)岸和翼墻。兩岸各設(shè)一個(gè)取水閘，取水閘通過(guò)引水渠從上游引水，取水閘和泄水閘通過(guò)土石壩連接，公路通過(guò)泄水閘和土石壩，貫通河流兩岸。樞紐采用全閘方案，無(wú)攔河壩和水電站廠房。因

13、此，另外，將靠近河岸的幾個(gè)閘孔作為既排水又沖沙之用。水閘樞紐布置應(yīng)根據(jù)閘址地形，地質(zhì)，水流等條件，以及該樞紐中各建筑物的功能，特點(diǎn)，運(yùn)用要求等，合理安排水閘與樞紐其他建筑物的相對(duì)位置。4.1.1 閘軸線的選擇泄水閘布置在主河床上，使水閘建成后的下泄流量盡量符合天然河道的水流特性。為了保證泄水通暢，減少對(duì)上下游河床的沖刷影響和對(duì)堤防的威脅，閘軸線宜與河道中心線正交。閘軸線一般選在河道較狹窄處，以節(jié)約工程量。此處閘軸線已經(jīng)選好。將泄水閘底板上游側(cè)定在閘軸線位置。4.1.2 泄水閘寬度的確定在寬闊的河道上，泄水閘的寬度遠(yuǎn)小于閘址處的主河道寬，在沿閘軸線的其余部分用攔河壩或水電站廠房擋水，水閘的上下游

14、連接建筑物簡(jiǎn)化為上下游導(dǎo)墻。閘孔總凈寬的確定主要涉及兩個(gè)問(wèn)題：一個(gè)是過(guò)閘單寬流量的大小，另一個(gè)是閘室總寬度與河道總寬度的關(guān)系。如果采用的閘孔總凈寬過(guò)小，使過(guò)閘單寬流量過(guò)大，將增加閘下消能布置的困難，甚至影響水閘工程的安全；反之，如果采用的閘孔總凈寬過(guò)大，使過(guò)閘單寬流量過(guò)小，工程量過(guò)大，造成浪費(fèi)。一般來(lái)說(shuō)，采用的閘孔總凈寬要略大于計(jì)算值，以留有余地（以超過(guò)計(jì)算值3%5%為宜）。同時(shí)，還要求閘室總寬度大體上與上下游主河道寬度（即通過(guò)設(shè)計(jì)流量的平均過(guò)水寬度）相適應(yīng)。采用全閘方案，為了使河道水流流態(tài)與建閘前盡量相似，水閘段的長(zhǎng)度取與閘址處河道寬度相近。最后通過(guò)底板高程和泄流能力的計(jì)算，確定泄水閘總寬。

15、4.2 水力計(jì)算4.2.1 底板高程確定根據(jù)地形圖，測(cè)得閘址處的主河道寬度為270米左右，根據(jù)底板高程不同，選取閘孔總凈寬與閘址處河道寬度相近，初步選定3個(gè)底板高程，進(jìn)行方案比較。方案一：擬定底板高程為31m，則閘門高度為35-31=4m。閘孔寬深比取1.61.8，單孔寬度取整數(shù)為7m，閘孔總凈寬取730=210m。方案二：擬定底板高程為30.5m，則閘門高度為35-30.5=4.5m。閘孔寬深比取1.61.8，單孔寬度取整數(shù)為8m，閘孔總凈寬取828=224m。方案三：擬定底板高程為31.5m，則閘門高度為35-31.5=3.5m。閘孔寬深比為1.61.8，單孔寬度取整數(shù)為6m，閘孔總凈寬取

16、636=216m。計(jì)算公式：對(duì)于平底閘，當(dāng)堰流處于高淹沒(méi)度（hs/Ho0.9）時(shí)，閘孔總凈寬按下列公式計(jì)算。 (4.1) (4.2)其中， H上游閘前水深，m。Vo校核流量時(shí)入閘水流流速，v/s。 Ho上游閘前水深+流速水頭，m。 Bo閘孔總凈寬，m。 淹沒(méi)堰流的綜合流量系數(shù)。 Q校核流量，m3/s。N閘孔數(shù)。bo單孔寬度，m。 hs下游水深，m。 hz底板高程，m。具體方法：根據(jù)規(guī)范，上游水位壅高為0.10.3m，先假定一個(gè)上游水位壅高，用EXCEL進(jìn)行試算，算出一個(gè)流量，之后反復(fù)試算，直到計(jì)算出的流量等于校核流量。方案比較：三個(gè)方案中，方案二底板高程過(guò)小，增大閘身和兩岸結(jié)構(gòu)的高度，反而增加

17、工程投資，同時(shí)增加閘下消能防沖布置上的困難，還可能會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的泥沙淤積。方案三的底板高程過(guò)高，使得閘孔總凈寬增大，泄水閘閘室段向河道兩岸延伸，不利于保持原有水流流態(tài)，同時(shí)增加了工程量和成本，不經(jīng)濟(jì)。方案一的底板高程適中，接近原河床高程，泄水閘段寬度與河道閘址處寬度相近，不破壞原有河道水流流態(tài)，同時(shí)也給施工帶來(lái)方便，節(jié)約成本。最后確定底板高程為31m，30個(gè)孔，每孔寬度7米，溢流前緣總凈寬210m。校核情況下上游水位38.1m。4.2.2 泄流能力計(jì)算水閘閘門全開(kāi)敞時(shí)的泄流能力按堰流計(jì)算。正常情況： ， 式中 N閘孔數(shù)；b單孔寬度（m）；過(guò)閘流量（m3/s）；過(guò)閘單寬流量（m2/s）； 計(jì)入行近

18、流速水頭的堰上水深（m），此處由于上游水頭很小，所以近似取為上游堰上水深； 堰流側(cè)收縮系數(shù)；中閘孔側(cè)收縮系數(shù)，可查水閘規(guī)范表A.0.1-1；邊閘孔側(cè)收縮系數(shù)。校核情況： 4.2.3 閘頂高程閘頂高程計(jì)算，首先要算出波浪高度。波浪要素可根據(jù)水閘閘前風(fēng)向，風(fēng)速，風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度，風(fēng)區(qū)內(nèi)的平均水深等因素按下列規(guī)定計(jì)算：平均波高和平均波周期按莆田試驗(yàn)站公式計(jì)算，即 (4.3) (4.4)式中 平均波高（m）；計(jì)算風(fēng)速（m/s），當(dāng)浪壓力參與荷載的基本組合時(shí)，可采用當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)站提供的重現(xiàn)期為50年的年最大風(fēng)速；當(dāng)浪壓力參與荷載的特殊組合，可采用當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)站提供的多年平均年最大風(fēng)速；D風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度（m），當(dāng)閘前水域較

19、寬廣或?qū)Π蹲钸h(yuǎn)水面距離不超過(guò)水閘前沿水面寬度5倍時(shí)，可采用對(duì)岸至水閘前沿的直線距離；當(dāng)閘前水域較狹窄或?qū)Π蹲钸h(yuǎn)水面距離超過(guò)水閘前沿水面寬度5倍時(shí)，可采用水閘前沿水面寬度的5倍；風(fēng)區(qū)內(nèi)的平均水深（m），可由沿風(fēng)向作出的地形剖面圖求得，其計(jì)算水位應(yīng)與相應(yīng)計(jì)算情況下的靜水位一致；平均波周期（s）。具體計(jì)算過(guò)程見(jiàn)計(jì)算書4.2.3。算得正常情況下波浪的計(jì)算高度為0.33m。查得擋水時(shí)（正常蓄水位），水閘安全超高下限值為0.5m。泄水時(shí)（校核洪水位），水閘安全超高下限值為0.7m。于是，擋水情況（正常蓄水位）水閘閘頂高程為：正常蓄水位+正常情況波浪高度+正常擋水時(shí)水閘安全超高泄水情況（校核水位）下水閘閘頂

20、高程為：校核洪水位+泄水時(shí)安全超高最后選定兩者較大值為水閘閘頂高程。4.3 樞紐布置方案的比較和選定樞紐布置應(yīng)根據(jù)閘址地形，地質(zhì)，水流等條件，以及該樞紐中各建筑物的功能，特點(diǎn)，運(yùn)用要求等，合理安排好水閘與樞紐其他建筑物的相對(duì)位置。5、泄水閘設(shè)計(jì)5.1 閘型選擇閘室結(jié)構(gòu)有開(kāi)敞式，胸墻式，涵洞式和雙層式等。開(kāi)敞式閘室亦稱堰流式閘室，其泄流特點(diǎn)是閘門全開(kāi)時(shí)過(guò)閘水流具有自由水面，一般底板高程較高，擋水高度較小的水閘都采用這種型式。胸墻式和涵洞式閘室亦稱孔流式閘室，其泄流特點(diǎn)是閘門全開(kāi)時(shí)過(guò)閘水流只能通過(guò)固定孔洞下泄，自由水面受到閘室頂部的固定結(jié)構(gòu)部件(如胸墻或涵洞頂板)所擋，一般底板高程較低，擋水高度較

21、大的水閘常用這種閘室結(jié)構(gòu)型式。雙層式閘室亦稱混合泄流式閘室，是一種分上下兩層，分別裝設(shè)閘門，既具有面層泄流能力，又具有底層泄流能力的閘室結(jié)構(gòu)。因?yàn)榇藰屑~的底板高程較高，正常擋水高度在5米以內(nèi)，較小，所以采用開(kāi)敞式。當(dāng)閘門全部打開(kāi)時(shí)，閘室過(guò)水?dāng)嗝娣e和泄流量都隨著水位的抬高而增大。另外，由于過(guò)閘水流不受任何阻擋，大量漂浮物可隨著水流下泄，不致堵塞閘孔，因此有排冰，過(guò)木的作用。5.2 閘門閘門有弧形閘門和平面閘門?；⌒伍l門具有重量輕，受力條件好，比同跨度平面閘門要求的啟閉機(jī)容量小，啟閉機(jī)運(yùn)用靈活，不需設(shè)置門槽，過(guò)閘水流順暢等優(yōu)點(diǎn)，因此擋水高度和閘孔孔徑均較大，需由閘門控制泄水的水閘宜采用弧形閘門。當(dāng)

22、永久縫設(shè)置在閘室底板上時(shí)，由于底板的整體性較差，在地基不均勻沉降的情況下，較易造成閘底板頂面高低不平，閘墩側(cè)向傾斜的現(xiàn)象，從而改變閘孔形狀，使得對(duì)閘孔變形很敏感的弧形閘門很難適應(yīng)，因此宜采用平面閘門。如果采用弧形閘門，必須根據(jù)地基情況考慮地基的不均勻沉降對(duì)閘門強(qiáng)度，止水和啟閉的影響。根據(jù)當(dāng)?shù)氐那闆r，此樞紐在正常運(yùn)行條件下，上游水位必須維持在35m正常水位，所以閘門必須經(jīng)常提起和放下，考慮到平面閘門由于水流的沖擊，閘門槽和閘門銜接不良，可能會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，影響閘室穩(wěn)定和擋水，另外，弧形閘門運(yùn)用靈活，效率高，開(kāi)啟時(shí)間短。因此選用弧形閘門。不過(guò)，要對(duì)地基做一定的處理?；⌒伍l門作工作閘門，應(yīng)設(shè)在閘墩水流較

23、平順部位，這樣可以避免產(chǎn)生因水流流態(tài)不好對(duì)閘門運(yùn)行帶來(lái)不利的影響。閘孔寬深比取1.61.8，是一種較優(yōu)的孔型，為了滿足檢修閘室，特別是在正常蓄水位以下檢修閘門門槽的需要，往往在工作閘門門槽的上下游側(cè)各設(shè)置一道檢修閘門門槽。由于此樞紐在檢修情況下下游水位很淺，另外存在枯水期，可以在下游不設(shè)檢修門槽，檢修時(shí)，只須用麻袋或其他物體擋水即可。為了滿足閘門安裝與維修的需要，同時(shí)也方便啟閉機(jī)的布置與運(yùn)行，檢修閘門門槽與工作閘門門槽之間的凈距離一般不宜小于1.5m。此樞紐中，考慮到工作閘門為弧形閘門，沒(méi)有門槽，為了減小閘室長(zhǎng)度，可以把檢修閘門門槽和弧形閘門的距離設(shè)為1.0m。檢修閘門用疊梁式閘門。另外，露頂

24、式閘門頂部應(yīng)在可能出現(xiàn)的最高擋水位以上有0.30.5m的超高。在此設(shè)0.3m的超高。5.3 底板5.3.1 底板選型閘室底板是整個(gè)閘室結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，是承受水閘上部結(jié)構(gòu)的重量及荷載，并向地基傳遞的結(jié)構(gòu)，同時(shí)兼有防滲及防沖作用，防止地基由于受滲透水流作用可能產(chǎn)生的滲透變形，并保護(hù)地基免受水流的沖刷。因此閘室底板必須具有足夠的整體性，堅(jiān)固性，抗?jié)B性和耐久性。閘室底板通常都是采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。平底板是最常用的一種底板型式，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，對(duì)不同的地基有一定的適應(yīng)性。箱式平底板具有良好的整體性，對(duì)地基不均勻沉降的適應(yīng)性和抗震性能都很好，但缺點(diǎn)是工程量大，施工較復(fù)雜。因此，只有在高壓縮性軟粘土地基上，

25、為了減小地基的不均勻沉降需增大閘室的橫向剛度，或因承載力不足需加大閘室底板砌置深度時(shí)，才采用箱式平底板。低堰底板和折線底板（亦稱斜底板），在實(shí)際工程中的應(yīng)用遠(yuǎn)不及平底板普遍，而且受力條件較復(fù)雜，目前還沒(méi)有精確的分析計(jì)算方法，只是在某些特定的條件下才被采用。當(dāng)需要限制單寬流量而閘底建基高程不能抬高，或因地基表層松軟需要降低閘底建基高程，或在多泥沙河流上有攔沙要求時(shí)，可采用低堰底板。在堅(jiān)實(shí)或中等堅(jiān)實(shí)地基上，當(dāng)閘室高度不大，但上下游河（渠）底高差較大時(shí)，可采用折線底板，其后部可作為消力池的一部分。根據(jù)地基和泄流條件選用平底板，這樣構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便。平底板按其與閘墩的連接方式，分為整體式和分離式。整

26、體式是閘室底板與閘墩一起澆筑，在結(jié)構(gòu)上形成一個(gè)整體。這種底板能將上部橋梁，設(shè)備及閘墩的重量傳遞給地基，使地基應(yīng)力趨于均勻。整體式底板可用于地基條件較差的情況。分離式平底板的兩側(cè)設(shè)置分縫，底板與閘墩在結(jié)構(gòu)上互不傳力。閘墩和上部設(shè)備的重量通過(guò)閘墩傳到地基，底板只起防滲，防沖的作用。分離式底板適用于閘孔大于8m且堅(jiān)實(shí)的地基和巖基。根據(jù)受力條件，選用整體式平底板。5.3.2 底板橫縫為了防止和減少由于地基不均勻沉降，溫度變化和混凝土干縮引起的裂縫，對(duì)于多孔水閘的閘室底板，必須沿垂直水流向進(jìn)行分段，即設(shè)置若干道順?biāo)飨虻挠谰每p，但分段長(zhǎng)度不宜過(guò)大，亦不宜過(guò)小。如分段長(zhǎng)度過(guò)大，則永久縫的道數(shù)雖可減少，但不

27、可能完全防止和減少裂縫；如分段長(zhǎng)度過(guò)小，則永久縫的道數(shù)增多，不僅增加施工麻煩，還增加了工程造價(jià)，而且多設(shè)置一道縫，在防滲方面就有可能增加一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。分段長(zhǎng)度的確定，主要是根據(jù)閘室地基條件和結(jié)構(gòu)構(gòu)造特點(diǎn)，結(jié)合考慮采用的施工方法和措施等因素。水利規(guī)范規(guī)定，巖基上的分段長(zhǎng)度不宜超過(guò)20m，土基上的分段長(zhǎng)度不宜超過(guò)35m。當(dāng)閘室順?biāo)飨蛴谰每p分在閘墩處時(shí)，優(yōu)點(diǎn)是閘室結(jié)構(gòu)整體性好，對(duì)地基不均勻沉降的適應(yīng)性強(qiáng)，且具有良好的抗震性能，但缺點(diǎn)是工程量較大，而且閘孔孔徑不宜過(guò)大，因?yàn)殚l孔孔徑過(guò)大，底板應(yīng)力很大，需配置較多的鋼筋。當(dāng)閘室順?biāo)飨蛴谰每p分在閘室底板的中間或兩側(cè)時(shí)（縫型可為垂直貫通式或搭接式），優(yōu)點(diǎn)

28、是工程量較小，但缺點(diǎn)是底板接縫較多，閘室結(jié)構(gòu)的整體性較差，給止水防滲和澆筑分塊帶來(lái)不利和麻煩。當(dāng)在閘室底板中間分縫時(shí)，由于底板挑出的懸臂不宜過(guò)長(zhǎng)，故閘孔孔徑不宜過(guò)大，一般以不大于8m為好；當(dāng)在閘室底板兩側(cè)分縫時(shí)，即所謂“大，小底板”，底板挑出的懸臂長(zhǎng)度不是完全由閘孔孔徑的大小來(lái)決定的，閘孔孔徑可以大于8m。根據(jù)此樞紐的條件，確定為三孔一縫，選擇在底板中間分縫，縫距3cm。橫縫為永久縫，采用鉛直貫通縫。5.3.3 底板高程底板高程的確定，不僅對(duì)閘孔的型式，尺寸和閘室的穩(wěn)定有著決定性的影響，而且直接關(guān)系到整個(gè)水閘工程的工程量和造價(jià)。如果將底板高程定的低一些，可加大過(guò)閘水深和過(guò)閘單寬流量，減少閘室總

29、寬度，減少工程投資，而且有利于水閘引水或排水；但是，如果將底板高程定的太低，將增大閘身和兩岸結(jié)構(gòu)的高度，可能反而增加工程投資，同時(shí)增加閘下消能防沖布置上的困難，甚至還會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的泥沙淤積。多孔水閘各閘孔的底板高程設(shè)為相同。閘孔孔徑的大小，主要應(yīng)根據(jù)閘的地基條件，運(yùn)用要求，選用的閘門結(jié)構(gòu)型式，啟閉機(jī)容量等因素綜合分析確定，并應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行的SL74-95規(guī)定的閘門孔口尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)。按照我國(guó)目前的閘門設(shè)計(jì)技術(shù)水平和制造工藝條件，如采用弧形鋼閘門，閘門孔孔徑一般選用812m，因?yàn)檫@樣的孔徑無(wú)論是在閘底板厚度和配筋量方面，還是在閘門，啟閉機(jī)價(jià)格方面，都是比較合理的。對(duì)于多孔水閘，當(dāng)閘孔孔數(shù)較少時(shí)，為了

30、便于閘門的對(duì)稱開(kāi)啟，使過(guò)閘水流均勻，避免發(fā)生偏流，造成閘下的局部沖刷，同時(shí)使閘室結(jié)構(gòu)受力對(duì)稱，有利于工程的安全運(yùn)行，閘孔的孔數(shù)以采用單數(shù)為好。因此，規(guī)范規(guī)定，閘孔數(shù)少于8孔時(shí)，宜采用單孔數(shù)。當(dāng)閘孔孔數(shù)超過(guò)8孔時(shí)，在一般情況下采用單數(shù)孔或雙數(shù)孔都是可以的。由前面底板高程計(jì)算所得，本樞紐為30個(gè)孔。單孔孔徑為7m。5.3.4 底板厚度閘室底板厚度應(yīng)根據(jù)閘室地基條件，作用荷載及閘孔凈寬等因素。閘室底板通常是等厚度的，也可采用變厚度，后者在地基較堅(jiān)實(shí)的情況下，有利于改善底板的受力條件。對(duì)于大中型水閘，閘室平底板厚可取閘孔凈寬的1/61/8，其值約為1.02.0m,，最小厚度不宜小于0.7m。5.4 閘

31、頂高程閘頂高程通常是指閘室胸墻或閘門擋水線上游閘墩和岸墻的頂部高程。由于水閘是兼有擋水和泄水雙重作用的水工建筑物，因此閘頂高程應(yīng)根據(jù)擋水和泄水兩種情況確定。水閘通常是在正常蓄水位條件下關(guān)門擋水，有時(shí)因外河行洪或其他原因，不允許水閘向外河泄水，此時(shí)可能出現(xiàn)最高擋水位高于正常蓄水位的情況。無(wú)論是在正常蓄水位或最高擋水位條件下的關(guān)門擋水，由于風(fēng)力作用，閘前均會(huì)出現(xiàn)波浪，因此閘頂高程不應(yīng)低于水閘正常蓄水位加波浪計(jì)算高度與相應(yīng)安全超高值之和。當(dāng)水閘閘前水位達(dá)到設(shè)計(jì)洪水位必須開(kāi)閘泄水時(shí)，由于流速影響，水面不會(huì)形成較高的波浪，至少不會(huì)形成立波波形，因此閘頂高程不應(yīng)低于設(shè)計(jì)洪水位與相應(yīng)安全超高值之和。為了不致

32、使上游來(lái)水漫過(guò)閘頂，危及閘室結(jié)構(gòu)安全，上述擋水和泄水兩種情況下的安全保證條件應(yīng)同時(shí)得到滿足。此外，在確定閘頂高程時(shí)，還應(yīng)分別考慮軟弱地基上閘基沉降的影響，多泥沙河流上閘前泥沙淤積后水位可能抬高的影響，防洪（擋潮）堤上水閘兩側(cè)堤頂可能加高的影響。為了方便，兩岸土石壩的高程也采用閘頂高程。由閘頂高程由計(jì)算確定。5.5 閘墩閘墩是閘門和各種上部結(jié)構(gòu)的支承體，由閘門傳來(lái)的水壓力和上部結(jié)構(gòu)的重量和荷載通過(guò)閘墩傳布于底板。閘墩通常是實(shí)體的，其縱向剛度很大，可以保證在縱向不會(huì)產(chǎn)生顯著的變形。閘墩上游墩頭一般做成半圓形，半圓形墩頭水流條件好，施工方便；下游墩頭多采用流線形，以利于水流的擴(kuò)散。為了閘墩上部橋面和

33、設(shè)備安裝，常將閘墩上部不過(guò)流部分的上下游端均做成方形?？紤]到此樞紐的水流比較平緩，水頭損失不大，為了施工方便，此處閘墩的上下游墩頭都為半圓形。閘墩厚度通常是根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求和施工方法確定的。弧形閘門的閘墩，因?yàn)闆](méi)有門槽，可采用較小厚度。平面閘門的閘墩厚度，往往受門槽的深度控制。此處設(shè)中閘墩厚度設(shè)為2m，邊墩厚1m，檢修門槽寬深都為0.25m。5.6 啟閉機(jī)及其他設(shè)施5.6.1 啟閉機(jī)常用的閘門啟閉機(jī)主要有卷?yè)P(yáng)式，螺旋式和液壓式三種。固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)是應(yīng)用最廣泛的一種啟閉機(jī)，它適用于閉門時(shí)不需施加壓力，且要求在短時(shí)間內(nèi)全部開(kāi)啟的閘門，一般每孔布置一臺(tái)。螺旋式啟閉機(jī)一般適用于小型水閘，因其閘門尺寸

34、和要求的啟閉力都很小，常用螺旋式啟閉機(jī)，使用簡(jiǎn)潔，價(jià)格便宜。液壓式啟閉機(jī)是一種比較理想的啟閉設(shè)備，其優(yōu)點(diǎn)是利用液壓原理，可以用較小的動(dòng)力獲得很大的啟門力；同時(shí)機(jī)體體積小，重量輕，當(dāng)閘孔較多時(shí)，可以降低機(jī)房，管路以及工作橋的造價(jià)；此外，液壓傳動(dòng)比較平穩(wěn)和安全（有溢沖閥，超載時(shí)起自動(dòng)保護(hù)作用），并較易實(shí)現(xiàn)遙測(cè)，遙控和自動(dòng)化。液壓式啟閉機(jī)的缺點(diǎn)是對(duì)金屬加工條件要求較高，加工精度的高低對(duì)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的使用效果影響較大，同時(shí)設(shè)計(jì)選用時(shí)要解決閘門起吊同步的問(wèn)題，否則會(huì)發(fā)生閘門歪斜卡阻的現(xiàn)象。本樞紐閘孔較多，為了減少機(jī)房，管路以及工作橋的工程造價(jià)，減少閘室體積和重量，采用液壓式啟閉機(jī)?？刂剖以O(shè)在閘墩上，一個(gè)控

35、制室控制2個(gè)弧形閘門。5.6.2 其他設(shè)置本樞紐為露頂式閘門，所以不設(shè)胸墻。由于工作閘門是弧形閘門，采用液壓式啟閉機(jī)，所以閘室上部只需設(shè)交通橋，油壓控制室，頂部板梁鋪層和用于移動(dòng)啟閉機(jī)（用于起吊檢修閘門）的軌道。根據(jù)資料，合大公路從閘上通過(guò)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為級(jí)，查有關(guān)規(guī)范，定交通橋總寬為8m，厚0.3m，架設(shè)在閘墩上。交通橋由2個(gè)T形梁支撐。設(shè)定交通橋凈寬7.5m，兩側(cè)設(shè)0.25m安全帶，安全帶上布設(shè)1.1m高的欄桿，欄桿重力按1.3kN/m。閘墩頂部板梁鋪層用于移動(dòng)啟門機(jī)的行走，厚度以0.30.5m厚為宜。選定厚度為0.3m。移動(dòng)啟門機(jī)的重量以25KN計(jì)。6、閘下防滲布置水閘在上下游水頭差的作用下

36、，不僅在閘基土體中會(huì)產(chǎn)生滲流，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生繞過(guò)兩岸連接建筑物的岸坡繞滲。水閘閘基滲流在底板上形成的揚(yáng)壓力，不利于閘室穩(wěn)定；岸坡繞滲對(duì)連接建筑物的側(cè)向穩(wěn)定不利。閘基滲流和岸坡繞滲還可能造成滲流出逸處的滲透變形破壞，甚至導(dǎo)致水閘失事。滲透引起水量損失，但是在水閘樞紐中，除非水量損失過(guò)大或形成特殊通道，水量損失往往不是滲流分析中的主要問(wèn)題。6.1 防滲布置水閘閘下防滲包括上游鋪蓋，板樁，閘底板和不透水護(hù)坦板等設(shè)施。水流經(jīng)地基滲向下游，形成地下滲流場(chǎng)。從防滲鋪蓋前端開(kāi)始，沿鋪蓋，板樁，底板及護(hù)坦，到下游排水的前端為止，是閘基滲流場(chǎng)的第一根流線，稱為地下輪廓線。地下輪廓線的長(zhǎng)度稱為滲徑長(zhǎng)度。在地下輪廓線

37、上，滲透水壓力自上游向下游沿程遞減。地下輪廓線所在的建筑物承受滲透水壓力，因此，閘下滲流為有壓滲流。水閘防滲排水設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是布置地下輪廓線。地下輪廓線的布置原則是“上防下排”，即在閘基靠近上游側(cè)以防滲為主，采取水平或垂直減滲措施，阻截滲水，消耗水頭。在防滲體的下游側(cè)以排水為主，盡快排除滲水，降低滲壓。閘下防滲排水的布置方式不同，對(duì)減少建筑物的滲壓和防止閘基滲透變形的作用也顯著不同。如果上游防滲設(shè)施不變，單純地將排水設(shè)施向前延伸，滲徑長(zhǎng)度縮短的同時(shí)，閘下的平均滲流坡降增大，對(duì)防止?jié)B透變形不利。特別是當(dāng)排水開(kāi)始處的逸出坡降增大到土壤的臨界滲透坡降時(shí)，很容易引起滲透變形，必須加強(qiáng)反濾層或其他防止

38、滲流破壞的專門措施。這說(shuō)明，降低滲壓和防止?jié)B透變形的要求往往是互相矛盾的。設(shè)計(jì)時(shí)，必須根據(jù)閘基土壤條件抓住主要矛盾，全面考慮，力求做到經(jīng)濟(jì)合理。地下輪廓線的布置方式與地質(zhì)條件密切相關(guān)。閘址所在地的地質(zhì)條件是以中砂為主。砂性土閘基的特點(diǎn)是摩擦系數(shù)較大，有利于閘室抗滑穩(wěn)定。但是，砂性土抵抗?jié)B透變形的能力較差，滲透系數(shù)也較大，故防滲設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以防止?jié)B透變形和減少滲透為主。當(dāng)砂土很厚時(shí)，粗砂和礫質(zhì)地基，一般采用鋪蓋與閘底板上游端板樁（或垂直防滲墻）相結(jié)合的方式，這時(shí)，板樁達(dá)不到不透水層，稱為懸掛式板樁。排水一般設(shè)在消力池下面即可，不必再向上游延伸。當(dāng)砂層較薄，不透水層埋深不大于水頭的11.5倍時(shí)，最好采

39、用齒墻或板樁切斷砂層，徹底切斷閘下滲流通道。這時(shí)，在消力池底板下面仍然要設(shè)置排水。這樣，滲壓，滲透變形，漏水等問(wèn)題都可以得到較好的解決。根據(jù)閘址處提供的資料，閘址處中砂層很厚，所以采用閘下排水向上游延伸到護(hù)坦板的底部，護(hù)坦板底部沒(méi)有滲透壓力，閘底滲壓明顯減小。均質(zhì)土地基上的水閘閘基輪廓線應(yīng)根據(jù)選用的防滲排水設(shè)施，經(jīng)合理布置確定。在工程規(guī)劃和可行性研究階段，初步擬定的閘基防滲長(zhǎng)度應(yīng)滿足下面公式要求 式中 閘基防滲長(zhǎng)度，即閘基輪廓線防滲部分水平段和垂直段長(zhǎng)度的總和（m）。 上下游水位差（m）。 允許滲徑系數(shù)值，6.2 滲流計(jì)算計(jì)算方法：改進(jìn)阻力系數(shù)法。計(jì)算公式：土基上水閘的地基有效深度可按公式(6

40、.1)或公式(6.2)計(jì)算：當(dāng)時(shí)， (6.1)當(dāng)時(shí)， (6.2)式中 Te土基上水閘的地基有效深度（m）。 Lo地下輪廓線的水平投影長(zhǎng)度（m）。 So地下輪廓線的垂直投影長(zhǎng)度（m）。 當(dāng)計(jì)算的Te值大于地基實(shí)際深度時(shí)，Te值應(yīng)按地基實(shí)際深度采用。分段阻力系數(shù)可按公式(6.3) (6.6)計(jì)算1 進(jìn)，出口段： (6.3) 2 內(nèi)部垂直段： (6.4)3 水平段： (6.5)4 各分段水頭損失按式(6.6)計(jì)算： (6.6)式中 各段的阻力系數(shù)； S板樁或齒墻的入土深度； T地基透水層深度； Lx水平段長(zhǎng)度； ,進(jìn)出口段板樁或齒墻的入土深度； 各分段水頭損失值； n總分段數(shù)。5 進(jìn)出口段修正后的水

41、頭損失值按式(6.7)和(6.8)計(jì)算： (6.7) (6.8)修正后水頭損失減小值按式(6.9)計(jì)算： (6.9)水力坡降呈急變形式的長(zhǎng)度按式(6.10)計(jì)算： (6.10)出口段滲流坡降值按式(6.11)計(jì)算： (6.11)式中 出口段修正后的水頭損失值； 阻力修正系數(shù)，當(dāng)計(jì)算的1時(shí)，采用=1.0； 底板埋深與板樁入土深度之和； 板樁另一側(cè)地基透水層深度； J出口段滲流坡降值； 修正后水頭損失的減小值； 水力坡降呈急變形式的長(zhǎng)度；6.3 防滲措施6.3.1 齒墻閘室底板的上下游端均宜設(shè)置齒墻，齒墻深度可采用0.51.5m，既能增加滲徑長(zhǎng)度，降低閘基底部滲透壓力，減小滲透水流的出逸坡降，又能

42、增加閘室的抗滑穩(wěn)定性。但齒墻深度最大不宜超過(guò)2.0m，否則施工有困難，尤其是在粉土或粉細(xì)砂地基上，在地下水位較高的情況下，齒墻基槽難以開(kāi)挖成形。6.3.2 鋪蓋鋪蓋長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)防滲效果大和工程造價(jià)低的原則確定，如果混凝土或鋼筋混凝土鋪蓋兼作阻滑板用，還應(yīng)滿足抗滑穩(wěn)定的要求。從滲流觀點(diǎn)看，鋪蓋過(guò)短，不能滿足防滲要求；但鋪蓋過(guò)長(zhǎng)，其單位長(zhǎng)度效果會(huì)降低，同時(shí)也不經(jīng)濟(jì)，一般采用上下游水位差的35倍?；炷粱蜾摻罨炷龄伾w最小厚度不宜小于0.4m，其順?biāo)飨虻挠谰每p縫距可采用820m，靠近翼墻的鋪蓋縫距宜采用小值，縫寬可采用23cm。在混凝土板鋪蓋與閘室底板連接處要設(shè)置止水，止水片的材料為紫銅片，塑料片。

43、6.3.3 板樁垂直防滲設(shè)施除了齒墻之外，還有鋼板樁，鋼筋混凝土板樁，木板樁，混凝土防滲墻，高壓旋噴灌漿帷幕。木板樁易劈裂，施工質(zhì)量難以保證，除某些小型臨時(shí)性工程外，木板樁已很少使用。鋼板樁強(qiáng)度大，容易打入地基，用鎖扣連接后漏水少。鋼板樁成本較高，在一些大型工程中使用能夠加快施工速度。根據(jù)規(guī)范，鋼筋混凝土板樁長(zhǎng)度多采用35m，最長(zhǎng)達(dá)8m。如果鋼筋混凝土板樁長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，不僅在經(jīng)濟(jì)上不盡合理，而且樁下滲流不經(jīng)過(guò)閘底板的底面，直接由上板樁滲至下板樁，并不能增加滲徑長(zhǎng)度，同時(shí)板樁長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，還增加施工困難。鋼筋混凝土板樁下端為楔形，以便于打入地下。板樁兩側(cè)采用梯形槽，用鎖扣裝置連接，可減少板樁成形后的樁間

44、漏水。板樁用強(qiáng)夯逐漸打擊進(jìn)入預(yù)定位置。鋼筋混凝土的最小厚度不小于0.2m，寬度不小于0.4m。板樁與底板之間應(yīng)避免剛性連接，以適應(yīng)閘身沉陷?；炷翂τ脹_擊鉆逐段鑿槽灌漿形成。7、閘室穩(wěn)定閘室竣工后，閘室及上部設(shè)備的全部重量由地基承擔(dān)，這時(shí)地基承受的壓力最大，需要有足夠的承載力。在閘室自重作用下，往往可能產(chǎn)生較大的地基和不均勻沉降。較大的閘室沉降將使閘室的頂部高程達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；不均勻沉降將使閘室傾斜，不能正常工作，甚至出現(xiàn)底板斷裂，特別是閘室邊墩外側(cè)回填土后，更容易在邊閘孔產(chǎn)生這種情況。閘基壓應(yīng)力超過(guò)地基允許壓應(yīng)力后，地基可能失去穩(wěn)定。水閘擋水后，在水平推力等荷載作用下，可能產(chǎn)生沿地基面的表層

45、滑動(dòng)，也可能連同一部分土體產(chǎn)生深層滑動(dòng)。閘室還可能在檢修時(shí)，因重力不足而浮起。閘室在施工，完建，運(yùn)行和檢修期間都應(yīng)該保持穩(wěn)定。閘室穩(wěn)定計(jì)算包括整體抗滑穩(wěn)定計(jì)算，基底應(yīng)力校核以及檢修抗浮計(jì)算。水閘結(jié)構(gòu)使用的建筑材料，主要有混凝土和鋼筋混凝土，在有的部位也有采用漿砌條石或漿砌塊石的。混凝土的中都可采用23.524.0kN/m3，鋼筋混凝土的重度可采用24.525.0 kN/m3，漿砌塊石的重度可采用21.023.0 kN/m3，漿砌條石的重度可采用22.025.0 kN/m3。7.1 荷載組合作用在水閘上的荷載可分為基本荷載和特殊荷載兩類。1. 基本荷載主要有下列各項(xiàng)： 1）水閘結(jié)構(gòu)及其上部填料和

46、永久設(shè)備的自重； 2）相應(yīng)于正常蓄水位或設(shè)計(jì)洪水位情況下水閘底板上的水重； 3）相應(yīng)于正常蓄水位或設(shè)計(jì)洪水位情況下的靜水壓力； 4）相應(yīng)于正常蓄水位或設(shè)計(jì)洪水位情況下的揚(yáng)壓力（即浮托力與滲透壓力之和）； 5）土壓力； 6）淤沙壓力； 7）風(fēng)壓力； 8）相應(yīng)于正常蓄水位或設(shè)計(jì)洪水位情況下的浪壓力； 9）冰壓力；10）土的凍脹力； 11）其他出現(xiàn)機(jī)會(huì)較多的荷載等。2. 特殊荷載主要有下列各項(xiàng)：1）相應(yīng)于校核洪水位情況下水閘底板上的水重；2）相應(yīng)于校核洪水位情況下的靜水壓力；3）相應(yīng)于校核洪水位情況下的揚(yáng)壓力；4）相應(yīng)于校核洪水位情況下的浪壓力；5）地震荷載；6）其他出現(xiàn)機(jī)會(huì)較少的荷載等。備注：計(jì)算

47、水閘基礎(chǔ)底面（即浮托力與滲透壓力之和）的水位組合條件，應(yīng)和計(jì)算靜水壓力的水位組合條件相對(duì)應(yīng)。計(jì)算工況閘室穩(wěn)定應(yīng)在各種工況下進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算，但是根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，主要進(jìn)行幾種工況下的穩(wěn)定計(jì)算，即完建情況，正常蓄水位情況，檢修情況，校核洪水位情況。在所有荷載中，土壓力只作用于邊墩上的翼墻和護(hù)坡上，所以在中墩處不考慮土壓力。經(jīng)過(guò)上游水庫(kù)調(diào)蓄后，下泄水流含沙量已很小，平均含沙量為0.5Kg/m3，淤沙壓力很小，可以忽略不計(jì)。風(fēng)壓力也很小，可以忽略不計(jì)。荷載組合計(jì)算工況荷載基本組合完建情況自重，土壓力等正常蓄水情況自重，水重，靜水壓力，揚(yáng)壓力，土壓力，淤沙壓力，風(fēng)壓力，浪壓力等特殊組合檢修情況自重，靜水壓力，

48、揚(yáng)壓力，土壓力，淤沙壓力，風(fēng)壓力，浪壓力等校核洪水情況自重，水重，靜水壓力，揚(yáng)壓力，土壓力，淤沙壓力，風(fēng)壓力，浪壓力等7.3 穩(wěn)定計(jì)算閘室穩(wěn)定計(jì)算宜取兩相鄰順?biāo)飨蛴谰每p之間的閘段作為計(jì)算單元。閘室穩(wěn)定計(jì)算的計(jì)算單元應(yīng)根據(jù)水閘結(jié)構(gòu)布置特點(diǎn)確定。對(duì)于未設(shè)順?biāo)飨蛴谰每p的單孔，雙孔或多孔水閘，則以未設(shè)縫的單孔，雙孔或三孔水閘作為一個(gè)計(jì)算單元；對(duì)于采用順?biāo)飨蛴谰每p進(jìn)行分段的多孔水閘，一般情況下，由于邊孔閘段和中孔閘段的結(jié)構(gòu)邊界條件及受力狀況有所不同，因此應(yīng)將邊孔閘段和中孔閘段分別作為計(jì)算單元。土基上的閘室穩(wěn)定計(jì)算，應(yīng)包括兩方面的含義：一是地基承載能力的計(jì)算，要求在各種計(jì)算情況下地基不致發(fā)生剪切破壞

49、而失去穩(wěn)定；另一是閘室抗傾覆和抗滑穩(wěn)定的計(jì)算，要求在各種計(jì)算情況下閘室不致發(fā)生傾覆或過(guò)大的沉降差，且不致發(fā)生沿地基表面的水平滑動(dòng)。7.3.1 基本要求土基上的閘室穩(wěn)定計(jì)算應(yīng)滿足下列要求：1在各種計(jì)算情況下，閘室平均基底應(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1.2倍。通常計(jì)算出的地基允許承載力是指整個(gè)閘室地基的允許承載力，常有應(yīng)力平均的性質(zhì)，因而不允許閘室平均基底應(yīng)力超過(guò)整個(gè)閘室地基的允許承載力，即允許地基內(nèi)出現(xiàn)局部的塑性變形。至于局部的基底應(yīng)力允許超過(guò)多少，當(dāng)然是有一定限制的，這就要求最大基底應(yīng)力不超過(guò)整個(gè)閘室地基允許承載力的1.2倍。對(duì)于巖基上的水閘，顯然是不難滿足上述

50、要求的；而對(duì)于土基上的水閘，特別是修建在軟土基上的水閘，要滿足上述要求，有時(shí)卻比較困難，需要通過(guò)減輕閘室結(jié)構(gòu)重量或?qū)Φ鼗M(jìn)行人工處理才能達(dá)到。因此，如果不能滿足要求，地基就將因發(fā)生剪切破壞而失去穩(wěn)定。2在各種計(jì)算情況下，要求閘室基底應(yīng)力的最大值與最小值之比不大于水利規(guī)范7.3.5條規(guī)定的允許值。提出這一要求，主要是為了減少和防止由于閘室基底應(yīng)力分布的不均勻狀態(tài)而發(fā)生過(guò)大的沉降差，以避免閘室結(jié)構(gòu)發(fā)生傾覆。3在各種計(jì)算情況下，要求沿閘室基底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不小于水利規(guī)范7.3.13條規(guī)定的允許值。提出這一要求，顯然是為了防止閘室結(jié)構(gòu)因阻滑力小于滑動(dòng)力發(fā)生沿地基表面的水平滑動(dòng)。7.3.2 計(jì)算方

51、法本樞紐閘室結(jié)構(gòu)布置及受力情況對(duì)稱，按下式計(jì)算閘室基底應(yīng)力： (7.1)式中 閘室基底應(yīng)力的最大值或最小值（kPa）； 作用在扎實(shí)上的全部豎向荷載（包括閘室基礎(chǔ)地面上的揚(yáng)壓力在內(nèi)，kN）； 作用在閘室上全部豎向和水平向荷載對(duì)于基礎(chǔ)底面垂直水流方向的形心軸的力矩（kNm）； A閘室基底面的面積（m2）； W閘室基底面對(duì)于該底面垂直水流方向的形心軸的截面距（m3）。土基上沿閘室基底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，按下式計(jì)算：淺層滑動(dòng)： (7.2)深層滑動(dòng)： (7.3)式中 沿閘室基底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)； 閘室基底面與地基之間的摩擦系數(shù)，可按規(guī)范的7.3.10條的規(guī)定采用。 作用在閘室上的全部水平向荷載（k

52、N）； 閘室基礎(chǔ)底面與土質(zhì)地基之間的摩擦角?。ǎ?，可按規(guī)范7.3.11條的規(guī)定采用； 閘室基底面與土質(zhì)地基之間的粘結(jié)力（kPa），可按規(guī)范7.3.11條的規(guī)定采用。圖7.1 閘室計(jì)算簡(jiǎn)圖當(dāng)閘室設(shè)有兩道檢修閘門或只設(shè)一道檢測(cè)閘門，利用過(guò)閘閘門與檢修閘門進(jìn)行檢修時(shí)，按下式進(jìn)行抗浮穩(wěn)定計(jì)算： (7.4)式中 閘室抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)； 作用在閘室上全部向下的鉛直力之和（kN）； 作用在閘室基底面上的揚(yáng)壓力（kN）。無(wú)論水閘級(jí)別和地基條件，在基本荷載組合條件下，閘室抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)不應(yīng)小于1.10，在特殊荷載組合條件下，閘室抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)不應(yīng)小于1.05。7.3.3 計(jì)算成果要求一. 正常情況下（檢驗(yàn)抗滑穩(wěn)定）：正常情況下最危險(xiǎn)工況為上游水位為正常水位35m，下游水位為最低水位32.5m。檢驗(yàn)是否發(fā)生淺層滑動(dòng)。即抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)kc是否大于允許值。查土基上沿閘室基底面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的允許值得1.30。檢驗(yàn)是否發(fā)生深層滑動(dòng)。二檢修情況下（檢驗(yàn)抗浮和抗滑穩(wěn)定）：假設(shè)相鄰三個(gè)閘室得閘門同時(shí)需要檢修，此工況對(duì)抗浮和抗滑都為最不利工況?？够?jì)算時(shí)，上游水位為正常水位35m，下游水位為最低水位32.5m。抗浮計(jì)算時(shí)，上游水位為正常水位35m，下游水位為重現(xiàn)期為5年的枯水期流量，查資料得枯水期最小流量為260m3/s，再查閘址