发布时间 : 星期一 文章东风节制闸设计毕业设计说明书毕业设计说明书(含图纸)更新完毕开始阅读
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11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0.6米。
图2.3 海漫尺寸图（单位：m）
2.2.6防冲槽设计
防冲槽的作用：当下游渠（河）床形成最终冲刷状态时，确保海鳗不致破坏。 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：
dm?1.1qm?hm 式 (2.16) v?0? 式中：dm——海漫末端河床冲刷深度（m）；
qm——海漫末端单宽流量（m3/（s.m）），qm=6.25 m3/（s.m）
?v0?——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1.1 m/s；
hm——海漫末端河床水深（m），根据ht～Q曲线查得3.46 m; 6.25dm?1.1??3.46=2.79m，
1.1冲坑上游边坡一般取m1=2～3，本设计取m1=3，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
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W冲=d1?mt''?5?0.4?1?3?2.79?5=17.65m
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
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率取为m?3，两岸边坡与河岸相同。底宽b取为槽深的2～3倍，本设计取为5m。
防冲槽断面积A?2.0?(5?2?3?2?5)?22m
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图2.4 防冲槽尺寸图（单位：m） 2.3 防渗排水设计
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。 2.3.1 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）在地基表面作一层铺盖，一般布置在闸室上游，与闸室底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
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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等因素结合闸室消能防冲和两岸连接布置进行综合分析确定，围绕如何减少闸底板扬压力，提高闸室抗滑稳定性，防止闸基土壤发生渗透变形而展开的。一般采用阻渗和导渗相结合的方法。通常在闸的上游布置防渗设备。根据地基土壤的特点，防渗设备有水平铺盖，板桩（垂直）和齿墙，其目的是用来延长渗流途径，以保证渗流坡降不超过土壤的允许值。
为防止地基的渗流破坏，就必须限制水流的平均渗透坡降，在工程中则是用地下轮廓线长度作为控制设计的标准。
地下轮廓线——指建筑物与地基接触面的不透水边界线，即铺盖、齿墙等防渗结构及闸室底板与地基的接触线长度L。
地下轮廓线长度L——为从铺盖最前端开始至铺盖末端齿墙至闸室底板末端齿墙，中间段末端齿墙至排水处（渗流出口处）。
地下轮廓线布置型式主要有四种：重粘性土地基，这种地基包括重壤土和粘土，地下轮廓线布置最简单，一般只要利用闸室底板的长度，就可以满足防渗要求，不足时适当加深地板上下游端的齿墙。如果为了降低闸室底板渗透压力，可以在上游增设铺盖，在闸室底板下设置排水。中等粘性土地基，包括中壤土、轻壤土和重砂壤土，地下轮廓布置基本上与重粘性土地基相同，采用铺盖和闸室底板组成水平防渗的地下轮廓线，在地板下游端设置有反滤层组成的水平排水体。粉土和粉细沙地基，这类地基也包括轻粉治沙壤土，就水闸防渗角度来说是最危险的地基，地下轮廓的布置首先要保证闸室地基的抗渗稳定性，最好用板桩包围起来。上游端和侧面的板桩，可以减少渗透压力，要求深一些。下游侧板桩主要目的是降低渗水出逸坡降，防止闸基渗透变形，可以浅一点。水流出逸处要设置级配良好的反滤层，闸室上游设置铺盖。砂砾石和中粗沙地基，这类地基虽有强烈的透水性，但是抵抗渗透变形的稳定性比粉细沙强的多，可以采取悬挂式板桩防渗。板桩设置在闸室上游端比较好。由于这类地基比较坚实，各类垂直防渗体的施工多比较困难，在上下游水头不大的情况下，也可以采用铺盖的办法防渗。
本设计为粘性土壤地基，均采用平底式地下轮廓。其防渗设备为水平铺盖，浅齿墙。其材料有黏土，混凝土，钢筋混凝土铺盖。本设计采用混凝土铺盖。
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图2.5 防渗轮廓图 ⑴铺盖的尺寸
铺盖紧接闸底板设于上游河床上，其主要作用是延长闸基渗径降低渗流水力坡降和渗透压力，同时可防止河床免受水流冲刷。
铺盖长度一般为（3～5）H，（H为上下游最大水位差）本设计取4.0倍H，得19.2m。
混凝土铺盖多采用（0.4～0.6）m厚，一般为等厚。本设计取0.5m厚，铺盖下设碎石垫层厚0.1m，铺盖上下游均设齿墙增加闸室的抗滑稳定性并延长渗径，齿墙深一般为（0.5～1.5）m，本设计采用1m。
⑵底板的尺寸
按闸墩与底板连接方式不同分为整体式底板和分离式底板，因为三孔所以本设计采用整体式底板，底板顺水流向长度应按满足上部结构布置，闸室抗滑稳定，地基承载力和水闸防渗要求确定，初拟时黏壤土地基取（2～3）H，本设计取3H为14.4m，底板厚度与地基土质，水闸荷载，单孔净宽等因素有关，初拟时取闸孔净宽的（0.2～0.125）倍，本设计取0.2倍的净宽，取为1.6m，齿墙高取1m，垫层厚取0.1m。
⑶闸基防渗长度
在工程规划和初级阶段，闸基防渗长度即地下轮廓线L的长度，为保证闸基渗透稳定性，初拟时防渗长度L应满足下式；
式中：Lmin——最小闸基防渗长度，m；
?H——水闸上下游最大水位差，m。H取下游无水，上游最高水位时的水位差，为4.8m；
C ——渗径系数，与地基土质情况有关，根据已知资料本设计取5。 所以， Lmin=4×4.8=19.2m
L实际=1.5+1.0+19.2+1.0+1.1+1.0+14.4+1.0=40.2m>19.2m 根据防渗尺寸图计算防渗长度L=40.2m> Lmin，满足要求。
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L≥Lmin?C?H 式 （2.17）