水利水电工程水闸毕业设计

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黄河水利职业技术学院涡河闸毕业设计说明书

游5~10m范围内采用钢筋混凝土板海漫,板中有排水孔,下面铺设反滤层或垫层,(如图(g))。

(5)其他形式海漫。如铅丝石笼海漫,(如图(h))。

图2—5 海漫构造示意图(单位:cm)

3.海漫长度计算

根据可能出现的不利条件、流量组合计算。当

qs?H?=1~9,且消

能扩散条件良好时,海漫长度可按《水工建筑物》中公式(2—20)计算,并选取最大值。

Lp=ks

20)

式中 Lp——海漫长度,m;

qs ——消力池末端单宽流量,m3/(sm); ΔH'——泄水时上、下游水位差,m;

ks ——海漫长度计算系数,查《水工建筑物》,取ks=12。

用式(2—20)计算海漫长度,结果列表如2—7所示。

表2—7 海漫计算长度

qs?H? (2—

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流量Q (m3/s) 100 200 300 400 500 600 700 上游水深 H(m) 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5 下游水深 hs(m) 2.93 4.43 5.58 6.55 7.48 8.23 8.92 qs m3/(sm) 1.25 2.50 3.75 5.00 6.25 7.50 8.75 ΔH' (m) 6.57 5.07 3.92 2.95 2.02 1.27 0.58 Lp (m) 21.5 28.1 32.7 35.2 35.8 34.9 31.0

取其中计算表中的最大值,确定海漫长度为36m。

4、海漫的构造

因为对海漫要求有一定的粗糙度,以便进一步消除余能,有一定的透水性,有一定的柔性,所以选择在海漫的起始段为10m长的浆砌石水平段,因为浆砌石的抗冲性能较好,其顶面高程与护坦齐平。后26m作成坡度为1:13的干砌石段,以便使水流均匀扩散,调整流速分布,保护河床不受冲刷。海漫厚度为0.6m,下面铺设15cm的砂垫层。

(二)防冲槽设计

1.作用 防止冲刷坑向上游扩展,保护海漫末端的安全。

2.工作原理 水流经过海漫后,尽管多余能量得到了进一步的消除,流速分布接近河床水流的正常状态,但在海漫末端仍有冲刷现象。为了保证安全和节省工程量,常在海漫末端设置防冲槽或采取其他加固措施。

在海漫末端挖槽抛石预留足够的石块,当水流冲刷河床形成冲坑时,预留在槽内的石块沿斜坡继续滚下,铺在冲坑的上游斜坡上,防止冲刷坑向上游扩展,保证海漫的安全。

3.尺寸 根据《水闸设计规范》由冲刷坑估算防冲槽深度如下:

t"=1.1q'/[v0]-t (2—21)

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式中 t"——海漫末端的可能冲刷深度,m;

q'——海漫末端的单宽流量,m3/(sm); [v0]——河床土质的不冲流速,m/s; t ——海漫末端的水深,m。

其中河床土质的不冲流速可按《水力学》教材公式(2—22)求出:

[v0]= v0R1/4~1/5

式中 [v0]——河床土质的不冲流速,m/s;

v0——查水力学表6-5可知,此处取v0=0.8m/s; R——水力半径,R=A/x;

hs"——海漫末端的河床水深,m。

海漫末端河床冲刷坑深度按式(2—21)、式(2—22)计算,按不同的情况计算结果如表2—8所示。

表2—8 海漫冲刷坑的深度计算

计算 情况 校核情况 设计情况 11.20 1512.28 163.75 1.743 1.394 12.61 -3.77 q" m/(sm) 相应过水面积 A(m2) 13.68 1704.85 湿周 x (m) 171.22 R1/5 [v0] (m/s) hs" (m) d' (m) 1.770 1.239 13.79 -1.64

根据计算结果可不设防冲槽,但根据水闸的构造要求可设置防冲槽的深度为1.6m。采用宽浅式,底宽取(2~3)d,此处取为取4.0m,上游坡率为2,下游坡率为3,出槽后做成坡率为5的斜坡与下游河床相连。如图2—6所示。

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图2—7 海漫防冲槽构造图(单位:m)

(三)上、下游岸坡防护

为了保护上、下游翼墙以外的河道两岸岸坡不受水流的冲刷,需要进行护坡。采用浆砌石护坡,厚度为0.3m,下设0.1m的砂垫层。保护范围:上游自铺盖向上延伸2~3倍的水头,下游自防冲槽向下延伸4~6倍的水头。

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