H江水利枢纽工程毕业设计(4)

H江水利枢纽工程泄水闸设计说明书

将该值代入水跃方程可得

hc8q2h?(1?3?1)=2.58m

2ghc\c查H下～Q曲线，H下＝16.9m，ht=3.9m；

同理,可算出当q=6.47、24.30m3/s/m时,相应的hc”、hk，计算结果列入下表：

计算工况e=0.5me=1.0m闸门全开q(m/s.m)3.316.4724.33hk(m)1.041.623.92hc(m)0.300.602.89hc\(m)2.583.485.18ht(m)1.52.074hc\(m)1.081.411.18

从表中可以看出，当上游水位为19.50m、水闸开启1/7孔时，闸门开度e=0.5m、1.0m以及全开时，hc”>ht，说明都发生远离式水跃衔接，故需修建消力池。当q=6.47m3/s/m时，(h”-ht)值最大。因此，应按该流量设计消力池。 2、消力池深度计算

e＝1.0m，q＝6.47m3/s/m，hc=0.60m，hc”=3.48m，ht=2.07m； 按近似公式估算池深d，即

d=σhc”-ht=1.0533.48-2.07=1.58m 设d＝1.58m，则上游总水头为 T0‘=6.5+1.58=8.08m； 由公式T'0?hc?q22g?h22c=8.08试算

求得hc=0.53m；

hc”=((1+8αq2/(qhC3))1/2－1) hC/2 水跃方程

=((1+836.472/(9.8130.533))1/2－1)31.62/2 =3.75m；

消力池的流速系数ψ’=0.95，则池中水流得水面降落ΔZ为

ΔZ=q2[1/(ψ’ht)2—1/(σht”)2]/2g 《水力学教材》11-11

=6.472/[1/(0.9532.07)2—1/(1.0533.48)2]/2/9.81 =0.414m

将该值代入公式

d=σhc”-（ht+ΔZ） 《水力学教材》11-9

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=1.0533.69-(2.07+0.414)=1.455m 与假设数据不符，故需重新试算。

经试算，假设d=1.44m时,d试=1.434m，两者数据接近， 故取消力池深度d=1.45m。 3、消力池长度计算

水跃长度按公式：Lj=6.9（hc”－ hc）计算 《规范》B.1.2-2 Lj=6.93（3.48－0.6）=19.87m；

消力池长度按公式：Lsj＝Ls＋βLj计算 《规范》B.1.2-1 水平长度βLj＝0.75319.87=14.9m，取Lj=15m 斜坡段Ls按1：4放坡，取5.8m。 4、消力池底板厚度计算

t=k1(qΔHˊ0.5)0.5 ＝0.23(6.473(19.5-15.07)0.5)0.5＝0.74m； 取消力池底板厚度为0.8m。 二、海漫长度计算

Lp= kS (qsΔHˊ0.5)0.5 《规范》B.2.1 =11.53(5.743(19.5-15.07)0.5)0.5=39.97m； 取Lp=40m；

式中kS=11～12；qs＝6.47350/56.4=5.74m3/s/m；H下=15.07m

海漫水平段长15m，采用60cm厚钢筋混凝土浇筑，斜坡段长25m，1:10放坡，采用60cm厚浆砌块石砌筑。底部垫层分别铺设350g/m2土工布一层和20cm厚碎石层。海漫每1.5m设Φ50排水孔。

三、防冲槽设计 1、冲刷坑深度计算

hp=0.164(kq/(d0.5(ht/d)1/6)) 《水工设计手册》25-3-17 =0.164(1.335.74/(0.00050.5(2.07/0.0005)1/6)) =13.66m

则冲刷坑底高程＝15.45—13.66=1.79m

W=Ahd 《水闸设计》公式6-32

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=43（13.0－2.0－1.79） ＝36.8m2

故取防冲槽顶高程10.5m，深2.5m，底宽10m，上下游边坡取1:2，单宽体积为37.5m2>W＝36.8m2。冲刷坑采用抛合金钢网石兜抛石处理。

4.3.3 防渗排水设计

一、地下轮廓线设计

由设计任务书提供资料表明，本工程闸址地基主要由砂砾石层组成，为强透水土质，故必须采取水平与垂直相结合的防渗措施。水平向采用铺盖防渗，垂直向采用防渗板桩防渗。

铺盖采用钢筋混凝土结构，长20m，铺盖与闸底板之间设水平止水。

采用钢筋砼板桩，布置在闸底板上游一侧。由于闸址位置不透水层距底板约有16m，为便于施工和降低造价，采用“悬挂式板桩”。板桩入土深度为6m，厚20cm。（根据江苏省大型水闸实践经验，钢筋砼板桩长度多数采用5~7m。---《水闸设计规范》SL265-2001第162页）。

在消力池水平段排水孔，排水孔孔径Φ150，间距1.5m，呈梅花形布置，底部铺设土工布反滤。

闸基防渗长度：所需的最小地下轮廓线[L]=CΔH=735.5=38.5m（根据地质资料取C=7）

实际布置渗径长度：L=(20+632+20+6.8) =58.8m（上游铺盖长20m，闸底板长20m，垂直防渗墙深6m，下游消力池不设排水孔段长6.8m），L>[L]，满足规范要求。

二、渗流计算 1、计算水位组合：

设计工况：上游挡水位19.5m，下游相应水位14.5m，ΔH=5.0m。 校核工况：上游挡水位20.0m，下游相应水位14.5m，ΔH=5.5m。

在上闸地下轮廓线所在的岩土为高渗水的砂砾石，查相关规范规定，允许坡降值为：

水平段允许坡降值为 [0.15～0.25] 出口段允许坡降值为 [0.40～0.50] （1）有效深度计算

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L0=46.8m，S0=7.5m；

L0/S0=46.8/7.5=6.24＞5.0 ；计算有效深度Te?0.5L0=0.5346.5=23.25m＞16m

Ta——地基实际透水深度； Tc?min?Te,Ta? =16m ——《水工建筑物》第225页

（2）简化地下轮廓

将地下轮廓划分成7个段，计算简图见下图。

19.50（上游设计高挡水位）14.5（下游设计低水位）-16（计算地基相对不透水底板）

（3）阻力系数计算 ① 进口段：ξ

01

＝1.5(S/T)3/2+0.441＝1.182，

T=16m，S=10m； ② 内部垂直段：ξ

02

＝2/π[㏑(ctg((π/4)(1-S/T)))]＝0.191，

T=16m，S=7.5m； ③ 水平段1：ξ

03

＝[L－0.7(S1+S2)]/T=0.506,

T=16m，L=20m，S1=7.5m ，S2=1.9m； ④ 内部垂直段2：ξ

04

＝2/π[㏑(ctg((π/4)(1-S/T)))]＝0.027，

T=16m，S=1.9m； ⑤ 水平段2：ξ

05

＝[L－0.7(S1+S2)]/T＝0.754,

T=16m，L=20m，S1=1.9m ，S2=1.9m； ⑥ 内部垂直段3：ξ

06

＝2/π[㏑(ctg((π/4)(1-S/T)))]＝0.037,

T=16m，S=1.3m；

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⑦ 水平段3：ξ

07

＝[L－0.7(S1+S2)]/T=0.220,

T=15.8m，L=6.8m，S1=1.3m ，S2=0m； ⑧ 出口段：ξ

08

＝1.5(s/T)3/2+0.441＝0.451,

T=15.8m，S=0.8m； 式中:

S-齿墙或板桩的入土深度； T-地基有效深度或实际深度； （4）各分段水头损失计算

∑ξi＝3.37, △H＝20.5－14.5=5.5m； 各分段水头损失：hi=(ξi/∑ξi)△H h1=1.18235.5/3.37=1.929m; h2=0.19135.5/3.37=0.312m; h3=0.50635.5/3.37=0.826m; h4=0.02735.5/3.37=0.044m; h5=0.75435.5/3.37=1.231m; h6=0.03735.5/3.37=0.060m; h7=0.22035.5/3.37=0.359m; h8=0.45135.5/3.37=0.736m; 计算列表如下：

改进阻力系数法渗流计算表 分段 1 2 3 4 5 6 7 8 名 称 进口段 内部垂直段 水平段 内部垂直段 水平段 内部垂直段 水平段 出口段 ∑ξ=3.368 S(m) 10 7.5 1.9 1.3 0.8 S1(m) S2(m) 7.5 1.9 1.3 △H=5.5m 1.9 1.9 0 T(m) 16.0 16.0 16.0 16.0 16.0 16.0 15.8 15.8 L(m) 20 20 6.8 ξi 1.182 0.191 0.506 0.027 0.754 0.037 0.220 0.451 hi(m) 1.929 0.312 0.826 0.044 1.231 0.060 0.359 0.736 （5）进出口段水头损失修正 a. …… 此处隐藏：1915字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……