水闸报告

5.2.2 引水渠及泄水闸

5.2.2.1 工程布置

本工程采用无坝引水的布置形式，引水口布置于河道弯道凹岸，由引水渠、泄水闸组成。引水渠的作用主要使水流平顺的流入闸孔，泄水闸是用来控制下泄的水量。 5.2.2.2 引水渠布置

为了使水流平顺，增大引水量，减少入渠泥沙及轻微水流对引水口下唇的冲刷，参照已建工程，结合下游输水渠道布置，引水角采用35°。

引水渠宽度与泄水闸相同为6 m 。在保证闸身安全的前提下，引水渠的长度尽量缩短，以减少渠道内泥沙淤积，本工程引水渠中心线长度63m 。引渠两侧的渠堤以圆曲线与河堤相连，使其成为喇叭口形状。曲线半径左侧为27m ，弧长为34.47m ，右侧半径为21 m ，弧长为27m 。 5.2.2.3 泄水闸闸前水位确定

当在渠道侧面设取水口时，引水渠闸前水位将低于渠道水位。此次设计根据水力计算手册3-2-17及3-2-19公式进行计算：

2

/32

2

22)sin 1(H g b a gh v m Q -

= （3-2-17）； 21Q Q Q += （3-2-19）

式中： 21.Q Q -分别为侧堰首末端河渠的流量；

222H h v 、、-分别为侧堰末端河渠断面上相应的断面平均流速、水深、和堰顶水头。

经计算河道流量：Q=63.8m 3/s ，相应水位Z=307.81m ，泄水流量为5.0m 3/s 时，闸前水位为307.80m 。 5.2.2.4 泄水闸布置 （1）泄水闸

为了避免水流在转角处发生漩流，泄水闸布置在引水渠内。结构形式采用开敞式钢筋砼水闸。泄水闸底板高程为桥下高程为306.90m 。

闸室底板采用平底板，初拟厚度按规范考虑，为闸孔净宽的1/6～1/8，本水闸底板厚定为0.5m 。其顺水流方向长度主要考虑上部结构要求布置，经布置计算，闸室顺水方向长度4.0m 。

经计算，泄水闸净宽为2 m ，双孔， 采用手电两用螺杆式单吊点启闭机，高×宽为2×2m 铸铁闸门；

（2）消能防冲

根据泄水闸上下游水位衔接条件，采用下挖式消力池，消力池与闸底板以1:3的陡坡相连接。消力池首端宽度为4.8m，消力池末端宽度为6.0m，总长度为8.0m，池深0.7m。

消力池为钢筋混凝土结构，采用U型槽结构。底板厚度0.5m，末端设排水孔。两侧边墙为悬臂式挡土墙，墙顶宽度0.3m，墙高为2.5m。

池后设50m长海漫段，铅丝石笼护底，干砌石护坡，边坡比为1：2.5；后接干砌石防冲槽，槽深1.0m，底宽2.0m，边坡比为1：1.5。

5.2.2.5 两岸连接布置

为保证岸坡稳定，改善水闸进、出流条件，提高泄流能力、满足防冲效果和侧向防渗需要，在泄水闸上下游均设有翼墙。

泄水闸上与引水渠相接，下与输水渠相接，结构型式采用悬壁式钢筋砼挡土墙，墙顶宽度0.3m，进水口翼墙长3.55m，出水口翼墙长5.55m.

5.2.2.6 防渗排水布置

闸基的防渗布置主要是确定闸基地下轮廓，包括闸室、下游消力池几部分。由前面布置可知，闸室长4.0m，消力池长8.0m，闸基地下轮廓水平投影为12m。根据莱茵法及地基情况，地下轮廓长度L＝C△H，C取4，△H按最大水头差0.5m计，L＝4×0.5＝2.0m。

排水设施布置在消力池末端4.5m范围内；梅花形布置排水孔，排水孔下设有反滤，反滤设无纺土工布一层，无纺布下设细砾石，厚10cm。

土工织物作反滤层，应按《规范》（SL/T225—98）的规定，根据颗粒分析试验资料，进行保土性、透水性验算。选择的无纺布规格见表5-3-2。

5.3.2 水力计算

5.3.2.1 闸孔总净宽计算及闸门控制计算

泄水闸为宽顶堰，孔口宽度按上游水位307.8m，泄水流量5.0m3/s设计。

当上游水位307.80m，闸门全开，水闸为堰流；水闸过流能力计算公式如下：

23

02H g mB Q σε=

式中：0B —闸孔总净宽（m ）；取4.0m

Q —过闸流量（m 3/s ）；

0H —计入行进流速的堰上水深（m ）；取1.0m g —重力加速度，采用9.81（m/s 2）；

m —堰流流量系数，采用0.385；

ε—堰流侧收缩系数；0.8942

σ—堰流淹没系数；取0.998

μ—流量系数；取0.385

经计算在上游水位307.80m ，泄水闸总净宽为 4.0 m ，泄水流量 5.7m 3/s ，大于5.0m 3/s 。

5.3.2.2 下游消能防冲计算 （1）计算工况

本水闸水头不高，采用底流消能形式，消能计算有如下几种工况： 1）、上游设计洪水位307.80m 时，下游相应水位 （2）消能计算

消力池计算公式如下：

Z h h d s c ∆-'

-"=0σ

25.0213

2))(181(2b b gh q h h c c c

-+="

α 022

2

203=+-ϕαg q h T h c

c

2

2

2

22

22"

-

'

=

∆c

s

gh q h g q Z αϕα

式中：d —消力池深度（m ）；

0σ—水跃淹没系数，可采用1.05～1.10；

"

c h —跃后水深（m ）；

c h —收缩水深（m ）；

α—水流动能校正系数，可采用1.0～1.05； q —过闸单宽流量（m 2/s ）； b 1—消力池首端宽度（m ）； b 2—消力池末端宽度（m ）； Z ∆—出池落差（m ）；

'

s h —出池河床水深（m ）。

消力池长度可按下式计算：

j s sj L L L β+=

)(9.6c c j h h L -"

=

式中：L sj —消力池长度（m ）；

L s —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； L j —水跃长度（m ）。