青海大学本科毕业设计：巴音河（德令哈市区段）河道治理工程
现设计为2米，采用钢筋混凝土板桩，板桩与闸室底板的连接形式为将板桩紧靠底板前缘，顶部嵌入闸底板0.5m。 (5) 排水设计:
下游护坦和浆砌石海漫的底部采用1～2cm的卵石、砾石铺成厚约20～30cm的排水体。
4.3.2 渗流计算
此处采用改进阻力系数法求各点处的渗透压力,首先对渗流场进行分区如图4.5所示,沿水平铺盖和齿墙分别向下作三条垂线,在齿墙的角落点作三条等势线,六条线将渗流场分为七个区,段:进口段、内部水平段、内部垂直段和出口段。由于地基不透水层埋藏较深，需用一个有效计算深度TE来
代替实际深度T，TE可按下式确定：
当L0S0?5时，Te?0.5L0； （25）
当
L0S0?5时，Te?1.65L0L0S0?2
式中：L0-----地下轮廓在水平面上投影的长度； S0----地下轮廓在垂直面上投影的长度；
L0?5?6?4?8.5?23.5m S0?2.5m
L0S0?23.52.5?9.4?5 所以Te?0.5L0?11.75m?12m
确定各区的阻力系数值: 进出口段(①和⑦区):
?0?1.5(ST)32?0.441 （26）
式中: ?0—阻力系数;
S—板桩或齿墙的入土深度(m); T—地基透水层的深度(m)。 内部水平段(②和⑤区):
?平?L?0.7(S1?S2)T （27）
式中: ?平—阻力系数;
L—内部水平段的长度(m);
S1,S2—板桩或齿墙的入土深度(m)。
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4 1﹟闸坝的设计
内部垂直段(③、④和⑥区):
?直?2?lnctg[?4(1?ST)] （28）
各渗流段的水头损失为:
hi??iHn （29）
i??i?1式中: hi—第i渗流区的水头损失(m); ?i—第i渗流区的渗流阻力系数;
H—渗流区总的水头损失,即闸门上下游水头差(m)。 计算: 各区的阻力系数值： ⑴?1?1.5(⑵?2?⑶?3?⑷?4?⑸?5?⑹?6?2.5125?0.7?(1.5?0.7)122)32?0.441?0.584
?0.288 )]?2.226
?2lnctg[lnctg[?4(1?(1?211.51.5??4116?0.7?(1.5?0.7)122)]?2.249 ?0.372 )]?2.288
?lnctg[110.5?432(1?0.711⑺?7?1.5(n)?0.441?0.480
??i?1i?0.584?0.288?2.226?2.249?0.372?2.288?0.480?8.487
各渗流区的水头损失如图4.6:
h1?0.584?h2?0.288?h3?2.226?h4?2.249?h5?0.372?3.198.4873.198.4873.198.4873.198.4873.198.487?0.220m ?0.108m
=0.837m =0.845m =0.140m
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h6?2.288?h7?0.480?3.198.4873.198.487=0.860m =0.180m
图4.6 水头损失图
7 4.3.3 水利坡降线的修正
阻力修正系数?:
1[12(TT'??1.21?)?2](2ST' (30)
?0.059) ?1.21?[12(111.512)?2](22.512?0.92
?0.059)式中：? --阻力修正系数；
s'--底板埋深与底面以下的板桩入土深度之和。 T'--板桩上游侧底板的地基透水层深度。
T'=T-0.5m=11.5m。 修正后的水头损失为:
'进口段： h0??h0?0.92?0.220?0.2024m
'出口段：h0??h0?0.92?0.180?0.166m
修正后进、出口段水头损失的减小值?h: 进口段：?h?(1??)h0?0.0176m 出口段：?h?(1??)h0?0.014m
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4 1﹟闸坝的设计
水力坡降呈急变形式的长度a可按下式计算: a??hHnT'??i?i?10.01763.19?11.5?8.487?0.538m
图4.7 坡降线图
1：修正前的坡降线； 2：修正后的坡降线
4.3.4 渗透变形的验算
为防止发生渗透变形,应保证出口段的逸出坡降必须小于出口段土质的容许坡降值。
J?h0s'' （31）
式中: J—出口处逸出坡降;
h0—修正后的逸出口水头损失值(m); s'—出口处齿墙底部到底板表面的距离(m)。 计算: J?0.20242.5?0.08
'表4-3 出口段的容许坡降值表
地基土质类别 容许坡降 地基土 质类别 容许坡降
粉砂 0.25～0.30 砂壤 土 0.40～0.50
细砂 0.30～0.35 (粘)壤 土 0.50～0.60
中砂 0.35～0.40 软粘 土 0.60～0.70
粗砂 0.40～0.45 坚硬 粘土 0.70～0.80
中砂 细砂 0.45～0.50 极坚硬 粘土 0.80～0.90
粗砾夹 卵石 0.50～0.55
闸基土为坚硬粉质粘土,其出口段的容许坡降值为0.50～0.55。J?[J],所以渗流逸出点不会发生渗透变形破坏。
4.4闸室的地基计算
4.4.1 荷载计算
作用在水闸闸室上的荷载主要有闸室结构自重(G)、上部结构传递过来的荷载(Q)、各相应水位时作用在闸底板上水重(T)、各相应水位时的静水压力(P)、各相应水位时的扬压力(U)、两岸的土压力、
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风浪压力及地震荷载等其他非常荷载。其中两岸的土压力在闸室横向呈对称,他们之间相互抵消,所以在计算闸室整体稳定时可以不考虑。 计算:
⑴ 结构自重(G)
闸底板重G1: G1?6?79?1.0?24?1.14?104kN 闸墩重G2: G2?2.0?5.22?24?10?0.31?104kN
闸门重G3： G3?0.02?7?1.5?78?10?0.16?104kN G?G1+G2+G3?1.61?104KN ⑵上部荷载(Q)
工作桥重Q1: Q1?5?79?395kN 交通桥重Q2: Q2?40?79?3160kN 启闭机重Q3: Q3?10?40kN?400KN
Q?Q1?Q2?Q3?3955kN?0.40?10kN
4⑶水重
A?(b?mh)h?(79?0.4?1.68)?1.68?133.85m2
V?Al?133.85?6?936.94m
3式中：L---闸室顺水流方向长度；
T=v?10=0.94?104KN ⑷静水压力
P=rhCA
式中：A----受压平面的面积；
hC----受压平面的形心在液面以下的铅垂深度；
A=84?1.5=126m2
hc?H2?0.75m
4P?10?0.75?126?0.945?10KN
⑸浮托力
U?10?1.5?84?6?7560KN
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