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1、第一章 总 论 第一节 设计资料一工程概况及拦河闸任务李岗闸计划修建于杞县境内惠济河上，该闸位于汴杞公路，下游一侧距开封约50km.惠济河上的李岗闸控制流域面积1341.4km2，本工程完工后，可拦蓄引黄退水和开封市排污水约300万立方米，并为唐砦灌区及沿河8万亩土地提灌创造必要条件；可为东风灌区20万亩土地进行地下水灌溉补源；为该区16.5万人改善城乡用水及工农业发展创造条件。二闸区地形，地质及水文情况闸区地面平整，高程在59.5861.63（m），高差只有0.95m左右，闸区沿河均按61.00m高程设防。闸区河底高程54.98m，底宽63m，两岸边坡均为1：3，河道坡降约为1/5800，糙
2、率约为0.0225。闸区地层为新生代全新世黄河冲击地层，上层约有0.20.3m的污泥层，其下为重粉质壤土（高程54.9049.00m）,再下为重粉质壤土（高程49.00145.50m），在45.50高程以下是紧密的细砂层。闸址处地层近乎平行，土质特性在水平方向变化不大，而在垂直方向变化较大。第1、2层土壤压缩性不大，属中等压缩性土壤。承载能力中等，约为10T/m(100kPa),第三层中密实砂层，相应抗压能力较强，为150kPa。由于闸区地层分布较均匀，如果建筑物荷载悬殊不大，估计不会产生不均匀沉陷。闸址区的地下水为孔隙潜水，含水层主要是细砂层及砂壤土层，由河水补给。地下水位高程在55.235
3、4.83之间变化，其流向与地表水流向基本一致。表1-1层次埋深高程内摩擦角凝聚力kN/m渗透系数kN(cm/s)标贯击数N63.5容许承载力T/m一层54.70049.00m209.68.310410（100kPa）二层49.0045.50cm168.06.910410三层45.5m以下15(150kPa)注：内摩擦角值系指在饱和含水量状态下的值。另外：混凝土、砌石与土基摩擦系数 f=0.30 土基应力的允许不均匀系数 =1.52.0 地震烈度为6度以下。三建筑材料1. 石料：本工程位于平原地区，石料需从外地运来，但交通条件较好。2. 粘土：经调查本地区附近有丰富的粘土材料。3. 闸址附近有足
4、够的，级配较好的砂料。4. 水泥、钢材、木材等均需从外地运来。四水文气象(一)本地区年最高气温42C，最低气温为-16（二）风速：多年平均最大风速（5%）为 V=16m/s吹程 D=0.6km(三)闸址处河道断面如左图1-1（四）水位流量关系曲线(见附图1-2)表12水深00.51.01.72.02.5水位（m）54.9855.4855.9856.6856.9857.48流量（m/s）02040100138195续表3.03.54.04.55.057.9858.4858.9859.4859.98270350430525635五上级批准的规划成果（一） 灌溉用水季节，拦河闸的正常挡水58.60m
5、。（二） 按五年一遇排涝流量=399m3/s设计。上游允许壅高0.1m（三） 20年一遇排涝泄流流量Q=609m3/s校核。相应上游水位允许壅高0.15m （四） 河道以后清淤，闸底板高程定为54.80m（五） 程级别：四级六附常用材料容重及闸门常规孔口尺寸表（一） 钢筋混凝土 24.5 25.0kN/m（二） 混凝土或片石混凝土 23.5124.0 kN/m（三） 浆砌块石或浆砌料石 24.0 kN/m（四） 浆砌片石 21.023.0 kN/m（五） 干砌块石或片石 18.021.0 kN/m（六） 砖砌石 18.0 kN/m（七） 桥面沥青混凝土 23.0 kN/m（八） 填土 17.0
6、18.0 kN/m（九） 石灰三合土 17.5 kN/m 第二节 总体说明工程总说明具体指工程各部位的设计结果，具体见下表1-3项目名称型式主要尺寸(m)闸室段孔口不设胸墙，开敞式8孔，每孔净宽6底板整体式折线底板顺水流方向长11，厚1.5闸墩半圆头中墩1.2，缝墩1.4，边墩0.8工作闸门平板钢闸门孔口宽6，高4检修闸门预制叠梁2套闸上工作桥排架支承T形梁桥面宽4.8交通桥铰接空箱式桥面宽6结构启闭机中央定型系列288台检修桥装配式梁桥面宽1.3上游连接段铺盖粘土铺盖长19防冲坑堆石深1.9，宽0.6圆弧翼墙混凝土半径15护坡混凝土长8导墙混凝土长4砂石垫层粗砂、碎石厚0.2浆砌石层浆砌石厚
7、0.3下游连接段消力池混凝土护坦厚0.5海漫浆砌石，干砌石分别长6，17防冲槽抛石深1.5，底宽3导墙混凝土长8.2扭曲面混凝土长18护坡混凝土长15.5砂石垫层粗砂、碎石厚0.1反滤设备砾石，粗砂，细砂共厚0.7两岸建筑岸墙混凝土宽0.5，高7.2桥头堡砖砌结构宽4，长3，高9第二章 水力计算水闸的水利计算要求解决两个问题：第一，通过水利计算，设计水闸的闸孔，以满足进流、排水或控制水位的要求；第二，通过水利计算，设计水闸的消能、防冲设施，以保证在任何情况下，水闸得以避免危险的冲刷。第一节 闸室型式及孔口尺寸的确定一闸的型式及组成水闸是灌溉、排涝等水利工程中主要建筑物之一。它主要是通过闸门的启
8、闭起控制流量和调节水位的作用。（一）按作用分类进水闸修建在河道、水库、湖泊的岸边，灌溉引水渠道的首部，用以保证和控制入渠流量，又称渠首闸。分水闸分水闸是把上一级渠道的流量按照需要引入下一级渠道，实际上是下一级渠道的进水闸。节制闸节制闸一般均横跨干、支渠修建，且位于支、斗渠分水口下游，用以控制闸前水位，满足支、斗等渠道引水时对水位的要求。泻水闸泻水闸一般都建在重要渠系建筑物上游的渠侧，将水泄入承泄区，泻水闸能及时排除洪水，以保障重要渠段或重要建筑物的安全。排水闸排水闸修建在排水渠道的末段，将控制区内的洪涝水排入江河或湖泊，以防止内涝。冲沙闸冲沙闸多修建在多泥沙河流上的引水枢纽或渠系中沉沙池的末端
9、，又称排沙闸。（二）按结构型式分类开敞式水闸开敞式水闸闸室上面没有填土，是水闸中广泛采用的一种结构型式。渠首闸、节制闸和排水闸闸前水位变幅不太大时，一般都采用这种型式，当渠堤不高，引水量较大的分水闸也常采用开敞式。开敞式水闸包括有胸墙的和无胸墙的两种。当上游水位变幅较大，而过闸流量不是很大时，常采用胸墙式水闸；当水闸有防洪、排涝要求，应采用无胸墙式水闸。涵洞式水闸涵洞式水闸多修建再渠堤较高、引水流量不大的渠道上。本工程位于杞县境内的惠济河上，用以抬高水位及拦蓄引黄退水和开封排污水，故采用开敞无胸墙式水闸。.水闸的组成水闸一般由闸室、上游连接段与下游连接段三部分组成。闸室是水闸的主体，包括：闸门
10、、闸墩、边墩（岸墙）、底板、胸墙（此次设计无）、工作桥、交通桥、启闭机等。闸门是用来挡水和控制过闸流量。闸墩用以分隔闸孔和支承闸门、胸墙、工作桥、交通桥。底板是闸室的基础，用以将闸室上部结构的重量及荷载传至地基，并兼有防渗和防冲的作用。工作桥和交通桥用来安装启闭设备、操作闸门及联系两岸交通。上游连接段，包括：两岸的翼墙和护坡以及河床部分的铺盖，有时为保护河床免受冲刷加做防冲槽和护底。用以引导水流平顺的进入闸室、保护两岸及河床免受冲刷，并与闸室等共同构成防渗地下轮廓，确保在渗透水流作用下两岸和闸基的抗渗稳定性。下游连接段，包括：护坦、海漫、防冲槽以及两岸的翼墙和护坡等。用以消除过闸水流的剩余能量
11、，引导出闸水流均匀扩散，调整流速分布和减缓流速，防止水流出闸后对下游的冲刷。二堰的型式常用的堰型有：宽顶堰低实用堰宽顶堰是水闸中最常采用的一种型式。它有利于排泄洪水、冲沙、排污、排冰、通航，且泻流能力比较稳定，结构简单，施工方便，但自由泻流时流量系数较小，容易产生波状水跃。具体型式见左图2-1：图2-1低实用堰有梯形的、曲线形的、驼峰形的。实用堰自由泄流时流量系数较大，水流条件较好，可以消除波状水跃，但泄流受尾水位变化的影响较明显，不如宽顶堰稳定，同时施工较复杂。具体型式见左图2-2：本工程有排涝、排沙作用，综合考虑，采用宽顶堰较好。三闸底板高程的确定低板高程与水闸承担的任务、泄流或引水流量、
12、上下游水位及河床地质条件等因素有关。一般情况下，拦河闸和冲沙闸的低板顶面与河底齐平，但本工程有清淤要求，闸底板高程较河底低0.18m，因为河床底部高程54.98，故闸底板高程54.98m. 四闸上下游水位的确定由第一章基本资料可知水位流量关系曲线（见附图1-2）由附表可查下游水深，而上游水深由资料可知 h=h+壅高壅高水位值见资料具体计算数值见下表2-1表2-1洪水标准上游水位(m)下游水位(m)流量(m)壅高(m)设计洪水58.8858.783990.1校核洪水60.0459.896090.15五尺寸的拟定1.拟定闸孔尺寸流态判断由设计洪水时的水位得h= 58.88 - 54.80 = 4.
13、08mh= 58.78 - 54.8 = 3.98m 上游渠道当水深为4.08m时端面面积可由上下游河道横断面图得A =（ 63 + 4.083）4.08 = 306.98 m2，判断流态时，采用公式： h 0.8H (水力学 P 8-14 )当上式成立时，为淹没出流，否则为自由出流。式中： h下游水深 m H计入行进流速的堰上水头 m h= h = 3.98m H= h+ aV2/2g a=1.0 =4.08 + (399/276.12)2 /19.6 H= 4.16 m h= 3.98 0.8 H= 3.34 故水流为淹没出流.由校核洪水时的水位得 h= 60.04 54.80 = 5.2
14、4 h = 59.89 - 54.80 = 5.09上游水位当水深为5.24m时的端面面积可由上游河道横断面图得A = ( 63 + 5.243 )5.24 = 412.49 m2,判断流态时, ，采用公式： h 0.8H (水力学 P 8-14 ) 当上式成立时，为淹没出流，否则为自由出流。式中： h下游水深 m H计入行进流速的堰上水头 m h= h = 5.09m H= h+ aV2/2g a=1.0 = 5.24 + (609/369.99)2 /19.6 = 5.35 h= 5.09 0.8 H= 4.28 故水流为淹没出流.2.闸孔总净宽的估算单宽流量的选择过闸单宽流量的选择,主要
15、根据闸后河床的地质条件,但也应考虑上、下游水深和河道宽度的比值等因素见表2-2.表2-2河床土质细砂、粉砂、粘土和淤泥砂壤土壤土粘土Q(m3/s m)510101515201525注:根据工程经验,拟取q=10 m3/s m闸室总净宽的估算:按下式计算: B0 = Q/q ( m )水工设计手册 泄水与过坝建筑物6 P6-9 B0 = Q设/q = 399/10 = 39.9 m B0 = Q校/q = 609/10 = 60.9 m故闸室总净宽39.9 B0 60.9 3.拟定闸室总净宽淹没式宽顶堰的泄流能力:当hs 0.8H0时,宽顶堰流处于淹没状态.其流量公式为: Q淹 =mB0(2g)
16、1/2H03/2 水闸 张世儒等 P60故闸室总净宽B0 = Q/sm(2g)1/2H03/2式中: B0 -闸孔总净宽,m Q -过闸流量,m3/s H0 -计入行进流速水头的堰上水头,m m -流量系数 (本工程拟定为0.385)-堰流侧收缩系数(本工程暂定为0.95)s-淹没系数.行进流速水头的堰上水头H0的计算见下表2-3项目单位计算式及出处设计洪水校核洪水闸前水位M58.8860.04水深hM见附表4.085.24过流流量Qm3/s399609过水端面面积Am2(63+3h)h306.98385.03端面行进流速vm2/sQ/A1.301.48行进流速水头Mv2/2g0.080.11
17、计入行进流速水头的堰上水头H0Mh+v2/2g4.165.35.堰顶的淹没系数见下表2-4项目单位计算式及出处设计洪水校核洪水下游水深hsM见附表3.985.09堰上水头H0Mh上+v2/2g4.165.35相对淹没度hs/H00.9560.95淹没系数s查规范P390.6140.65.当为设计洪水时,将相关数据代入公式: B0 = Q/sm(2g)1/2H03/2 = 399/0.6140.950.385(19.6)1/24.163/2= 47.12当为校核洪水时,将相关数据代入公式: B0 = Q/sm(2g)1/2H03/2 = 609/0.650.950.385(19.6)1/25.3
18、53/2=46.76故B0取48m,初设8孔,每孔净宽48/8 = 6m,中墩1.2m,边墩0.8m,缝墩1.42m.水闸总宽度 = 48 + 1.24 + 0.82 + 1.423 = 58.66m4.验算该闸的泄流能力.侧收缩系数的确定根据公式: = z( n-1 ) + b/n 水闸设计规范 P39式中: -水闸侧收缩系数 z-水闸中孔侧收缩系数 b-水闸边孔侧收缩系数 h -水闸闸孔孔数根据水闸设计规范 P38附表2-2可查得侧收缩系数z, z由P/H及b0/bs决定： P-上游堰高，本工程为平底宽顶堰，P=0 H-堰上水头 b0-堰墩净宽，6m bs-bs = b0 + 墩厚 = 7
19、.2m查表得z=0.9729根据水闸设计规范 P38附表2-2可查得侧收缩系数b, b由P/H及b0/bs决定：详细尺寸见下图2-3 bs-b0 + bb 图2-3bb-为边墩边缘线至上游河道水边线之间的距离，mbb = 2.17 + 3.83 = 13.57 bs = 13.57 + 6 = 19.57 b0/bs = 0.3 = 0.911= (0.97297 + 0.9110)/8 = 0.9651校核过流能力计算数据见下表2-5由前节公式 Q淹 =mB0(2g)1/2H03/2sH0mQ相对误差设计洪水0.6140.96514.160.385411.353.13%校核洪水0.650.9
20、6515.350.385634.974.3%根据表2-5中数据，该假设符合水闸设计规范要求，即可定本工程为8孔水闸，每孔6m.第二节 消能防冲水闸泄水时，部分势能转化为动能，流速增大，而土质河床抗冲能力低。所以扎下冲刷是一个普通的现象。不危害建筑物安全的冲刷一般是允许的，但对于有害冲刷则必须采取妥善的防范措施。闸下发生冲刷的原因是多方面的，有设计不当造成的，有的则是由于运用管理不善产生的。为了防止对河床的有害冲刷，保证水闸的安全使用，首先要选用适宜的最大过闸单宽流量；其次是合理的进行平面布置，以利于水流扩散，避免或减轻回流的影响；第三是消除水流的多余能量和采取相应的消能防冲设施，保护河床及岸坡
21、；第四是拟定合理运行方式，严格按规定操做。所以，泄水建筑物下游水利设计主要任务之一，就在于选择及计算适当的消能设施，使在下游较短距离内消除余能，并使高速集中水流安全的转变为下游的正常缓流，从而保证建筑物的安全。常采用的衔接与消能措施，大致有下列三种类型：低流式消能所谓低流式消能就是在建筑物下游采取一定的工程措施，控制水跃发生的位置，通过水跃产生的表面漩滚和强烈的紊动以达到消能的目的。挑流式消能利用下泻水流所挟带的巨大动能因势利导将水流挑射致远离建筑物的下游，使下落水舌对河床的冲刷不会危及建筑物的安全。下泄水流的余能一部分在空中消散，大部分在水舌落入下游河道后被消除。面流式消能当下游水深较大而且
22、比较稳定时，可采取一定的工程措施，将下泄的高速水流导向下游水流的上层，主流与河床由巨大的底部漩滚隔开，可避免高速水流对河床的冲刷。余能主要通过水舌扩散，流速分布调整及底部漩滚与主流的相互作用而清除。基于本工程具体情况，采用底流消能，修筑消能池。一 消力池的型式、流量选择1 类型的选择消力池的作用是促成水跃，并保护地基免遭冲刷，主要型式有三种：挖深式消力池，既降低护坦高程所形成的消力池；尾坎式消力池，护坦高程不将低，在其末端修建消能坎形成的平底消能池；综合式消能池，是一种常用的既有挖深又筑有低坎的消能池型式。本次设计采用综合式消能池。2设计流量的选择池深和池长的计算，都是针对一个给定的流量及其相
23、应的下游水深而言的。池深d是随着h/c - hs 值的增大而增大，所以通过试算，取相当于h/c - hs 为最大值时的流量为池深的设计流量。实践证明，池深的设计流量并不一定是水闸所通过的最大流量。但是池长则是另一回事，它决定于水跃长度，而水跃长度又与下游水深无关，故消能池长度的设计流量应该是水闸通过的最大流量。另外，在闸门开启过程中，下泄流量逐渐加大，下游渠道内形成洪水波向前推进，水位不能随流量的增加而同步上升，而出现滞后现象。本工程中，将闸门开度分为4个档次，计算时取用于上一档次泄量相应的水位为下游水位。渠系水闸在闸门初始开启时，下游渠槽内无水，消能池末端形成自由跌落，池的设计水位应等于其末
24、端尾坎壅高的水位。因此，闸门初始开度的大小，对消能的影响很大。二池深的计算1 设计闸门开启方案闸门的开启方案与消能防冲设施的设计是相互关联，也是相互制约的，设计消能防冲设施时，应结合闸门的运用管理方案一起考虑，即在满足安全泄流的条件下，即要便于运用管理，又要节省投资。从水利学观点出发，多孔闸门以均匀齐步开启方案为最佳，此时下泄单宽流量较小，流势均匀，扩散良好。但应采用固定式启闭机，每孔一台，另外还要有充足的电源，但这一方案不易实现。其次为先后法，按档次开启闸门，原则上应最先开启中间闸孔，而后对称间隔地按同一开度，逐次开启两侧的闸孔，待全部闸门开致同一高度，再按同样方法，开启下一档高度。这种情况
25、下，有可能产生偏流，但对岸坡冲刷较小，闭门时程序相反。闸门开启，严禁一次开到顶，即使多孔闸全部闸孔能做到均匀齐步的打开，亦应如此。闸门开出水面的总历时不可过短，以增大上下游落差。闸门开启时，应分开几个档次，每开一个档次，须待下游水位稳定后，再提升下一档开度。工程第一次行水时，闸门开度宜小一些，如发现闸门震动，水跃往返撞击闸门，或其它水跃异常现象，可适当调整开度。闸门开度应避开不利位置，当大水位差，小开度在e/h = 0.1左右，闸门最易震动；大开度则易发生摇动。总之，从闸门的安全观点出发，其运行的关键部位是最高和最低开启位置；从水利学观点出发，其关键是上游水位和泄流量都接近其上限值。2 试算池
26、深：见下表2-6表2-6开启高度e闸孔空数n垂直册侧收系数跃前水深hc(m)流量Q(m3/s)下游水深hs(m)跃后水深hc/(m)流态判断池深d(m)池长L(m)123456789100.220.61390.122812.240.331.26自由0.9910.230.240.61390.122824.480.651.26自由0.688.990.260.61390.122836.720.951.26自由0.377.760.280.61390.122848.961.141.26自由0.186.700.420.61530.24660.811.251.71自由0.5510.320.440.61530
27、.24672.661.41.71自由0.409.60.460.61530.24684.511.551.71自由0.259.120.480.61530.24696.361.651.71自由0.158.720.620.61830.371107.831.732.02自由0.3910.660.640.61830.371119.31.852.02自由0.2710.180.660.61830.371130.771.942.02自由0.189.820.680.61830.371142.242.072.02淹没0.820.62040.4963153.322.172.25自由0.1910.440.840.620
28、40.4963164.42.272.25淹没0.860.62040.49630.880.62040.49631.020.62280.6228197.262.482.39淹没1.040.62281.060.62281.080.6228各计算公式如下： /由e/h查水利学P408表87 hc =/e 水利学 P13 Q由闸孔出流公式： Q = u0be 水利学 P407 u0闸孔出流流量系数，南京水利科学研究所经验公式： u0 = 0.60-0.176(e/h) 水利学 P408 b-闸孔宽度,m e-开启高度 h0-上下游水位差，m h/由共轭水深公式： hc/ = h - 1 水利学 P346
29、 d 估算公式： d = hc/ - hs 水利学 P13 L 估算公式： L = 4d + 6.90.7( hc/-hc) 水利学 P133池深的确定：由上表2-6可知：d最大值为0.99m，本工程初拟为1.0m.现以收缩断面底部的水平面为基准面，可得能量方程为： E0 = hc + q2/(2g2 hc2)水利学 P5即可利用迭代法计算收缩断面水深hc ： hc = 0.1120 m所以，由共轭水深公式可计算hc/ hc/ = 1.3 m水跃将发生在池内，离开消力池的水流，由于竖向收缩，过水断面小，动能增加，水面跌落一个z值，其水流特性与淹没宽顶堰相同。消力池内水深为hT: hT = d
30、+ ht + zz可由能量方程求得：z = q2/2g1/(/ ht)2 1/（j hc/）2 水利学 P13z = 0.04 m hT = d + ht + z = 1.0 + 0.33 + 0.04 = 1.37又因 hT = j hc/ 水利学 P12故淹没系数可以验证： j = hT/ hc/ = 1.053故符合标准j（1.051.10）该消力池假设可行，故采纳。4池长的验算：工程设计应保证水跃发生在消力池内，故池的长度与水跃长度有关。平底消力池即水平护坦上无任何尾坎时的水跃，叫自由水跃。当消力池采用挖深式或其它型式时，池内形成强迫水跃，比自由水跃短，也比较稳定。所以，一般消力池的长
31、度（不包括尾坎低宽）按下式估算： LK = （0.70.8）LJ LJ 为自由水跃长度 LJ = 6.9（hc/-hc）水闸 张世儒 P100由计算可知 LJ = 6.9（1.26 0.1228） = 7.8 LK = 0.87.8 = 6.2考虑综合因素水跃取 7m 因为消力池高程低于底板高程，二者之间用：的斜坡段连接，消力池长（不包括斜坡段上游平台和尾坎低宽）为4d + LK ,故为m.护坦厚度护坦承受高速水流的冲击、脉动压力、扬压力的作用，受力比较复杂，必须具有较好的强度、整体性和稳定性。建筑材料一般采用混凝土。混凝土护坦一般配置的构造钢筋，间距cm。护坦同闸室底板、翼墙及海漫之间均用缝
32、分开，以适应沉降和伸缩变形。护坦中顺流向的纵向缝最好与底板的缝错开，也不宜置于对着闸孔中心线的位置，以减轻急流对纵向缝的冲刷作用。缝距以不大于m为宜，但靠近翼墙的护坦缝距应小一些，应尽量减少翼墙及见墙后填土的边荷载影响。缝宽一般为.cm，缝中填以三毡两油止水片。护坦不宜设置横缝，其上有高速水流时，常因横缝形式不佳，遭到冲刷等破坏。按抗冲要求，非岩基护坦厚度计算的经验公式如下t = k1 水利水电设计规范式中：q - 护坦上的单宽流量h - 上下游水位差k1-经验系数，取.故 t = 0.175 = 0.3 m工程采用0.5m.水闸的防渗设计时，常在护坦的下面布置排水系统，即在护坦底下铺设水平滤
33、层（包括排水），而在护坦上设排水孔。渗流由滤层搜集，在通过排水孔排至下游。这样，作用在护坦底面的渗压水头几乎为零。排水孔的孔径一般为510cm，间距1.02.0cm,按梅花形排列。护坦的斜坡段和水跃跃前水深断面处不宜布置排水孔，以免滤层土料因上下压差过大而被吸出。消力池布置见下图2-4图2-4二海漫设计流出消能池的水流，紊动现象仍很剧烈，底部流速较大，流速分布也未恢复到正常状态，对河床仍有较强的冲刷力。所以对护坦以下的渠道，除抗冲能力很强的岩基外，一般再用混凝土板或块石等材料建成海漫加护，以免引起严重冲刷。1 海漫长度详细计算见表2-7计算公式如下：LP = k式中： q - 消力池出口处单宽
34、流量 h - 上下游水位差 k - 经验系数，取12表2-7Q(m3)q(m3/s)H(m)LP(m)1001.622.118.392003.241.323.063004.860.623.283996.460.117.156099.820.1523.37由以上数据海漫设计为23m.上式未把影响冲刷的消能扩散因素考虑进去，量纲上也不和谐，所以采用以下公式验算： LP = kh2(1 q2/q)水闸 张世儒 P110式中： k - 经验系数，取12 h2 - 海漫上的水深 q - 消力池出口处最大单宽流量 q2 - 渠道允许最大单宽流量，q2/q由实际情况取0.6，取1.05.验算结果为20m .
35、故初拟结果可以，海漫取23m.2.海漫的布置和构造下游河床局部冲刷不大时，可采用水平海漫；反之，采用倾斜海漫，或者前面一小段是水平的，后面一段是倾斜的，根据经验，倾斜海漫的底坡不应陡于1：10。本次设计水平段6 m，倾斜段17 m，底坡为1：10的比例。海漫所用的材料，主要是块石和混凝土。在构造上要求海漫材料粗糙，抗冲和透水，且具有一定的柔韧性。要求海漫表面粗糙，是为了有效的消耗水流的余能；要求具有透水性，是为了消除底面的渗透压力；抗冲是为了保证海漫本身不致被水流冲动，反而达到保护河床的目的；至于柔韧性，可以使海漫在一定程度上能适应河床的变形。根据水跃大尺度紊动余能是逐渐向下游衰减的，海漫结构
36、强度也应相应逐渐减弱。在水平段，通常采用浆砌块石或混凝土板结构，余图2-5下的后段常用干砌块石结构。干砌块石海漫，用浆砌块石或混凝土组成的框格分快维护起来。格埂的间距为1015m,断面尺寸约为2130cm.本次设计前段采用浆砌块石，后段采用干砌块石，块石厚度均为50cm。底部铺设20cm砂石垫层以防止底流淘刷河床和被渗流带走。海漫结构图见2-5。三防冲槽设计海漫末端水流仍具有一定的冲刷能力。渠床仍难免遭受冲刷，危机海漫等结构的安全，为此，常接着海漫设置一道防冲槽。防冲槽的作用是当下游渠床形成最终冲刷状态时，保护海漫不遭受破坏。槽中多堆放块石，槽顶与海漫末端齐平，槽地高程决定开挖施工和堆放数量等
37、条件。闸塘施工期排水常用防冲槽的开挖断面，故槽底还要照顾排水的要求。工程上多采用宽浅式梯形断面，槽顶与槽底的高程差一般为1.01.5m,本工程取1.5m。底宽b取23倍的深度，本工程取3m.上游坡度m1 = 2,下游坡度取m2 = 3.防冲槽冲刷深度计算公式：计算数据见表2-9 t/ = 1.1q/v0 t水工建筑物 P307式中： t/ - 海漫末端的可能冲刷深度， q/ - 海漫末端的单宽流量， v0 - 河床土质的不冲流速，0.9m t - 海漫末端的水深表2-9q/v0tt/设计水位6.30.93.624.12校核水位9.670.94.926.89海漫冲刷深度一般以设计水位为准。防冲槽的单宽抛石量V应足以护盖冲坑上游坡面的需要，可按下式计算： V = A t/（m3）水工建筑物 P307式中： A - 经验系数，采用3故 V =
