H江水利枢纽工程毕业设计（重点泄水闸设计） 设计说明书
3.2.7 两岸连接建筑物设计
采用扶壁式挡土墙，上游翼墙顶标高为24.5m，下游翼墙顶标高为24.0m。
上游翼墙，墙高为12.5m，底宽取10m，扶壁间距取5m，厚度取1m，立板厚顶端为1m，底部取1m，底板厚度1m，墙趾外挑3.5m，具体见示意图。
下游翼墙，墙高为13.3m，底宽取10.5m，扶壁间距为取5m，厚度取1.0m，立板厚顶端为1.0m，底部取1.0m，底板厚度1.0m，墙趾外挑3.5m，具体见示意图。
上游护坡，顶高程为24.5m，底高程13.0m，采用坡比为1:3，40cm厚浆砌块石护坡。 下游护坡，顶高程为24.0m，底高程13.0m，采用坡比为1:3，40cm厚浆砌块石护坡。
3.2.8 闸底板配筋
经计算，面、底层钢筋均按φ22@150配置。
4 水闸水力设计
4.1 堰型、堰顶高程的确定
经分析，初拟闸孔采用结构简单、施工方便的无坎平底宽顶堰（平底水闸属无坎宽顶堰），判别堰的出流情况。
根据闸址的地形地质条件，砂土的地基标准贯入击数N63.5=20>8，可直接作为水闸的天然地基。（根据工程经验，如果当粘土层的标准贯入击数大于5，砂土地基的大于8时，小型水闸可直接建在天然地基上。——《水工建筑物》第213页）
泄水闸的设计洪水位较高，如底板定得低，则单宽流量太大，根据闸孔允许单宽流量 [q]=30 m3/s/m 的要求，因此底板宜定得高些。
底板高程的高低直接影响水闸的造价。底板高程定得低些，虽可加大过闸水深和单宽流量，从而减小闸室总宽，但却增加了水闸高度，若将底板高程定得高些，情况则相反。
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综上所述，宜利用闸址天然地基，根据闸址处现状河床高程13~14m，为减少开挖、避免淤积和降低工程投资，拟定闸底板顶高程为13.0m。
4.2 水闸净宽确定
已知设计流量QS=Q2%=9540 m3/s，相应的上游水位为23.65m，闸坎高程为13.0m，则宽顶堰堰上水头
H=23.65-13.0=10.65 (m) 已知主河槽宽B0=500m，则
V?QBH=9540/(500×10.65)=1.792 (m/s)
0s0 aV22g?1.1×1.7922/(2×9.8)=0.18（m） 0 H?H?aV22g=10.65+0.18=10.83(m)
00下游水位为23.40m，则下游水面超过堰顶的高度 h=23.40-13.0=10.40 (m) s hH?10.4/10.83=0.96>0.8
s0由《水力学》式(8.20)知，宽顶堰为淹没出流。 由宽顶堰淹没出流流量公式 水闸净宽
Q??s?mnb2gH023 可得
B0?Q3/2??m2gH0
对于平底闸，当堰流处于高淹没度（hs≥0.9）时，闸孔总净宽也可按以下公式（《水H0闸设计规范》第53页）计算：
?hs???0?0.877???0.65???H0?2=0.877+(0.96-0.65)2=0.973
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B0?Q =9540/(0.973×10.4×
2?9.8?(10.83?10.4))=324.7(m)
?0hs2g?H0?hs? 根据资料要求，允许单宽流量 [q]=30 m3/s/m 所以 B>Q2%/[q]=9540/30=318 (m)
4.3 校核泄流能力
闸孔单孔净宽在8～12m范围内选择。为了减少工程量，降低工程总投资，现选8m、10m、12m三种方案进行设计情况和校核情况下的比较。
4.3.1 设计水位时计算流量
设计流量QS=Q2%=9540 m3/s，H上=23.65m，H下=23.40m，闸坎高程为13.0m。 1、
单孔净宽b=12m时，n=B/b=325/12≈27孔
1.0m，边墩厚度为1.2m。 拟定2孔为一个整体底板，中墩厚度取1.4m，缝墩厚度为2×2=14.4m，翼墙圆弧r =20m 边孔流量系数：两半边孔B=(1.2+6)×r/b=20/12=1.67＞0.5， b/B=12/14.4=0.833 查《水力学》表8.6得：m1=0.376
中孔流量系数： 两闸墩中线间距B=12+0.7+1.0=13.7m， 闸墩头半径r =1 m（有16孔）
r/b=1/12=0.083， b/B=12/13.7=0.876
查《水力学》表8.6得：m2=0.377 平均流量系数：
m1??n?1?m2 =0.377
m?n因流量和行近流速都未知，假设不计行近流速，即H?H=10.65m，hs=23.4-13.0=10.4。0所以hH=10.4/10.65=0.98>0.8，由《水力学》式(8.20)知，为淹没出流。查《水闸设计规s0范》表A.0.1-2得：淹没系数б=0.47。将上述各值代入流量公式得第一次流量近似值：
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3Qs??s?mnb2gH02 =0.47×1×0.377×27×12×(2×9.8) 1/2×10.653/2=8833.6 m3/s
10.65)=1.659(m/s) 则：V?QBH =8833.4/(500×
0s0 ?V22g? 1.0×1.6592/(2×9.8)=0.14（m） 0H0?H??V022g =10.65+0.14=10.79(m)
hsH0=10.4/10.79=0.96>0.8，为淹没出流，б=0.61。 计算第二次流量近似值：
Qs??s?mnb2gH032 =0.61×1×0.377×27×12×(2×9.8) 1/2×10.793/2=11692.3m3/s
10.65)=2.196(m/s) 则：V?QBH=11692.3/(500×
0s0 ?V22g?1.0×2.1962/(2×9.8)=0.246（m） 0H0?H??V022g =10.65+0.246=10.896(m)
hsH0=10.4/10.896=0.95>0.8，为淹没出流，б=0.66。 计算第三次流量近似值：
Qs??s?mnb2gH032=0.66×1×0.377×27×12×(2×9.8) 1/2×10.8963/2=12836.8m3/s
10.65)=2.411(m/s) 则：V?QBH=12836.8/(500×
0s0 ?V22g?1.0×2.4112/(2×9.8)=0.296（m） 0H0?H??V022g=10.65+0.296=10.946(m)
hsH0=10.4/10.946=0.953>0.8，为淹没出流，б=0.66。 计算第四次流量近似值：
Qs??s?mnb2gH032=0.66×1×0.377×27×12×(2×9.8) 1/2×10.9463/2=12926.2m3/s
第四次流量与第三次计算值甚为接近,误差值小于1%，不必再算。 单宽流量：q?Q2%?nb? =9540/(27×12)=29.4 m/s/m<[q] =30 m/s/m,满足设计要求。
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2、当单孔净宽b=10m、8m时，计算过程同上，现将计算过程用Excel编制成表格，
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