三道岭排水闸设计.doc

目 录中文摘要（关键词）1外文摘要（关键词）21 基本资料和设计依据41.1设计的基本资料41.1.1地形及工程任务情况41.2设计资料41.2.1实测涵闸位置相对高程41.2.2土质42 三道岭涵洞的总体布置52.1涵洞的总体布置52.1.1涵洞位置选择52.1.2涵洞水流形态及涵洞选择52.1.3洞底高程，纵坡及孔径尺寸确定52.1.4涵洞进出口建筑物的布置53 三道岭排水闸消能设计73.1消力池设计73.1.1水跃计算73.1.2水跃长度计算83.1.3消力池深d的计算83.1.4消力池的布置要求93.2海漫设计103.2.1海漫长度计算103.2.2海漫段防冲砌块体尺寸的计算103.2.3海漫末端的水深控制113.2.4海漫的布置要求123.3防冲槽设计123.3.1冲刷坑深度计算123.3.2防冲槽断面面积计算133.3.3防冲槽的布置133.4翼墙与护坡134三道岭排水闸闸室结构计算144.1水闸的设计步骤144.2闸室设计144.2.1基本资料144.2.2闸室的总体布置144.3防渗及闸室渗流计算164.3.1渗流长度计算174.3.2地下轮廓线布置174.3.3渗流计算（直线比例法勃莱法）174.3.4底板渗透压力的计算184.4闸体稳定分析计算194.4.1荷载计算194.4.2抗滑稳定验算214.5闸室的结构计算214.5.1底板配筋计算224.5.2闸墩结构计算224.5.3起闭机梁、柱结构的配筋计算21参 考 文 献24致 谢25摘 要为了适应浑河大堤扩建工程的要求，在原涵洞处，即三道岭地区重建一座排水闸。在洪水期，当流量大于2000m3/s，水流有可能通过排水闸排出。排水闸用来排除内河或低洼地区对农作物有害的渍水，当外河水位上涨时，可以关闸，防止外水倒灌。当洼地有蓄水、灌溉要求时，可以关门蓄水或从江河引水具有双向挡水，有时还有双向过流的特点。排水闸根据水工建筑物设计要求和设计原理进行设计。闸门设计成整体式平板单孔闸门。同时考虑到水流特征，在涵洞出口即闸后设挖深式消力池，后半部分设置排水孔。消力池与涵洞间设跌水。为满足与下游河道水流情况相同并且减少对河岸的冲刷要求,在消力池后铺设海漫，海漫后设置齿墙. 以上各结构处除海漫外均采用钢筋混凝土结构，按三级建筑物进行设计。设计说明书按章节划分，条理清晰，并附有排水闸平面图、纵剖面图及细部剖面图。关键词：水闸；消力池；海漫。AbstractFor the sake of the demand that adapts to the great embankment extension of turbid river，Original culvert part is living，In immediate future opens to serve as the fortress area to reconstruct drains away water the sluice gate,which living the flood water stage , Be more than 2000m3/s when the rate of flow, The stream run outside the embankment by means of the culverts and water gates probably. Using the dewatering sluice to eliminate the soak water is bad for crops of the inland river or low-lying land. when the water level of the outside the river is rising, closing the sluice , preventing the outside water flow backward. when the request is the retain water or irrigation, it can close the sluice in order to retain water or draw water from river. It has two-way keeps off the water , sometimes it has the peculiarity two-way stream of water pass the sluice. The sluice gate is designed on the basis of water engineering building design requirement and the design rule. The sluice gate is designed into entire style single opening sluice gate of flat plate. Consider the streams feature moreover, In immediate future the culvert is exported sluice gate queen to excavate that the deep style vanishs in the force pool in case being living， The later half section is put up drain hole ，the drop is put up between the stilling basin and culvert. It is the same moreover decreases the scousing demand in the interest of meeies to the river bank against the downsteam river course streams situation，Being living to vanish，afterwards builds the big lake to develop，and puts up the tooth wall afterward flexible apron in the force pool。Foregoing every composition all adopts the reinforcing bar beton composition except for flexible apron，Design according to three steps of buildings. The specification book is divided according to the chapters and sections, Proper arrangement is distinctly , Moreover has the culvert plan . The muscle picture is matched somebody with somebody by vertical section picture and detail section and the composition . Keyword: Water gate ；The force pool vanishs ；flexible apron前 言三道岭排水闸位于位于沈阳市苏家屯区王纲公社张当堡大队，浑河左堤。原工程于一九五八年建成，多年来担负着王纲乡金大台，杨孟达，三道岭，大淑乡西淑村，胡家店等约二十二平方公里的洪涝积水任务，即浑沙灌区内，六分干及六五引支，前谟南部老铁路路基与该段浑河大堤所围成的狭长地区。其中耕地二万余亩。原工程为砖石混合结构，单孔涵洞。现浑河大堤扩建，原工程已经不能满足要求，因此，本着经济安全的原则，将在原涵洞位置上进行重建。工程在一般降雨情况，起着泄出洪水任务，每至大汛浑河泻洪超过2000m3/s时，为防止洪水倒灌，此时须将闸全闭，以确保堤内人民生命财产之安全，作用比较大。基于以上各因素，结合三道岭排水涵闸的实际状况，本人对该三道岭排水闸进行了规划与设计。本设计分为五章。其中，第一章和第二章分别是设计的基本资料及三道岭涵洞的总体布置。第三章是消能计算。 第四章是三道岭排水闸闸室结构计算。其中第三章三道岭排水闸的消能设计是设计的核心部分，进行了大量的计算与检验工作。在进行三道岭排水闸的选择过程中，由于缺乏实际经验，有许多数据都是主观的假定，有不合理之处还望见谅。由于本人的水平和条件所限，本设计的错误与不妥之处在所难免，本人恳请老师和同学给予指正。 冯福新 2012年12月12日1 基本资料和设计依据1.1设计的基本资料1.1.1地形及工程任务情况三道岭排水闸位于沈阳市苏家屯区王纲公社张当堡大队，浑河左堤。原工程于一九五八年建成，多年来担负着王纲乡，金大台，杨孟达，三道岭，大淑乡西淑村，胡家店等约二十二平方公里的洪涝积水任务，即浑沙灌区内，六分干及六五引支，前谟南部老铁路路基与该段浑河大堤所围的狭长地区。其中耕地二万余亩。原工程为砖石混合结构，单孔涵洞，宽3.6m。现浑河大堤扩建，原工程已经不能满足要求，因此，本着经济安全的原则，将在原涵洞位置上进行重建。工程在一般降雨情况，起着泄出洪水任务，每至大汛浑河泻洪超过2000m3/s时，为防止洪水倒灌，此时须将闸全闭，以确保堤内人民生命财产之安全，作用比较大。 本工程按三级建筑物设计。1.2设计资料1.2.1实测排水闸位置相对高程假定泡子底高程 10.000m堤顶高程14.7m最低民宅地坪12.870m河底8.950m距闸50m处河底8.550m村道11.680m原有洞进口管底壁10.310m堤外耕地12.040m堤内最洼耕地10.960m1.2.2土质 砂壤土，饱和内摩擦角=25，湿土容重取19KN/m3，砂泥摩擦系数f=0.32，填土容重取18KN/m3，钢筋混凝土容重=24KN/m3。2 三道岭涵洞的总体布置2.1涵洞的总体布置2.1.1涵洞位置选择因为该涵洞是重建的，故选定的涵洞轴线与原涵洞轴线位置一致。2.1.2涵洞水流形态及涵洞选择2.1.2.1水流流态因为大堤质量好，不至因为水压和渗流作用而失稳。涵洞材料用钢筋混凝土，密不透水，接缝处设止水。此涵洞主要用于排水，汛期洞前有较高的积水深度，选用有压涵洞。2.1.2.2洞型选择有压涵洞由于受内水压力作用，和对防渗要求较高，并且为施工方便。采用钢筋混凝土箱涵。2.1.3洞底高程，纵坡及孔径尺寸确定2.1.3.1洞底高程、纵坡洞底高程、纵坡的布置原则：满足过水能力和选定流态要求，结合地形、地质条件、开挖量小且又安全，满足进口允许壅水高、考虑出口水位高程，纵坡、水位及变幅影响。洞底高程、纵坡的拟订：因属重建，本着施工方便且安全的原则，取洞底地板高程为10.0m。纵坡1/500。2.1.3.2孔径尺寸确定孔径尺寸原则：涵洞孔径尺寸满足设计流量，并应保证通过设计流量时涵洞内为选定流态。涵洞孔径尺寸应能满足使涵前壅水深不淹没上游居民，但单孔比多孔经济，且施工方便，故选用单孔箱涵。洞口尺寸拟订：按初拟的涵洞洞底高程，纵坡及孔径尺寸的计算结果，如不满足或不经济合理，应重新进行布置和孔径选择，以获得适宜的孔径尺寸和合理的布置。2.1.4涵洞进出口建筑物的布置2.1.4.1进出口建筑物的布置。进口选用八字形翼墙，翼墙扩散角采用30，出口亦选用八字形翼墙，翼墙扩散角采用13，其后设消力池其布置见图2-1。图21 涵洞进口防冲铺砌2.1.4.2进出口型式进口段布置：涵洞纵坡为1/500，进口冲刷力不大，翼墙以外铺砌长度一般铺至堤坡线以外0.4m。进口处渐变段的长度用经验公式计算，根据扩散角度为300和渠底宽6m，涵洞宽计算渐变长度。因为是有压涵洞，除对进口河床进行铺设外，还应对涵洞入口顶部及两侧一定范围内的堤边坡进行铺砌加固。出口段布置：由于涵洞出口设有闸门，出口流速较大，往往大于出口河道土壤以允许不冲流速，因此需采用消能设施。消能设施采用低流消能，挖深式消力池。3 三道岭排水闸消能设计水流过闸时，可能具有较大的上下游水位差。同时，闸孔宽度都小于上下游河床宽或渠宽，使过闸流量比较集中，单宽流量加大，致使过闸水流具有较大动能。这势必会冲刷下游河床或渠道，甚至威胁闸的安全。因此。必须采用可靠的消能防冲措施，搞好水闸的消能防冲设计。3.1消力池设计涵洞出口消能水利设计的主要内容为：在已知总水头T。、出口单宽流量q及下游水位流量关系的条件下，计算、分析水流的衔接形式，判断是否要求采取消能措施，以及确定消能设施的结构型式与尺寸。涵洞出口消能，多采用底流消能，所谓底流消能，就是采取一定的工程措施，是水流在涵洞出口处产生水跃，利用水跃消能。底流消能主要有挖深式消力池、消力墙和综合式消力池三种型式。3.1.1水跃计算3.1.1.1确定下游水深ht 求下游水深采用试算法。先假设一水深h,根据 m,b求出相应的流量Q，若Q与设计流量10.34m3/s一致，则h=ht否则，重新假设h，重新计算直至h=ht ，Q= 10.34m3/s，此时，即为ht此前在二章求得ht=1.28m3.1.1.2下游收缩断面水深hc已知：Q= 10.34m3/s，q=10.34/1.8=5.74 m3/smV=q/h=5.74/1.25=4.59m/s H=1.25+v2/2g=2.32m=(10.34-8.95)+2.96=4.35m 取已知=0.95 hc1=0hc=q/2g(-hc1)1/2 =5.74/0.9519.6(4.35-0)1/2 0.65m 取hc1=0.8m hc=0.717m Hc2=0.73m hc=0.717mHc3=0.72m hc=0.72m取hc= Hc3=0.72m 跃后水深： =（-1） 式中： 以涵洞出口渠底为基准面的涵洞出口总能头（m）； q收缩断面处的单宽流量（/s.m）； g重力加速度； 流速系数； 收缩断面的佛汝德数 （= ，为收缩断面水深）； =0.72/2(1+85.742/9.80.723)0.5-1 =2.6ht=1.28m可知为远离式水跃必须修建消力池，使其成为稍有淹没的水跃3.1.2水跃长度计算水跃长度指跃前断面与跃后断面间的距离。计算跃长的公式很多，但多属于经验公式。常用的公式有：3.1.2.1按跃前断面佛汝德数大小，用不同公式计算：当1.79.0时C=9.5(-1)当9.016时 C=8.4(-9)+76 3.1.2.2欧勒佛托斯基公式 =6.9（-）3.1.2.3吴持恭公式 =10（）在本工程设计中我国采用欧勒佛托斯基公式计算得出： =6.9（-）=6.9（2.6-0.72）=12.97m3.1.3消力池深d的计算挖深式消力池，是在涵洞出口要求发生水跃的范围内，以挖深渠底的办法局部加大下游水深，促成淹没水跃消能。挖深式消力池水利设计的主要任务是确定池深值S和消力池长度 。3.1.3.1计算消力池深d d1=h-ht=1.102.6-0.72=2.14（m） q=5.74(m3/ms) z1=1.745（m） d=h-(ht+z)=1.12.6-(0.72+1.745)=0.395(m) 按构造要求，消力池最小深度取0.5m3.1.3.2计算消力池池长 Lj=6.9(h- h)=6.9(1.06-0.25)=12.97(m) LB=(0.70.8) Lj=9.0710.37m取消力池池长为10(m)3.1.3.3确定消力池底板厚度t t=k1=0.2=0.6(m)3.1.4消力池的布置要求消力池底板由于要承受水流、脉动压力和底部扬压力的作用，故有一定的重量、强度和抗冲耐磨能力。材料一般选用C15C20的混凝土做成，并配置纵向1012mm的温度钢筋，间距2030 cm或按0.1%0.2%的含钢率配置构造筋。大型水闸消力池底板的顶、底面均需配筋，中、小型水闸可只在顶面配筋。为了减小渗透压力的影响，按防渗设计要求，在底板上布设排水孔，孔径一般525cm，间距为1.03.0m，呈梅花布置在消力池后部，并设反滤层。一般不要设在护坦前端，以防高速水流造成局部负压，将孔下地基土壤吸出，导致护坦失事。本工程在消力池的后半部分设置了8个排水孔，孔径为25cm，间距为1m。为适应地基的不均匀沉陷，消力池与闸底板、翼墙、海鳗之间以及消力池本身顺水方向均应分缝，缝距1020m，地基差时为812m。垂直方向通常不设缝，以保证其整体性。缝宽2.02.5cm。缝的位置如在闸基防渗范围内，缝中应设止水；否则，不用设止水，但一般都铺设沥青油毛毡。为增强护坦板的抗滑稳定性，常在消力池末端设置齿墙，齿墙一般为0.81.5m，宽为0.60.8m，消力池末端通常还设尾槛，其作用时壅高池内水位，促使消力池能在下游水深不足时形成水跃，并控制、缩短水跃长度，将出流挑向水面，调整出池水流的流速分布，促进出池水流的扩散作用，以减少下游河床的冲刷。3.2海漫设计水流经过消力池，虽然消除了大部分多余能量，但仍留有一定的剩余动能，特别是流速分布不均，脉动仍然比较剧烈，具有一定的冲刷能力。因此，护坦后仍需设海漫等防冲加固设施，以使水流均匀扩散，并将流速分布逐渐调整到接近天然河道的水流形态。3.2.1海漫长度计算海漫长度可按下式估算： L=(1012.5) 式中为下游水深。计算时，公式中的系数，对于土质较坚实耐冲、消能扩散良好、跃高比较小的，取较小值，反之取较大值。3.2.2海漫段防冲砌块体尺寸的计算海漫防冲砌护块体的几何尺寸，随材料类型及施工方法的不同而有所区别。工程中常用的干砌石海漫，可按式（49）做估算块石直径。 d=0.06 式中 d块石直径（m）海漫上最大流速， 1.6，为出池水流的平均流速。从便于施工的角度考虑，公式中的不宜大于3.5m /s。通常单层干砌石厚度不宜小于2030cm，其下还应该注意做好反滤垫层，本工程采用的干垫层是为钢筋混凝土500mm，碎石200mm，砂150mm。从使用上说，双层干砌石不如加厚的单层砌石好。本工程采用干砌块石结构，按公式 d=0.06 计算块石直径A=(b+mh)h=(6+1.51.25)1.25=10.14=1.02m/s1.6=1.61.02=1.63m/s d=0.06=0.16m30cm因为本工程计算块石粒径小于常规要求的粒径，按规范要求进行铺砌，海漫由30cm粒径块石铺砌。查水力学得砂壤土流速=5.0m/s3.2.3海漫末端的水深控制海漫末端水深可根据渠（河）床上土质的最大流速来控制. =q/ 式中 海漫末端（防冲槽）上水深（m）； q海漫末端的单宽流量（/s）； 渠（河）床土质容许流速（m/s）；计算出来的值应接近于下游水深：若，说明海漫末端的实际流速小于容许流速，则偏于安全；若，则偏于不安全；海漫设计中应控制其末端水深小于下游水深。具体计算过程如下：海漫出口处单宽流量为：q=1.72/s.mL=(1012.5)=(1012.5)1.28=12.816m 取海漫长度L=15m 。则：海漫末端控制水深为： =q/=1.72/5=0.34m =1.28m上列计算结果说明本工程海漫末端的实际流速小于容许流速，则偏于安全。3.2.4海漫的布置要求一般在海漫起始段做510m长的水平段，其顶面高程可与护坦齐平或在消力池尾坎顶以下约0.5m，水平段后做成不陡于1：10的斜坡，以使水流均匀扩散，调整流速分布，保护河床不受冲刷。对海漫的要求有：1、表面有一定的粗糙度，以利进一步消除余能；2、具有一定的透水性，以便使渗水自由排出，降低扬压力；3、具有一定的柔性，以适应下游河床可能的冲刷变形。本工程中，采用了长15m的干砌石海漫，底面设置反滤层，末端设置高1.5m的齿墙。3.3防冲槽设计水流经过海漫后，尽管多余的能量得到了进一步的消除，流速分布接近河床水流的正常状态，但在海漫后末端仍有冲刷现象。为保证安全和节省工程量，常在海漫末端设置防冲槽。在海漫末端预留足够的块径大于30m的石块，当水流冲刷河床，冲刷坑向预计的深度逐渐发展时，预留在海漫末端的石块将沿冲刷坑的斜坡陆续滚下，散铺在冲刷坑的上游斜坡上，自动形成护面，使冲刷不致再向上游侧扩展。3.3.1冲刷坑深度计算q=1.304 查附表可知 v0=1.4m/s（水力学）t=1.1-t=1.1-1.28=-0.26m因为计算出来的冲刷坑深度为负值，所有本排水闸不需要设置防冲槽。参照已建水闸工程的实践经验，防冲槽大多采用宽浅式的，其深度t一般取1.5m，底宽b取3m，上游坡率m1=2.5，下游坡率m2=1.8。3.3.2防冲槽断面面积计算防冲槽断面面积大小，取决于冲刷坑形成以后冲坑上游坡的平均坡度及堆石自槽内向坑底塌滑时块石铺盖的厚度。根据有关试验研究资料，冲刷上游平均坡度为1:31:6,下游平均坡度为1:10或更缓。防冲槽断面面积可按公式计算： = 式中 防冲槽断面面积（）； 冲刷坑深度（m） m滑落的堆石形成的护面坡率，可取m=36； 堆石形成的护面厚度（m），可以取=0.30.5（m）。3.4翼墙与护坡在与翼墙连接的一段河道，由于水流流速较大和回流漩涡，需要加做护坡。护坡在靠近翼墙处常做成浆砌石后接干砌石，保护范围稍长于海漫，包括预计冲刷坑的侧破。干砌石护坡每隔610m设置混凝土埂或浆砌石一道，其断面尺寸约为30cm60cm.在护坡的坡脚以及护坡与河岸土坡交接处应做一深0.5m的齿墙，以防止回流淘刷和保护坡顶。护坡下面需要铺设各厚10cm的卵石及粗砂垫层。翼墙通常设于铺盖段，若铺盖上游需设防冲槽，也可以参照海漫末端的防冲槽进行布置。4 三道岭涵闸闸室结构设计4.1 水闸的设计步骤（一）位置选定：此闸门位置应设于涵洞的出口处。（二）水闸型式的选择：当大讯期浑河泻洪超过2000m3/s时，为了确保堤内安全，水闸的型式为节制水闸。（三）决定闸底板高程和总宽度：闸底高程与涵洞底壁高程相同。（四）闸室和上下游连接段布置：上游为涵洞，下游设消力池。（五）进行结构设计确定闸室细部尺寸及配筋。4.2 闸室的设计4.2.1基本资料1闸前水位1.25m；2.设计流量10.34m3/s；3.涵洞断面为箱型1.251.8m；4.土壤为砂壤土；5.级建筑物。材料情况：，。4.2.2闸室的总体布置4. 2.2.1底板底板顺水方向的长度，取决于地基条件和上部结构布置并满足抗滑稳定和地基允许承载力的要求。底板长度可根据经验拟定：对于沙砾石地基，可取（1.52.5）H(H为上下游最大水位差)对于砂土和砂土壤地基，取（2.03.5）H;对于粉质壤土和壤土地基，取（2.04.0）H;对于粘土地基，取（2.54.0）H.闸室结构沿垂直水流方向的分段长度，在岩基上不宜超过20m，在土基上不宜超过35m，若超过上述数值宜做技术论证。底板厚度必须满足强度和刚度的要求，大、中型水闸可取（1/61/8）l0(l0为闸孔净宽)，一般为1.02.0m，最薄不宜小于0.6m，但小型水闸也有用到0.3m的。底板内布置钢筋较多，但最大含钢率不得超过0.3，底板混凝土应满足强度、抗渗、抗冲等要求，常用C15或C20。4. 2.2.2闸墩闸墩的结构型式应根据闸室结构抗滑稳定性和闸墩纵向刚度要求确定，一般宜采用实体式，常用混凝土、少筋混凝土或浆砌块石。闸墩的外形轮廓设计应满足过闸流量平顺、侧向收缩小、过流能力大的要求。上游墩头可采用半圆形，以减小水流的进口损失；下游墩头宜采用流线型，以利于水流的扩散。闸墩高程一般指闸室胸墙或挡水线上游闸墩和岸墙的顶部高程，应满足挡水和泄水两种运行情况的要求。挡水时，闸顶高程不低于水闸正常蓄水位加波浪计算高度与相应安全超高之和;泄水时，闸顶高程不低于设计洪水位与相应安全超高之和。此外，确定闸顶高程时，还应考虑闸室沉降、闸前河渠淤积、潮水位壅高等影响。闸墩长度取决于上部结构布置和闸门型式，一般与底板等长或稍短与底板。闸墩上、下游面为铅直面；如上部结构布置厚闸墩游富裕，两端可做成10：15：1的竖坡。如上部结构布置不下，顶部可做成向外挑出的牛腿。通常弧形闸门的闸墩长度比平面闸门的闸墩长。闸墩厚度应满足稳定和强度要求，根据闸孔孔径、受力条件、结构构造要求、闸门型式和施工方法等确定。一般混凝土闸门闸墩厚1.01.6m，少筋混凝土闸墩厚0.91.4m，钢筋混凝土闸墩厚0.71.2m，浆砌石闸墩厚0.81.5m,平板闸门的闸墩厚受门槽深度控制，一般不小于0.4m，弧形闸门没有门槽，可采用最小厚度。平板闸门的门槽尺寸取决于闸门尺寸和支撑型式。工作闸门槽深一般不小于0.3m ,宽0.51.0m，最优宽深比宜选1.61.8，检修门槽一般为0.150.25m ,宽0.150.30.为了满足闸门安装与检修的要求，方便启闭机的布置与运行，检修闸门槽与工作闸门槽之间的净距不宜小于1.5m。当设有两道检修闸门时，闸墩和底板必须满足检修期的结构强度要求。4. 2.2.3闸门 闸门型式的选择，应根据运用要求、闸孔跨度、启闭机容量、工程造价等条件比较确定。 闸门在闸室中的位置与闸室稳定、闸墩和地基应力，以及上部结构的布置有关。平面闸门一般设在靠近上游，有时为了充分利用水重，也可移向下游侧。弧形闸门为不使闸墩过长，需要靠上游侧布置。 闸门顶应高出最高蓄水位。对胸墙式水闸，闸门高度根据构造要求稍高于孔口。4. 2.2.4胸墙胸墙常用钢筋混凝土结构做成板式或梁板式。当孔径小于或等于6.0m时可采用板式，墙板也可以做成上薄下厚的楔形板，其顶部厚度一般不小于0.2m，当孔径大于6.0m时，宜采用梁板式，它由墙板、顶梁和底梁组成，其板厚一般不小于0.12m,顶梁高一般为胸墙跨度的1/121/15，梁宽常取0.40.8m，底梁由于与闸门顶接触，要求有较大的刚度，梁高为胸墙跨度的1/81/9,梁宽为0.61.2m。当胸墙高度大于5.0m，且跨度较大式，可设中梁及竖梁构成肋形结构。一般情况下，大中型水闸的胸墙可设在闸门前，因门顶无水重，可减小启门力；小型水闸的胸墙设在闸门的下游侧，除便于止水外，还可以利用门顶上的水重增加闸室的稳定。 4. 2.2.5分缝与止水为了防止和减少由于地基不均匀沉陷、温度变化和混凝土干缩引起底板断裂和裂缝，对于水闸需要沿轴线一定距离设置永久缝。缝距不宜过大或过小，建在岩基上的水闸，缝距不宜大于20m，建在土基上的水闸，缝距不宜大于35m，缝宽一般为2.03.0m。凡是具有防渗要求的缝都应设置止水。对止水的要求是：应防渗可靠应能适应混凝土收缩及地基不均匀沉陷的变形应结构简单，施工方便 按止水所设的位置不同分为水平止水和铅直止水。水平止水设在铺盖、消力池、与底板和翼墙、底板与闸墩间，以及混凝土铺盖及消力池本身的温度沉降缝内，铅直止水设在闸墩中间、边墩与翼墙间及上游翼墙本身。因此闸室采用与涵洞连接的涵洞式水闸，因为单孔闸无交通要求，不设交通桥，采用螺旋式闸门，手摇式启闭机，每台重5KN，闸门采用钢筋混凝土结构，闸底板、闸墩、立柱、工作桥、启闭梁等都用钢筋混凝土材料。闸底板初拟尺寸：边墩厚0.5m,高2.0m,长度同底板相同。启闭机梁：顺水方向0.7m,厚0.3m，长2.8m启闭机柱：顺水方向0.7m,厚0.3m,高2.0m闸门距闸底板后缘1.5m闸孔净宽b=1.8m4.3防渗及闸基渗流计算水闸竣工时，地基所受的压力最大，沉降也较大。过大的沉降，特别是不均匀沉降，会使闸室倾斜，影响水闸的正常运行。当地基的承受的荷载过大，超过其容许承载力时，将使地基整体发生破坏。水闸在运行期间，受水平推力的作用，有可能沿地基面或深层滑动。如水闸于土基上的荷载过大时，闸室还可能连同一部分地基土体滑动（一般称为深层滑动）。因此，必须分别验算水闸在刚建成、运行、检修以及施工期间等不同工作情况下的稳定性，保证在各种情况下，闸室能安全可靠的运用。闸室稳定计算应该满足三项要求：闸室平均基地压力不大于地基允许承载力；闸室基地压力的最大值与最小值之比不大于允许的比值；闸室抗滑稳定安全系数不小于允许的安全系数。闸室的稳定性是指闸室在各种荷载作用下：（1）不致沿地面或深层滑动；（2）不发生明显的倾斜；（3）平均基地压力不大于地基的允许承载力。4.3.1渗流长度计算最不利工作情况分析，因闸室布置在坝外，浑河洪水位较高时，闸门全部关闭，此时，闸体支撑在涵洞和坝体上面，足以安全，因此，遇到闸门关闭，内水较高，外水消落时的情况（正常泄水时属于此种情况，但较上面假定的情况偏于安全），使闸体保证不倾覆，不滑动。水位差：当最不利水位时，内水最高达12.5m（以泡底高程等于10m算起），根据历年原闸运转情况，因此不淹民宅，下游水位最低9.5m高程。利用勃莱公式，因为是砂壤土，所以坡降系数取c=7,设反滤层。允许最小渗径长度：L=ch=7(12.5-9.5)=21m。4.3.2地下轮廓线布置涵洞前护坦： =3.6m涵洞长： =21-2.5=18.5m闸底板长： =（12）H=(12)3=36 ,取=4m实际渗径长度：L=0.5+0.5+0.25+(3.6-0.25-0.5)+0.25+18.5+0.25+0.25+1.5+0.5+1.73+1.26+1.73+0.5=30.77m21m实际渗径长度满足要求。4.3.3渗流计算（直线比例法勃莱法）任一点渗透压强：=H 式中 H上下游水位差，H=3m ； L实际渗径长，L=30.77m 。 图41 涵闸结构布置图(单位:m)4.3.4底板渗透压力的计算根据图41计算底板各点的渗透压强，计算结果见表4-1。表4-1 底板渗透压力计算节点XLHHx160.530.7730.1152.2330.7730.2143.4930.7730.3135.2230.7730.5125.7230.7730.6117.2230.7730.7107.72 30.7730.897.9730.7730.8825.4730.7732.5725.7230.7732.5626.2230.7732.6526.4730.7732.6429.4330.7732.9329.7730.7732.9230.2730.7733130.7730.7733单宽渗透压力：=（0.56+5.72）=10=12.95KN底板总渗透压力：P=12.952.8=36.3KN 。4.4闸室稳定分析计算渗透压力计算表：上下游水位差3.0m 。按直线比例法计算闸底板各点的渗透压力强度。各点计算值见表4-2。表42 渗透压力计算表点OaAbcdefghi06.97.47.99.412.913.3516.6531.2531.8532.2500.6350.6680.7130.851.161.201.502.822.872.91图42 渗透压力强度计算表(单位:m)4.4.1荷载计算自重：启闭机 G1=5KN 启闭机梁G2=0.80.32.824=16KN 启闭机柱G3=0.80.32.0242=23KN 边墩重 G4=40.52242=192KN 闸底板重G5=2.840.524=134.4KN 水重 G6=bHL=101.81.252.5=56.25KN 闸门重 G7 =2.00.1224=9.6KN水压力 P=1/2h2=0.5101.5625=7.8KN渗透压力E=-44.88KN4.4.2抗滑稳定性验算力矩是对底板底面中心点O力矩，计算见图4-3力的名称垂直力（KN）水平力（KN）力臂（M）力矩（KN.m）