水利工程第4章第二节.pptx

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1、（三）孔口尺寸拟定孔口尺寸的拟定，可根据给定的设计流量及相应上，下游水位，用堰流或孔流公式计算所需闸孔总净宽，进而选择孔数及单孔尺寸闸孔数愈多，闸墩也愈多，闸墩的阻水作用也就愈大。因此，从水力条件来说，孔数少些为好但加大单孔宽度，孔数可以减少，但要求较大的启闭设备，不一定经济第1页/共27页对于堰流孔口：对于孔流孔口：第2页/共27页（四）泄流能力1.堰流2.孔流（1）当下游水深的大小不影响闸孔出流时，此种出流称为自由出流第3页/共27页（2）当闸下水跃发生在收缩断面上游，水跃漩滚覆盖了收缩断面，此种出流称为淹没出流第4页/共27页二、水闸的消能防冲布置水闸泄流时,水流具有较大的动能，而土质河

2、床抗冲能力很低，因而下游冲刷是一种相当普遍的现象。第5页/共27页（一）出闸水流的特点当水闸初始泄流时，闸下的水很浅甚至无水，水流当水闸初始泄流时，闸下的水很浅甚至无水，水流连接条件不利连接条件不利随着闸门开度增大和开启孔数的增加，下游水位逐随着闸门开度增大和开启孔数的增加，下游水位逐渐抬高，形成水跃渐抬高，形成水跃稍有淹没的水跃，对水流的连接和消能是有利的稍有淹没的水跃，对水流的连接和消能是有利的当淹没较大时，下游水流强烈脉动，水跃长度和相当淹没较大时，下游水流强烈脉动，水跃长度和相应的紊动扩散区都会延长应的紊动扩散区都会延长淹没过大时，急流沿底部前进，造成下游严重冲刷淹没过大时，急流沿底部

3、前进，造成下游严重冲刷第6页/共27页当下游翼墙扩宽程度 过急或只有部分闸孔开启时，水流往往不能均匀扩散，形成集中急溜，左冲右撞，蜿蜒蛇 行，冲向下游，淘刷河岸及河床这种水流被称之为折冲水流第7页/共27页防止冲刷的措施1、选用合适的单宽流量。2、合理的平面布置。下泄水流尽量与原河床主流位置和方向一致。3、采取必要的消能防冲措施。4、制定合理的闸门开启程序。低流量时要隔孔交替或自中孔开始对称开启，关闭时相反。第8页/共27页消能防冲设计的控制条件 过闸水流可呈缓流状态和急流状态缓流无需特别的消能设施，只要引导水流均匀扩散，限制回流的发展。急流须采取适当的消能措施。使急流转变成缓流。水闸的消能设

4、计控制条件没有统一的标准，应根据水闸的特点，选择几种可能的水位流量组合，结合考虑合理的闸门操作方案，通过计算或试验分析比较后确定。还应根据各种可能出现的不利水位流量组合计算比较确定。第9页/共27页（二）消能设计水闸一般采用底流式水跃消能 消力池是主要的底流消能设备，作用是造成产生淹没式水跃所必需的尾水深度。工程中多采用挖深的办法形成消力池 通常将护坦高程降低0.51.0m，使其形成消力池，以增加水深，促使水跃在消力池中发生，从而达到消能的目的.包括斜坡段和水平段两部分。第10页/共27页消力池底板消力池底板(护坦护坦)要具有足够的重量、强要具有足够的重量、强度和抗冲耐磨能力度和抗冲耐磨能力第

5、11页/共27页（三）上下游防冲措施 消力池一般只能消掉4070%的能量，所以消力池护坦后还需设防冲措施。一般设置海漫和防冲槽 第12页/共27页1、海漫海漫是土基上水闸紧接消力池护坦后的防冲措施长度一般用以下为经验公式第13页/共27页海漫的两种结构型式海漫的两种结构型式第14页/共27页海漫不仅要求坚固耐冲，还应具有一定的柔性，以适应下游河床可能的冲刷变形为了使渗水能自由排出，减小可能存在的扬压力，以增强海漫的稳定性，海漫应具有一定的透水性，其下应设反滤层或垫层海漫表面要求具有足够的粗糙度，以增加其消能效果通常海漫的前段可用设置排水孔的混凝土板或浆砌石，其厚度为0.30.5m后段则可用厚0

6、.4m左右的干砌块石，在海漫下面还应设置厚0.10.3m的卵石及毛砂垫层第15页/共27页由于出池水流的流速和紊动较大，所以在紧接消力池后的510m范围内，一般采用水平的浆砌石海漫，为使水流更好的扩散，减缓流速，往往在水平段后接以向下游倾斜的干砌石海漫。第16页/共27页 2、防冲槽为进一步消能，一般海漫末端都设有防冲槽。防冲槽深为1.52.5m，底宽为深的23倍。槽内抛填块石，抛石粒径为0.30.5m第17页/共27页3、上游河床的防护：由于进闸水流的平面收缩和水面跌落，水流流速增大，容易造成河床冲刷，因此上游也需防护。闸室前的铺盖主要是防渗，但表面应满足抗冲要求，铺盖前要用浆砌块石及干砌石

7、护底，下设碎石及粗砂垫层。第18页/共27页4、上下游岸坡的防护在水闸上下游范围内，水流流速较大，常有回流旋涡，因此对河岸岸坡也需加以防护靠近翼墙侧常采用浆砌石护坡。第19页/共27页三、闸基的防渗排水布置第20页/共27页渗流的危害：1、闸基渗流对闸室底板产生向上的渗透压力，从而减少了闸室的有效重量，对闸室的抗滑稳定不利，两岸的绕渗对翼墙的侧向稳定也不利可能造成闸基的渗透变形，严重的渗透变形可导致闸基的破坏，甚至使水闸失事。2、可使土中可溶物质的溶解，有可能导致闸基的破坏。3、会造成漏水，引起水量损失防渗原则：“上堵下排”第21页/共27页（一）防渗设备1.水平铺盖它可延长渗径，从而减少渗透坡降和作用在闸底板上的渗透压力第22页/共27页2.板桩板桩常布置在底板上游端或铺盖前端，可降低扬压力；有时也布置在底板下游端，可减小渗流出逸坡降，但增加了底板所受扬压力板桩材料有：木材、钢筋混凝土、钢管、砂浆板桩第23页/共27页第24页/共27页3、定喷板墙是山东水科所与泰安水利机械厂配合试验研究成功的一种新技术方法是将特制的水、气、浆三管喷射装置插入预先钻好的的孔中，排土灌浆。第25页/共27页（二）排水设备由不同粒径的砂和碎石按反滤层的要求铺设第26页/共27页感谢您的观看！第27页/共27页