大学毕业设计---闸址选择.doc

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1、河北工程大学毕业设计（论文）摘 要根据南水北调引黄济卫规划，本闸建成后出闸水流将直接进入天然沉沙池，并可抬高池水位，增加库容延长寿命。为此，要求根据水闸的功能，特点和运用要求，综合考虑地形、地质、水流、潮汐、泥沙、冻土、冰情、施工、管理、周围环境等因素，经技术经济比较后选定。闸址选择是水闸规范设计中的一项重要工作，闸址合适与否，不仅涉及到水闸建设的成败，并且关系到整个地区的经济发展，因此对闸址选择的工作应十分重视。确定水闸闸址时应考虑的几个因素： 1）地基条件是影水闸总体布置的主要因素之一，应尽可能选择土质密实、均匀、压缩性较小和承载能力较大的良好地基。2）水流条件是另一主要因素，闸的位置应使

2、进闸和出闸水流平顺，防止上下游产生有害的冲刷和淤积。 3)施工、管理条件也是闸址选择时要考虑的一个因素。要求有足够宽广的施工场地，并且尽可能使土方工程量最小。当水闸是整个枢纽的一个组成部分时，应就枢纽工程总体布置做方案比较，得出水闸最优位置，以达到技术上先进与经济上合理的要求。水力计算是水闸设计工作中最基本的工作，通过它根据水闸进出型式及设计过水流量可确定闸孔总净宽。并确定出适宜孔数，还应根据设计水位情况下，闸门在不同开启度时的泄流能力与对消能设备的尺寸要适应，总之，闸的水力计算在很大程度上决定着水闸的规模。防渗设计通过对闸基的有关渗透计算，应确定出水闸下层建筑物的合理地下轮廓及经济尺寸，验算

3、闸室的稳定性。渗流计算宜采用上下游最大水位差，先按直线比例法拟定出其初步地下轮廓与尺寸。待闸室上下层建筑物设计趋于定型后，再用阻力系数法比较精确计算。水闸的结构计算主要集中在闸室设计工作中。为此，首先要确定闸室的结构组成与布置方案。而后根据使用要求、经验数据初步拟定出它们的主要尺寸。第三步再对各组成结构一一予以结构计算以验证各承载部件的强度、稳定性及刚度是否满足设计要求，对各种结构进行结构计算之前，都要慎重确定出其荷载及可能的组合情况。关键词：闸址选择，水力计算，防渗计算，结构计算11ABSTRACTThe abstract causes Huang Ji Wei to plan accord

4、ing to South-to-North water diversion , brake establishes the day after tomorrow putting up brake streams will enter the natural settling basin directly , the storage capacity , increasing by prolongs may raise pool water level together life-span. The factor , the classics technology economical comp

5、arison queen for this purpose, demanding the function , characteristic according to the sluice and wielding demanding landform , geology , streams , morning and evening tides , silt , frozen ground , ice feeling , construction Management, environment, considering synthetically and so on are selected

6、.Irrigation works secretly scheme against, that the dam site structureis calculated chooses is that the sluice norm to one important job , brake location in designing that are right or not, not only deal with the success or failure that the sluice builds, and the economic growth being related to ent

7、ire area , the job that location chooses therefore to brake should take seriously very.When brake location should ascertain sluice brake location, responding to several factor 1) foundation condition thinking is that one of arrangement major factor affecting sluice population should choose soil prop

8、erty as far as possible closely knit , homogeneous. Compressibility prepares bigger fine load support capability foundation less. That condition is that the another major factor brake location responds to makes 2) streams receive brake and out brake streams smooth-going , having prevented from, lowe

9、r reaches produces harmful outwash and silting-up. And that3) construction management, condition is also that one factor needing to think demands to have sufficient extensive construction sites when brake location chooses, makes cubic metre of earth project amounts minimal as far as possible. Think

10、that the sluice is that multi-purpose project population arrangement does scheme comparison as soon as entire key positions responding to when the ingredient, reach optimum location of sluice, to advanced and to demand rationally on economy on reaching a technology.The hydraulic computation has been

11、 that the sluice designs the most fundamental middle job working , has passed in and out of a pattern and had designed rate of flow by the fact that he is based on a sluice, may ascertain general brake hole clear width. 2河北工程大学毕业设计（论文）And ascertain out the proper hole number, the stream ability and

12、the dimension canceling out each other energy equipment are needing a sluice gate in leaking time different open , the brake hydraulic computation is deciding the sluice scale in short ,to a great extent under responding to according to the condition designing water level.Irrigation works is calcula

13、ted (defending against design oozing) , should ascertain out sluice lower levels building reasonableness underground outline and economy dimension by the fact that relevant to brake base penetration secretly schemes against, checking calculation brake room stability. The maximal water level transfus

14、ion is calculated ought to have adopted lower reaches is bad , proportion law designs out whose first step underground outline and dimension first according to the straight line. After tier of building design tends to finalization of design high and low brake room, use resistance modulus to follow p

15、arallel precise secretly scheme against again.The sluice structure calculates the middle designing a job mainly all together in brake room. The structure needing to ascertain the brake room for this purpose , first is composed of , the scheme uses a dimension to require that the experience data firs

16、t step designs out their main part later in the light of with arrangement. Third steps are composed of structure again to every giving structure if intensity, stability and stiffness secretly scheming against to verify every bearing the weight of a component satisfy design demand one by one, are mor

17、e prudent than ascertaining out whose load and possible combination condition before the structure being in progress to various structure secretly schemes against.Keywords: Brake location chooses , the hydraulic computation ,Irrigation works calculation, The sluice structure calculation目 录摘要1ABSTRAC

18、T2第一章 总论41.1基本资料41.1.1概述41.1.2工程规模与主要设计指标41.1.3工程地质41.1.4设计数据81.1.5拟建闸址上下游渠道基本资料81.1.6闸址交通条件及要求81.2 工程简介9第二章 枢纽布置112.1概论112.1.1确定水闸闸址时应考虑的几个因素112.1.2闸室结构的选型布置112.1.3消能防冲布置122.1.4防渗排水布置122.1.5两岸连接布置132.2 水闸的水力计算132.2.2闸孔设计的计算原则132.2.2确定闸孔净宽132.2.3分孔142.2.4闸孔总宽度的确定142.2.5闸墩的型式152.2.6验算过水能力162.2.7校核非常过

19、水能力16第三章 消能防冲设计163.1消能防冲的论述163.1.1闸门控制运用方式应满足的要求173.1.2消能方式173.1.3消能设计183.1.4消力池设计183.1.5.消力池深度的确定183.1.6消力池长度的确定223.1.7消力池底板厚度的确定233.1.8尾槛高度的确定233.2海漫设计253.2.1海漫长度的确定253.2.2海漫的材料、构造与布置273.3防冲槽设计273.3.1防冲槽尺寸的确定27第四章 水闸的防渗排水设计294.1防渗排水设计294.1.1防渗排水的主要任务294.1.2渗流对闸身的影响主要为294.1.3防渗排水的设计要求与控制标准294.2防渗排水

20、设施布置304.2.1铺盖的尺寸314.2.2底板的尺寸314.2.3闸基防渗长度324.2.4排水设施334.3 渗透计算33第五章 闸室的结构布置355.1水闸闸室的结构布置355.1.1底板形式及尺寸355.1.2闸墩尺寸365.1.3工作桥375.1.4交通桥385.1.5胸墙395.1.6分缝与止水40第六章 闸室的稳定分析426.1作用于闸室上的荷载和组合426.2.地基应力验算456.3抗滑稳定验算49第七章 闸室的结构计算517.1 闸底板设计517.1.1闸底板下的应力计算（倒置梁法）517.1.2水重及底板自重、扬压力的计算517.1.3作用在梁上的计算荷载的计算517.1

21、.4此属于三跨梁517.1.5底板配筋的计算527.2 闸墩的设计527.2.1闸墩底面的正应力计算537.2.2边墩墩底的主拉应力的计算557.2.3闸墩配筋567.3 两岸连接建筑物567.3.1闸室与两岸连接577.3.2 闸室与上下游连接587.3.3平面布置型式59谢辞60参考文献61第一章 总论1.1基本资料1.1.1概述 张菜园引黄防洪闸是人民胜利渠上的一座穿堤闸。原有老闸位于武陡县境内黄河北大堤86+500号桩处。该闸修建于日伪时期，质量低劣，损坏严重，目前已经不能满足防洪要求。根据南水北调引黄济卫规划，本闸建成后出闸水流将直接进入天然沉沙池，并可抬高池水位，增加库容延长寿命。

22、为此，要求新建闸的闸轴线设在老闸以东，大堤公里桩号86+660处。两闸建筑物外缘间距60m。经地质钻探结果，地基土质可以满足建闸要求。1.1.2工程规模与主要设计指标根据泄流特点和运行要求，可选用开敞式、胸墙式、涵洞式或双层式等结构。根据黄委关于黄河设计的要求，凡是在临黄河堤上的涵闸工程均属于一级建筑物。故本闸应按一级建筑物设计。（1）设计与校核流量：根据引黄济卫规划，黄委会对重建张菜园闸的批复确定：设计流量100，校核流量=130。（2）上下游正常水位：根据南水北调设计组提供的资料，按现有干渠渠道断面考虑，通过100流量时，闸前渠道水深为2.65m，相应闸前水位为90.87m，闸后渠道水深为

23、2.2m，相应闸后水位为90.42m，作闸孔水力计算时，按90.52m考虑以给下游节制闸预留0.1m水头。（本工程一律采用黄海标高）（3）防洪水位：为能较好的适应黄河河床逐年淤高，水位逐年上升，大堤逐年必须相应加高的特点，防洪水位按1995年黄河防洪水位设计并按此水位加高1m校核。经计算设计水位为99.0m，校核水位为100.0m。（4）闸地板高程：根据南水北调规划，定为88.22m，与上下游渠底齐平。（5）地震烈度：根据武汉地震局提供的资料，闸址处基本烈度为6度，一级建筑物提高一级按7度设防。1.1.3工程地质本工程闸址范围内先后钻孔15个，总进尺337m，钻孔深度在闸底基础以下1520m，

24、共取原状土20组，散状土139个，闸基座落在轻粉质沙壤土上（第二层厚1米），在闸底板以下约一米处有一层1.62m的粉质粘土夹层（第三层）各层物理力学指标如 下表：（底板上下附近土层、全部土层分布见地质剖面图）。层次土层标高(m)含水量%湿容重Kg/m3干容重Kg/m3孔隙比饱和度比重液限塑限塑性指数凝聚力Kg/m2内磨擦角渗透系数一重粉质壤土8892261915.10.81882.733119120.1624028/9.222二轻粉质沙壤土88872819.415.20.78972.71282170.1320372.785 河北工程大学毕业设计三粉质粘土87853019.414.90.8597

25、2.753621150.1870580.31四重粉质沙壤土85832419.515.70.73892.71282260.222705512.20表1.1 岩土层工程特性指标建议值6河北工程大学毕业设计（论文）图1.1 纵断面图91.1.4设计数据(1)土壤与力学指标 根据本闸钻探实验采用土壤湿容重19,内摩擦角,C=0.25,饱和土容量21， 地基许可承载力15， 大堤预压部分20，饱和土内摩擦角， 土壤浮容重11，土壤压缩模数E=250 ，大堤预压部分E=500(2)混凝土,砌石与地基摩擦系数f=0.35(3)钢筋混凝土、混凝土容重、砌石容重查规范(4)稳定安全系数:基本荷载组合情况下,抗滑

26、安全系数Kn=1.2。抗倾安全系数Kg=1.5(5)材料强度：查规范取用(6)结构强度安全系数，表1.2 安全系数构件破坏原因荷载组合基本荷载特殊荷载混凝土到抗压极限或钢筋达到屈服极限K1.91.7混凝土达到抗拉极限强度(主拉应力)3.32.7混凝土抗裂安全系数1.31.21.1.5拟建闸址上下游渠道基本资料 根据闸底板高程已定为88.22米,闸体上下游渠道断面水力要素如下表:表1.3 断面水力要素项目上游渠道下游渠道渠道比降1/41501/1800渠道底宽(米)2015渠道边坡1:21:2糙率0.0170.017渠底高程(米)88.2288.22通过100m3/s时水深(米)2.652.20

27、相应水位(Q=100m3/s)90.8790.42通过130m3/s时水深(米)3.102.50相应水位(Q=130 m3/s)91.3290.721.1.6闸址交通条件及要求闸址位于郑州与新乡之间的黄河北岸大堤86+620号桩处这里，外线交通虽依靠京广铁路占店与老田奄火车站转运交通方便，但是本段大堤顶面仍承担着新郑公路的运输任务。故拟建新闸应考虑到这一交通要求。由于闸址处通行的公路联结着重要的政治与经济中心，是一主要干线公路,公路实属二级。因此拟建新闸上附设的桥面净宽根据有关规范定为净9m，相应两侧人行道宽应采用1.5m。 根据现有关资料得知,本段大堤顶宽为23.0m，背水与临水坡的边坡系数

28、M皆为2.0m。又因堤顶高程为102.0m，所以要求闸上设计的交通桥面高程也应以此为准。1.2工程简介本闸是河南胜利渠干渠上的防洪闸，位于张菜园西面大堤桩号86+660处，是座穿黄河大堤水闸。因此它有双重作用，平时引水灌溉，汛期闭闸防洪。根据有关规定，本闸属于一级建筑物。本闸，通过初步扩大技术设计确定：闸型：带胸墙的开敞式。堰型：平底式宽顶堰。闸孔分为三孔，每孔净宽5米，过水总净宽15米；通过流量128.86，加大流量168.3。闸室段：齿墙实心底板，定高程88.22米，与上下游渠底平齐。其长顺水流方向27米，垂直流向18.6米，厚度1.0米。闸墩与底板整浇，和底板等长平齐，顶高程93米，中墩

29、厚1.0米，边敦厚0.8米，它不直接挡土，利用岸墙挡土，交通桥采用板式，交通桥底高程101.2米，顶高程102米，由柱子支承，柱子座落在闸墩上。胸墙底缘高程91米，顶缘高程101.2米，胸墙的两根横梁，各个断面尺寸：顶梁0.40.5米，底梁0.60.8米，胸墙板厚15厘米。 采用卷扬式双吊点QPQ-25000启闭机，平面钢闸门。工作桥底缘高程100米，布置在胸墙下游。上游连接段：采用圆弧式翼墙，半径6米，铺盖长45米，混凝土材料，下面铺设10厘米碎石垫层。下游连接段：消力池长10米，池深0.5米，下面铺设0.5米反滤层，设有排水孔；海漫水平段用浆砌石厚0.5米，长10米，下面铺设0.5米厚反滤

30、层，斜坡段用干砌石厚0.5米，坡降1:15，长20米，下面铺设0.5米厚碎石垫层 ，防冲槽用堆石，深2米。岸墙采用扶壁式挡土墙。图1.2 整体布置图 （单位：m）61第二章 枢纽布置2.1.概论水闸是一种低水头水工建筑物，具有挡水、泄水的双重作用，在水利工程中应用十分广泛。其主要作用除了通过闸门的启闭控制流量和调节水位外，还担负着防止潮水倒灌以及汛期排泄洪水的功能。2.1.1确定水闸闸址时应考虑的几个因素闸址选择是水闸规范设计中的一项重要工作，闸址合适与否，不仅涉及到水闸建设的成败，并且关系到整个地区的经济发展，因此对闸址选择的工作应十分重视。闸址应根据水闸的功能、特点和运用要求，综合考虑地形

31、、地质、水流、潮汐、泥沙、冻土、冰情、施工、管理、周围环境等因素，经技术经济比较后选定。地形地质条件水闸的闸址的地质条件对选好闸址至关重要。应先选用地质条件良好的天然地基，最好是选用新鲜完整的岩石地基，或承载能力大、抗剪强度高、压缩性低、透水性小、抗渗稳定好的土质地基。此外，由于闸基土质的抗冲能力直接影响单宽流量的选择和闸后消能防冲设备的设计，而地下水位的高低及承压水的有无对地基的稳定性和施工期的排水措施也有所影响，故在选择闸址时应考虑这些条件。水流条件闸址的位置应使进闸和出闸水流比较均匀和平顺，闸前和闸后应尽量避开起上、下有可能产生有害的冲刷和泥沙淤积的地方。施工、管理条件 选择闸址应综合考

32、虑材料来源、对外交通、施工导流、场地布置、基坑排水、施工用水、用电等条件，还应考虑水闸建成后工程管理和防汛抢险等条件。选择闸址还应考虑尽可能少占土地及拆迁房屋，尽可能利用周围已有的公路、航运、动力、通信等公用设施。有利于绿化、净化、美化环境和生态环境保护。当水闸是整个枢纽的一个组成部分时，应就枢纽工程总体布置做方案比较，得出水闸最优位置，以达到技术上先进与经济上合理的要求。根据水闸枢纽总体布置的依据和具体要求，水闸枢纽布置应根据闸址的地形地质，水流条件以及该枢纽中各建筑的功能特点，运用要求等确定，做到紧凑合理，协调美观，组成整体效益最大的结合。本水闸位于张菜园西面大堤桩86+660处。2.1.

33、2闸室结构的选型布置 根据泄流特点和运行要求，可选用开敞式、胸墙式、涵洞式或双层式等结构形式，整个闸室结构的重心应尽可能与闸室地板中心相接近且偏高水位一侧。闸槛高程较高，挡水高度较小的水闸，泄洪闸或分洪闸一般采用开敞式。闸槛高程较低，挡水高度较大的水闸常采用胸墙式，对于闸上水位变幅较大，高水位时需关闭挡水，闸室总宽度为低水位时过闸流量所控制即当水位高于泄水运用水位或者为防止闸下局部冲刷，有限制过闸单宽流量要求的水闸，采用这种结构型式也较合适，这样既不影响水闸的过水能力，又可减小闸门高度和启门力，降低工作桥高度。涵洞式水闸主要修建在渠堤较高、引水流量不大的渠道上。双层式水闸是一种分上、下两层，分

34、别装设闸门，既具有面层泄流能力，又具有底层泄流能力的闸室结构，多数适用于拦河节制闸或进水闸、分水闸。根据技术经济和以上叙述的特点我们选用开敞式和胸墙式两中型式。（1） 底板底板是整个闸室结构的基础，承受水闸上部结构的重量及荷载并向地基传递的结构，同时兼有防渗及防冲作用，防止地基由于受渗透水流作用可能产生的渗透变形并保护地基免受水流冲刷。本设计初步采用平底板。（2） 闸墩 闸门和各种上部结构的支承体，由闸门传来的水压力和上部结构的重量和荷载通过闸墩传布于底板。闸墩通常采用实体式，其外形轮廓设计应能满足过闸水流平顺，侧向收缩小，过流能力大的要求。本设计初步采用上游墩头半圆形，下游墩头流线形的型式。

35、（3） 闸门 其结构的选型布置应根据其受力情况控制运用要求、制作、运输、安装维修条件等，结合闸室结构布置合理选定。本设计初步采用平面钢闸门。（4） 启闭机 其型式可根据闸门型式、尺寸及其运用条件等因素选定。本设计初步采用卷扬式平面闸门启闭机。(5) 闸室上部的工作桥、交通桥。根据闸孔孔径，闸门启闭机型式及容量设计荷载标准等分别选用板式、梁板式、板拱式，其与闸墩的连接型式应与底板分缝及胸墙支承型式统一考虑。本设计初步选用梁板式。2.1.3消能防冲布置 水闸消能防冲布置应根据闸基地质情况，水力条件以及闸门控制运用方式等因素进行综合分析确定。本设计初步采用底流消能方式。2.1.4防渗排水布置 当闸基

36、为中壤土，轻壤土或重壤土时闸室上游宜设置钢筋混凝土或黏土铺盖或土工膜防渗铺盖，闸室下游护坦底部应设反滤层。本设计初步采用混凝土铺盖。平铺式排水是水闸工程的常用的一种形式，布置在排水孔的护坦下面和海曼首段。2.1.5两岸连接布置 水闸两岸连接应能保证岸坡稳定，改善水闸进出水流条件提高泄流能力和消能防冲效果，满足侧向防渗需要，减轻闸室底板边荷载影响，且有利于环境绿化等。闸室与两岸的连接用扶壁式挡土墙，与上、下游连接用翼墙。2.2 水闸的水力计算2.1.1确定闸孔净宽的原则闸孔总净宽应根据泄流特点下游河床地质条件和安全泄流的要求结合闸孔孔径和孔数选用，经经济技术比较后确定。一般来说采用的闸孔净宽度略

37、大于计算值以流有余地（以超过计算值的3%-5%）计算数据：=100 上游 =2.65m =130 上游 =3.10m （下游水位考虑节制闸下游水深=2.3m，=2.6m）方法：按正常水位情况设计，按非常情况校核。由，求公式： (3-1) 式中：侧收缩系数。初拟 = 0.850.95，取 = 0.90。淹没系数， m 流量系数。取m = 0.385。 g 重力加速度 ，取g = 9.81 计入行进流速水头的总水头，m 设计流量。取= = 100 由, 查水闸设计规范SL265-2001 得=0.98。 =一般来说采用的闸孔净宽略大于计算值取 B0= 15 m 2.2.2分孔B0=15米，出于防止

38、折冲水流目的取奇数孔，孔数n=3，单孔净宽5.0米属于中小型水闸采用平面钢闸门。2.2.3闸孔总宽度的确定根据水闸要求，中墩厚；边墩厚由式： 闸孔总宽 (3-2) 式中： n 闸孔孔数 单孔净宽 m 中墩个数 边墩厚度 dz 中敦厚度B = 3 5 + 2 1.0 = 17.0 m= 17.0 + 2 0.8= 18.6 m图3.1 闸孔尺寸（单位：m）2.2.4闸墩的型式中墩上游采用半圆型，下游采用流线型闸墩；边墩：头部采用方形图3.2 中墩尾部形式图3.3 中墩头部形式2.2.5验算过水能力 (3-3) 000 (3-4) (3-5)式中:堰流侧收缩系数；中闸孔侧收缩系数；边闸孔侧收缩系数

39、；闸孔净宽，本设计取；边闸墩顺水向边远线至上有河道水边线之间的距离（m）； ； 中墩厚度；N闸孔数目；由式 得: = =满足设计洪水过流能力。2.2.6校核非常过水能力此种情况下按闸门全开通过非常洪水。，下游水深由 ， 查水闸设计规范SL265-2001 得= 满足非常洪水过水能力第三章 消能防冲设计3.1消能防冲的论述因水流经过水闸下游时具有较大的上下游水位差且闸孔宽度通常小于上下游河（渠）宽，从而过闸流量集中单宽流量加大具有较大的动能，故必须采取适当的消能防冲措施避免冲刷下游河道和威胁水闸的安全。据水闸的运用要求，其上下游水位、过闸流量以及泄流方式常复杂多变，因而水闸闸下消能防冲设施必须在

40、各种可能出现的水力情况下都要满足消散动能与均匀扩散水流的要求且应与下游河道连接良好。在设计水闸的消能防冲设施前先了解过闸水流的特点及其对消能防冲设计的要求，因为不同的类型水闸其泄流特点各不相同的设计设计的水利条件也不尽相同。（1）出闸水流流速较大，紊动强烈，必须考虑下游消能问题，平原地区水闸的水头一般较低，河道土质抗冲能力较小，下游水位变化又较大，故不宜采用挑流式或面流式一般采用底流消能。（2）闸上、下游水位多变，出流形式多变，闸门开启程序也有变化。因此，底流式消能要求修筑的消能池或其他型式的消能方式，应在可能发生的工作情况下，都能满足水跃共轭水深的要求。（3）当闸上、下游水位差较小时，过闸水

41、流会在下游形成波状水跃，效能效果不佳，挟有余能的水流会冲刷下游河道，影响渠道的稳定性。（4）多孔水闸常因闸门启的开启不当，形成折冲水流，冲毁消能防冲设施和下游渠道。另外，若上游渠段不顺直，来水流势不均匀，或下游翼墙布置不当，扩散角太大，也都极易形成折冲水流，因此必须做好总体布置，同时应制定合理的闸门控制调度方案。（5）闸门的控制运用是保证工程安全运行的主要因素，如果闸门控制运用不当，将产生集中水流或折冲水流等不良流态。制定合理的闸门控制运用方式，规定的启闭顺序和开度。提供给管理单位，作为闸门控制调度的参考和依据。3.1.1闸门控制运用方式应满足的要求：（1）闸孔泄水时，保证在任何情况下水跃均完

42、整地发生在消力池内。（2）闸门应尽量同时均匀对称启闭。（3）闸门开启时，应分级开启，严禁一次开闸到顶。（4）对分层布置的双层闸孔或双扉闸门，应先开启底层闸孔或下扉闸门再开上层闸孔或上扉闸门，关闭时与上述顺序相反。（5）严格控制始流条件下的闸门开度，避免闸门停留在振动较大的开度区泄水。（6）关闭或减小闸门开度时，应避免水闸下游河道水位降落较快。3.1.2消能方式水闸的消能方式大致有下列三种类型：底流式消能、挑流式消能、面流式消能。1) 底流消能 ：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滚动，以达到消能的目的。从而使收缩断面的急流与下游的正常缓流衔接起

43、来。这种衔接方式由于高速流的主流在底部，故称为底流式消能。2) 面流式消能 ：当下游水深较大而且比较稳定时，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，主流与河床之间由巨大的底部漩滚隔开，可避免高速主流对河床的冲刷，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消除，由于衔接段中，高速的主流位于表层，故称为面流式消能。 3) 挑流式消能 ：利用下泻水流所夹带的巨大动能，因势利导将水流挑射至远离建筑物的下游，使下落水舌对河床的冲刷不会危及建筑物的安全。下泻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。我国北方为平原地区。平原地区水闸，由于水头较低且河

44、床抗冲能力差，难以采用挑流消能。加上下游水位变幅往往较大，也无法采用面流消能。据资料统计，我国已建大、中型水闸工程基本均采用底流式水跃消能。底流消能可适应在较大范围内变动的过闸流量和下游水位，同时在平面上也易扩散，故本设计采用底流式水跃消能。3.1.3消能设计确定原则：适用于各类地基上中低水头的各类泄水建筑物消能设施：消力池消力池作用：促成水跃，并保护地基免受冲刷基本类型：挖深式消力池，尾槛式消力池，综合式消力池设计内容：确定消力池的深度、长度，消力池底板厚度3.1.4消力池设计消力池在运行过程中，承受高速水流的冲击以及脉动压力、扬压力等的作用，受力比较复杂，必须具有较好的强度、整体性和稳定性。对于有高速水流冲击的消力池，还应具有较强的抗冲能力。其主要型式有三种：挖深式消力池，即降低护坦高程所形成的消力池；尾槛式消力池，即护坦高程不降低，在其末端修建消能槛形成的平底消力池；综合式消力池，是一种常用的、既有挖深又筑有尾槛的消力池型式。本设计采用综合式消力池。3.1.5消力池深度的确定由于闸门控制的泄水的泄量是经常变化的，这样就应对各种泄量进行下游消能计算。即对闸门不同的开启孔数及开启高度所对应的下泄量及不同的上下游水位差均应进行下游消能计算。但其最大的泄量是有限度