文档介绍：水闸设计实例
本工程位于河南省某县城郊处，它是某河流梯级开发中最末一级工程。该河属稳定性河流，河面宽约200m,深约7~10m。由于河床下切较深又无适当控制工程，雨季地表径流自由流走，而雨过天晴经常干旱，加之打井提水灌溉，使地下水位愈于已知上、下游水位，可推算上游水头及下游水深，如表1所示：
表1 上游水头计算
流量 Q (m3/s)
下游水深
hs (m)
上游水深H
(m)
过水断面积
(m2)
行近流速
(m3/s)
V 2
上游水头Ho
(m)
设计流量937
9
校核流量1220
注：考虑壅高15~20cm。
闸门全开泄洪时，为平底板宽顶堰堰流，根据公式1判别是否为淹没出流。
表2 淹没出流判别表
计算情况
下游水深
hs (m)
上游水头Ho
(m)
h >
s 0
流态
设计水位
9
9 >
淹没出流
校核水位
>
淹没出流
按照闸门总净宽计算公式(2),根据设计洪水和校核洪水两种情况分别计算如下表。其中£为堰流侧收缩系数，取；m为堰流流量系数，取。
表3闸孔总净宽计算表
流量 Q (m3/s)
下游水深
hs (m)
上游水头
H (m)
0
h
——s—
H
0
淹没系数b
B0 (m)
设计流量937
9
校核流量1220
根据《闸门设计规范》中闸孔尺寸和水头系列标准，选定单孔净宽b二8 m,同时为了
保证闸门对称开启，防止不良水流形态，选用7孔，闸孔总宽度为：
L=nb + (n-1)d二 x 8)+「 + 4 x1-2^=64m
0
由于闸基为软基河床，选用整体式底板，缝设在闸墩上，中墩厚，缝墩厚，边墩厚1m。
如图1所示。
图1 闸孔尺寸布置图（单位：m）
四）校核泄洪能力
根据孔口与闸墩的尺寸可计算侧收缩系数，
查《水闸设计规范》（规范表2-2），结果如
下：
对于中孔
b8
卡二二
b 8 +
s =
中1 ；
靠缝墩孔
b8
卡二二
b 8 +
s =
中2 ；
对于边孔
T==
s =
中3 ；
所以
+ n s + n s + +
——^2 中3 = =
n + n + n 1 + 4 + 2
123
与假定接近，根据选定的孔口尺寸与上下游水位，进一步换算流量如下表所示：
表4 过流能力校核计算表
计算情况
堰上水头H0
（m）
h_
h
0
s
Q
校核过流能力
设计流量937
%
校核流量1220
%
设计情况超过了规定5%的要求，说明孔口尺寸有些偏大，但根据校核情况满足要求所以不再进行孔口尺寸的调整。
一）消能防冲设计的控制情况
由于本闸位于平原地区，河床的抗冲刷能力较低，所以采用底流式消能。
设计水位或校核水位时闸门全开渲泄洪水，为淹没出流无需消能。闸前为正常高水位，部分闸门局部开启，只宣泄较小流量时，下流水位不高，闸下射流速度较大，才会出现严重的冲刷河床现象，需设置相应的消能设施。为了保证无论何种开启高度的情况下均能发生淹没式水跃消能，所以采用闸前水深H二，闸门局部开启情况，作为消能防冲设计的控制情况。
为了降低工程造价，确保水闸安全运行，可以规定闸门的操作规程，本次设计按1、3、
5、7 孔对称方式开启，分别对不同开启孔数和开启度进行组合计算，找出消力池池深和池
通过计算，为了节省工程造价，防止消力池过深，对开启 1 孔开启高度为米限开，得出
开启1孔开启高度为2 米为消力池的池深控制条件。
（二）消力池尺寸及构造
1、消力池深度计算
根据所选择的控制条件，估算池深为2m,用（10）、（11）、（12）式计算挖池后的收缩水深h和相应的出池落差AZ及跃后水深h〃，验算水跃淹没系数符合在〜之间的要求。
C C
d + h +AZ 2 + + …

b 二 s = =
o h 〃
2、消力池池长
根据池深为2m，用公式（13）、（14）计算出相应的消力池长度为32m。
3、消力池的构造
采用挖深式消力池。为了便于施工，消力池的底板做成等厚，为了降低底板下部的渗透压力，在水平底板的后半部设置排水孔，孔下铺设反滤层，排水孔孔径为10cm，间距