（3）.防冲槽设计
防冲槽先用宽浅式的深度t”=2，底宽b=4m,上游坡率m1=2,下游坡率m2=3。
四．防渗排水
（1）.闸底地下轮廓线的布置
1、防渗设计的目的
防止闸基渗透变形；减小闸基渗透压力；减少水量损失；合理选用地下轮廓尺寸。
2、布置原则
防渗设计一般采用防渗和排水相结合的原则，即在高水位侧采用铺盖、板桩、齿墙等防渗设施，用以延长渗径减小渗透坡降和闸底板下的渗透压力；在低水位侧设置排水设施，如面层排水、排水孔排水或减压井与下游连通，使地下渗水尽快排出，以减小渗透压力，并防止在渗流出口附近发生渗透变形。
消力池尺寸
备注
池深d
池长Ls
水跃长Lsj
1.0
0.615
21.27
0.62
2.76
2.7
0.5
15.23
17.664
1.5
0.615
29.62
0.94
3.01
3.1
0.5
0.615
11
0.3075
2.1
2.2
3
0.5
0.615
33
0.3075
2.1
3.695
淹没出流
1.0
0.615
63.81
0.62
（3）防渗设备尺寸和构造。
1）闸底板顺水流方向长度根据公式(1)计算，根据闸基土质为中细砂夹粉土质壤土A取3.0。底板长度综合考虑上部结构布置及地基承载力等要求，确定为15m。
L底=3×5=15m
2）闸底板厚度为 m，实际取为1.5m。
3）铺盖长度根据（3 ~5）倍的上、下游水位差，确定为15m。铺盖厚度确定为：便于施工上游端取为0.7m，末端为1.0m以便和闸底板联接。为了防止水流冲刷及施工时破坏混凝土铺盖，在其上设置0.3cm厚的浆砌块石保护层，0.2cm厚的砂垫层。
=6.1+0.7=6.8m；
3） =正常挡水位时水深+
=5+0.68+0.4=6.08m。
4)H墩=最高挡水位+Δh
=6+0.68+0.4=7.08
闸门高度=最高水深+安全超高=5.5+0.5=6m。闸门顶部高为7m。
3.工作桥高程及尺寸：
1+6x2+2=15m,宽取3.6m。
4.交通桥高程：宽取6m，其中人行道宽1m，高程与堤坝高程齐平7.5m。
表3-6各段渗透压力水头损失
分段编号
分段名称
①
进口
—
1.5
0.5
22.5
—
0.51
0.99
0.99
②
水平
—
0.5
5
—
20
0.98
1.48
1.48
③
垂直
—
5
4.8
17
—
0.62
0.94
0.94
④
水平
—
4.8
0.5
16.3
14
0.63
0.95
0.95
⑤
水平
—
0
0
15.8
1
0.06
0.09
0.09
⑥
垂直
—
（4）高度
hz=1.24h5％ gh/Vo2=0.0776Vo1/12(SD/Vo2）1/3 GD/Vo2=9.8x2000/112=136 h5％=0.476 hz=1.43h5％=1.43x0.476=0.68
1） =校核洪水位时水深+安全超高
=6.5+0.5=7m。
2） =设计洪水位时水深+安全超高
L=3×4+2×1.2=14.4m
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1.2m
3.校核泄洪能力：
表3-3过流能力校核计算表
计算情况
堰上水头H0（m）
校核过流能力
设计流量100
5.12
0.98
0.47
0.95
119.73
0.3％
校核流量170
5.56
0.90
0.47
0.95
170
0.3％
t=0.2√170√2.5=0.81m，取消力池底板的厚度 m。
(2).海漫设计
1、海漫长度计算
用公式（3-18）计算海漫长度结果列入表3-5。其中 为海漫长度计算系数，根据闸基土质为中细砂夹粉土质土则选12。取计算表中的大值，确定海漫长度为40m。
表3-5 海漫长度计算表
流量Q
上游水深
下游水深
q
170
水利工程系
水闸课程设计
一．
本枢纽位于某河下游，主要任务是壅高水位，以满足河流两岸引水灌溉要求并适当照顾到工业给水，陆路交通等。枢纽建成后可灌溉农田5.5万亩。要求闸顶公路净宽4.5米。
（1）基本资料
1.上下游河道底宽20米，边坡1:1.5。泄洪闸设计过闸流量100m3/s,相应上游水位为6.10米。校核流量为170m3/s,相应上游水位为6.50米。此水闸为3等3级建筑物。
设计情况符合规定小于5%的要求，所以过流能力满足引水灌溉的设计要求。
三.消能防冲
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5.0m，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=5m，闸门局部开启情况，作为消能防冲设计的控制情况。
（4）厚度 根据前边设计已知闸底板厚度为1.2m
2、闸墩设计
（1）作用 分隔闸孔并支承闸门、工作桥等上部结构，使水流顺利的通过闸室。
（2）外形轮廓 应能满足过闸水流平顺、侧向收缩小的，过流能力大的要求。上游墩头采用半圆形，下游墩头采用矩形墩。其长度采用与底板同长，为30m。
（3）厚度 为中墩1.2m，边墩1.0m。平面闸门的门槽尺寸应根据闸门的尺寸确定，检修门槽深0.2m,宽0.3m,主门槽深2.5m,宽0.8m。检修门槽与工作门槽之间留2.0m的净距，以便于工作人员检修。
二.闸孔设计
1.本工程主要任务是正常情况下拦河截水，以利灌溉，而当洪水来临时，开闸泄水，以保防洪安全。由于是建于平原河道上的拦河闸，应具有较大的超泄能力，并利于排除漂浮物，因此采用不设胸墙的开敞式水闸。
同时，由于河槽蓄水，闸前淤积对洪水位影响较大，为便于排出淤沙，闸底板高程应尽可能低。因此，采用无底坎平顶板宽顶堰，堰顶高程与河床同高，即闸底板高程为1.0m。
2. 拟定闸孔尺寸及闸墩厚度：
表3-1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）
上游水头H0（m）
设计流量100
6.0
6.10
102
0.65
0.023
5.12
校核流量170
0
6.50
102
1.1
0.063
5.56
按照闸门总净宽计算公式(3-2)，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0.96； 为堰流流量系数，取0.385。
五．闸室布置
（1）底板和闸墩
1、闸底板的设计
（1）作用 闸底板是闸室的基础，承受闸室及上部结构的全部荷载，并较均匀地传给地基，还有防冲、防渗等作用。
（2）型式 常用的闸底板有平底板和钻孔灌注桩底板。由于在平原地区软基上修建水闸，采用整体式平底板，沉陷缝设在闸墩中间。
（3）长度 根据前边设计已知闸底板长度为30m。
0.5
—
16.3
—
0.03
0.05
2.05
⑦
出口
—
—
—
—
—
0.48
0.92
0.92
合计
3.31
H=5.42
H=5.42
2.计算各角点的渗透压力值。
用表3-1计算的各段的水头损失进行计算，总的水头差为正常挡水期的上、下游水头差5.42m。各段后角点渗压水头=该段前角点渗压水头—此段的水头损失值，结果：H1=5，H2=4.23，H3=2.75，H4=1.18，H5=0.86，H6=0.81，H7=0.72，H8=0。
表3-2闸孔总净宽计算表
流量Q（m3/s）
下游水深hs（m）
上游水头
H0（m）
淹没系数
（m）
设计流量100
5.0
5.12
0.98
0.47
11.212
校核流量170
5.0
5.56
0.90
0.83
9.54
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=4m.同时为了保证闸门对称开启，防止不良水流形态，选用3孔，闸孔总宽度为：
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长的控制条件。计算结果列入表3-4。
表3-4消力池池深池长估算表
开启孔数n
开启高度
收缩系数泄流量Βιβλιοθήκη Q单宽流量q
收缩水深hc
跃后水深 hc″
下游水深Hs
流态判别
7.回填土料：闸底板下砂垫层C=0，ф=30°,r干=15KN/m3。两岸翼墙后回填土料C=0,ф=30°，r干=15KN/m3,r湿=15KN/m3,r饱=19KN/m3。
8.闸顶公路桥汽车荷载为汽车-10级，行车路面净宽4.5m，两侧各加0.75m宽的人行道。