安邦灌区渠首进水闸设计方案

张 焕

(黑龙江省桦川县水利勘测设计队，黑龙江桦川154400)

1 基本情况

现有安邦灌区渠首始建于70年代，经过多年运行，工程损坏严重。本次设计仅设计渠首进水闸工程。

2 渠首进水闸设计

2.1 结构布置

渠首进水闸进口引渠段两侧边墙采用弧形挡土墙结构，进口U型槽采用钢筋混凝土结构;闸室段采用钢筋混凝土结构，闸室设液压启闭闸门一孔，闸室段上部设交通桥，海漫段采用干砌石护砌，下铺设砂砾石垫层，无纺布反滤，末端设防冲槽［1］。

2.2 水力计算

计算条件:上游设计灌溉引水水位98.00 m，对应下游水位97.80 m，上游加大水位98.10 m，对应下游水位97.90 m，进水闸闸底板高程96.84 m，过流计算采用宽顶堰泄流能力公式计算。宽顶堰泄流能力公式计算为:

式中:Q为设计流量m3/s;σm为淹没系数，设计水位σm=0.95，加大水位σm=0.93;m为流量系数;取m=0.35;ε为侧收缩系数;取ε=1;b为过流净宽，m，b=4.8 m;H0为计入行近流速水头的堰上水头。

计算结果见表1。

2.3 消能计算

消能计算包括消力池深度、长度计算，海漫长度计算。水力条件:为上游设计灌溉引水水位98.00 m，对应下游水位 97.80 m;为上游加大水位98.10 m，对应下游出池口水位97.90 m;为上游橡胶坝挡水水位 98.28 m，对应下游出池口水位98.08 m。取3种工况计算结果最大值。

消能计算采用公式:

式中:d为消力池深度，m;σ0为水跃淹没系数;α为水流动能校正系数，m;φ为流速系数;q为单宽流量，m2/s;g为重力加速度，m/s2;hc为收缩水深，m;hc″为跃后水深，m;T0为由消力池底板顶面算起的总势能，m;ΔZ为出池落差，m;hs'为出池河床水深，m;H0为由下游河床算起的总水头，m。

消力池长度计算:

式中:Lsj为消力池长度，m;Ls为消力池斜坡投影长度，m;β为水跃长度校正系数，可采用0.8;Lj为水跃长度，m。

海漫长度计算:

式中:Lp为海漫长度，m;qs为消力池未端单宽流量m3/s/m。

消力池长度及深度、海漫长度计算结果见表2。

表1 渠首进水闸过流量计算表

表2 消能防冲计算表

2.4 结构计算

挡土墙结构稳定及应力计算。基底应力计算公式为:

应力计算结果详见表3。

表3 应力计算结果

经过计算，稳定满足要求。

挡土墙抗滑稳定计算采用抗剪强度公式计算:

式中:kc为计算抗滑稳定安全系数;ΣG为作用于挡墙基底全部竖向荷载之和;ΣH为作用于挡墙全部水平向之和;f为闸室底面与地基之间的摩擦系数，基础为级配不良粗砂，取f=0.40。抗滑稳定计算结果见表4。

2.5 防渗计算

防渗计算采用公式:

式中:L为渗径长度，m;33 m;ΔH为上下游水位差，m;3.81 m。计算渗透比降为0.15小于允许渗透比降0.2，渗透满足要求。

表4 抗滑稳定计算结果

3 结语

鉴于安邦灌区所处的重要位置以及它在黑龙江省的重要意义，重建安邦灌区势在必行而且意义深远。经计算，重建的各项指标均满足要求，并且安全性和稳定性也有所保障。

经计算满足要求。

［1］江苏省水利勘测设计研究院.SL265—2001水闸设计规范［S］.北京:中国水利水电出版社，2001.