安邦灌區渠首進水閘設計方案

張 煥

(黑龍江省樺川縣水利勘測設計隊，黑龍江樺川154400)

1 基本情況

現有安邦灌區渠首始建于70年代，經過多年運行，工程損壞嚴重。本次設計僅設計渠首進水閘工程。

2 渠首進水閘設計

2.1 結構布置

渠首進水閘進口引渠段兩側邊墻采用弧形擋土墻結構，進口U型槽采用鋼筋混凝土結構;閘室段采用鋼筋混凝土結構，閘室設液壓啟閉閘門一孔，閘室段上部設交通橋，海漫段采用干砌石護砌，下鋪設砂礫石墊層，無紡布反濾，末端設防沖槽［1］。

2.2 水力計算

計算條件:上游設計灌溉引水水位98.00 m，對應下游水位97.80 m，上游加大水位98.10 m，對應下游水位97.90 m，進水閘閘底板高程96.84 m，過流計算采用寬頂堰泄流能力公式計算。寬頂堰泄流能力公式計算為:

式中:Q為設計流量m3/s;σm為淹沒系數，設計水位σm=0.95，加大水位σm=0.93;m為流量系數;取m=0.35;ε為側收縮系數;取ε=1;b為過流凈寬，m，b=4.8 m;H0為計入行近流速水頭的堰上水頭。

計算結果見表1。

2.3 消能計算

消能計算包括消力池深度、長度計算，海漫長度計算。水力條件:為上游設計灌溉引水水位98.00 m，對應下游水位 97.80 m;為上游加大水位98.10 m，對應下游出池口水位97.90 m;為上游橡膠壩擋水水位 98.28 m，對應下游出池口水位98.08 m。取3種工況計算結果最大值。

消能計算采用公式:

式中:d為消力池深度，m;σ0為水躍淹沒系數;α為水流動能校正系數，m;φ為流速系數;q為單寬流量，m2/s;g為重力加速度，m/s2;hc為收縮水深，m;hc″為躍后水深，m;T0為由消力池底板頂面算起的總勢能，m;ΔZ為出池落差，m;hs'為出池河床水深，m;H0為由下游河床算起的總水頭，m。

消力池長度計算:

式中:Lsj為消力池長度，m;Ls為消力池斜坡投影長度，m;β為水躍長度校正系數，可采用0.8;Lj為水躍長度，m。

海漫長度計算:

式中:Lp為海漫長度，m;qs為消力池未端單寬流量m3/s/m。

消力池長度及深度、海漫長度計算結果見表2。

表1 渠首進水閘過流量計算表

表2 消能防沖計算表

2.4 結構計算

擋土墻結構穩定及應力計算。基底應力計算公式為:

應力計算結果詳見表3。

表3 應力計算結果

經過計算，穩定滿足要求。

擋土墻抗滑穩定計算采用抗剪強度公式計算:

式中:kc為計算抗滑穩定安全系數;ΣG為作用于擋墻基底全部豎向荷載之和;ΣH為作用于擋墻全部水平向之和;f為閘室底面與地基之間的摩擦系數，基礎為級配不良粗砂，取f=0.40。抗滑穩定計算結果見表4。

2.5 防滲計算

防滲計算采用公式:

式中:L為滲徑長度，m;33 m;ΔH為上下游水位差，m;3.81 m。計算滲透比降為0.15小于允許滲透比降0.2，滲透滿足要求。

表4 抗滑穩定計算結果

3 結語

鑒于安邦灌區所處的重要位置以及它在黑龍江省的重要意義，重建安邦灌區勢在必行而且意義深遠。經計算，重建的各項指標均滿足要求，并且安全性和穩定性也有所保障。

經計算滿足要求。

［1］江蘇省水利勘測設計研究院.SL265—2001水閘設計規范［S］.北京:中國水利水電出版社，2001.