海漫设计及防冲槽设计计算案例综述
1海漫设计
1.1海漫的作用
海漫是一个水利消能防蚀设施。当水流经过消力池或停机坪进行消能时,水流的能量可以消散40%-70%,但仍有一定的剩余能量。海漫的作用是消除水流的剩余能量,调整流速分布,使水流均匀地出池,从而保护河床不受冲刷。
1.2海漫的构造
为了充分发挥海漫的作用,海漫的建构有以下要求:
(1)为了消除水流的剩余能量,必须有一定的粗糙度
(2)应灵活适应围裙与天然河床的过渡基础变形。
(3)必须具有一定的透水性,以利于渗漏水的排出。
海漫的材料和结构如下
(1)浆砌石海漫。常用M5或M8水泥砂浆砌块石。块石粒径大于30cm,砌筑层厚度一般为0.4-0.6cm,一般用在5-10m或1/3的越海长度范围内。砌石中设排水孔,孔下设反滤层或砾石粗砂垫层,厚度0.1~0.2m。
(2)干砌石海漫。采用30cm以上块石砌筑,厚0.4~0.6cm,下垫碎石、粗砂垫层,厚0.1~0.15m。
(3)混凝土或钢筋混凝土板海漫。采用0.1-0.3m厚的现浇或预制板。板内设排水孔,下方设反滤层或垫层。这种海漫防冲速度可达6~10m3/s,但成本较高。
(4)其他类型的海漫,如铅丝笼海漫等。
1.3海漫的长度设计
—海漫长度(m);
—消力池末端单宽流量
—海漫长度计算系数,本设计取Ks=11。
海漫长度最不利情况是乘积最大时,在水闸泄流范围内,由于七孔全开情况中,e≥1.5时无需设消力池,所以无需设计海漫,所以当六孔对称开启e=1.5时为最不利情况,此时=31.91m,取=33m。
1.4海漫结构布置
本设计海漫长度=33m,取海漫水平段长度为10m,水平段顶面高程与护坦高程齐平,其后布置坡度为1:15的斜坡段,以便使水流竖向扩散,加大水深,减小流速。另外,本设计海漫水平段采用浆砌石型式,厚度为0.4m,下设0.1m碎石垫层。水平段以后采用干砌石型式,厚度为0.4m,其下铺设0.1m厚碎石垫层。
2防冲槽设计
2.1防冲槽结构设计
防冲槽是在泄水建筑物或水闸护坦末端开挖抛石形成的一种防冲棱柱体。防冲槽底宽约为槽体底宽的2~3倍。边坡系数上游的坡度一般为2-3,下游的坡度系数一般为3。防冲槽断面尺寸与冲刷坑深度有关。冲刷坑深度越大,防冲槽断面越大。
—海漫末端河床冲刷深度(m);
—海漫末端单宽流量(m2/s),取最不利情况六孔对称开e=1.5时,=7.88m2/s,此时=3.71m
—河床土质允许不冲流速(m/s);
=0.8×3.431/3=1.21m/s;
—海漫末端河床水深(m),本设计取=3.77m。
。
因为防冲槽槽身一般取1.5~2m,所以本设计取=2m。
所以防冲槽槽底宽B=(2~3)×2=4~6m,本设计取B=6m,上下游边坡系数均取m=3。
2.2防冲槽冲坑堆石量计算
—单宽堆石量(m2);
t—冲坑深度;
m—冲坑上游坡度,本设计取为=3;
d—冲坑堆石覆盖层厚度,一般取为0.3~0.5,本设计取=0.5。
所以:
1.1.4.3校核验算
冲坑堆石量,
满足设计要求。