渠首安全鉴定结构计算书

4.工程复核计算分析报告

4.1工程概况

大天生圈渠首位于沁城乡，地理位置东径94°34′,北纬42°53′。渠首距沁城乡14.0km，有乡村公路相通，沁城乡～哈密市有县乡公路相通，渠首距哈密市东北部约85km，交通比较便利。该渠首建于1970年，1998年泄洪冲砂闸损坏，后由哈密市水管总站自筹资金修复。2007年泄洪冲砂闸、溢流堰冲毁，翼墙损坏，哈密市水管总站对渠首进行了改造，损毁的翼墙进行了修复。大天生圈渠首是一座以灌溉为主的引水建筑物，该渠首由进水闸、两排底栏栅廊道组成，控制灌溉面积5.16万亩，设计引水流量为5.0m3/s。设计洪水标准30年一遇，校核洪水标准100年一遇，相应的设计洪峰流量58.0m3/s，校核洪峰流量181.0m3/s，工程规模为中型、工程等别为Ⅲ等，主要建筑物3级，次要建筑物4级，临时建筑物5级。

4.2过流能力复核计算

4.2.1基本参数

（1）引水闸

引水闸布置在左岸，1孔，为底栏栅引水方式，两排廊道，单排廊道净宽1.0m，长30m，设计引水流量5.0m3/s。闸底板高程为2302.09m，闸顶高程为2304.19m，闸室长3.0m。引水闸闸室为钢筋混凝土结构，有闸控制，设有胸墙。启闭机梁为钢结构，工作平台及胸墙为钢筋砼结构。设有1.6×1.0m平板钢闸门，采用手动螺杆式启闭机，启闭力为3t，无启闭室。

（2）底栏栅廊道

两排底栏栅廊道，单排廊道净宽1.0m，长30m，廊道纵坡i=0.35，廊道中墩及边墙为C25F200W4钢筋混凝土结构，中墩厚0.715m，边墩厚0.5m，底板采用0.3m厚C25F200W4混凝土，底板以下基础深度1.57m，为浆砌石结构。廊道总宽度4.5m。底栏栅采用圆形钢直径40mm，长为1.28m。

（3）上游铺盖及翼墙

上游翼墙左岸为长58m的浆砌石挡土墙型式，墙顶高程为2262-2264m，顶

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部宽0.8m。上游翼墙右岸为长42.7m的浆砌石挡土墙型式，墙顶高程为2262-2264m，顶部宽0.8m，为浆砌石结构，浆砌石砂浆标号为M7.5。

铺盖长度8m，厚0.5m，为浆砌石结构。齿墙为重力式，上部宽0.8m，底部宽2.8m，深5m，为浆砌石结构，浆砌石砂浆标号为M7.5。

（4）下游护坦及翼墙

下游翼墙左岸为长62m的浆砌石挡土墙型式，墙顶高程为2256.6-2262m，顶部宽0.8m。下游翼墙右岸为长34.6m的浆砌石挡土墙型式，墙顶高程为2258-2262m，顶部宽0.8m，底宽1.4m-2.44m，为浆砌石结构，浆砌石砂浆标号为M7.5。

护坦长度20m，厚0.5m，为浆砌石结构。齿墙为重力式，上部宽0.8m，底部宽2.3m，深3m，为浆砌石结构，浆砌石砂浆标号为M7.5。齿墙后设置4.5m长，深3.0m抛石区。

4.2.2引水闸过流能力计算

（1）计算依据

1、按堰流公式复核底栏栅引水闸的引水过流能力及渠首的泄洪能力。原底栏栅式引水廊道引水流量为5.0m3/s，廊道长30m，净宽1.0m，双排，廊道纵坡i=0.35。栅条由于洪水泥沙的冲刷弯曲变形严重，已起不到防砂效果，需进行更换。栅条采用圆钢，圆钢直径40mm，栅条间隙25mm，间隙系数为0.385。 假设来水5.0m3/s全部进入廊道内,如图所示

Qh1hcp1h2hcp2h3Q1廊Q2廊bb

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设计时假设来水5.0m/s全部进入廊道内,如图所示

Q设= Q1廊+ Q2廊

由工程经验知:第一排进水廊道Q1设=Q×60%=3m3/s

第二排进水廊道Q2设=Q×40%=2m3/s

先从第二排廊道算起（类似单排廊道计算） h2=0 由q＝2.66(μpb) 3/2求q2，hkp″,h2 上式中:

μ----栏栅孔口流量系数,设计中采用0.60～0.65； p----间隙系数, p=

s, 一般取0.30～0.50； s?t3

b-----栏栅廊道宽度(顺水流方向) 其中: μ=0.60 p=

s25= =0.385 40?25s?t∴q2=2.66×(0.60×0.385×1.0)3/2=0.295m3/s

h2?h?3''k?q221?0.295?3?0.207(m) g9.8按下式计算第二排廊道的长度：

l2?Q22??6.8(m) q20.295考虑运行期间隙被小石子、杂草、冰屑等堵塞的可能，取堵塞系数0.5，即增加50%的栏栅面积。故实际采用的第二排廊道长度为10m。

2、复核底栏栅廊道引水能力

由第二排廊道长度验算第一排廊道的设计引水流量 第一排廊道前缘的单宽流量q1为： q1=5/30=0.17m3/(s·m)

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第二排廊道前缘的单宽流量q2为： q2=5*0.4/30=0.07m3/(s·m)

对应于q1和q2的前缘上的临界水深为：

h?h1?3'k?q221?0.17?3?0.143(m) g9.8h?h2?3''k?q221?0.07?3?0.08(m) g9.8所以：hcp1=0.8*(0.143+0.08)/2=0.089(m) hcp2=0.8*(0.08+0)/2=0.032(m) 故第一排的取水流量为： Q1=?pbl2ghcp=9.16 m3/s 第二排的取水流量为： Q2=?pbl2ghcp=5.49 m3/s

则，底栏栅双排廊道总取水流量为Q总=Q1+Q2=14.65 m/s 上式中: μ----栏栅孔口流量系数,采用0.60；

s p----间隙系数, p=s?t；

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b-----栏栅廊道宽度(顺水流方向) l-----栏栅廊道长度； hcp-----栏栅前沿坎上水深。

计算结果：大天生圈渠首底栏栅廊道设计引水流量为Q=5.0m/s， 经过复核计算该渠首底栏栅廊道实际引水流量为Q=14.65m3/s，因此满足设计要求。

3、引水闸过流能力复核

引水闸设有胸墙，闸底板高程为2302.09m，闸顶高程为2304.19m，胸墙底高程为2302.89m，闸前最大引水位为1.5m。

按以下公式复核引水闸引水流量：

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