桐溪湖(含水道)湖泊工程出水口的消能防冲设计

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1、范平，，桐溪湖(含水道)湖泊工程出水口的消能防冲设计出水口水工建筑物级别为4级。该出水口位于先导区核心区域内，消能设施占地面积要尽可能小，与周围环境和景观要尽量相融合。2水文、地质情况3．2桐溪湖出水口消能设计根据规划要求和水文计算桐溪湖出水口按2003．2．1消能设计参数年一遇洪水标准，设计洪水流量为62．1m3／s，根据长(1)出水口上、下游水位的确定。沙市暴雨强度计算公式，桐溪湖工程计算暴雨流量根据市政规划设计，桐溪湖上游设计水位为40．30m。为49．91m3／s。本设计桐溪湖排水流量取较大值Q=桐溪湖出水口下游经桐溪港连通涵与湘江

2、连通，62．1m3／s。按桐溪湖内发生200年一遇洪水62．1mS／s，外河湘江根据规划，桐溪港～观音湖段水系设计水面高程维持30．01m水位的最不利情况下反算连通涵进口水位为40．0m，设计水面雍高0．3m，因此桐溪湖工程设计为3150m，桐溪湖出水口下游设计水位定为3150m。洪水位取40．3m。(2)单宽流量和闸孔宽度的确定。桐溪湖出水口基础落于中风化泥质粉砂岩，岩石桐溪湖出水口设计流量Q--62．1m3／s，分别拟定溢的地基承载力特征值不小于1000kPa，摩擦系数不流坝宽度和闸孔尺寸根据上下游水位和流量计算公小于0．45。出水口区

3、域地质构造简单，未发现影响场式复核溢流堰流量和闸门泄洪流量。地稳定性的不良地质作用，场地目前处于稳定状态。为最大限度利用河道宽度自由溢流，尽量减少闸门运行调度，设计考虑充分利用39m宽河道，除了在3桐溪湖工程出水口消能设计河道居中位置布置3孔泄洪闸门外，在两侧剩余河道3．1出水口基本情况宽度范围内布置溢流堰维持湖水水面高程的同时自桐溪湖出水口设置在桐溪湖出口水道三与潇湘由排出桐溪港撇洪渠来水。拟定两侧溢流坝净宽为2大道南延线交汇处，桐溪湖出水口由排水闸和溢流坝mxl3．5m，排水闸孔净宽2．5m，中墩1．2m，边墩1．O组成，排水闸设置三孔

4、闸门居中布置，每扇闸门2．5mm，根据堰流流量计算公式推算结果为两侧溢流堰宽，排水闸两侧各布置13．5m宽溢流坝，溢流坝堰顶p。=7．43m3／s，在桐溪湖来水超过该流量后，为维持桐高程40．0ITI。桐溪湖出水口设置排水闸和溢流坝，可溪湖湖面高程不超过4O．3m，需要开闸泄流，三孔闸以在平时桐溪湖人湖流量Q较小时(Q≤7．43m3／s)，门全开最大泄流流量Q2=58．2mS／s，Q1+Q2=65．63m3／s>维持40m高程湖水水面，多余湖水通过溢流坝自行62．1m3／s，满足桐溪湖泄洪要求。溢流坝单宽设计流量溢流排出，当人湖流量较大(Q

5、>7．43m3／s)需要泄洪以为0．27m3／s，排水闸单宽设计流量为7．76m3／s。及进行湖底清淤、换水时，打开闸门可以泄洪和迅速3．2．2溢流坝消能设计排空湖水。桐溪湖出水口上游连接段设置钢筋混凝土桐溪湖出水口由排水闸和溢流坝两部分组成，溢铺盖和护底，上游翼墙采用重力式直墙结构，与河道流堰采用常用的平底板宽顶堰，开敞式进口边缘修圆侧壁衔接，下游消能后通过箱涵与湘江西岸堤防工程的堰面曲线。溢流堰堰顶高程40．0m，溢流面曲线采修建的桐溪港连通涵相连。用WES型幂曲线，桐溪湖湖水面设计雍高0．3m，溢桐溪湖出水口下游通过新建箱涵与桐溪港连

6、通流坝总宽27m，雍高小、溢流坝段宽，经计算溢流坝涵相接，箱涵需从潇湘大道西线下穿过，而规划潇湘单宽流量仅为0．27m3／s。溢流坝坝高12．3m，采用重大道西线在桐溪湖出水口南侧约135m处的巡抚路力坝坝型，设计经过综合比较后采用溢流面台阶消口将进入隧道，下穿湖南省政府接待中心，因此桐溪湖能+坝后消力池的消能设计。本工程溢流坝采用此种出水口处潇湘大道路面高程较低，约为33．0m。先期建设计，加大的溢流坝下游面坡比既能有效满足重力坝设的湘江西岸堤防工程中设计新建的桐溪港连通涵已稳定及应力计算要求，也有效地减小了下游消力池部经考虑该处路面高程

7、问题，连通涵进出口底板高程均分的结构尺寸，简化了下游消能设施，降低了工程规为28．5m。桐溪湖出水口处水道底部高程为37．0m，而模及工程投资。出水口下游连接箱涵底板高程为28．5m，因此桐溪湖3．2．3排水闸消能设计出水口上下游水位差相比同等规模水闸大许多，而且(1)排水闸消力池型式选择。2范平，，桐溪湖(含水道)湖泊工程出水口的消能防冲设计由试验得出下列函数关系：附表消力池计算成果表=4．30D时az_：1．00Do~系数D水界de水深d蔬Fj-~Vl[)，yCdcl轭水深d2水深西距离：：：=o．54DQ4Z5d2_：166D~27．

8、yy式中为跌落距离亦即跌坎墙脚到水深为d。处的距离；但此式没有考虑下游水深的影响。d，为水舌下方的水深，d。为水舌趾部处水深，亦即水跃首部水出水口布局合理、结构紧凑，同时按照市政