水利水电工程施工课程设计.pdf

《水利水电工程施工课程设计.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水利水电工程施工课程设计.pdf（15页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、水利工程施工课程设计计算说明书水利工程施工课程设计计算说明书一、基本资料一、基本资料大渡河上某水电工程采用单戗立堵进占，河床的剖面图见图 1。戗堤处水位流量关系见表 1 和图 2。戗堤端部边坡系数n1，截流戗堤两侧的边坡为 1:。截流材料采用当地的中粒黑云二长花岗岩，容重为 26KN/m。该工程采用左右岸各布置一条导流洞导流，左、右导流隧洞联合泄流的上游水位和泄流流量关系见表2 和图 3。3图 1：河床剖面图表 1坝址处天然水位坝址处天然水位 流量关系流量关系流 量（m/s）水位（m）32503174105001000坝 址 处 天 然 水 位-流 量 关 系956水 位-流 量955.595

2、5954.5水位(m)954953.5953952.5952200300400500600流 量m3/s7008009001000图 2：坝址处天然水位流量关系曲线表 2上游水位导流隧洞泄流量关系泄流流量（m/s）上游水位（m）作图如下301503004108001400上 游 水 位导 流 隧 洞 泄 流 量 关 系966水 位-流 量964962上游水位(m)9609589569549520200400600800100012001400泄 流 流 量m3/s图 3：上游水位导流隧洞泄流量关系曲线每位同学按不同的设计流量进行无护底情况下截流水力计算，并确定相应的截流设计方案。按以下公式确定

3、截流设计流量Q (300 2学号的最后两位)m/s，计算时不考虑戗堤渗透流量和上游槽蓄流量。截流设计是施工导流设计重要组成部分，其设计过程比较复杂，目前我国水利水电工程截流多采用立堵截流，本次设计按立堵截流设计，有多种设计方法。其设计分为：截流水力计算、截流水力分区和备料量设计。截流设计流量的确定，通常按频率法确定，也即根据已选定的截流时段，采用该时段内一定频率的某种特征流量值作为设计流量。一般地，多采用截流时段 5%10的月平均或者旬平均流量作为设计标准。截流的水力计算中龙口流速的确定一般采用图解法（详细见 水利工程施工 P3942），以下对于图解法及图解法的量化法，三曲线法做如下介绍。3二

4、、截流的水力计算二、截流的水力计算1、计算下游水位H下、戗堤高度HB、戗堤水深H03由Q0 300 28 316m/s，根据戗堤处水位流量关系曲线，由内插法可知，H下 953.28m;安全超高由Q0 Q,H上 957.79m，HB H上1.0m H底 8m；H0 Z H下 H底 2.28m Z.2、根据已知的泄流量Qd与上游水位H上关系绘制Qd Z曲线泄流量Qd(m3/s)上游水位H上(m)上下游落差Z(m)作图如下上 下 游 落 差-泄 流 量1400落 差-流 量12001000泄流流量m3/s8006004002000234567上 下 游 落 差(m)891011图 4：龙口泄水曲线Q

5、 Z由龙口泄水能力计算按照宽顶堰公式计算：1.5Q mB 2gH0式中m流量系数当Z ZZ1，为淹没流，m 1H03H0H0Z1，为非淹没流，m 0.385H03当B龙口平均过水宽度梯形断面：B B2nHBnH0三角形断面：B nH0H0龙口上游水头梯形断面：H0 Z上Z底三角形断面：H0 Z上Z底nHB0.5Bn其中Z龙口上下游水位差HB戗堤高度n戗堤端部边坡系数，取n 1.0Z上龙口上游水位Z底河道底板高程由连续方程可得龙口流速计算公式为由连续方程可得龙口流速计算公式为：淹没流时：h hs式中Q-Bhhs龙口底板以上的下游水深非淹没流时：h hc式中hc龙口断面的临界水深I 即淹没出流时：

6、对于梯形断面：h hs对三角形断面：h hsII 非淹没出流时：对于梯形断面：h hcnHB0.5B。n2Q2对三角形断面：hc2；n g以下以假设戗堤顶部 B 为下列数值时为例，演算B Q Z曲线的过程，河床底部无护底。B=40m 流量落差计算表B(m)Z(m)12H0(m)Z/H0mBQ(m3/s)403456B=35m 流量落差计算表B(m)Z(m)123H0(m)Z/H0mBQ(m3/s)35456B=30m 流量落差计算表B(m)Z(m)1H0(m)Z/H0mBQ(m3/s)3023456B=25m 流量落差计算表B(m)Z(m)123H0(m)Z/H0mBQ(m3/s)25456B

7、=20m 流量落差计算表B(m)Z(m)123H0(m)Z/H0mBQ(m3/s)20456B=16m 流量落差计算表B(m)Z(m)1H0(m)Z/H0mBQ(m3/s)1623456B=10m 流量落差计算表B(m)Z(m)123H0(m)Z/H0mBQ(m3/s)10456B=5m 流量落差计算表B(m)Z(m)H0(m)Z/H0mBQ(m3/s)5456作Q Z曲线如下上 下 游 落 差-泄 流 量1500B=40mB=35mB=30mB=25mB=20mB=16mB=10mB=5m60501000泄流流量m3/s403050020100012345上 下 游 落 差(m)678图 5

8、：Q Z曲线4、绘制B Q Qd曲线如下图 6：B Q Qd曲线5、由 CAD 图，可知交点处相应的 Q、Z，并判断流态和求水深 h、流速 v，并作Z V、B V图，列表如下：B(m)Q(m3/s)Z(m)B(m)h(m)V(m/s)403530252016105作图如下流态梯形非淹没流梯形非淹没流梯形非淹没流梯形非淹没流梯形非淹没流三角形非淹没流三角形非淹没流三角形非淹没流戗 堤 顶 部 宽 度-泄 流 量7B-V65泄流量m3/s43210510152025戗 堤 顶 部 宽 度(m)303540图 7：B V曲线落差-泄流量7Z-V65泄流量m3/s4321011.522.53落差(m)

9、3.544.5图 6：Z V曲线6、由V k 2g式中V石块的极限抗冲流速；d石块化引为球形时的粒径；K综合稳定系数，取；sd，确定块体粒径 d；水容重，取 10.s石块容重，取 26.具体计算如下表：B(m)403530252016105作图如下Z(m)V(m/s)d(m)戗 堤 顶 部 宽 度-块 体 粒 径1.5Z-d1块体粒径0.50510152025戗 堤 顶 部 宽 度(m)303540图 6：Z d曲线7、选择截流材料当 B25m 时，选用 5t 重大块石、大石串或钢筋石笼，为I 区；当 16mB25m 时，选用 12-15t 重混凝土四面体，为II 区；当 B16m 时，选用0.8m6m装石竹笼，为 III 区。8、截流设计方案图。见附图。9、截流戗堤宽度为满足可使 3 辆自卸汽车同时工作，自卸汽车宽度为左右，安全间距 1m，所以取戗堤宽度为 15m。