萬(wàn)家寨水利樞紐混凝土重力壩設(shè)計(jì)

摘要關(guān)鍵詞：混凝土重力壩溢流壩擋水壩本設(shè)計(jì)為萬(wàn)家寨水利樞紐設(shè)計(jì).萬(wàn)家寨水利樞紐工程位于黃河托克托至龍口峽谷 ,其控制流域面積395000平方公里，正常蓄水位977m,校核蓄水位980.4叫該壩為實(shí)體混凝土重力壩，最大壩高為928.16m,設(shè)計(jì)完成后的萬(wàn)家寨重力壩具有供水，發(fā)電，防洪的作 用.設(shè)計(jì)內(nèi)容包括樞紐布置，樞紐泄水能力驗(yàn)算，壩體剖面設(shè)計(jì)，導(dǎo)墻設(shè)計(jì)，消能設(shè)計(jì)，壩 體應(yīng)力與抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算，細(xì)部構(gòu)造，與地基處理.其中溢流表孔采用WES曲線(xiàn)設(shè)計(jì),底流消能;底孔采用無(wú)壓形式，底流消能.設(shè)計(jì)過(guò)程中我們大量翻閱了大量的文獻(xiàn)、資料，并對(duì)實(shí)際工程做了改進(jìn)。設(shè)計(jì)過(guò)程 包括初稿，修改，復(fù)稿，再修改，成稿的過(guò)程。AbstractKeywords:concretegravitydamspillwayretainingdamThedesignfortheWanjiazhaiWaterControlProjectDesign.WanjiazhaiWaterControlProjectontheYellowRivervalleyTuoketuotoLongkou,itscontroldrainagearea395,000squarekilometers,thenormalwaterlevel977m,checkingwaterlevel980.4m,thedamofconcreteentitiesDam,thelargestdamheightto928.16m,afterthepletionofthedesignoftheWanjiazhaiDamwithwatersupply,powergeneration,floodcontrolrole.Designelementsincludethegenerallayout,checkinghubdischargecapacity,thedamprofiledesign,trainingwalldesign,energydissipationdesign,thedamstressandslidingstabilitychecking,detailconstruction,andgroundtreatment.OverflowwhichusedWES-tablecurvedesign,Attheendofenergydissipation;Bottomadoptstheformofpressure,attheendofenergydissipation?Thedesignprocess,wereadalotalotofliterature,informationandpracticalprojectstodotoimprove?Thedesignprocess,includingdraftamendmentsonrehabilitation,re-edits,adraftoftheprocess?目錄1.基本資料11.1.工程概況11.2.地形條件11.3.地質(zhì)條件11.4.±程特性21.5.其他48.6.萬(wàn)家塞水利樞紐壩址形圖和壩軸線(xiàn)地質(zhì)剖面圖59.壩段壩線(xiàn)壩型選擇69.壩段選擇62.2.壩線(xiàn)選擇64.3.壩型選擇65.樞紐布置75方案比較73.2.泄洪調(diào)度方式74.調(diào)洪驗(yàn)算76.1.表孔過(guò)流能力計(jì)算84.2.中孔過(guò)流能力計(jì)算84.3.底孔過(guò)流能力計(jì)算84.4.拙沙孔過(guò)流能力計(jì)算9(7) 5.總泄流能力9(8)壩體布置107.1.地基開(kāi)挖105.2.計(jì)算壩頂高程105.3.壩長(zhǎng)及壩段布置II6.剖面設(shè)計(jì)136.1.擋水壩段剖面設(shè)計(jì)136.1.1壩頂寬度的確定136.1.2折坡點(diǎn)位置及壩底寬度的確定148.2.中孔的設(shè)計(jì)156.2.1進(jìn)水口設(shè)計(jì)156.2.2無(wú)壓明流段176.2.3通氣孔186.3.排沙孔的剖面設(shè)計(jì)186.3.1頂部直線(xiàn)段AB186.3.2BC段196.3.3側(cè)而曲線(xiàn)196.3.4無(wú)壓明流段19(9)3.5通氣孔19(10)消能設(shè)計(jì)207.1.消能工形式207.2.中孔壩段的消能設(shè)計(jì)209.2.1中孔設(shè)計(jì)洪水位下消能計(jì)算207.2.2中孔校核洪水位下消能計(jì)算237.3.排沙孔壩段的消能設(shè)計(jì)267.3.1排沙孔設(shè)計(jì)洪水位下消能計(jì)算26(9)3.2扌II：沙孔校核洪水位下消能計(jì)算29(10)水力計(jì)算338.1.中孔水面線(xiàn)計(jì)算3310.1.1不摻氣水面線(xiàn)的確定338.1.2摻氣水而線(xiàn)的確定351.3凈空驗(yàn)算35(2) 2.排沙孔水面線(xiàn)計(jì)算358.2.1不摻氣水面線(xiàn)的確定358.2.2摻氣水而線(xiàn)的確定372.3凈空驗(yàn)算37(8)2.4修改方案379.抗滑穩(wěn)定和應(yīng)力分析38(9) 1.概述389.2.計(jì)算內(nèi)容392.1設(shè)計(jì)工況399.2.2抗滑穩(wěn)定截而的選擇399.3.計(jì)算公式及控制標(biāo)準(zhǔn)399.3.1抗滑穩(wěn)定計(jì)算39(3)3.2應(yīng)力計(jì)算409.3.3在水庫(kù)運(yùn)用期間的應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)409.4.荷載組合419.5.擋水壩正常蓄水位情況下的穩(wěn)定與應(yīng)力計(jì)算415.1壩體自重4111.5.2靜水壓力429.5.3揚(yáng)壓力43(11)5.4泥沙壓力44(5)5.6荷載簡(jiǎn)化459.5.7擋水壩正常蓄水位的抗滑穩(wěn)定計(jì)算469.5.8擋水壩正常蓄水位的應(yīng)力計(jì)算469.6.擋水壩正常蓄水位加地鹿情況下穩(wěn)定及應(yīng)力計(jì)算489.6.1地震荷載489.6.2荷載簡(jiǎn)化509.6.3擋水壩正常洪水位加地震情況下穩(wěn)定抗滑穩(wěn)定計(jì)算509.6.4擋水壩正常洪水位加地震情況下應(yīng)力計(jì)算50(7) 7.計(jì)算結(jié)果分析529.7.1穩(wěn)定抗淆分析衣52(10)7.2應(yīng)力分析結(jié)果52(11)細(xì)部構(gòu)造54(8)1.材料及壩頂構(gòu)造541.1壩體材料5410.1.2壩體材料分區(qū)54(12)1.3壩頂構(gòu)造5510.2.壩體分縫與止水5610.2.1橫縫5612.2.2橫縫止水562.3縱縫56(4)2.4水平施工縫57(6)3.廊道及排水系統(tǒng)57(10)3.1廊道系統(tǒng)5710.3.2基礎(chǔ)灌漿廊道尺寸擬定58(4)3.3排水系統(tǒng)58(5)地基處理6011.1?開(kāi)挖清理60(11) 2.壩基的加固處理6011.2.1基巖固結(jié)灌漿6011.2.2斷層破碎帶的處理6011.3.防滲帷幕61結(jié)語(yǔ)62謝辭63

參考文獻(xiàn)64(8)基本資料1.1.工程概況萬(wàn)家寨水利樞紐位于黃河干流上、中游交接處，XX省關(guān)縣境內(nèi)，控制流域面積395000W，總庫(kù)容8.96億n?,實(shí)測(cè)多年平均徑流量246.3億m$,設(shè)計(jì)多年平均徑流量 195億n?,多年平均輸沙量1.53億噸，年平均含沙量6.24kg/m30兩岸臨近地區(qū)蘊(yùn)藏著豐富的煤炭資源，本樞紐的主要任務(wù)是利用黃河水利資源安排調(diào)峰電站，擔(dān)任華北電網(wǎng)102萬(wàn)kW的尖峰負(fù)荷，同時(shí)為XX雁北、晉中和內(nèi)蒙準(zhǔn)格爾能源基地及市提供工業(yè)和城市用水14億m'。水庫(kù)樞紐由主壩、電站、溢流表孔、中孔、底孔及排沙孔等組成。根據(jù)水庫(kù)的工程 規(guī)模及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用，樞紐為一等工程，主壩為1級(jí)建筑物。2.地形條件黃河過(guò)龍羊峽、X家峽、黑山峽后入XX自治區(qū)XX平原和內(nèi)蒙自治區(qū)河套平原，到托克托縣河口鎮(zhèn)折會(huì)南流，穿行于XX、XX黃土高原峽谷至潼關(guān)后再向東流，至XX小浪底出峽谷，到桃花峪后進(jìn)入華北大平原。萬(wàn)家寨水利樞紐位于黃河中上游的交接處， XX、XX黃土高原峽谷的起點(diǎn)，流向山北向南，兩岸坡勢(shì)陡峭，山脈高程屬于我國(guó)天然地勢(shì) 的第二階梯，山頂高程1000?2000m,壩址處河谷呈扁寬I;型，河谷寬高比為5.5。當(dāng)?shù)貙俑珊蛋敫珊敌詺夂?，平均氣溫低，約-4?14°C。降雨量較少，區(qū)域內(nèi)暴雨形成常發(fā) 生在7、8月份。年平均降雨量月500mm；1.3.地質(zhì)條件萬(wàn)家寨樞紐庫(kù)區(qū)，黃河穿行于寒武系口云巖、灰?guī)r和奧陶系灰?guī)r地層中位于新華夏 系和祁呂賀山字型兩個(gè)構(gòu)造體系展布X圍內(nèi)的相對(duì)穩(wěn)定地塊，區(qū)內(nèi)寒武、奧陶系碳酸鹽地層有溶巖發(fā)育，多表現(xiàn)為溶洞、溶槽、溶孔、洛蝕裂隙面，一般規(guī)模不大，多呈孤立 狀。水庫(kù)區(qū)的主要地質(zhì)問(wèn)題為庫(kù)區(qū)右岸滲漏，水庫(kù)蓄水后，自龍王溝下游 2km處至黑岱溝口下游5.5km處長(zhǎng)約13km—段中奧陶系馬家溝組灰?guī)r出露區(qū)入滲，順右岸低槽帶排向榆樹(shù)灣黃河地段。巖溶滲漏形式為巖溶裂隙式滲漏，其滲漏量在不考慮丄程措施條件下，從寬估算最大值在10m3/s以下。不致影響水庫(kù)正常效益，如采取一定的堵漏工程措施尚可進(jìn)一步減少其滲漏量。壩址區(qū)兩岸為下奧陶系、上寒武系白云巖、灰?guī)r、頁(yè)巖、泥灰?guī)r。壩基為中寒武系 灰?guī)r、頁(yè)巖與泥灰?guī)r。巖性致密堅(jiān)硬，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)較大斷層。河床壩基底部分布 有X夏第六、四、二層為灰?guī)r、泥灰?guī)r、頁(yè)巖互層，巖性相對(duì)較為軟弱，其中X夏第四層在在壩基下埋藏較淺(基巖面下14.7?20.3m),位于持力層X(jué)圉內(nèi)，其層面局部X圍內(nèi)有剪切帶和泥化夾層，是壩的深層滑動(dòng)控制面，但該巖層巖石的最小飽和抗壓強(qiáng)度任在80MP&以上?？刂粕顚踊瑒?dòng)的X夏組第五層與第四層的交界面附近的鉆孔巖芯多數(shù)界面膠結(jié)良好。據(jù)18個(gè)河床中的鉆孔統(tǒng)訃，界面附近巖芯采取率為100%以及在巖芯上見(jiàn)到界面膠結(jié)良好者有13孔，界面巖芯采取率不足100%者5個(gè)。為安全計(jì)，并綜合考慮構(gòu)造成因、兩岸平恫、地表層間剪切帶和泥化夾層連通率的統(tǒng)訃值，深層滑動(dòng)控制面的層間剪切帶和泥化夾層的連通率按壩基寬的1/3考慮。其滑動(dòng)面的綜合抗剪斷強(qiáng)度參f=0.7,c=0.7MPao為實(shí)現(xiàn)水庫(kù)年內(nèi)沖淤平衡，控制淤積末端不上延，保持水庫(kù)長(zhǎng)期使用，本樞紐釆用 蓄清排渾運(yùn)用方式，調(diào)節(jié)周期為8月至次年7月。水庫(kù)最高洪水位980.4m,汛限水位970m,最低沖沙水位948.0m。運(yùn)行情況如下：（1） 沖沙期（8、9月），沖沙時(shí)水庫(kù)從汛限水位降低至 952?957m運(yùn)行，此間電站實(shí)行日調(diào)節(jié)。汛期遇有大水大沙時(shí)降低水位至 948.0m沖沙。（2） 蓄水期（10?4月），蓄水發(fā)電，10月末水位蓄到970m,11月水位在970?974m運(yùn)行，12?3月水位最高不超過(guò)977m,4月底蓄至正常高水位980.0m。（3） 供水期（5?7月），供水發(fā)電,5月份水位開(kāi)始下降,7月末以前水位降至970.Om。8月進(jìn)入排沙期水位驟降至952.0?957.Om。采用以上運(yùn)用方式，可使水庫(kù)保持4.48億m3調(diào)洪庫(kù)容。（1）4.工程特性萬(wàn)家寨樞紐工程特性見(jiàn)表 1.1表1.1 工程特性表項(xiàng)目單位數(shù)量備注（1）水文控制流域面積Km2395000.0多年平均年徑流量（實(shí)測(cè)/設(shè)IT）億m3246.3/195多年平均流量（實(shí)測(cè)/設(shè)計(jì)）m3/s780/618萬(wàn)年一遇洪峰流量m3/s21200.0千年一遇洪峰流量m3/s16500.0多年平均輸沙量?jī)|噸/年1.53多年平均含沙量Kg/m36.24（2）水庫(kù)下游尾水位校核洪水（0.01%）m980.4905.1設(shè)計(jì)洪水位（0.1%）m977.0904.7正常蓄水位m980.0900.5死水位m948.0汛期限制水位m970.0

沖沙期運(yùn)用水位m952.0?957.0最低沖沙水位m948.0淤沙高程m910.0總庫(kù)容億m38.96調(diào)洪庫(kù)容億m34.48（3）洪水流量萬(wàn)年一遇洪水m3/s9274.0千年一遇洪水m3/s8497.0（4）工程效益1）發(fā)電裝機(jī)容量萬(wàn)kW102.0保證出力萬(wàn)kW18.7多年平均發(fā)電量?jī)|度28.2年利用小時(shí)數(shù)時(shí)2765.02）年供水量?jī)|m314.0（5）主要建筑物尺寸僅供考1）主壩型式混凝土重力壩壩頂咼程m982.0最大壩咼m90.0壩頂長(zhǎng)度m435.32）底孔進(jìn)口高程m915.0孔數(shù)-孔口寬X高m8-4.0X6.03）中孔進(jìn)口高程m948.0孔數(shù)-孔口寬X高m4-4.0X8.04）表孔進(jìn)口高程m970.0孔數(shù)-孔口寬X高m1-14X105）排沙孔進(jìn)口高程m912.0

孔數(shù)-孔口寬X高m6-2.4X36）電站孔進(jìn)口高程m932.0孔數(shù)-孔口寬X高m6-7.5X8.5壓力鋼管直徑m7.56）廠(chǎng)房型式壩后式引水口進(jìn)口高程m932.0主廠(chǎng)房尺寸m195X28X57.7機(jī)組安裝高程m895.07）水輪機(jī)臺(tái)數(shù)臺(tái)6型號(hào)HL-(200)-LJ600單機(jī)容量萬(wàn)kW17.0轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分90.9吸出高程m-4.5最大工作水頭（毛）m80.5最小工作水頭（毛）m53.3設(shè)計(jì)工作水頭m67.0輸電線(xiàn)電壓kV500.01.5.其他多年平均最大風(fēng)速16m/s,水庫(kù)吹程為5kg地震基本烈度7度。1.6.萬(wàn)家寨水利樞紐壩址形圖和壩軸線(xiàn)地質(zhì)剖面圖圖i?i萬(wàn)家塞水利樞紐壩址地形圖(2)壩段壩線(xiàn)壩型選擇1.壩段選擇水庫(kù)壩址選擇一般是根據(jù)綜合利用的要求，結(jié)合河道地形、地質(zhì)等的調(diào)查資料和判斷進(jìn)行選擇適合壩段，對(duì)壩段和壩線(xiàn)進(jìn)行綜合比較，選出有利的壩軸線(xiàn)，確定壩型和樞紐布置方案。黃河經(jīng)過(guò)龍羊峽，X家峽,黑山峽后進(jìn)入XX自治區(qū)XX平原和XX河套平原，到托克托縣河口鎮(zhèn)折會(huì)南流，穿行于XX、XX黃土高原峽谷至潼關(guān)后再向東流，至XX小浪底出峽谷，到桃花峪后進(jìn)入大平原。XX、XX黃土高原峽谷的起點(diǎn)，流向由北向南，兩岸坡勢(shì)陡峭，山脈高程屬于我國(guó)天然地勢(shì)的第二階梯，山頂高程1000-2000米。萬(wàn)家寨水利樞紐位于黃河中上游的交接處，托克托至龍口河段的峽谷處，壩址處河谷呈 扁寬U型，河谷寬高比為3.5。此壩址的選擇考慮了充分利用了基巖的抗滑作用且使壩軸線(xiàn)不長(zhǎng)；壩軸線(xiàn)與地形線(xiàn)垂直，改善壩體結(jié)構(gòu)與受力；有利于整體樞紐的布置等原則。2.2.壩線(xiàn)選擇壩軸線(xiàn)的正確選擇在水利樞紐布置中，是很關(guān)鍵的，壩軸線(xiàn)的選擇是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程 ,綜合性很強(qiáng)，影響因素很多，也很復(fù)雜，初步設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)壩地質(zhì)地形條件，定性分析 ,確定出壩軸線(xiàn)。壩段內(nèi)有上壩線(xiàn)、下壩線(xiàn)、中壩線(xiàn)、中：壩線(xiàn)、中上壩線(xiàn)，上壩線(xiàn)與中 壩線(xiàn)間距1.lKm,中壩線(xiàn)與下壩線(xiàn)間距1.3Km,針對(duì)各壩線(xiàn)地形、地質(zhì)、施工、交通條件、材料等因素進(jìn)行比較，采用最優(yōu)方案。比較如下：上壩段：兩岸裂隙發(fā)育，有泉水出露，建壩后存在滲漏問(wèn)題，壩基內(nèi)有泥化夾層， 不利于壩體穩(wěn)定，從地形上看，位于彎道末端，固不利于作為壩址，舍棄。下壩線(xiàn)：兩岸山體破碎，斷層發(fā)育，滲漏嚴(yán)重，穩(wěn)固基巖層薄對(duì)壩體不利，雖地形 上河流順直，但由于地質(zhì)原因，工程量大，不利用此壩線(xiàn)，舍棄。中壩線(xiàn)：壩段在200米內(nèi)有三條壩線(xiàn)，中'線(xiàn)是最初的地址勘探線(xiàn)，在河彎道下， 右岸呈喇叭狀，下游有串溝，岸坡呈半懸狀，串溝有匯流面積，鑒此舍棄。中上壩線(xiàn)的 位置是將中1線(xiàn)左端不動(dòng)，右端上移150米。河谷窄，工程量小是有利的，但布置電站 要擴(kuò)挖，對(duì)樞紐不利，壩線(xiàn)位于中1下游200米處，是原來(lái)中】的備用壩線(xiàn)，此處較中】窄200米，右岸下游山體收縮，利于壩體穩(wěn)定，兩岸山頂比中1處低20米，且右岸有三階臺(tái)地，便于施工布置，從地質(zhì)上看中::略?xún)?yōu)于中'壩線(xiàn)，故選中2線(xiàn)。(9)3.壩型選擇壩型有三種：土壩、拱壩、重力壩。由于壩址位于上中游，土料不豐富，建壩要大 量粘性、沙性土料，故不釆用；壩址河床斷面寬高比 3.5,按現(xiàn)在技術(shù)，可用拱壩。河谷呈U型，采用單曲拱壩。但考慮本樞紐布置6各電站孔、5各排沙孔、8個(gè)底孔、4個(gè)中孔和1個(gè)表孔，孔口多，尺寸大，對(duì)拱圈承載力有大的削弱，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不合理；壩址處河流順直，右岸收縮，重力壩簡(jiǎn)單，安全性高，適宜于釆用。重力壩包括混凝土實(shí)體重力壩、漿砌石實(shí)體重力壩、寬縫重力壩、碾壓重力壩。此處結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不宜于釆用碾壓，漿砌石重力壩用于中低壩，本壩采用混凝土實(shí)體重力壩為宜，寬縫重力壩作為備選(10)樞紐布置萬(wàn)家寨水利樞紐的任務(wù)是為華北電網(wǎng)提供調(diào)峰電源，并有利于解決華北及能源基地嚴(yán)重缺水問(wèn)題，經(jīng)過(guò)上述壩型選擇確定為混凝土直線(xiàn)重力壩，其樞紐組成包括溢流壩、擋水壩、電站和泄水孔。1.方案比較該樞紐所處河段兩岸坡勢(shì)陡峭，壩址處河谷呈扁寬U型，河谷寬高比為5.5。壩址區(qū)兩岸為下奧陶紀(jì)、上寒武紀(jì)白云巖、灰?guī)r、頁(yè)巖、泥灰?guī)r，壩基為灰?guī)r、頁(yè)巖、泥灰?guī)r、巖性致密堅(jiān)硬，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)較大斷層。河床壩基為灰?guī)r、泥灰?guī)r、頁(yè)巖互層,巖性相對(duì)較為軟弱。據(jù)此地形條件，提出以下兩種布置方案：I方案：沿壩線(xiàn)自左岸向右岸依次布置左岸擋水壩段、電站壩段、底孔壩段、中孔壩段、溢流壩段和右岸擋水壩段。該方案優(yōu)點(diǎn)是幕近左右岸的表孔和電站尾水對(duì)左右岸沖刷小，有利于保護(hù)河床。為水位高程稍高，不易被淹沒(méi)，底孔泄流布置在河槽部位，便于下泄水流與下游河道順暢銜接，并兼作排沙孔。缺點(diǎn)是底孔放水時(shí)影響尾水位穩(wěn)定性。I【方案：自左岸向右岸依次布置中孔壩段、底孔壩段、電站壩段、表孔溢流壩段、 右岸擋水壩段。該方案優(yōu)點(diǎn)為電站水流順直、流量大，靠近溢流壩段更穩(wěn)定，減少震動(dòng)。 底孔靠近電站，有利于電站排沙，缺點(diǎn)是電站廠(chǎng)房高程降低，底孔放水時(shí)容易影響尾水 穩(wěn)定性。中孔泄洪對(duì)左岸下游邊坡沖刷較小，有利于壩體穩(wěn)定。故選擇方案I進(jìn)行布置。2.泄洪調(diào)度方式I方案：溢流壩段采用壩面泄洪方式，即表孔溢流；泄水孔釆用無(wú)壓泄洪方式；電 站不參與泄洪?！綢方案：電站、表孔、中孔、底孔均參與泄洪，電站參與泄洪是對(duì)電站不利，影響 發(fā)電。故采用方案I作為泄洪方案。(11)調(diào)洪驗(yàn)算初步擬定各孔口尺寸見(jiàn)表 1.1,驗(yàn)算擬定孔口的調(diào)洪能力1.表孔過(guò)流能力計(jì)算Q溢=莎121(4.1)￡一閘墩側(cè)收縮系數(shù)，0.9m—流量系數(shù)，0.49o：—淹沒(méi)系數(shù)，1.0設(shè)計(jì)洪水時(shí)=1x14x0.9x1.0x0.49xj2x9.8x7聊=506.22m3/s校核洪水時(shí)Q?=1x14x0.9x1.0x0.49xxax9?8x10.43/2=916.74nr/s64.88 2.中孔過(guò)流能力計(jì)算Q=npAcyl2gH121(4.2)u—流呈：系數(shù)，0.8Ac—出口斷而而積H—水庫(kù)水位與進(jìn)口斷而中心高差設(shè)計(jì)洪水位時(shí)H二977.0-948.0-4二25mQi戈=4x0.8x32.OxA2x9.8x25=2266.72n訃校核洪水位時(shí)H二980.4-948.0-4=28.4mQ(.=4x0.8x32.0xJ2x9.8x28.4=2415.95nf/s3.底孔過(guò)流能力計(jì)算Q=nAAcy]2gH(1)設(shè)計(jì)洪水位時(shí)H二977.0-915.0-3=59.0mQ設(shè)=8x0.8x24.0xj2x9.8x59=5223.3(2)校核洪水位時(shí)H二980.4-915.0-3=62.4m

Qy=8x0.8x24.0x-72x9.8x62.4=5371.71訃4.4.排沙孔過(guò)流能力計(jì)算9.設(shè)計(jì)洪水位時(shí)H二977.0-912.0-1.5=63.5m=5xO.8x7.2xj2x9.8x63.5=1016.03m3/s10.校核洪水位時(shí)H二980.4-915.0-1.5=66.9mQ吃=5x0.8x7.2xJ2x9.8x66.9=1042.88加7$4.5.總泄流能力設(shè)計(jì)洪水位時(shí)泄洪流量為：506.22+2266.72+5223.3+1016.03二9012.27m5/s>8497.0m3/s校核洪水位時(shí)泄洪流量為：916.74+2415.95+5371.7+1042.88二9747.27m3/s>9274.0m3/s擬定孔口尺寸滿(mǎn)足調(diào)洪要求，故按擬定尺寸布置各壩段，樞紐布置如下:修建直線(xiàn)型混凝土重力壩，溢流壩頂布置在河床右岸，電站廠(chǎng)房布置在河床左岸，裝機(jī)容量 6X17二62萬(wàn)千瓦。64.89壩體布置重力壩剖面設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是選擇一個(gè)既滿(mǎn)足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求，乂使得壩體工程量最小，外形輪廓簡(jiǎn)單，施工方便，運(yùn)行安全可靠的剖面。重力壩的剖面設(shè)訃原則是在確保壩體安全運(yùn)用，在滿(mǎn)足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求的前提下獲得最小的剖面尺寸和美觀(guān)簡(jiǎn)單的外形，以達(dá)到最大限度的節(jié)省壩體工程量的LI的。重力壩的基本剖面是指壩體在重力、水壓力、揚(yáng)壓力等三種重要荷載作用下，滿(mǎn)足穩(wěn)定要求時(shí)所求得的最小三角形剖面。(12)1.地基開(kāi)挖將壩基及邊坡表層風(fēng)化破碎巖層挖除，河床底部開(kāi)挖成一平面，高程 892.0m。兩岸邊坡較陡，開(kāi)挖成順?biāo)蛴凶銐驅(qū)挾鹊娜龑优_(tái)階，開(kāi)挖線(xiàn)如圖1.2。2.計(jì)算壩頂高程壩頂應(yīng)具有足夠的安全超高，壩頂或防浪墻頂高出水庫(kù)靜水位的高度可按下式計(jì) 算：Ah正帑二h+ho+hc""(5.1)式中：h—波高(米)ho—波浪中心線(xiàn)至凈水位的高度(米)he—安全超高(米)對(duì)于設(shè)計(jì)洪水位和校核洪水位悄況，分別采用不同的計(jì)算風(fēng)速值，求得相應(yīng)的△ /儀 和△血以后，壩頂高程或防浪墻高程按下式計(jì)算：壩頂高程二設(shè)計(jì)洪水位+△如壩頂高程二校核洪水位+△血⑴(5.2)選用其中訃算后結(jié)果較大的一個(gè)。對(duì) 1、2級(jí)壩，壩頂高程不得低于相應(yīng)最大洪水 位時(shí)的靜水位，防浪墻高程不得低于波浪頂高程。山設(shè)計(jì)資料可知，該水庫(kù)的吹程為5千米，多年平均最大風(fēng)速為17米每秒，且為山區(qū)峽谷水庫(kù)，故采用官?gòu)d公式計(jì)算波高和波長(zhǎng)。h=0.0166V5/4Q/31,1(5.3)L=10.4h0S111(5.4)曲于空氣阻力小于水阻力，波浪中心線(xiàn)高出水庫(kù)靜水面一定高度 h0,h嚴(yán)空母沁⑴(5.5)LL上式中：h—波高，即波峰至波谷底的垂直距離。 m1一波長(zhǎng)，即相鄰波峰(谷)之前的水平距離。m九一波浪中心線(xiàn)高出靜水位的水位高度。mV—計(jì)算風(fēng)速，m/so對(duì)1、2級(jí)壩，再正常高水位和設(shè)計(jì)洪水位時(shí)， 宜采用相應(yīng)的洪水期多年平均最大風(fēng)速的 1.5?2.0倍。在校核洪水位和3、4、5級(jí)壩，宜采用相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速。D—庫(kù)面波浪吹程，即壩前沿至對(duì)岸的最大直線(xiàn)距離。 km0—壩前水深。m壩頂安全超高幾按［1］中表1一11中選取。9.正常蓄水位悄況：風(fēng)速值采用相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速的 1.5?2.0倍。M=1.8x16=28.8加/$D=5kmh=0.0166x(1.8xl6)5/4x5,/3=1.89/n厶=10.4x1.89"°=17.31〃？,3.14xl.892/zuQ =0.65/??17.31由［1］表1-11查得：I級(jí)混凝土閘壩在正常運(yùn)用情況下的超高是 0.7m。i；；=1.89+0.65+0.7=3.24m防浪墻頂高程二980.0+3.24=983.24〃？10.校核洪水位情況:風(fēng)速值V采用相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速。V=\6m/sD=5km

=0.0166X165MX5,/3=0.91W?￡=10.4x0.918=°9.64/H3.14x0.912

人)金 =0.27/7?9.64由［1］表1-11查得：I級(jí)混凝土閘壩非正常運(yùn)用情況下安全超高是 0.5米?！?骸二0.91+0.27+0.5=1.68m防浪墻頂高程二980.4+1.68=982.08m取正常蓄水位和校核洪水位悄況下壩頂高程較大值，即 982.24m,設(shè)訃防浪墻高度為1.3m,防浪墻頂高程為：983.3m,壩頂高程設(shè)為982.0m。3.壩長(zhǎng)及壩段布置壩長(zhǎng)L的確定需山壩頂高程與壩基開(kāi)挖線(xiàn)共同確定 .山壩頂高程量取壩長(zhǎng)為543.3m,始末樁號(hào)分別為0+000,0+435.3。各壩段布置為:左岸擋水壩段IX90二90m電站壩段 6X15.5=93m邊墩3m,中墩8m,縫中間布置排沙孔底孔 8X10=80中孔 2X20=40表孔 1X20=20右岸擋水壩段1X92.3=92.3m邊墩3m,中墩6m,孔口4m邊墩3m,中墩6nb孔口4m邊墩3m,孔口14mM00Im1 ■壩段布置圖3.1（13）剖面設(shè)計(jì)1.擋水壩段剖面設(shè)計(jì)擋水壩剖面采用最優(yōu)化原則，在確保壩體安全運(yùn)用，滿(mǎn)足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求下力求獲 得最小剖面尺寸和美觀(guān)簡(jiǎn)單的外形，其尺寸確定通過(guò)計(jì)算進(jìn)行最優(yōu)化選擇。參考］1］所述三種剖面。1）上游鉛直，適用于混凝土與基巖接觸的 f、C值較大或壩內(nèi)布置有泄水孔或引水 管道的惜況，鉛直的上游面便于布置進(jìn)水口控制閘門(mén)和攔污設(shè)備，但同重心偏向上游， 庫(kù)空或低水位時(shí)，下游壩易產(chǎn)生拉應(yīng)力。2）上游面上部鉛直，下部?jī)A斜，即便于布置壩內(nèi)泄水孔管進(jìn)口控制設(shè)備，乂可利 用一部分水重增加自重，是工程中常用的一種形式。上游坡起點(diǎn)高度一般設(shè)在 （1/3?2/3）壩高處。3）上游面略向上游傾斜，起坡點(diǎn)設(shè)于基本剖面三角形起點(diǎn)，可更多的利用水重增 加壩體穩(wěn)定，但不利于布置泄水孔、管進(jìn)口設(shè)備，適用于基巖間 f、c值較低的情況。對(duì)于三種壩型的分析比較，本設(shè)計(jì)采用第二種剖面形式，如圖 4.2所示。圖6.1壩體實(shí)用剖面形式根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)為基巖時(shí)，一般取上游坡率 n二0?0.2,下游坡率0.6?0.8,本設(shè)計(jì)中初步擬定n取0.1,m取0.7。6.1.1壩頂寬度的確定壩頂應(yīng)有足夠的寬度，以滿(mǎn)足交通、施工和運(yùn)行管理的需要，壩頂寬度一般取壩高的8%—10%,且不小于2米.（1）最大壩高的確定山已知資料知壩的最地面高程為 892米，有大壩的高程為982.0米，故最大壩高為Hmax二982.0—892二90m(2)壩頂寬度的確定Z?=(8%-10%)x90=(7.2-9.0)力口本設(shè)計(jì)取壩頂寬度為8米6.1.2折坡點(diǎn)位置及壩底寬度的確定二校核水位一擋水壩底高程=9804892.0=88.4米上游折坡點(diǎn)高程本設(shè)計(jì)？上有折坡點(diǎn)的高度取為丄倍壩前設(shè)訃水深，則3y=1xH.=1x88.4=29.5m3 1 3取Y八30m,故上游折坡點(diǎn)高成為： 892+30二922m壩底寬度的確定T=nyx+mH{=0.1x30+0.7x88.4=64.88m下游折坡點(diǎn)高程丫2=[64.88-(30x0」+8)]一0.7=77m故下游折坡點(diǎn)高程為：892+77=969m如圖6.2o圖6.2擋水壩剖面2.中孔的設(shè)計(jì)本設(shè)訃中孔為無(wú)壓泄水孔，有工作閘門(mén)后的壓力短管與無(wú)壓明流段組成。明流段釆用矩形。中孔為無(wú)壓孔口出流，孔口高程為948米，尺寸為4-4x8/77o圖6.3中孔剖面圖中孔體形采用短有壓段形式；工作閘門(mén)為平面鋼板閘門(mén)，后為明流段泄洪槽，事故 閘門(mén)位于工作閘門(mén)之前，為矩形平板閘門(mén)，事故閘門(mén)前的胸腔厚度為7.4米，事故閘門(mén)后的胸腔厚度為3m。設(shè)置橫逢止水，使深孔有壓段的前半部分，止水前兩側(cè)橫縫間的 水壓力對(duì)深孔的內(nèi)水壓力起到平壓作用，，從而減少該部分的孔口應(yīng)力。6.2.1進(jìn)水口設(shè)計(jì)進(jìn)水口段設(shè)計(jì)的LI的是：在宣泄各種流量時(shí)，均能保證無(wú)壓，以免產(chǎn)生空蝕，壓 強(qiáng)平緩變化，以使進(jìn)口段損失減少，盡量使進(jìn)口斷面小，便于閘門(mén)迅速關(guān)閉，同時(shí)應(yīng)使 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于施工。無(wú)壓進(jìn)水口是指工作閘門(mén)前的壓力管段。它包括進(jìn)口曲線(xiàn)段 AC,檢修門(mén)槽CE和門(mén)槽后部的壓坡段EF三部分組成。如圖6.4進(jìn)水口體型平面圖.（1）頂部曲線(xiàn)AB段為使水流平順，減h少局部水頭損失，提高泄水能力，防止孔壁孔蝕，進(jìn)口表面輪 廓應(yīng)盡量符合流線(xiàn)變化規(guī)律，因此，進(jìn)口段中 AB曲線(xiàn)的形狀常做成三面或四面收縮的 喇叭口形狀。進(jìn)口輪廓曲線(xiàn)采用橢圓曲線(xiàn)，其方程為I納丿Ikh}/3式中x,y—曲線(xiàn)坐標(biāo)軸k--系數(shù)通常取1,人一進(jìn)口段末端孔高由于段管的阻力小，水流收縮大，為滿(mǎn)足收縮特性與孔口壓力穩(wěn)定，在曲線(xiàn)曲率為 S』勺的B點(diǎn)處接y以斜率為§的壓板BC,長(zhǎng)度1米，按經(jīng)驗(yàn)取1:5,1:5.5,1:6.5,此處取1:5.5,相應(yīng)的S?取1:5,檢修門(mén)槽C與E點(diǎn)同高程，壓坡線(xiàn)EF的長(zhǎng)度L不應(yīng)小于h2,h2的孔口高度為8米，貝UL取3米，則進(jìn)口段末端的孑L高人=3x*+8=8.6加將上述各值代入橢圓曲線(xiàn)方程得(2)BC段為AB段吋橢圓在B點(diǎn)的切線(xiàn)，切點(diǎn)B的位置可由式方程求得式中人一切線(xiàn)BC的坡度，取1:5.5B|J:兀_ 13屁一=壽匚+‘廠(chǎng)=8.62 (8.6/3)'r~tr~tr~t11.側(cè)面曲曲線(xiàn)ru圖6?3側(cè)面曲線(xiàn)圖側(cè)面曲線(xiàn)采用丄橢圓，其方程式為4乂+卓1⑶(6.2)百h2?式中心--可取(0.22?0.27)B,"，二3久二3$—泄水孔正常寬度，4米將上式代入側(cè)面曲線(xiàn)方程(6.1)得x2,嚴(yán)=1事故檢修門(mén)槽段該段分為CD,DE兩段，事故檢修門(mén)槽段應(yīng)選擇體型較優(yōu)且初生空化數(shù)較低的門(mén)槽 ，其中CD間為一條空口，其寬度為 5倍止水寬度，點(diǎn)C與點(diǎn)E應(yīng)位于同一高程壓坡線(xiàn)EFEF段為壓坡段其體型的選擇應(yīng)使壓坡段不產(chǎn)生負(fù)壓為準(zhǔn)，其頂坡宜取陡于 BC段，的頂坡，本設(shè)計(jì)采用1：5.0,壓坡段兩端斷面的面積之比為 A2/A，可參照實(shí)際工程所選用的值確定。6.2.2無(wú)壓明流段明流段的孔徑在水面以上有足夠的安全余幅，孔頂距水面的高度可取最大流量時(shí)不 摻氣水深的30%?50%。為使門(mén)后水流平順貼府下泄，泄水孔應(yīng)與孔口出流水緣一致， 通常按拋物線(xiàn)設(shè)計(jì)，其方程采用

x2=10y[11(6.3)其取值見(jiàn)表6.1表6.1 無(wú)壓明流段方程取值表X0123456Y00.1430.0570.1290.2290.3570.51478910111213140.70.9141.1571.4291.7292.0572.4142.86.2.3通氣孔通氣孔設(shè)于檢修閘門(mén)之后，用于檢修期間關(guān)閉檢修閘門(mén)開(kāi)啟工作閘門(mén)放水時(shí)向空內(nèi)補(bǔ) 氣；而當(dāng)檢修完畢，關(guān)閉工作閘門(mén)后，向二道閘門(mén)泄水孔沖水排氣。此外，為滿(mǎn)足正常 泄水時(shí)不斷的要求，還需要在工作門(mén)后設(shè)置通氣孔。檢修門(mén)后的通氣孔面積通氣孔斷面面積一般取泄水孔斷面面積的 0.5%?1%，本設(shè)訃取0.8%A通=AkX0.8%=0.256m2則通氣孔邊長(zhǎng)取0.51m工作閘門(mén)后通氣面積通氣孔斷面面積一般不小于工作閘門(mén)處孔口斷面面積的 10%,本設(shè)計(jì)取15%A通=Atx15%=4x8x15%=4.8m2則通氣孔邊長(zhǎng)取2.2m3.排沙孔的剖面設(shè)計(jì)排沙孔為無(wú)壓孔口出流，孔口高程為 912.00m,孔口尺寸為6-2.4X3也，壩底高程為892.00m,壩頂高程為982.16m上游坡率為n二0.2,折坡點(diǎn)高程928.10m下游坡率為m=0.76.3.1頂部直線(xiàn)段AB進(jìn)口輪廓曲線(xiàn)采用橢圓曲線(xiàn)，其方程為八取進(jìn)口輪廓曲線(xiàn)采用橢圓曲線(xiàn)，其方程為八取1:5.5,SQ取1:5.0L=4m則進(jìn)口段末端孔高為％ =4x1+3=3.8/n代入上式得13.8代入上式得13.8丿=16.3.2BC段x_13>/3.82-X2=5八3?獷(3.8/3)6.3.3側(cè)面曲線(xiàn)式中6--取0.25B二0.25x2.4=0.6,山二3,b=l.8.■■■6.3.4無(wú)壓明流段明流段的孔徑在水面以上有足夠的安全余幅，孔頂距水面的高度可取最大流量時(shí)不 摻氣水深的30%?50%。為使門(mén)后水流平順下泄，泄水孔應(yīng)與孔口出流水緣一致，通常 按拋物線(xiàn)設(shè)計(jì)，其方程釆用x=i5.5yly其取值見(jiàn)表6.2表6.2 無(wú)壓明流段方程取值表X0123456Y00.0040.0170.0370.0670.1040.15078910111213140.2040.2660.3370.4160.5040.5990.7030.8166.3.5通氣孔檢修門(mén)后的通氣孔面積通氣孔斷面面積一般取泄水孔斷面面積的，本設(shè)計(jì)取 0.8%A通x0.8%=2.4x3x0.8%=O.O576m2則通氣孔邊長(zhǎng)取0.24m工作閘門(mén)后通氣面積通氣孔斷面面積一般不小于工作閘門(mén)處孔口斷面面積的 10%,本設(shè)計(jì)取A通=Acxl5%=2.4x3x15%=l.O8m‘則通氣孔邊長(zhǎng)取1.Im（14）消能設(shè)計(jì)1.消能工形式據(jù)調(diào)查資料統(tǒng)計(jì)，底流消能可適應(yīng)在較大 x圍內(nèi)變動(dòng)的過(guò)閘流量和下游水位，同時(shí) 在平面上也易擴(kuò)散，故本設(shè)計(jì)采用底流消能。設(shè)計(jì)任務(wù)：池深，坎高C,池長(zhǎng)4,護(hù)坦厚4,尾坎及輔助消能工等。設(shè)計(jì)原則：坎前產(chǎn)生稍淹沒(méi)水躍，坎后考慮下游水面銜接。設(shè)計(jì)工況：設(shè)計(jì)洪水位悄況，校核洪水位悄況。設(shè)計(jì)內(nèi)容：溢流表孔壩段，中孔壩段，底孔壩段，排沙孔壩段的消能設(shè)計(jì)。2.中孔壩段的消能設(shè)計(jì)7.2.1中孔設(shè)計(jì)洪水位下消能計(jì)算（1）下游水深曾確定下游河床高程7比=897.0/n，下游設(shè)計(jì)？水深▽下=904.7/下游水深八=904.7-897.0=7.7m（2）泄洪條件。設(shè)=167&42m3/s,單寬流量彳設(shè)=A=叫42=52.45/w2/s,figttE=E設(shè)洪-J=977.0-899.0=78m（3）躍后水深町"臨界水深%=撲121=長(zhǎng)存=6.55加 （7.1）F［91 78乙=幻=-—=11.91 （7.2）°hk6.55查［4］表9-1,取流速系數(shù)0=0.90,=0.238根據(jù)上述的值，查【4】附錄I得，查,〃k.=2.72則相應(yīng)的收縮水深及其共轆水深為：h（｝= =0.238x6.55=1.56/nh（｝H=.:入=2.72x6.55=17.82/n因?yàn)閔（;>ht=1.7m,故壩下游產(chǎn)生遠(yuǎn)驅(qū)式水躍銜接，需要設(shè)消能坎（4）消力池長(zhǎng)厶Lj=6?9(h*-hj(7.3)=6.9x(17.82-1.56)=16.26消力池長(zhǎng)厶=(0.7?0?8)厶=(0.7?0?8)xl6?26=(11.4-13.0)m取耳=12mo64.88求坎高G[21 (7.4)V1L=H而血二而血二(7.5)\2/3[2]〃Q,莎丿52.450.42x1.0xV2X9.8)2/3=9.622m2g⑴(bh；$x2gH{=%(alA)?x2g52.452=9.622-(1.05x17.82)Ax2x9.8=9.622-0.4=8.866/n所以坎高為C,=<rh/-Hi=1.05x17.82-8.866=9.845八10/7/64.88 驗(yàn)算下游水面銜接Em=HlQ+G=9.266+9.845=19.111m如二摯=2.92hk6.55查【4】表9-1,取流速系數(shù)0=0.90,根據(jù)上述&w的值，查【4】附錄I得，查r11/051IV=1-87則相應(yīng)的收縮水深及其共轆水深為 ：hc2=《］?/.= 0.51x6.55=3.34m“2=”：叭=1.87x6.55=12.25m因?yàn)閂>/?/=7.7/n,故需要設(shè)第二道消能坎(2)消力池長(zhǎng)厶-h(i-h(i)-【0】勺=6.9(仏(7.6)=6.9x(12.25-3.34)=61.479消力池長(zhǎng)-2=(0.7?0.8)乙=(0.7?0.8)x61.479=(43.04?49.18)m取&2=43mo(3)求坎高C,■<rhc；=/72+C2噲_H加丹2二耳02g" ?；2)2?2g=9.622-52.45?(1.05X12.25)2X2X9.8=9.622-0.85=8.416/?z所以坎高為C2=vrhcf-/7,=1.05x12.25-8.416=4.44654.5/w驗(yàn)算下游水面銜接Eg=〃1D+C2=9.266+4.4465=13.7/n魚(yú)=空=2.1hk6.55查【4】表9-1,取流速系數(shù)0=0.90,根據(jù)上述&W的值，查【4】附錄I得，查|S；?。'66底3=1?40

則相應(yīng)的收縮水深及其共轆水深為 ：hc3= =0.66x6.55=4.323mhc5"= %=1.40x6.55=9」Im以上，但盡管h「：>h,=7.7m,但幾”與九已很接近了，剛開(kāi)始泄流時(shí)，泄流水面會(huì)在尾水位以上，但時(shí)間很短，所以不再設(shè)消能坎。水躍已至下游離壩體較遠(yuǎn)處，對(duì)壩體無(wú)深影響求護(hù)坦厚度匚tk=aqQ5a251:1 (7.8)=(0」75?0.20)x52.45'x(9°7.0一904.7)025=(3.70?4.22)〃？取tk=4.0"?o各級(jí)坎頂寬及下游坡比采用梯形坎7.2.2中孔校核洪水位下消能計(jì)算(1)下游水深曾確定下游河床高程7比=897.0/n，下游設(shè)計(jì)？水深▽下 =905.1力口下游水深％=905.1-897.0=A.泄洪條件匚，=1806.32〃,Is,單寬流量§沒(méi)=務(wù)-=亠=56.45/n2/s,32 32臨界水深h*=J—=f善;"=6.55"?龍-E—乩4 一自呂量E=Via洪一▽典=980.4-899.0=81.4m，查【4】附錄I得，查S1，查【4】附錄I得，查k.=2.78則相應(yīng)的收縮水深及其共轆水深為=11.85查【4】表9-1,取流速系數(shù)0=0.90,

he}=§]/.=0.23x6.87=1.58/nhe}H=§瓦=2.78x6.87=19.1w因?yàn)閔e；>ht=A\m,故壩下游產(chǎn)生遠(yuǎn)驅(qū)式水躍銜接，需要設(shè)消能坎(1)消力池長(zhǎng)AL=M(hc；-hex)=6.9x17.52=120.888消力池長(zhǎng)厶=(0.7?0.8)切=(0.7A0.8)x120.888=(84.6?96.7)m取厶=15mo(2)求坎高G嘰"胡+G而血二2g (噸)而血二56.452/3=9.73/rz2/30.42xl.OxJ2x9?8)HLH10 匚一("J2g56.452-973-(1.05x19.1)2x2x9.8=9.73-0.4=9.33m所以坎高為q=<711/-a=1.05x19.1-9.33=10.7八1Om(6)驗(yàn)算下游水面銜接E01=Hw+G=9.73+10.7=20.43/?/

￡(H20.436.87=2.97查【4】表9-1,取流速系數(shù)心0.90,根據(jù)上述&0的值，查【4】附錄I得，查￡(H20.436.87=2.97查【4】表9-1,取流速系數(shù)心0.90,根據(jù)上述&0的值，查【4】附錄I得，查F:"5IV=1-7則相應(yīng)的收縮水深及其共轆水深為hc2=￡.:他=0.5x6.87=3.44mA2=<1X=L7X687=1L68W因?yàn)閔e；>ht"\m,故需要設(shè)第二道消能坎(7)消力池長(zhǎng)兀L(=6?9g?:—h(=6.9x(11.68-3.44)=56.856消力池長(zhǎng)厶2=(0?7?0?8)乙=(0.7-0.8)x56.856=(39.8-45.48)m取Lk2=40/z?o［1］求坎高G■erh/-W.+GH嚴(yán)％(叫；)22g門(mén)7:'一56?—45，(1.05X11.68)2X2X9.8=9.73-1.08=8.65/?/所以坎高為C2=ahj-=1.05x11.68-8.65=3.614//?［2］驗(yàn)算下游水面銜接E{p=H?+C7=9.73+3.614=13.344/rz八=13344=194小hk6.87查［4］表9-1,取流速系數(shù)0=0.90,根據(jù)上述的值，查【4】附錄I得，查fV底"32則相應(yīng)的收縮水深及其共覘水深為：hc3=.J、=0.72x6.87=4.95m<hc3H=瓦=1.32x6.87=9.07mhc,-h,=9.07-8.1=0.97/?但幾”與心已很接近了，剛開(kāi)始泄流時(shí)，泄流水面會(huì)在尾水位以上，但時(shí)間很短所以不再設(shè)消能坎。水躍已至下游離壩體較遠(yuǎn)處，對(duì)壩體無(wú)深影響。(10)求護(hù)坦厚度匚=(0.175?0.20)X56.45必x(9804905.1)°5=(3.87?4.43)加取tk=4.0"?o11)各級(jí)坎頂寬及下游坡比采用梯形坎3.排沙孔壩段的消能設(shè)計(jì)7.3.1排沙孔設(shè)計(jì)洪水位下消能計(jì)算(1)下游水深曾確定下游河床高程=897.0加，下游設(shè)計(jì)水深V下=904.7加下游水深/?.= 904.7-897.0=7.7m(2) 泄洪條件,單寬流量g設(shè)=63.18〃「/s,figttE=▽設(shè)洪-J.= 977.0-899.0=78m3) 躍后水深仏"臨界水深仏=朽=豐￡￡=7.41/77

&=邑=—=10.53% 7.41查【4】表9-1,取流速系數(shù)0=0.90,=0.242根據(jù)上述&"的值，查【4】附錄I得，查?.=2.7則相應(yīng)的收縮水深及其共轆水深為：心=《也=0.242x7.41=1.79加11=屮&=2.7x7.41=20.01/H因?yàn)閔(.;>Sn故壩下游產(chǎn)生遠(yuǎn)驅(qū)式水躍銜接，需要設(shè)消能坎(4)消力池長(zhǎng)厶L=6.9(5)=&9X18.22=12572消力池長(zhǎng)厶=(0?7~°?8)厶=(0.7八0.8)x125.72=(88-100.57)m取厶=88/?/求坎高G(別貯?(別貯?2g「“0.49〃?0.42x1.0x72x9.8)=10.49-63」，(1.05x20.01)2x2x9.8（刃汀？2g=10.49-0.46=10.03/??所以坎高為q=bh「一耳=1.05x20.01-10.03X1(6)驗(yàn)算下游水面銜接E0I=//10+Cl=10.49+1l=21.49/n妨l=2L49=29hk7.41風(fēng)=0.51根a〔鼻"67查【風(fēng)=0.51根a〔鼻"67據(jù)上述爲(wèi)W的值，查【4】附錄I得，查｛則相應(yīng)的收縮水深及其共轆水深為：hc2=細(xì)兀=0?51x7.41=3.78/zzhc2"=V：I"=1.67x7.41=12.37m因?yàn)閔(.；>ht=7.7/，故需要設(shè)第二道消能坎消力池長(zhǎng)厶L7=6.9(V-//tI)=6.9x(9.63-548)=2&635消力池長(zhǎng)-2=(0.7~0.8)乙=(0.7~0.8)x28.635=(20.04~22.9)m取比=22加o求坎高C,■=H2+C2H2=HV2."ioc22ioH2g63.1F10.49-(1.05x9.63)2x2x9.8(如2g8.5//?所以坎高為C?=bhJ-耳=1?05x9?63—8?5q1?6〃2(9)驗(yàn)算下游水面銜接E02=Hg+C2=10.49+1.6=12.09/n12.097.41=1.63查【4】表9-1,取流速系數(shù)0=0.90,根據(jù)上述爲(wèi),0的值，查【4】附錄I得，查底3"0則相應(yīng)的收縮水深及其共轆水深為 ：hc3=靈入=1.0x7.41=7.41/n“「=《3%=1?0x7.41=7.41〃？盡管h(； <h,=7.7m,為淹沒(méi)水躍，其銜接形式為淹沒(méi)式水躍求護(hù)坦厚度匚tk=aqQ5AH025=(0.175?0.20)x52.45'x(97°.0-904.7)025=(3.70?4.22)〃?取tk=4.0”o7.4排沙孔校核洪水位下消能計(jì)算(1)下游水深％確定下游河床高程▽底=899.0加，下游設(shè)計(jì)水深▽下=905.1m下游水深肉=905.1-897.0=8Am(2)泄洪條件單寬流量％殳=64.81〃?'/$,ggftE=VA(-V；i<=980.4-899.0=81.4m(3)躍后水深町l(m界水深h.=10.88L4l(m界水深h.=10.88L4Z54查【4】表9-1,取流速系數(shù)0=0.90,根據(jù)上述&w的值，查【4】附錄I得，查r11/0'24ki=2.71則相應(yīng)的收縮水深及其共轆水深為 ：I―、= =0.24x7.54=1.81mh(}H=二:入=2.71x7.54=20.43〃？因?yàn)閔(.;>hl=SAm,故壩下游產(chǎn)生遠(yuǎn)驅(qū)式水躍銜接，需要設(shè)消能坎消力池長(zhǎng)心L；=6.9(V-/7tI)=6.9x(20.43-1.81)=12&5消力池長(zhǎng)厶=(0.7?0.8)厶=(0.7?0.8)x128.5=(89.95?102.8)m取厶=90加o求坎高G嘰"胡+GH嚴(yán)％h譏2gi而Hg=f \Zf>rz—J\2/364.81 =10.67/??0.42x1.0x72x9.8)6481；-‘H、—Hw-q\6481；-‘=10.67-(1.05x20.43/x2x9.8=10.67-0.47=10.2所以坎高為=<rh/-H1=1.05x20.43-10.2八11.25/?/(6)驗(yàn)算下游水面銜接=Hg+G=10.67+11.25=21.92加al=2L92=291hk7.54查【4】表9-1,取流速系數(shù)0=0.90,I得，查？殲k,=0.51I得，查？殲f68則相應(yīng)的收縮水深及其共轆水深為：hc2=gj*=。？51x7.54=3.85mhc2n=g'hk=1?68x7.54=12.67m因?yàn)閔(.：>S?T故需要設(shè)第二道消能坎(7)消力池長(zhǎng)厶-=6.9(忙:一hj=6.9x(12.67-3.85)=60.86消力池長(zhǎng)厶2=(0?7?0.8)乙=(0.7-0.8)x60.86=(42.6?48.69)m取Lk2=46/?o求坎高G■=H2+C22g

64,812=10.67-=(1.05x12.67)2x2x9.8=10.67-1.21=9.46//?所以坎A*為C2=bhJ=1.05x12.67一9.46=3.84/h(9)驗(yàn)算下游水面銜接=Hg+ =9.46+3.84=13.3m.E{p13.3 1_.=—= =1.764hk7.54查【4】表9-1,取流速系數(shù)0=0.90,氏，=0.82根據(jù)上述&W的值，查【4】附錄I得，查/;怎=1?19則相應(yīng)的收縮水深及其共轆水深為：hc2=MJ"=0.82x7.54=6」8fn<hc2"= %=1」9x7.54=8.97加盡管he；八7.7m,因此不需再設(shè)坎（10）求護(hù)坦厚度「=(0」75?0.20)x64.8105x75.3250=(415?4.74)〃？取tk=4.0/z?o&水力計(jì)算&1.中孔水面線(xiàn)計(jì)算8.1.1不摻氣水面線(xiàn)的確定g=112?9〃F/$竝=980.4-899=81.4祝[習(xí)§=0.296,</=2.38±=UII=34.95nr/s%片= 3.23h2=%+j厶+AHI 查he二人?&=0.296x10.92=3.23ygc=2.38x10.92=2626=幾+也121（8.1）2g10.92“十Z+筈△乙=A5= J=iAS-（Esi-Es2）=iL-Ex[+Es2表&1中孔水面線(xiàn)訃算表H1VIEslAylL?1h2v2Es2Ay22.48.6637123.144A10.1.667.6047234.854116.Q4cn132948.66377123.45513172.952.0276'140.3291144753117527597812ZfO11Iw/O1厶2.48.663723.4.6152.249.7356128.9.98129532944753178476氣氣1□O1fofO2.48.663723.4.710.2.47.118.150-0.3443132944753137637134329氣氣153137637~132.48.663723.1.10.2.48.6637123.4.65^32—-9 4447 ^65—5--32——-9 -4447 續(xù)8.1H2V2Es2Ay2L■1h3v3Es3Ay32.48.6637n123.14445J0.1.381.8115342.224.6618323248.663797123.144755j98882.38947.436978帚.1895-1.01521

2..32—48.6637 123.14474.950.9882.2-849.5175-4127.381-A9.1766532.3248.6637^9123.1447.4.^8 ￡J0.9882.4851.78899139.021^820.817082.48.6637123.1.￡J、2.48.45494,22.1193.91510332995848.6637Ilfr仁48.66379O123.1444.94-32—^914471942988-32-72.48.6637123.1440.50.-2.>-48. 〕.321-9-71896/663八續(xù)8?1118.504i70.18H7V7Es7Ay7L?1h8v8Es8Ay82.3248.66379123.14470.6160.32-2.3-49.0358120.37662.4542763248.66379123.14470.59160.32-2.31-48.8237119.30781.3855172.■32—48.6637-9 123.144-7 0.-58^1-6-0.-^2—-2.32-48.6135118.252-J 0.3304058.1.2摻氣水面線(xiàn)的確定理論上，孔道內(nèi)不會(huì)發(fā)生摻氣現(xiàn)象，但考慮到所用公式，主要針對(duì)明渠而言，乂從安全考慮，仍計(jì)算摻氣水深。安全考慮，仍計(jì)算摻氣水深選用公式hf}(8.3)式中h不計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深，m;計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深，m;不計(jì)入波動(dòng)及摻氣的計(jì)算斷面上的平均流速，mis,；修正系數(shù)，一般取1.0-1.4,由流速和1.4x12八則當(dāng)h=2.則當(dāng)h=2.32時(shí)您=1+x2.32=3.0///100斷面收縮情況而定，本設(shè)計(jì)取 1?4；8.1.3凈空驗(yàn)算凈空面積:M=(8-3)x4=20>15%A=15%x4x8=4.8凈空高度：zV?=8—3=5/?i>0.4/7?故符合要求。&2.排沙孔水面線(xiàn)計(jì)算&2.1不摻氣水面線(xiàn)的確定單寬流量q=64?81"f/$?mrr f64,812=7.54〃吃=經(jīng)=里上=10.8 由［2］附圖IE（）=980.4-899=81Amhk= 寸一=#98hk7.56a=a.a=o.239x7.54=1.80.239,*=2?72hc= &=2.72x7.54=20.51v.^^-8E宀弋wm遺E嚴(yán)免弋*ASJ=i?M-（氏-EJ=iL-E/es2表8.2 排沙孔水面線(xiàn)計(jì)算表HIvlEslAylLIh2v2Es2Ay21.836.0055667.942863150.270.7586.41333333381.7329317.841.836.0055667.942864150.271.7537.0342857171.726447.8335861.836.0055667.942864.05150.271.836.0055555667.942864.05續(xù)&2H2v2Es2Ay2LIh3v3Es3Ay31.836.0055667.942864150.330.8576.24705882297.463234.47011.836.0055667.942865150.331.8535.0324324364.465881.4730251.836.0055667.942864.8150.331.6539.2787878880.3654717.372611.836.0055667.942864.95150.331.836.0055555667.942864.95續(xù)&2H3v3Es3Ay3LIhlvlEs4Ay41.836.0055667.942863150.191.9533.2358974458.30841-6.784451.836.0055667.942862150.190.9568.22105263238.4047173.31181.836.0055667.942862.9150.191.8535.0324324364.46588-0.626971.836.0055667.942862.8150.191.7537.0342857171.726446.6335861.836.0055667.942862.85150.191.836.0055555667.942862.85根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，因距工作閘門(mén) 1?4&處的水深約為a,（a為閘門(mén)高，本設(shè)計(jì)？為3m）故1.4=4?2〃2L4=56.48—3x15—4.2=7.28/n續(xù)&2

H4v4EslAy4LIh5v5Es5Ay51.836.0055667.9428627.280.112.999221.6090957626.82333-40.31871.836.0055667.9428617.280.111.999232.4179671955.6178-11.52431.836.0055667.942860.57.280.111.499243.2297225296.8465929.704531.836.0055667.942860.97.280.111.899234.1248946961.3129-5.829161.836.0055667.942860.857.280.111.849235.0475881564.51927-2.622791.836.0055667.942860.87.280.111.799236.0215651468.000890.858833&2.2摻氣水面線(xiàn)的確定理論上，孔道內(nèi)不會(huì)發(fā)生摻氣現(xiàn)象，但考慮到所用公式，主要針對(duì)明渠而言，乂從安全考慮，仍訃算摻氣水深摻氣水深選用公式%=(1+糾力"I100丿式中不計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深，m;計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深，m;式中不計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深，m;計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深，m;不計(jì)入波動(dòng)及摻氣的計(jì)算斷面上的平均流速，mis,；修正系數(shù)，一般取1?。？ 1?4,由流速和斷面則當(dāng)h二1.8時(shí)他= —x1.8=2.7/??100收縮情況而定，本設(shè)計(jì)取 1?4；8.2.3凈空驗(yàn)算凈空面積：M=(3-2.7)x2.4=7.2>15%A=15%x2.4x3=1.08凈空高度：zVz=3—