水利工程施工课程设计59

《水利工程施工》课程设计计算说明书一、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2。戗堤端部边坡系数n=1，截流戗堤两侧的边坡为1:1.5。截流材料采用当地的中粒黑云二长花岗岩，容重为26KN/m~流量关系见表1和图3。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。图1河床剖面图956.5956955.5955）954.5m（程954高953.5系列1953952.5952951.5020040060080010001200流量（m3/s）图2戗堤处水位~流量关系曲线表1戗堤处水位~流量关系流量（m（m）/s）25031741050010003水位952.15952.71953.48954.00955.87966964962）（m960位水958游系列1上956954952050010001500流量（m3/s)图3上游水位~泄流量关系曲线表2上游水位~泄流量关系泄流流量（m3/s）01503004108001400上游水位（m）953.00955.40957.03958.00960.66964.12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。按以下公式确定截流设计流量Q=（300+3×学号的最后两位）m/s，计算时不考虑戗3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截流的水力计算中龙口流速的确定以下对于图解法及图解法的量化法----三曲线法做如下介绍。作为设计标准。一般采用图解法（详细见《水利工程施工》P39~42），二、截流的水力计算1、计算下游水位下H、戗堤高度H、戗堤水深H0B由Q=306m3/s，根据戗堤处水位~流量关系曲线，由内插法可知，=952.62;Hm下0由QQ,0H=957.08m，=HH1mH=7.08m；上底上BHZHH=1.62m+Z.0下底2、根据已知的泄流量Q与上游水位H关系绘制Q~Z曲线dd上0.00150.00300.00410.00800.001400.00953.00955.40957.03958.00960.66964.120.382.784.415.388.0411.503、绘制龙口泄水曲线Q~Z由龙口泄水能力计算按照宽顶堰公式计算：QmB2gH1.50式中m——流量系数Z当，为淹没流，Z0.3m1ZHHH000Z当，为非淹没流，0.3m0.385H0B——龙口平均过水宽度梯形断面：BB2nHnHB0三角形断面：BnH0H——龙口上游水头0梯形断面：HZZ0上底三角形断面：HZZnH0.5BnB0上底其中Z——龙口上下游水位差H——戗堤高度Bn——戗堤端部边坡系数，取n1.0Z——龙口上游水位上Z——河道底板高程底由连续方程可得龙口流速计算公式为：QBh-淹没流时：hh，——龙口底板以上的下游水深hss非淹没流时：hh，——龙口断面的临界水深hcc即淹没出流时：对于梯形断面：hhsnH0.5B对三角形断面：hhs。Bn非淹没出流时：对于梯形断面：hhc2Q2对三角形断面：h；c５ng2B~Q~Z以下以假设戗堤顶部B40m时为例，演算曲线的过程，河床底部无护底。40.000.5002.1200.2360.37127.960141.79640.0001.0002.6200.3820.38528.460205.72040.0001.5003.1200.4810.38528.960272.03240.0002.0003.6200.5520.38529.460345.84740.0002.5004.1200.6070.38529.960427.048假设戗堤顶部B35m时为例，演算B~Q~Z曲线的过程35.000.5002.1200.2360.37122.960116.43935.0001.0002.6200.3820.38523.460169.57835.0001.5003.1200.4810.38523.960225.06535.0002.0003.6200.5520.38524.460287.15035.0002.5004.1200.6070.38524.960355.778假设戗堤顶部B30m时为例，演算B~Q~Z曲线的过程30.000.5002.1200.2360.37117.96091.08230.0001.0002.6200.3820.38518.460133.43630.0001.5003.1200.4810.38518.960178.09830.0002.0003.6200.5520.38519.460228.45230.0002.5004.1200.6070.38519.960284.50830.0003.0004.6200.6490.38520.460346.304B25m时为例，演算曲线的过程B~Q~Z假设戗堤顶部25.0001.0002.6200.3820.38513.46097.29425.0002.0003.6200.5520.38514.460169.75425.0003.0004.6200.6490.38515.460261.67425.0004.0005.6200.7120.38516.460373.78625.0005.0006.6200.7550.38517.460506.897假设戗堤顶部B20m时为例，演算B~Q~Z曲线的过程20.0001.0002.6200.3820.3858.46061.15220.0002.0003.6200.5520.3859.460111.05620.0003.0004.6200.6490.38510.460177.04520.0004.0005.6200.7120.38511.460260.24220.0005.0006.6200.7550.38512.460361.738B14.16m时为例，演算曲线的过程B~Q~Z假设戗堤顶部14.1601.0002.6200.3820.3852.62018.93814.1602.0003.6200.5520.3853.62042.49714.1603.0004.6200.6490.3854.62078.19814.1604.0005.6200.7120.385.620127.62314.1605.0006.6200.7550.3856.620192.1914、绘制B、Q、Qd曲线簇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：说明403530250.991.34428.8041.9764.4梯形非淹没236.031.59424.0542.1434.6梯形非淹没217.181.89419.3542.3434.8梯形非淹没25192.782.26914.7292.5935.0梯形非淹没20158.72.74510.2052.9115.3梯形非淹没14.1699.123.4625.0824.5784.3三角非淹没s26、由Vkgd，确定块体粒径d；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1.2；——水容重，取10.——石块容重，取26.s具体计算如下表：40.001.344.400.4235.001.594.600.4630.001.894.800.5025.002.27