心墙土石坝水利枢纽工程设计-毕业设计计算书

水利水电工程专业毕业设计水利水电工程专业毕业设计心墙土石坝水利枢纽工程设计心墙土石坝水利枢纽工程设计目录第一节调洪计算 第二节大坝高程的确定 第三节土石料的设计 第四节渗流计算 第五节稳定分析 第六节细部结构计算 第七节泄水建筑物的计算 第八节施工组织设计第一节调洪计算主要建筑物为2级，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级。永久建筑物洪水标准：正常运用（设计）洪水重现期10年0；非常运用（校核）洪水重现期200年0。采用隧洞泄洪方案水库运用方式：洪水来临时用闸门控制下泄流量等于来流量，水库保持汛前限制水位不变，当来流量继续加大，则闸门全开，下泄流量随水位的升高而加大，流态为自由泄流。调洪演算原理：采用以峰控制的同倍比放大法对典型洪水进行放大，得出设计与校核洪水过程线。拟定几组不同堰顶高程？0及孔口宽度的方案。堰顶自由泄流公式B 可确定设计洪水和校核洪水情况下的起调流量起，由起开始，假定三条泄洪过程线（为简便计算，假设都为直线），在洪水过程线上查出泄，并求出相应的蓄水库容。根据库容水位关系曲线可得相应的库水位，由三组（泄，）绘制的〜曲线与由B 绘制的〜曲线相交，所得交点即为所要求的下泄流量及相应水位。、,J_¥——» 方案一：V起调流量Q=g2gH起调流量Q=g2gH2

起 "■- c-Y 3xxx寸2x9.81x2设计洪水时：设计算〜曲线列表如下:表1-1设计水位~流量关系表（方案一）假设泄水流量水库拦蓄洪水水库总水量水库水位（）咕（m3SA（ 6m3）（6m3）泄〜曲线与B 的交点为：泄校核洪水时：校计算〜曲线列表如下:表1-2校核水位~流量关系表（方案一）假设泄水流量泄（m3 S泄水库拦蓄洪水A（ 6m3）水库总水量（6m3）水库水位（）

3曲线与Bmg的交点为：泄m3/s, 3m图1-1方案一调洪演算结果方案一m(位水游上流量m(位水游上流量（m3/s）设计情况

校核情况m.3/ssm.3/ss起调流量Q=3mB,H3 . .722X9.81x起 “设计洪水时： 8sm设计算〜曲线列表如下：表1-3设计水位~流量关系表（方案二）假设泄水流量泄（m3/s）水库拦蓄洪水A（ 6m3）水库总水量（6m3）水库水位（m）

333333〜曲线与Bmg的交点为：泄3m3/s, 3校核洪水时： Q=23230/sm校计算〜曲线列表如下：表1-4校核水位~流量关系表（方案二）假设泄水流量泄（m3A）水库拦蓄洪水A（ 6m3）水库总水量（6m3）水库水位（m）333曲线与Bmg的交点为：泄130, 3图1-2方案二调洪演算结果方案三：V图1-2方案二调洪演算结果方案三：Vmm表1-5设计水位~流量关系表（方案三）假设泄水流量泄（m3 ）泄水库拦蓄洪水A（ 6m3）水库总水量（6m3）水库水位（）〜曲线与B 的交点为：泄起调流量Q起调流量Q=UnB、2gH2起 i设计洪水时：设计算〜曲线列表如下:3x.8J2x9.81x2校核洪水时：校计算〜曲线列表如下:假设泄水流量水库拦蓄洪水水库总水量水库水位（）Jm3）A（ 6m3）（6m3）泄表1-6校核水位~流量关系表（方案三）曲线与2的交点为：泄，图1-3方案三调洪演算结果、*J—卷—t 方案三流量流3/s）3333>m(位水游上设计情况

校核情况TOC\o"1-5"\h\z方案四：V m m起调流量Q=^B向H3 . .822x9.81x . 6m.3/2s起设计洪水时： 3/0m设计算〜曲线列表如下：表1-7设计水位~流量关系表（方案四）假设泄水流量泄（m3A）水库拦蓄洪水A（ 6m3）水库总水量（6m3）水库水位（m）3333 333TOC\o"1-5"\h\z〜曲线与Bm/3/的交点为：泄 35/s, 3 3m校核洪水时： Q=23230/sm校计算〜曲线列表如下：

表1-8校核水位~流量关系表（方案四）假设泄水流量泄（m3/s）水库拦蓄洪水A（ 6m3）水库总水量（6m3）水库水位（m）333曲线与Bm/3/的交点为：泄0s,m 3图1-4方案四调洪演算结果方案四设计情况—校核情况方案四设计情况—校核情况3333)m(位水游上流量（m3/s）第二节大坝高程的确定坝顶在水库静水位以上的超高按下式确定：y=R+e+a其中：坝顶超高；R--最-大-波浪在坝顶的爬高；e--最-大-风壅水面高度；安全超高。该坝为二级建筑物，设计时取 ，校核时取A=0.5坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应按以下运用条件计算，取其最大值:.设计水位加正常运用条件下的坝顶超高;.正常蓄水位加正常运用条件下的坝顶超高;.校核洪水位加非常运用条件下的坝顶超高；.正常蓄水位加非常运用条件下的坝顶超高。波浪的平均波高和平均波周期宜采用莆田试验站公式

0.13th0.7xfgHmIIw20.13th0.7xfgHmIIw2C、0.7th0.0018x(gDIW20.45(0.13th0.7xI(gH

mIW20.7X0.5gT2(2兀Hm3mthI乙( 1L7m——平均波高，平均波周期，风区长度H——水域平均水深，m计算风速风壅高度可按下式计算KW2De= cosp2gHm式中——计算处的风壅水面高度——风区长度TOC\o"1-5"\h\z——综合摩阻系数 X .3B——计算风向与坝轴线的夹角 °()设计水位加正常运用条件下的坝顶超高坝前水深设计水位 吹程 km风速坝前水深2 。解得X0.5mgTmth[2兀H'm 2兀(L)mKW2D 252x15e= cosP=0.36x cos22.5。=0.0198m2gH 2x9.81x80.275m波浪爬高设计波浪爬高值应根据工程等级确定，2级坝采用累积频率为1%的爬高值.正向来波在单坡上的平均波浪爬高可按下式或有关规定计算:e(15,5.0)KKR=w△hLmV1+m2'mmXXJ1.31423x40.41439 /1+2.52=2.084m式中一一平均波浪爬高——单坡的坡度系数若坡角为即等于一一斜坡的糙率渗透性系数，根据护面类型查规范得△——经验系数查规范得查规范％累积频率下的爬高与平均爬高的比值为/R=2.23RpmR=2.X223.084=4.648m1%因风向与坝轴线的法线成22.°5,波浪爬高应按等于正向来波计

算爬高值乘以折减系数P查规范得0.95X XP坝顶在水库静水位以上的超高按下式确定：坝顶高程坝高为预防坝体竣工后的沉陷,预留0.4的%坝高坝高沉陷 X(2)校核洪水位加非常运用条件下的坝顶超高校核洪水位 吹程 km风速 坝前水深4m解得mT=4.4X3h08.5=3.683905smmgTmth[2兀H'm 2兀(L)mKW2D 142x15e= cosP=0.36x cos22.5。=0.00612m2gH 2x9.81x81.425m波浪爬高设计波浪爬高值应根据工程等级确定，级坝采用累积频率为设计波浪爬高值应根据工程等级确定，级坝采用累积频率为的爬高值.正向来波在单坡上的平均波浪爬高可按下式或有关规定计算KK；- ―卬△hL11+m2'mm.XJ0.68904x21.18877 /1+2.52查规范不同累积频率下的爬高与平均爬高的比值为2.23/R=2.2R3pmR=2.X213.093=2.44m

1%因风向与坝轴线的法线成22.°5,波浪爬高应按等于正向来波计算爬高值乘以折减系数P查规范得0.95KXR=0.X925.44=2.315mP坝顶在水库静水位以上的超高按下式确定：坝顶高程2831.425+2.82=2坝高2834.25-2750=84.2为预防坝体竣工后的沉陷,预留0.的4%坝高坝高沉陷 X(3)正常蓄水位加正常运用条件下的坝顶超高正常蓄水位 吹程 km风速 坝前水深B2解得mT=4.4Xh308.5=5.08smmgTmth(2兀H'm 2n(L)mKW2D 252x15e= cosp=0.36x cos22.5。=0.02017m2gH 2x9.81x78.8m波浪爬高设计波浪爬高值应根据工程等级确定，2级坝采用累积频率为1%的爬高值.正向来波在单坡上的平均波浪爬高可按下式或有关规定计算:e(1.5,5.0)KKR=w△hLm\：1+m2'mmX X.1.31381x40.4014 /1+2.52查规范不同累积频率下的爬高与平均爬高的比值为/R=2X2R3pmR=2XX223X083=4X646m因风向与坝轴线的法线成22.°5,波浪爬高应按等于正向来波计算爬高值乘以折减系数P查规范得0.95X XP坝顶在水库静水位以上的超高按下式确定：坝顶高程2828.8+5.43=283坝高为预防坝体竣工后的沉陷,预留0.4的%坝高坝高沉陷 X(4)正常蓄水位加非常运用条件下的坝顶超高正常蓄水位 吹程 km风速 坝前水深B2解得mT=4.X4h308.5=3.6835smm上th[2H、m 2兀(L)mKW2D 142x15e= cosP=0.36x cos22.5。=0.00632m2gH 2x9.81x78.8m波浪爬高设计波浪爬高值应根据工程等级确定，2级坝采用累积频率为的爬高值.正向来波在单坡上的平均波浪爬高可按下式或有关规定计算:KK―舟A—v1+m2.XJ0.689X21.18409 /1+2.52查规范不同累积频率下的爬高与平均爬高的比值为2.23/R=2.2R3pmR=2.X213.093=2.44m1%因风向与坝轴线的法线成22.°5,波浪爬高应按等于正向来波计算爬高值乘以折减系数P查规范得0.95KXR=0.X925.44=2.315mP坝顶在水库静水位以上的超高按下式确定：坝顶高程

坝高2831.62-2750=81.6为预防坝体竣工后的沉陷,预留0.的4%坝高坝高沉陷 2坝顶高程计算成果表：表2-1坝顶高程计算成果表、.计算情况计算项目正常运用情况非常运用情况上游静水位（）正常蓄水位设计洪水位正常蓄水位校核洪水位河底高程 （）坝前水深（）吹程（）风向与坝轴线法向的夹角（风浪引起坝前壅高风速（）平均波高）护坡粗糙系数上游坝面坡角波浪沿坝坡爬高()安全超高 ()坝顶高程()坝顶高程加%沉陷()坝顶高程取为第三节土石料的设计3.粘1土料的设计计.算1公式粘壤土用南京水利科学研究所标准击实试验求最大干容重、最优含水量。应该使土样最优含水量接近其塑限含水量，据此确定击数，得出多组平均最大干容重y和平均最优含水量，设计干容重为y=md maxy 设计填筑干容重ydma—x———标准击实试验最大干容重 施工条件系数，或称压实度，值对于一二级坝或高坝采用〜 ，三四级坝或低坝采用 〜 。本设计的。设计最优含水量为 wW00

1计.算2结果粘性土料设计的计算成果见表表3-1粘性土料设计成果表料场比重最大密度y()设计干密度(m塑限含水量3流限塑性指数填筑含水量自然含水量最优含水量下下上上下料场孔隙比内摩擦角5渗透系数有机含量灼热法可溶盐含量凝聚力固结压缩系数下下上上下土.料3的选用上下游共有5个粘土料场，储量丰富。因地理位置不同，各料场的物理性质，力学性质和化学性质也存在一定差异，土料采用以“近而好”为原则。规范指出粘土的渗透系数小于X 所有料场均满足要求。规范指出塑性指数大于20和液限大于40的%冲击粘土不宜作为坝的防渗体填筑材料，2#上和2#下料场因此不满足要求不予选用。1#料场土料的有机质含量为2.2超0过%了规范规定的2%也不予采用。上3#下与1#下相比，3#下的渗透系数较小，更有利于防渗，设计干密度较大，压缩性能更好。因此采用3#下料场作为主料场，1#下料场作为辅助及备用料场。3.2坝壳砂砾料设计3.2计.算1公式坝壳砂砾料填筑的设计指标以相对密实度表示如下：或rdminmaxmaxminde=n/(1-n)式中：为最大孔隙比； 为最小孔隙比；为填筑的砂、砂卵石或地基原状砂、砂卵石的孔隙比；为填筑的砂、砂卵石或原状砂、d砂卵石干容重。设计相对密实度要求不低于〜 ；地震情况下，浸润线r以下土体按设计烈度大小不低于〜 。r3.2计.算2结果砂砾料的计算成果见表3-。24表3-2砂砾料的计算成果料场不均匀系数n砾石含量()比重△天然孔隙比相对密实度设计干容重y设计孔隙比上上上上下

下下下料场保持含水量3()湿容重浮容重内摩擦角中粘聚力渗透系数()上°‘上°‘上°‘上°‘下°‘下°‘

下°‘下°‘各沙石料场的级配曲线如下：图3-1各沙石料场的级配曲线)%(P粒砂径粒某于大)%粒砂径粒某于大)%IP粒砂径粒某于大)%IP粒砂径粒某于大O00806040200100)%<p粒颗径粒某于大00100102#下砂粒石级配曲线10.10080604020)%<p粒颗径粒某于大01000010001008060402010010.1103#下砂砾石级配曲线)%IP粒颗径粒某于大010001008060402010010.1104#下砂砾石级配曲线)%IP粒颗径粒某于大砂.砾3料的选用土石坝的坝壳材料主要为了保持坝体的稳定性，要求有较高的强度。根据规范要求砂砾石的相对密实度要求不低于，5述料场r中只有3#上和4#上料场满足要求，其余料场不符合要求不予采用。下游坝壳水下部位和上游坝壳水位变动区宜有较高的透水性，且具有抗渗和抗震稳定性，应优先选用不均匀和连续级配的砂石料。认为不均匀系数n〜 时较易压实，n〜时则压实性能不好。而上料场砂砾料的不均匀系数n <不满足要求，从颗粒级配曲线上也可以看出，4#料场的砂砾料颗粒级配较好，物理力学指标也较高，可上优先使用，故选择4#上料场作为砂砾料的主料场。第四节渗流计算渗流计算应包括以下内容:.确定坝体浸润线及其下游出逸点的位置，绘制坝体及其坝基内的等势线分布图或流网图；.确定坝体与坝基的渗流量；.确定坝坡出逸段与下游坝基表面的出逸比降，以及不同土层之间的渗透比降；.确定库水位降落时上游坝坡内的浸润线位置空隙压力；.确定坝肩的的等势线、渗流量和渗透比降；渗流计算应包括以下水位组合情况：.上游正常蓄水位与下游相应的最低水位.上游设计水位与下游相应的水位.上游校核水位与下游相应水位计算方法选择水力学方法解决土坝渗流问题。根据坝体内部各部分渗流状况的特点，将坝体分为若干段，应用达西定律近似解土坝渗流问题。计算中假定任一铅直过水断面内各点的渗透坡降相等。计算简图见图6-4。1通过防渗体流量：6I通过防渗体后的流量：II假设：1）不考虑防渗体上游侧坝壳损耗水头的作用；2）由于砂砾料渗透系数较大，防渗体又损耗了大部分水头，逸出水与下游水位相差不是很大，认为不会形成逸出高度；3）对于岸坡断面，下游水位在坝底以下，水流从上往下流时由于横向落差，此时实际上不为平面渗流，但计算仍按平面渗流计算，近似认为下游水位为零。由于河床冲积层的作用，岸坡实际不会形成逸出点，计算时假定浸润线末端即为坝趾。计算断面与计算情况对河床中间断面1-I以及左右岸坡段各一断面11-11、111-111三个典型断面进行渗流计算，计算按正常蓄水，设计洪水和校核洪水三种情情况进行。I-1断面：图4-1I-I剖面图I-I剖面图（1）正常蓄水位与相应下游水位正常蓄水位 下游相应的最低水位为X10-6义10-75+5-上 下2q1q13.0X10-8(78.82-H2) i—2X21.81x10-9(78.8-H)一ix320.9q2由qq2由qiq计算得：q2 i 196.875+0.44x322x10-4(H2-2.22)2.0x10-4(H-2.2)x32 1 +2x189.275q1q1q2（2）设计水位与下游相应的水位3.0x10-8(80.2752-H2) 1x10-9(80.275-H)»i 1-x322x21.8 0.92x10-4(H2-4.832)2.0x10-4(H-4.83)x32 1 + 1 2x193.22 196.875+0.44x32由qiq计算得：q2.10-6"；m（3）校核水位与下游相应水位qq13.0X10-8(81.4252-H2) i—

2X21.81x10-9(81.425-H)-

x320.9q2q212x193.4752x10-4(H2-52)2.0x10-4(H-5)x32

' + 1196.875+0.44x32由qiq计算得:2x10-6m/Sm11-11断面:图4-2II-II剖面图n-n剖面图n-n剖面图上游坝底高程取在 2,下游坝底高程取在 处，经简化近似等效为上下游坝底高程均在 ，坝与地基的接触面近似为一水平面，覆盖层深8（1）正常蓄水位与相应下游水位X10-6 义10-7 X-21取X-TkS+80 _上 下=12q13.0X10q13.0X10-8(38.82-H2) 1—2X13.81x10-9(38.8-H) -x280.9qq22x10-4H22.0x10-4Hx28 1-+ 1 2x108.1 115+0.44x28由qq计算得：q12X10-64/ss.m（2）设计水位与下游相应的水位3.0x10-8(40.2752-HJ) 1x10一9(40.275—H)*28TOC\o"1-5"\h\zq 2x13.8 09X2x10-4H22.0x10-4Hx28q 1-+ 1 2 2x108.1 115+0.44x28由qq计算得：q x10-6m3/ H"1"2 s.m 1(3)校核水位与下游相应水位3.0x10-8(41.429-H2) 1x10-9(41.425-H)q 1x282x13.8 0.92x10-4H22.0x10-4Hx28q 1-+ 1 2x108.1 115+0.44x28由qq计算得：q x10-6m3/ H*1*2 s.m 111卜111断面:图4-3III-III剖面图ni-ni剖面图上游坝底高程取在0,下游坝底高程取在ni-ni剖面图上游坝底高程取在0,下游坝底高程取在处，经简化近似等效为上下游坝底高程均在,坝与地基的接触面近似为一水平面，覆盖层深正常蓄水位与相应下游水位X10-6义10-75+5-上 下2q13.0x10-8化近似等效为上下游坝底高程均在,坝与地基的接触面近似为一水平面，覆盖层深正常蓄水位与相应下游水位X10-6义10-75+5-上 下2q13.0x10-8(53.82-H2)12x16.81x10-9(53.8-H)I。

1-x180.9q22x10-4H2 2.0x10-4H + x181 2x147.35155.75+0.44x18由qq计算得：q12x10-6m/s.m（2）设计水位与下游相应的水位q13.0x10-8(55.2752-H2) 1x10-9(55.275-H)_ 1- i-x182x16.80.9q2由qq计算得：q12x10-6m，s.m2x10-4H2 2.0x10-4Hx181+ 12x147.35155.75+0.44x18（3）校核水位与下游相应水位qq13.0x10-8(56.4252-H2) 1—2x16.81x10-9(56.425-H)_

1-x180.9qq22x10-4H2 2.0x10-4Hx18 + 1 2x147.35155.75+0.44x18由q1q2计算得：q x10-6m3/m H1结果整理如下：表4-1渗流计算结果汇总表f'j计算情况计算项目f正常蓄水位设计洪水位校核洪水位上游水深()IIIIIIinin下游水深()IIiiiiin-n逸出水深()IIiiiiin-n渗流量(X•)IIiiiiin-n总渗流量(d逸出点坡降计算用流网法可准确求出渗流区任一点的渗透压力、渗透坡降和渗流心墙土石坝水利枢纽工程设计心墙土石坝水利枢纽工程设计-34--34-心墙土石坝水利枢纽工程设计心墙土石坝水利枢纽工程设计-34--34-水利水电工程专业毕业设计水利水电工程专业毕业设计3333量。绘制等势线和流网时，两者互相正交，并且分割的网格大致长宽相等。以断面为例，各种工况下渗流逸出点坡降计算成过如表42表4-2逸出点渗透坡降成果表断面工况正常蓄水位设计洪水位校核洪水位坡降1.781.501.0I1断面（2750高程）正常蓄水位情况△ 7.387107,总874.3△△l=7.6387/4.3=1.78设计水位情况△ 75.245 10 7.5245k5△ △l=7.5245/5=1.50校核洪水位情况：△ 7.225 10 7,525 4.78, △△l=7.6225/4.78m =1.图640-4溢出水深2755.03溢出水深2755.03第五节稳定分析土石坝在自重、水荷载、渗透压力和地震荷载等作用下，若剖面尺寸不当或坝体、坝基土料的抗剪强度不足，坝体或坝体连同坝基有可能发生失稳。本设计中的稳定分析，主要指边坡的抗滑稳定。稳定分析计算的目的在于分析坝坡在各种不同工作条件下可能产生的失稳形式，校核其稳定性。计算方法采用折线滑动法，认为折点在水位附近，并假设滑动面只在坝壳中，而防渗体不连同坝壳一起滑动，如图所示。滑动面上的抗剪强度利用充分程度应该是一样的，其安全系数表达方式为：（P t式中：即为安全系数，（t）为试验得到的抗剪强度指标。水利水电工程专业毕业设计水利水电工程专业毕业设计心墙土石坝水利枢纽工程设计心墙土石坝水利枢纽工程设计图5-1非粘性土坡稳定计算图非粘性土坡稳定计算图计算中把滑动土体 分成两个滑块，为滑面上的作用力。计算时先假设不同的安全系数C从滑块平衡条件中求出。然后将其作用在上，看它是否与、等平衡，如不平衡则重新假定安全系数，重复上述步骤，直到平衡为止，此时的即为该滑动面的安全系数。在上述计算中a、①、B是任意假定的。设计中为简化程序起见，还进行了以下假定：）滑动面的折点在水位处；）滑面铅直；）将上下游变坡等效成一均匀坡。这些假定会对计算结果的精确度产生一定影响，但总体影响不是太大，近似计算中可以忽略。计算程序流程稳定计算的程序如下：定义坐标，并输入土坝轮廓01=0.6307245=013660=:请输入合法水位！水位必须大于25，小于选定一个滑块终止选定一个滑块起始选定一个滑块转折点求角/度计算＜两=个土块的相互作用力水利水电工程专业毕业设计心墙土石坝水利枢纽工程设计水利水电工程专业毕业设计水利水电工程专业毕业设计水利水电工程专业毕业设计水利水电工程专业毕业设计加上地震条件，地震按7度设防设不同的值试算过程000心墙土石坝水利枢纽工程设计心墙土石坝水利枢纽工程设计心墙土石坝水利枢纽工程设计心墙土石坝水利枢纽工程设计结果即不同滑块的安全系数C)osnCa-o)s)记录下试算水利水电工程专业毕业设计水利水电工程专业毕业设计水利水电工程专业毕业设计心墙土石坝水利枢纽工程设计心墙土石坝水利枢纽工程设计5.工3况选择与稳定计算成果稳定计算中需选取不利工况和不利部位进行稳定计算，本设计中对上下游坡分别计算以下几种工况下的安全系数：上游坡：）坝高水深 0）正常蓄水位 ；）正常蓄水位3＋施工期； ）正常4蓄水位＋地震；）5设计洪水位 ）设计洪水位+地震6计算以上几种工况下的上下游坝坡的最小安全系数，计算成果见表5-。1表5-1计算成果上游坡工况最小安全系数正常蓄水位正常蓄水位+施工期正常蓄水位+地震设计洪水位设计洪水位地震坝高水深4稳定成果分析主要建筑物土坝的等级为n级，查规范可知其坝坡抗滑稳定的安全系数应满足以下条件：正常运用条件下不低于1.2，非5常运用条件I时不低于，非常运用条件n时不低于。表5-中1各工况下的安全系数均满足要求，且坝坡的稳定安全系数偏大，就此而言，可考虑加陡坝坡以节省工程量。但鉴于进行稳定计算时所作的假设条件可能与实际不符等因素，故而不改变坝坡，维持原拟定剖面尺寸不变。第六节细部结构计算6.1反滤层的设计计算反滤层的设计要满足两个条件：（1）滤土要求；（2）排水要求。防渗墙的反滤层：按照规范，被保护土是粘性土，小于0.0颗粒含量71，%在40到%85之%间。由滤土要求： D<15由排水要求： D>d，且要满足D>15 15 15求出其上下包线如下表：表6-1上下包线计算表最大DD0D10115D60D90最小DD0D10D15D60D90第一层反滤料从已经探明的料场中可以选择下将大于 的粗料筛去即可。第一层反滤层与坝壳之间：0.5060.506TOC\o"1-5"\h\zD 0.515= <5d 0.3515不满足反滤要求，还需要设置二层反滤层。坝壳与棱体排水，以及地基与棱体排水之间的反滤层的设计反滤层所保护的为无粘性土，不均匀系数为C >8的含量u为> ,按规范要求取 以下的细颗粒（满足C<）的d，d85 15作为计算粒径。12115——=4.3<5—8

0.2815D——D——d44-5 ； D5d >5■ 85 15由这两个条件可以求得D5> ,51<，5取D15在料场中没有合适的土料可供使用，故需要人工配置。按规范粘土心墙反滤层取 厚棱体排水斜向段取按规范粘土心墙反滤层取 厚棱体排水斜向段取厚水平段取厚。护坡设计：本工程采用开挖出的石料作为护坡材料，砌石护坡在最大局部浪压力下所需要的球形直径和质量，平均粒径平均质量和厚度的计算D=0.85D=1.018K_Bw__+m2h50 tp—pm(m+2)ptw其中m.5K，h累计频率的波高。tphXp1.018x1.3义11.018x1.3义1 x2.977—1<2.52+12.5x(2.5+2)x2.5627厚度为：J二MS39h2.5627p1.82t= DKt1.82t=——x0.411.3第七节泄水建筑物的计算隧洞的水力计算1进.口1堰面曲线（以堰顶为坐标原点）采用 型堰面曲线坝面铅直方程为：y式中 ——定型设计水头，按堰顶最大作用水头 的〜d计%算3取51)9X3取,——与上游面有关的系数和指数当坝面铅直时Xdx1.85=15.35y堰顶上游段采用椭圆曲线，其方程为：ddd=。1其中：为 之间取上游段椭圆曲线方程为：7.1隧.洞2的水力计算平洞底坡的确定：假定过水断面为城门洞型下部的矩形断面，矩形断面的水面宽与底宽相等，则计算公式为：h_aq2 1.0X(610/7)2「3~g~3 9.81需试算，经试算得 =_2X_2X_5.998XarcsmXarcsm(口｝I3.5Jm249+j'3.52-(h-7)2x(h—7)+3.52c c cC=1R6cn——糙率系数取——谢才系数i=-g-LcaC2Bcc计算得到临界坡降i 设计平洞底坡为陡坡，取底坡ci=0.。006c隧.洞3水面曲线的计算：t二h+q20c0 2g32h2c0T=2831.425-2752079.425=87.142

h+ c02x9.81x0.952xh2c0式中：一一堰前总有效水头；0中一一流速系数；h——反弧段最低点水深；c0经过试算得：h分段求和法水面曲线计算表格断面断面。考虑掺气断面均AZ△后经整理得出平洞段水面曲线，见表表7-2平洞段水面曲线由于隧洞泄流时流速较大，应次必须考虑高速水流掺气的影响。掺气后的水深按以下公式计算：

gR式中：V——为不计掺气时断面的平均流速和水力半径;——考虑掺气后的水深。——掺气系数取按上式计算得掺气后平洞段的水面曲线,成果见表7-：表7-3掺气后水面曲线计算成果出口消能计算7.2扩.散1角为减小单宽流量，减轻下游冲刷，利于消能，隧洞出口采用扩散段布置。为防止高速水流脱离边壁而发生空蚀，扩散角不宜过大。设计中采用以下公式来控制：0WVgh 89.81x3.379450W X0W。取。式中：0——扩散角；弗劳德数，为扩散段起始断面处流速和水深；经验系数，可取1~本设计取二最终确定扩散角0=。，扩散段布置见图 。1挑.距2计算挑距可用下面估算公式：L经验系数，可取1~本设计取二最终确定扩散角0=。，扩散段布置见图 。1挑.距2计算挑距可用下面估算公式：L=—v2sin0cos9+vcos®..v2sin29+2g(h+h)'g '' 1 2式中：—-挑距（），鼻坎末端至冲坑最深点的水平距离;---坎顶水面流速（）,可取为坎顶平均流速的1倍；a——鼻坎挑射角度；hl——坎顶平均水深h在铅直方向投影，即hl=h・cosa；h——坎顶至河床表面高差；——重力加速度。已知：隧洞出口断面（掺气后）h=4.45m,v=25.78611m/s由能量方程：aV2 aV2h+ a-=Z+h+ ba 2g b 2g1x25.7861124.45+ =6+h+2x9.81 b61022x9.8