水利工程施工截流施工设计

大渡河截流设计日期：2017年2月19日目录TOC\o"1-3"\h\u1基本资料32、截流的水力计算52.1计算步骤52.1.1计算下游水位5屿诵戗堤顶部高程的案确定牙5热倾戗堤高度、顶长纵与顶宽昂5详2.2开截流过程分析与邮水力计算茄7术2.3射合龙设计流量组胜成屯8童2.4少图解法裕9辣3.抱流态判别亡13史3.1润求水深云13持3.2刷求断面平均流速栋13繁4视截流过程的水力悔参数及抛投料的期计算宪15退4.1拨计算截流过程水乞力参数汪15务4.2由抛投料的计算陡16固4.2秀抛投料尺寸的计在算躬16削4.3光抛投量计算眉175小结181基本资料史大渡河上某水电缺工程采用单戗立青堵进占，河床的阵剖面图见图债1瞧。戗堤处水位赛~头流量关系见表袍1绢和图论2忽。戗堤端部边坡够系数飘n=1.2宋，截流戗堤两侧闻的边坡为评1:1.5俗。截流材料采用淡当地的中粒黑云驻二长花岗岩，容啊重为配26kN/m绒3日。该工程坝址处交天然水位像~粱流量关系见表巧1痰，施工导流采用疼左、右岸各布置外一条导流隧洞导吉流，左、右导流蹄隧洞联合泄流的帽上游水位和泄流逝流量关系见表后2花和图时3锋。血图义1借河床剖面图充表罚1涨坝址处天然水位黄~嘉流量关系个流孝量（闲m稀3慰/s敞）蚁250密317机410举500援1000作水位（伟m宇）仗952.15膏952.71陆953.48贩954.00研955.87951.5951.5952952.5953953.5954954.5955955.5956956.5020040060080010001200流量（m3/s）高程（m）插图戚2外坝址处天然水位括—拒流量关系曲线悬表增2驱上游水位欲—崇导流隧洞泄流量增关系最泄流流量（翁m托3烛/s顷）尿0奉150但300浑410本800召1400奶上游水位（英m芬）穿953.00婶955.40伟957.03钓958.00劫960.66六964.12952952954956958960962964966050010001500流量（m3/s)上游水位（m）肃图膀3桂上游水位平—徐导流隧洞泄流量跨关系曲线耳2裂、截流的水力计醒算碰截流设计是施工圆导流设计重要组翅成部分，目前我真国水利水电工程话截流多采用立堵繁截流，本次设计叙按立堵截流设计樱。其设计内容分售为：截流水力计缴算、截流水力分免区和备料量设计榨。突截流设计流量的要确定，通常按频廊率法确定，也即造根据已选定的截员流时段，采用该纯时段内一定频率伶的某种特征流量严值作为设计流量传。一般地，多采慈用截流时段辩10%丛～聪20将％的月平均或者插旬平均流量作为锄设计标准。忠截流的水力计算碌中龙口流速的确袋定一般采用图解拜法豆，截流水力计算织如下。2.1计算步骤咸2嫩.1.1彻计算下游水位慨截流设计流量矿，计算时不考虑偶戗堤渗透流量和光上游槽蓄流量。穷根据坝址处天然稼水位与流量关系佛曲线，由内插法情可知往,浆2结.1.2摆戗堤顶部高程的世确定穗截流设计流量为挣，对上游水位父~赤导流隧洞泄流量记关系曲线使用内康插法，可得设计僻流量对应水位高浪程为煌956.74m皱，故取戗基高程卡为赵957m游。蠢2躲.1.3包戗堤高度、顶长欧与顶宽俱截流戗堤处河床跑底部高程为妖951m弯，可求得戗堤的抛设计高度为洒7m邻。若取河谷两侧脸坡比为凝1:1牺，由河谷在高程研957m更处宽度为剖46.9m乏，可求得戗堤顶郑部长为跌48.9m缴，计算时按约为钱49m扇进行计算，戗堤裁宽度取嫁20m辱。通过对表母3漆进行表上作业，异可得分流流量与留上游水位关系曲杜线与龙口泄水曲符线如图钥4哲和图须5按所示。霜表到3射水位与下泄流量富跟龙口流量的关药系栽上游水位（沙m陶）房设计流量参(m3/s)米下泄流量（蝴m3/s廉）研Qd痛龙口流量去Qg寻953浮273府0.00逃273.00伤953.5恳273枣31.25卫241.75缴954障273惊62.50熊210.50推954.5弓273纺93.75挎179.25北955秘273泉125.00竭148.00素955.4业273纺150.00雄123.00予955.5申273菠159.20技113.80范956泪273国205.21灭67.79背956.5县273弊251.23都21.77熄956.74钱273命273.00禾0.00拾图抚4刑上游水位与下泄同流量关系曲线构图童5侦上游水位恒—箱龙口流量关系曲玻线宅2厚.2项截流过程分析与除水力计算薄随着戗堤进占，抽河床断面不断束狸窄，上下游落差捷亦逐渐增大，其怖断面及流态变化辅过程如下：挖1骑）梯形淹没流柴2粮）梯形非淹没流瞧3替）三角形淹没流足4文）三角形非淹没撒流圆梯形断面与三角左形断面的分界点泉的确定：跑，即当龙口宽度收大于惰14m冶时为梯形断面，涝当龙口宽度小于籍14m每时为三角形断面币。由龙口泄水能腐力计算按照宽顶茶堰公式计算：膏式中滥——流量系数当，为淹没流，葵当辩，为非淹没流，台——龙口平均过勾水宽度梯形断面：三角形断面：顽——龙口上游水鼓头梯形断面：三角形断面：脊其中：轧——龙口上下游进水位差——戗堤高度周——戗堤端部边南坡系数，取陵——龙口上游水肢位屯——河道底板高狮程货由连续方程可得炒龙口流速计算公抢式为苦：敢-淹没流时：妄式中：狭——龙口底板以浅上的下游水深非淹没流时：贡式中请：恰——龙口断面的耍临界水深=2\*ROMAN毅I勿即淹没出流时：=1\*GB3腊①峡对于梯形断面：=2\*GB3将②想对三角形断面：覆。=2\*ROMAN留II得非淹没出流时：=1\*GB3弯①胸对于梯形断面：=2\*GB3县②浅对三角形断面：殃；氧2赔.3泄合龙设计流量组鹊成后一般情况下，截坡流设计流量特Q0近由四部分组成：携式中，肌Q仍——龙口流量；竖Qd前——分流量（分差流建筑物中通过观的流量）；耻Qs速——戗堤渗透流眠量；优Qac肯——上游河槽中安的调蓄流量。美由于不考虑戗堤净渗透流量和上游逢槽蓄流量，则有肉：记。共联立上述方程：刻即可得到龙口处裂水力参数变化规乓律。2.4图解法测分别取定龙口宽拳度为形B=瑞6.蜓5m公，慧1胃1.5嗓m叼，钓1恒6.企5m汗，氧2朗1.5割m污，系2研6.达5m附，凑3坟1.5制m辩，忽3级6.闪5m昌，榨4趋1.5恢m荒，剪4技6.肌5m钉时不同上游水位惜下的龙口泄流量兄和隧洞分流量。为由截流设计流量系358m漂3化/s止，坝址处天然水吼位糟—述流量关系曲线内雄插得设计流量下额的坝址处天然水玩位为赚95稠2.34遥m火，设计中截流设条计流量为定值，摊故认为下游水位往不变。龙口泄流汇量计算结果见附诵录（附表厌4籍到附表宿12傲）。格表碗4嘱B=巾4矛6.5齿m哭流量落差计算表筝B软Z助H0吃Z/H0蝇m厕B简Qg怪46.5汉0夫1.34堡0.00厕0.000掀31.308匠0.00佣0.5台1.84卖0.27钻0.380指31.308叶131.33磨1再2.34掏0.43热0.385昼31.572能192.63映1.5垮2.84印0.53率0.385律31.972省260.82村2性3.34式0.60折0.385渡32.372血336.81碗2.5悠3.84孙0.65库0.385写32.773纵420.34夏3么4.34备0.69茄0.385避33.173黑511.21杜3.5抬4.84份0.72改0.385尼33.573掏609.32读4祥5.34紧0.75男0.385输33.973挤714.55逐表划5皱B=纵4筛1.毁5个m撤流量落差计算表担B制Z庭H0妻Z/H0民m肚B已Qg反41.5冶0亦1.34断0脱0.000愁26.608袭0.00专0.5凭1.84瞧0.27津0.380闷26.608贞111.62相1究2.34盆0.43色0.385纯26.608豪162.34际1.5贯3.84院0.39杀0.385盏27.808候356.66缓2惨3.34稿0.60断0.385敞26.608呆276.83粱2.5考3.84抹0.65演0.385施26.608火341.27栗3奏4.34衬0.69泼0.385宴26.608快410.05捷3.5允4.84膝0.72够0.385糠26.608厅482.91蒙4矿5.34手0.75衣0.385潮26.608真559.65怒表恩6胞B=3宝6.绝5m鹅流量落差计算表适B皮Z敌H0扣Z/H0置m百B粘Qg闷36.5桂0清1.34准0.00份0然21.31疯0.00搜0.5荡1.84哥0.27盟0.38蚀21.31腿89.38斯1位2.34钟0.43食0.385浸21.57寺131.62维1.5竭2.84锣0.53荐0.385巡21.97得179.24丢2盗3.34挖0.60沿0.385挺22.37鸦232.77盈2.5判4.84陵0.52质0.385略23.57寨427.82孟3帽4.34塞0.69省0.385秀23.17泪357.11敢3.5血4.84被0.72占0.385锐23.57严427.82爱4宁5.34牵0.75隐0.385使23.97锄504.22途表虾7港B=3券1.5于m间流量落差计算表炊B有Z洋H0暮Z/H0千m仗B左Qg罗31.5勺0扛1.34拢0.00劳0.000均16.31郊0.00怒0.5说1.84叮0.27鼓0.380抓16.31牢68.41验1哑2.34梦0.43仆0.385忆16.57占101.11貌1.5扮2.84棋0.53杰0.385亏16.97跑138.46摘2碗3.34赠0.60捡0.385炎17.37狡180.75量2.5筒3.84净0.65韵0.385剂17.77席227.95登3毒4.34墓0.69沸0.385陪18.17目280.05元3.5积4.84室0.72叶0.385朴18.57鲜337.08项4复5.34蓬0.75敲0.385份18.97搬399.05裁表叨8广B=哀2交6.厕5m伯流量落差计算表真B陵Z丝H0疯Z/H0拔m虏B届Qg燃26.5光0捎1.34巴0.00炉0.000韵11.31棉0.00占0.5丑1.84访0.27倘0.380均11.31度47.44语1雀2.34青0.43昏0.385兵11.57渣70.60着1.5介2.84夺0.53墙0.385涉11.97赖97.67消2客3.34驴0.60欲0.385亮12.37其128.73刑2.5逃3.84赢0.65械0.385熔12.77荡163.82姨3达4.34污0.69奋0.385搏13.17舍203.00局3.5坚4.84铜0.72瓶0.385纷13.57锡246.33易4猎5.34佣0.75贱0.385秘13.97征293.89云表喊9锦B=齐2伐1.5民m染流量落差计算表屡B求Z愿H0迅Z/H0宿m齿B是Qg虏21.5宫0感1.34俭0.00梨0.000烂6.31肆0.00搭0.5想1.84溉0.27吉0.380益6.31京26.46农1逮2.34缺0.43泼0.385网6.57巾40.10杏1.5织2.84垂0.53雁0.385功6.97浆56.88解2牺3.34编0.60堂0.385活7.37忠76.70贫2.5滋3.84盟0.65皇0.385富7.77玻99.69兽3灌4.34圣0.69要0.385发8.17段125.95新3.5毕4.84寒0.72坟0.385汗8.57付155.59途4胞5.34币0.75淘0.385幼8.97长188.72些表枪10呀B=期1院6.消5伐m歼流量落差计算表霜B谋Z景H0碍Z/H0番m需B士Qg刊16.5抬0界1.215商0.00稀0.000音1.608菊0.000榜0.5危1.715剥0.29先0.383解1.608搅6.116拢1睬2.215粮0.45貌0.385喷2.233弱12.547承1.5绩2.715卡0.55五0.385规2.737唐20.870袋2渴3.215奖0.62另0.385离3.241路31.846庆2.5异3.715柳0.67乌0.385全3.745房45.708炉3区4.215盛0.71科0.385负4.249故62.675愉3.5遥4.715塌0.74态0.385船4.753加82.947蓬4督5.215本0.77屿0.385竿5.257时106.717坦表雕11仍B=盛1奏1.5励m歼流量落差计算表辫B际Z任H0句Z/H0乎m掘B壮Qg道11.5测1暑0.132邀7.595梯0.385青0.133返0.011悬1.5虾0.632差2.375趁0.385餐0.637裹0.545根2躬1.132兴1.767姐0.385厦1.141例2.341尼2.5炒1.632花1.532揪0.385锄1.645区5.844辆3贡2.132刊1.407感0.385秃2.149鸡11.400精3.5丸2.632拔1.330码0.385嗽2.653爪19.305摔4乒3.132车1.277相0.385泡3.157金29.822垄4.5陈3.632冰1.239珠0.385涨3.661图43.188唉表抱12旱B=虽6.壮5笛m叔流量落差计算表发B痒Z驳H0得Z/H0恐m揉B啊Qg绿6.5辫3聪0.048爆62.069冬0.385观0.049窜0.001抖3.5贡0.548港6.383箱0.385秧0.553助0.383虚4当1.048弯3.816脏0.385雨1.057浮1.934攀4.5隔1.548弦2.906追0.385摸1.561灰5.126派由计算结果绘制受不同宽度时上游涛水位与龙口泄流咱量关系曲线和龙圆口泄流量与上游献水位关系曲线，声曲线交点即为龙喂口在各宽度时的秆上游水位和泄流道量，如下：圾图规6:耽龙口流量与上游铜水位的关系骑从上图可看出，贡当戗堤宽度较大最时，上游水位较斤低，龙口泄流量玩较大。随着龙口叮宽度减小，上游嫩水位逐渐增高，宁龙口泄流量逐渐墙减小。当龙口宽沉度为材0认时，上游来流全缓部经由导流隧洞软泄流。卷根据图表数据求才出各交点，结果拾见下表：戚龙口宽度骄B阁龙口泄流量惕Qd扯上游水位籍H春46.5语233.5粒953.63伏41.5户222.3熟953.81份36.5豪204.8告954.09捕31.5优185.8臣954.4眨26.5贡160.5醉954.8性21.5读126.4薪955.35抢16.5描82.7彼955.84蜘11.5辜31隆956.4枕6.5贴4.13乐956.69闲表取13席不同龙口宽度下雪的上游水位和龙架口泄流量醉由上表中可看出困，当龙口宽度为刑46.5m碗时，龙口泄流量亏小于设计流量，导这是因为在截流窄水力计算中没有耐考虑戗堤的渗流辫和上游河床的调滚蓄流量，实际情搬况应当是龙口宽翅度为龄0麻时导流隧洞泄流肺量小于设计流量陡358m3/s寄。3.流态判别3.1求水深偏由表周13正中计算结果，判产断不同宽度下水钢流流态及堰流类沟型，并求相应龙愈口断面水深。计俭算表及结果见下宝表：伟表在14所不同宽度下的流巡态及水深蓬B恨Z很H0代Z/H0聋液态抢断面类型倒h送46.5甘1.29盾2.63窃0.49生非淹没流费梯形背1.754波41.5育1.47孤2.81据0.52启非淹没流匹梯形准1.874米36.5吊1.75少3.09朝0.57妙非淹没流拔梯形渡2.060怨31.5款2.06避3.4御0.61盐非淹没流雹梯形陆2.267饰26.5惕2.46思3.8咸0.65境非淹没流搬梯形菌2.534辞21.5撇3.01考4.35稠0.69调非淹没流拒梯形额2.901阁16.5果3.5术4.72介0.74柄非淹没流要三角形娘3.961备11.5削4.06纷3.19变1.27滚非淹没流棵三角形广2.681附6.5亲4.35斜1.40亮3.11捷非淹没流向三角形刃1.175巧3量.掩2置求断面平均流速奖导截流工程中确升定材料用料及用勇量时首先要计算絮戗堤龙口处的断食面流速，龙口流句速计算公式为：绩式中，丰为龙口计算断面有水深，根据设计莫截流方法、断面拌类型、出流类型决根四据规范求得。丢为过水断面平均筹宽度，按如下方壶法计算。达当断面为梯形时灿，啊，近当断面为三角形爆是，挠，湖为戗堤高度（博7m星），受为戗堤端部边坡屿系数（码取坦1.0季）。庙（郑1秧）梯形断面淹没揪流，熄，由于进占过程郑中，龙口底部高澡程不变，根为常数。蚊（价2让）梯形断面非淹幅没流，戴，依按下式计算，箭式中，刮——戗堤端部边竭坡系数；院——计算断面动凝能修正系数，常便取胳计算。炼按上式计算达需要进行试算。湖有时为了简化计本算，常用矩形断旺面临界水深代替扁梯形断面临界水顾深，此时积（有3腹）三角形断面淹扯没流，肉（鹰4重）三角形断面非怖淹没流，免表锈15猾戗堤各宽度下龙候口流速撞龙口宽度递B芽龙口泄流量爸h争V趟46.5张233.5励1.754摘31.804塑4.187病41.5穴222.3碰1.874燥26.948泳4.403境36.5欺204.8发2.060泡22.172脂4.483三31.5应185.8杀2.267扑17.420凡4.705可26.5验160.5恭2.534周12.741盲4.972制21.5螺126.4乏2.901槽8.181歇5.327泊16.5屡82.7请3.961辛4.753弯4.392版11.5舌31绑2.681宝3.218弹3.593喇6.5遭4.13元1.175粮1.410氧2.494肤由上表中数据可揭知，龙口合拢过汇程中龙口流速变微化先增大后减小效。最大流速约为先5.璃327进m/s谋。辩4谋截流过程的水力忙参数及抛投料的默计算珍4鹰.1疗计算截流过程水雅力参数闭根据表暖18胃中结果列表计算漏龙口流速、单宽碍流量变化过程如乏下表所示：梅表字19瑞截流过程水力参贴数计算表鞋B角上下游落差炒Z浓V飞46.5委1.29落4.187延41.5侍1.47汇4.403谷36.5斜1.75缓4.483饺31.5剃2.06涝4.705引26.5榨2.46对4.972士21.5扒3.01奶5.327渴16.5韵3.5利4.392隔11.5假4.06窑3.593纵6.5坝4.35丢2.494死由表悼19植中数据可绘制龙铅口诸水力参数变谁化规律如下图：奇图报7声龙口诸水力参数腊变化规律图笼4忽.2掏抛投料的计算劣抛投料计算主要物为抛投块尺寸的猜计算以及抛投量闭的计算。恋4彼.2常抛投料尺寸的计歼算三抛投料尺寸计算抄采用伊兹巴公式躬，即零式中，靠为水流流速，捉m/s第；支为综合稳定系数锣；晶0.9寻为重力加速度，革m/s阿2屈；却为石块容重，唉kN/m任3珍；珠为水容重，谜kN/m豪3丹；直为石块折算成球父体的化引直径，纯m旗。这其中引v置为水流流速，某m/s;涉K亡为综合稳定系数恨；其中混凝土四麦方体取究0.68-0.糟72役，混凝土立方体生取佣0.76-0.担80奇，块石取驾0.9瞎；刘g冰为重力加速度，打取铅;茫为石块的容重，左取勇；削为水的容重，取棍；骡D猫为石块折算成球议体的化引直径，抚m推。言根据伊兹巴公式连求得各流速下的展抛投料尺寸如下菊表：史表刚20据各龙口宽度下抛悄投块粒径浮B授V巷粒径辜d膝46.5移4.187狡0.668膏41.5盾4.403脂0.739掏36.5牢4.483庄0.766邮31.5递4.705妨0.843反26.5简4.972它0.942率21.5干5.327缝1.081廉16.5宪