【正文】 設計水頭 Hd＝ 7m 2 上游堰高確定 取流量系數(shù) m＝ 0499 則由堰高與流量系數(shù)的對應關系可查得故取＝ 7m 3 溢流孔口尺寸和閘墩邊墩等的擬定 a 弧形閘門 由調(diào)洪演算知溢流凈寬為 65m 閘孔數(shù) n＝ 5 閘門采用弧形閘門閘孔寬高為 R＝ 11～ 15h 故半徑 R 可取為 715～ 975m 初步擬定為 9 m b 閘墩 閘墩厚度設置為 15m 共設置 4 個 c 邊墩 邊墩厚度設置為 25m d 65415 71m e 控制段閘墩頂部高程的確定 閘墩頂部高程＝校核洪水位＋安全超高 ＝ 6075103＝ 60781m 4 確定堰面曲線 根據(jù)規(guī)范及工程經(jīng)驗堰頂上游采用三圓弧曲線下游 為冪曲線如圖 61 所示 冪曲線方程為 故可得冪曲線方程為 其中 R1 05Hd 350m R2 02Hd 140m R3 004Hd 028m L1 0175Hd 1225m L2 0276Hd 1932m L3 0282Hd 1974m 堰面曲線坐標表 X 050 1 150 2 250 3 350 4 450 5 550 563 Y 003 010 020 034 052 073 097 124 154 188 224 234 5 剖面銜接計算 ①直線段和堰面曲線切點 xcyc 確定 對 113 由 可以得到 xc 563 帶入冪曲線方程得 yc 234 泄槽坡度為 110 反弧半徑按 3～ 6 h 確定 R 984～ 1908m 取為 15m 其中 h 為校核洪水位閘門全開時反弧最低點的水深初步計算可近似用堰下收縮斷面的水深控制水深 堰下收縮斷面的水深計算公式為 試算得 h＝ 384m 其中 q 為起始計算斷面單寬流量 q＝ L 4238671＝ 597m3s 為起始計算斷面渠底以上總水頭 ≈ H 60751590 1751 為泄槽底坡坡角 為起始計算斷面流量系數(shù)取為 095 同理可計算設計洪水位下的收縮斷面水深控制水深 試算得 h 269m 公式中 q L 2814971 3965m3s≈ H 60506590 1506 其他參數(shù)不變 各典型點坐標計算示意圖見圖 71 圖 71 各典型點坐標 724 泄槽水面線確定 1 矩形斷面臨界水深 hk 和臨界坡降 可用下列公式計算 計算列表得 校核 714 52836 620 10426 00010 設計 543 38553 471 996 00011 泄槽的縱坡一般做成為大于臨界坡度的陡坡通常 i 1～ 5 有時可達 10～ 15 本設計取 i 010 2 正常水深計算 謝 才公式 將已知數(shù)據(jù)代入得 校核情況 整理得 試算得 0794 m 設計情況 整理得 試算得 0554m 水力計算結果列表得 校核 設計 流量 Q 42386 28149 控制水深 384 269 正常水深 0794 0554 臨界水深 714 543 兩種狀況下均滿足水面曲線為水深沿程降低的降水曲線 S3 型 下游以 NN 線為漸近線以收縮斷面為起始位置依次向下游計算平洞段水面曲線 各斷面的水深計算表格如下表所示其中 水流摻氣后水深其中 h泄槽計算斷面的水深及摻氣后的水深 m 不摻氣情況下泄槽計算斷面的流速 ms 修正系數(shù)可取 10～ 14ms 本設計取 12ms 邊墻高度＝摻氣后的水深＋ 05～ 15m的超高校核情況安全超高取 05m設計情況安全超高取 15m 校核情況 斷面 h A X R R16 C V V22g Es 1 384 27264 7868 347 123 9463 1555 1233 1617 2 370 26270 7840 335 122 9410 1613 1328 1698 3 350 24850 7800 319 121 9331 1706 1484 1834 4 330 23430 7760 302 120 9248 1809 1670 2021 5 310 22021 7720 285 119 9160 1926 1892 2202 6 290 20590 7680 268 118 9066 2059 2162 2452 7 270 19170 7640 251 117 8967 2211 2494 2764 8 260 18481 7621 243 116 8916 2293 2684 2944 dEs m m05s dS 總 S 摻氣水深 邊墻高度 456 506 081 1584 341 9436 001 009 884 884 442 492 136 1660 327 9370 001 009 1506 2390 422 472 165 1757 310 9289 001 009 1869 4259 402 452 202 1867 294 9204 001 009 2354 6613 382 432 250 1992 277 9113 002 008 3022 9635 362 412 312 2135 260 9017 002 008 3982 13617 342 392 180 2252 247 8942 003 007 2419 16036 332 382 設計情況 斷面 h A X R R16 C V V22g Es 1 269 19099 7638 250 117 8962 1474 1108 1377 2 260 18460 7620 242 116 8915 1525 1186 1446 3 240 17040 7580 225 114 8804 1652 1392 1632 4 220 15620 7540 207 113 8685 1802 1657 1877 5 200 14200 7500 189 111 8556 1982 2021 2205 6 190 13490 7480 180 110 8487 2087 2221 2411 7 183 12958 7465 174 110 8433 2172 2408 2590 dEs m m05s dS 總 S 摻氣水深 邊墻高度 317 467 069 1499 246 8938 001 009 780 780 308 458 186 1588 234 8859 001 009 2156 2936 288 438 245 1727 216 8745 002 008 2986 5922 268 418 328 1892 198 8620 002 008 4333 10254 248 398 207 2034 185 8521 003 007 2987 13242 238 388 179 2130 177 8460 004 006 2786 16028 230 380 比較兩種情況下邊墻高度校核情況下的稍高些又水面線變化不大故泄槽段邊墻高度可取同一高度為506m 校核情況下的水面線及邊墻高度如下圖所示 725 消能設計和計算 1 挑流鼻坎設計 如圖 72 所示 圖 7－ 2 a 根據(jù)試驗鼻坎挑射角一般取 20～ 25 從安全角度考慮如下游水位淹沒坎頂水流的挑射將受到影響故坎頂比下游最高水位 58157m 高 1～ 2m 取高出 143m 得坎頂高程 583m c 反弧半徑 R 的確定 挑流鼻坎反弧半徑 R多采用反弧最低點 最大水深 h的 6～ 12倍初步計算可采用控制水深 384m即 R 2304～ 4608mR過大鼻坎向下游延伸太長增加工程量過小則挑射條件不好至少應使 R≥ 4h 考慮以上因素取 R＝ 25m 2 挑流消能水力要素計算 挑流消能水力要素包括水舌挑射距離和沖刷坑深度 計算公式為 水舌挑射距離 沖刷坑深度 其中 挑射角度本設計為 22176。水利水電出版社 1991 [32] 蔣國澄黑龍江水爪學報 70176。 30176。上游略有變緩下游有一條深沖溝切割河床覆蓋層厚為 4m6m 河床及巖面略有起伏但仍較平坦未發(fā)現(xiàn)較大深槽 532 地層巖性 中下壩址均見有下元古界東房溝組及后期巖脈與第四紀地層其巖性略有差別元古界東房溝組 ①含炭砂質板巖灰深灰色局部炭質富集呈灰黑色礦物成分以石英絹云母為主其次為炭質含少許黃鐵礦小晶體板理發(fā)育易風化新鮮巖石 較堅硬 ②硅化灰質礫巖夾巖質板巖深灰灰黑色礫石成分復雜以灰?guī)r砂巖火成巖為主次為板巖千枚巖次棱角狀及棱角狀礫石大小不一直徑一般為 3cm5cm 偶見大者達 2m 膠結物為鈣質硅質以基底膠結為主質堅脆石英脈發(fā)育地表見有輕微的溶蝕現(xiàn)象本層在中壩址變化較大 ③炭質硅質板巖灰黑色黑色風化后呈灰白色以炭質硅質成分為主板狀構造板理發(fā)育單層厚 3cm5cm 質堅脆易風化 ④紫色千枚巖底部夾灰綠色千枚巖具千枚狀構造質軟易風化 ⑤青灰色千枚巖具千枚狀構造片理明顯質軟易風化 ⑥黃綠色千枚巖夾竹葉狀灰?guī)r砂巖風化后呈灰黃黃褐色片理明顯易沿片理剝 落質軟易風化所夾砂巖竹葉狀灰?guī)r呈夾層或透鏡狀風化面呈褐色質堅 ⑦巖脈花崗閃長巖巖脈數(shù)條多沿破碎帶或順層侵入出露寬度一般 1m2m 左右最大厚度可達 7m 與圍巖接觸較好質堅難風化 ⑧第四系全新統(tǒng)河床沖積砂卵石層卵石成分主要為砂巖次為板巖砂粒以石英長石巖屑為主砂巖比為 46 533 地質構造 中壩址為淺薄山脊為一傾覆倒轉背斜背斜軸向大致為 25176。 坎頂水面流速為鼻坎處平均流速的 11 倍鼻坎末端水深可近似利用泄槽末端斷面水深則 m 坎頂平均水深在鉛直方向的投影 坎頂至下游河床面的高差 583571 12m 沖坑系數(shù)根據(jù)《溢洪道規(guī)范》第 57 頁表 A42 可取為 11 鼻坎末端斷面單寬流量 上下游水位差 下游水深 m 計算列表得 校核 設計 m 281 197 m 12 12 ms 2337 2214 597 3965 m 2594 2601 m 655 505 L m 6166 561 m 1263 1059 488 530 可見兩種情況均符合要求不會對壩 體安全造成影響故本挑流設計方案是安全的 按一般規(guī)定開始進洞的位置洞頂覆蓋層厚度大于 3 倍的洞高方可進洞 樞紐布置于河彎地段從地形上來看隧洞應當布置這樣不僅工程量省而且水力條件也較好從地質來看這個山梁除表面有一層較深的風化巖外下部大部分為堅硬水力條件也較好從地質來看這個山梁除表面有一層較深的風化巖外下部大部分為堅硬玄武巖強度較高巖體中夾雜著幾條破碎帶但走向大都與隧洞軸線成較大的角度因此將泄洪洞放空洞連同引水發(fā)電隧洞均布置于右岸凸出的山梁里面見圖 732 隧洞的體型設計 1 進口建筑物 由于進口岸坡地質條件較差覆蓋層 較厚因而采用塔式進口塔頂設置操作平臺隧洞設為無壓隧洞包含有較短的壓力段和較長的無壓段 a 隧洞的進水口采用頂板河邊墻順水流方向三面收縮的平底矩形斷面以避免產(chǎn)生不利的負壓和空蝕破壞同時還盡量減少局部水頭損失以提高泄流能力 喇叭口頂板橢圓方程為 式中 a1 H b1 H3H 為閘門處的孔口高度 3m 故設為采用橢圓長軸傾斜布置仰角為 邊墻橢圓方程為 式中 a2 B b2 1315BB 為閘門處的孔口寬度 3m 故也設為 深式無壓隧洞的進水口為一短的壓力段根據(jù)我國 10 余個工程的統(tǒng)計其長度約為 1525倍閘門處的孔口高度本設計可 取為 45m75m實取 72m為使短管型進水口具有良好的壓力分布檢修閘門槽前的頂板曲線應有傾斜壓坡一般在 145110 之間本設計最終采用 154 檢修門槽前的入口段長度一般控制在 0810 倍的工作閘門處的孔口高度范圍內(nèi)最終設為 32m 檢修閘門槽與工作閘門之間的頂板布置成陡于曲線頂板末端的坡率多采用 14 本設計也采用此坡率壓坡段的長度應滿足塔頂啟閉機的布置和閘門維修的要求可采用 36m 故取 3m 事故檢修門槽段采用矩形收縮型門槽其基本尺寸如圖 610 圖 73 底孔進口俯視圖 平坡段平坡段斷面采用矩形其斷面尺寸設為 壓坡段壓坡段 坡度采用 140 求得壓坡段長度為 反弧段反弧段采用單圓弧式末端為挑坎反弧半徑取 20m 挑射角取