泄洪隧洞設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-08-19 03:39 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ：實(shí)用堰控制斷面為反弧末端處斷面；寬頂堰控制斷面可近似為連接點(diǎn)以下3hk處斷面。 無壓、有壓短進(jìn)口隧洞洞身段水面線計(jì)算（1）計(jì)算洞口斷面水深提示：根據(jù)進(jìn)口型式及進(jìn)口段水面線計(jì)算結(jié)果確定。（2）洞身水面計(jì)算(圖3)，其公式如下：(8)式中：Esd——Δs流段末端的斷面比能，m； Esu——Δs流段始端的斷面比能，m； i——洞身段底坡； J——Δs流段的平均水力坡度。且 (9) 圖1J=(Ju+Jd)/2 (10)(11)式中：h——斷面清水水深； α——流速系數(shù)； Ju——△s流段第一點(diǎn)的水力坡度； Jd——△s流段第二點(diǎn)的水力坡度； v——△s流段平均流速，m/s； C——謝才系數(shù)； R——水力半徑，m； g——重力加速度，m/s。 收縮段水面線計(jì)算急流通過漸變的收縮段時(shí)沖擊波計(jì)算公式：(12)(13)(14)式中：θ——邊墻轉(zhuǎn)折角度； Fr——弗勞德數(shù)； β——波角； y——水流深度。提示：如果泄洪洞在平面上有彎道，應(yīng)計(jì)算出邊墻收縮產(chǎn)生的沖擊波及彎道橫向水面高度。 無壓隧洞摻氣水深計(jì)算(15)式中：hb——計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深，m； h——不計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深，m； v——不計(jì)入波動(dòng)及摻氣的計(jì)算斷面上的平均流速，m/s； ξ——修正系數(shù)，～，視流速和斷面收縮情況而定，當(dāng)流速大于20m/s時(shí)，宜采用較大值。 沿程水面線計(jì)算成果表及沿程水面線（1）沿程水面線計(jì)算成果。表2 沿程水面線計(jì)算成果統(tǒng)計(jì)表編號(hào)計(jì)算斷面（樁號(hào)）平均流速vm/s不計(jì)入摻氣及波動(dòng)的水深hm計(jì)入摻氣及波動(dòng)的水深hm（2）繪制沿程水面線。 有壓泄洪隧洞需繪制沿程頂板水頭線（壓坡線）提示：（1）繪制壓坡線時(shí)，先算出局部水頭損失和沿程水頭損失，以出口斷面底板高程為基準(zhǔn)面，從進(jìn)口斷面開始繪制總水頭線，再用總水頭線減去流速水頭，便得壓坡線。(2)設(shè)計(jì)中嚴(yán)禁有壓流與無壓流交替出現(xiàn)的水力學(xué)現(xiàn)象。 出口消能計(jì)算 挑流消能(圖4)圖4（1）挑流距離L計(jì)算L=χp+Lc (16)(17)(18)(19)式中：h、v——分別為鼻坎出口斷面的水深，m和流速，m/s； θ——水舌射出角； △s——鼻坎頂點(diǎn)至河床面的高差，m； g——重力加速度，m/s2； T——從下游水位起算的沖刷深度，m； β——水舌外緣與下游水面的夾角。（2）沖刷深度t計(jì)算(20)式中：t——沖刷坑深度，m； q——單寬流量，m3/s； Z——上、下游水位差，m； ht——下游水深，m； K——沖坑系數(shù)，堅(jiān)硬完整的基巖，K=～.；堅(jiān)硬但完整性較差的基巖，K=～；軟弱破碎、裂隙發(fā)育的基巖，K=～。提示：若出口采用新型的消能型式，挑距及沖坑應(yīng)根據(jù)水工模型試驗(yàn)來確定。 底流消能水流弗勞德數(shù)：（21）式中：v′、h′——躍前平均流速，m/s和水深，m； g——重力加速度，m/s2。（1）當(dāng)Fr≥，護(hù)坦上不設(shè)輔助消能工時(shí)，護(hù)坦消力池長度L為：L=b(h″h′) (22)式中：h″——為躍后共軛水深，m。（2）當(dāng)Fr＞，消力池首斷面v′＜16 m/s～18 m/s時(shí)，護(hù)坦上可設(shè)挑流坎、消力墩及尾坎時(shí)：L=(～)h″ (23)（3）當(dāng)Fr＞，v′＞16 m/s～18 m/s，護(hù)坦上可設(shè)挑流坎及尾坎，不設(shè)消力墩時(shí)： L=(～)h″ (24) 內(nèi)部消能如受地形地質(zhì)條件和樞紐布置的限制，泄洪洞不能采用挑流消能和底流消能型式，或?qū)?dǎo)流洞改建成泄洪洞時(shí)，則可采用內(nèi)部消能方式。 （1）渦漩式內(nèi)部消能工：通過渦室、豎井、消力井聯(lián)合消能。 （2）突擴(kuò)式孔板洞型內(nèi)消能工：通過單級(jí)或多級(jí)孔板洞塞消能。提示：內(nèi)部消能型式，應(yīng)用不多，缺乏經(jīng)驗(yàn)，其結(jié)構(gòu)型式和尺寸應(yīng)通過試驗(yàn)確定。 水流空化數(shù)σ計(jì)算(25)式中：σ——空化數(shù)； Pt——水流靠近繞流體或建筑物構(gòu)件處的時(shí)均絕對(duì)壓強(qiáng)，MPa； Pv——水在相應(yīng)溫度時(shí)的飽和蒸氣壓強(qiáng)，MPa； ρ——水的密度，kN/m3； g——重
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