【文章內(nèi)容簡介】 6△h6H67月V7h7△h7H78月V8h8△h8H89月V9h9△h9H9如果校核結(jié)果，安全度太大，可以考慮提早發(fā)電，如不能滿足安全要求，可采取下列措施，以保證大壩安全。①提高大壩上升速度；②延遲封孔和發(fā)電；③采用后期導(dǎo)流措施，利用永久或臨時泄水建筑物控制上游水位。（七）根據(jù)確定的截流、攔洪、封孔、發(fā)電日期和工程分期繪制大壩控制進(jìn)度，如圖2。 圖2 臨時斷面攔洪方案大壩施工控制進(jìn)度三、導(dǎo)流工程規(guī)劃布置需要決定的問題有：導(dǎo)流隧洞的斷面形式、尺寸、進(jìn)出口底坎高程，洞線布置及相應(yīng)的圍堰形式、尺寸和平面布置，本應(yīng)先擬出幾個隧洞斷面尺寸、不同的底坎高程和不同的布置方案，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，然后確定最優(yōu)的隧洞斷面和進(jìn)出口底坎高程。限于時間，本設(shè)計要求完成一個方案的計算與分析，但應(yīng)明確方案比較時應(yīng)分析研究的問題：(1)隧洞尺寸大小，底坎高程對攔洪水位及大壩合龍段施工的影響；(2)隧洞尺寸、底坎高程對圍堰及隧洞工程量的影響；(3)通航過筏條件對截流條件的影響。(一)確定泄水建筑物斷面型式和尺寸，并進(jìn)行平面和立面布置。l、計算攔洪水位根據(jù)已定的攔洪壩高扣除安全超高2~3m，即為攔洪水位。確定隧洞斷面尺寸(1)隧洞最大下泄流量計算在工程水文學(xué)中，我們已經(jīng)知道水庫對洪水的調(diào)節(jié)作用。按照隧洞的泄流條件和水庫調(diào)節(jié)性能，根據(jù)洪峰過程線可以求得隧洞泄水過程線，其關(guān)系如圖3所示，圖中V為水庫形成的最大庫容，Q泄為相應(yīng)于最大庫容V時的隧洞最大下泄流量。在已知洪水過程線和上游攔洪水位的條件下，若求得隧洞泄水過程線，就得出相應(yīng)于攔洪水位時的隧洞最大下泄流量。但泄水過程線需經(jīng)調(diào)洪運(yùn)算求得，計算工作量大。為簡化計算，曲線AB以直線代替，就可方便地計算出陰影部分面積所代表的庫容V180。，并與攔洪水位相應(yīng)庫容V比較，如V180。=V，由AB直線段為所擬的隧洞泄水過程線，Q泄為所求隧洞的最大下泄流量。如V180。≠V，則另需假定AB線位置重算。 T 圖 3 計算方法：①如圖3所示，在估計所求B點(diǎn)附近，任意選定Bl、BB3點(diǎn)，通過Bl、BB3向A點(diǎn)方向作三條直線，并與洪峰過程線相切。②計算相應(yīng)直接ABi與洪峰過程線所包圍的面積 （即相應(yīng)庫容）和相應(yīng)的隧洞最大下泄量，并繪制Q～y關(guān)系曲線，如圖4所示。 ③根據(jù)攔洪水位相應(yīng)庫容V，在Q～V曲線上，找出相應(yīng)的隧洞最大下泄流量。(2)泄放最大流量時的隧洞流速計算。大壩攔洪時，隧洞泄放最大流量，一般為壓力流，其流速按有壓流公式計算： (3)式中：m=；V為洞里平均流速；H0為隧洞進(jìn)口計算水深（在洞線布置之前用攔洪水位代之）；hp為隧洞出口底坎以上水深，在這里，可根據(jù)隧洞最大下泄量，從壩址水位流量關(guān)系曲線上查得。(3)隧洞過水?dāng)嗝婷娣e計算 (4)隧洞斷面型式、尺寸及布置(1)隧洞斷面型式及尺寸導(dǎo)流隧洞的斷面型式有圓形、馬蹄形和城門洞形，其中城門洞形最普遍，這種型式開挖方便，有利于泄流和截流，本工程采用城門洞形，其尺寸如圖5，根據(jù)公式W=確定隧洞斷面尺寸。(2)隧洞布置隧洞路線應(yīng)結(jié)合地形、地質(zhì)條件選定，一般長度應(yīng)盡可能短，但必須考慮進(jìn)、出口與上、下游圍堰之間保持20～50m的距離（根據(jù)水深及河床覆蓋層厚度確定），防止水流沖刷圍堰。隧洞軸線盡可能布置成直線，當(dāng)轉(zhuǎn)彎時，其轉(zhuǎn)彎半徑不少于5B。導(dǎo)流洞的底面高程一般布置在最低水位以下一定高程（通過方案比較確定），布置應(yīng)注意：①使截流方便——低；②航運(yùn)過水要求——吃水深，凈空，流速小于3～6m/s；③隧洞施工方便（出渣方便、排水容易）——高；④過流平順，進(jìn)、出口無明顯跌落，水面銜接條件好，便于通航過木。%～%，也可以布置成平底坡，視河床縱坡而定。為了保證水流平順，隧洞進(jìn)出口各有一定長度的直線段和明渠段。在進(jìn)口應(yīng)設(shè)置喇叭段。封孔閘門布置于洞口，當(dāng)洞口寬度超過6m時，應(yīng)布置中墩，以減少封孔閘門跨度。出口明渠段可以擴(kuò)大口門，反坡與原河道相接，其出口軸線與河床水流軸線交角最好小于30176。隧洞進(jìn)、～，視地質(zhì)條件而定。(二)汛期大壩攔洪校核根據(jù)已定的隧洞尺寸和泄流條件，經(jīng)過調(diào)洪演算確定上游攔洪水位，以檢查此時的壩面高程是否能安全攔洪。計算方法：(1)明流按下式計算： （5）式中：為進(jìn)口洞內(nèi)水深；為出口洞內(nèi)水深；為進(jìn)口洞內(nèi)流速；為出口洞內(nèi)流速；=；為平均謝才系數(shù)；為平均水力半徑；為隧洞長度。計算步驟：(a)判別出口流態(tài)淹沒出流：；；自由出流：；。其中：為出口下游水深；為臨界水深，矩形過水?dāng)嗝鏁r （6）(b)確定后，假定用公式(5)列表試算表16 (c)進(jìn)口落差近似按下式計算 (7)式中：為流速系數(shù)，～；為上游行進(jìn)流速，當(dāng)時，流速水頭很小，式(7)中第二項可略去。(d)計算上游水位() (8)(2)有壓流按下式計算： (9)其中：為出口計算水深，自由出流時，淹沒出流時：；為局部損失系數(shù)之和，進(jìn)口采用喇叭口時=；，謝才系數(shù)，采用混凝土襯砌時n=，不襯砌時n=；其它符號參閱相關(guān)水力學(xué)資料。上游水位：=進(jìn)口坎高程+計算時，假定幾個隧洞下泄流量，分別計算出相應(yīng)的上游水位，畫出無壓和有壓部分的泄流量與水位的關(guān)系曲線并以光滑曲線連接該段曲線，以代替半有壓流曲線，如圖6。 通過調(diào)洪運(yùn)算，確定梅雨汛期攔洪水位。依據(jù)：①庫容曲線； ②洪峰流量過程線； ③壩址水位流量關(guān)系曲線； ④隧洞泄水能力曲線。計算方法：①列表數(shù)算法；②簡單圖算法。A、列表數(shù)算法列表數(shù)算法也稱雙曲輔助線法，根據(jù)水量平衡方程繪出雙曲輔助線，然后列表計算。B、簡易圖算法計算原理及思路同本指示書的《隧洞最大下泄量計算》部分。計算步驟如下：①假定三條隧洞泄水過程線ABl、ABAB3（如圖3）；②求出相應(yīng)的庫容VVV3和下泄流量QQQ3；③根據(jù)VVV3在庫容曲線上得出相應(yīng)的上游水位Hl、HH3；④在繪有隧洞泄流能力曲線Ll的Q~H坐標(biāo)圖上，繪出相應(yīng)的點(diǎn)P1(Ql，H1)、P2 (Q2，H2)、P3(Q3，H3)；⑤過PPP3點(diǎn)繪曲線L2交Ll于P點(diǎn)，則對應(yīng)于P點(diǎn)的泄流量Q為攔洪時隧洞最大下泄流量，相應(yīng)的水位H即為所求攔洪水位，見圖7。大壩安全校核根據(jù)大壩施工控制進(jìn)度所確定的梅雨汛前的大壩高程與攔洪高程H進(jìn)行比較，若，則安全，反之不安全，其中，為安全超高。如果校核結(jié)果為不安全，可改變進(jìn)度或采用局部加高壩體攔洪等措施。(三)圍堰主要尺寸、型式及布置 擋水時段的確定本設(shè)計采用枯水期擋水圍堰圍護(hù)基坑修筑大壩。圍堰的任務(wù)在于保護(hù)基坑內(nèi)工程施工，直到坑內(nèi)壩體高出水面，所以圍堰的擋水時段決定于基坑內(nèi)基礎(chǔ)處理工程量，壩體施工速度及水文變化情況。圍堰的擋水時段可用圖解法決定（略），為簡化起見，設(shè)計者可選定一個適當(dāng)?shù)目菟谧鳛閲叩膿跛畷r段。圍堰頂高程的確定 在圍堰擋水時段內(nèi)，圍堰應(yīng)擋住可能發(fā)生的最大洪水，故以5％頻率該時段的最大洪峰為圍堰的設(shè)計流量。圍堰頂高程由該設(shè)計流量時的上游水位和安全超高確定。發(fā)生設(shè)計洪水時的上游水位即為圍堰攔洪水位，下游圍堰的頂高程=下游水位+超高，下游水位是發(fā)生設(shè)計洪峰流量、隧洞下泄最大流量時的下游水位，根據(jù)流量水位關(guān)系曲線得出。圍堰的型式圍堰的型式參看教材，本設(shè)計建議上、下游都采用砂礫石粘土斜墻圍堰，且上游圍堰作為壩體的一部分。圍堰的斷面尺寸要求確定圍堰頂寬，邊坡尺寸，防滲結(jié)構(gòu)尺寸及其與基礎(chǔ)的連接型式。本工程河床覆蓋層較薄，水深不大，應(yīng)以防滲體與基巖直接連接較好。注意點(diǎn)：①圍堰的水下部分尺寸應(yīng)加大；②上游圍堰粘土斜墻防滲體應(yīng)在壩體以外，下游圍堰在施工后期應(yīng)予拆除。圍堰的平面布置要求按比例在地形圖上正確畫出圍堰的平面布置圖，在大壩斷面圖上面出圍堰的剖面，以反映大壩與圍堰的相互位置。第二部分 主體工程施工一、土石壩施工(一)施工強(qiáng)度計算列表計算表17施工分期I (圍堰)ⅡⅢⅣ說明位置高程（m）(m3/d)(m3/d)K=~工程量V（m3）有效工日T（日）平均施工強(qiáng)度Q平最大施工強(qiáng)度Q大