【正文】 oshhq= ； 2h —— 坎頂至河床面高差， m。 sin = ， cos = ， 1 = ， 1 coshhq= ， s= 。 計算結(jié)果見表 。 表 水舌挑射距離計算結(jié)果 3）沖刷坑深度的計算（由河床表面至坑底） q Ha= ， 0. 5 0. 25 2kt q H H????， 式 中： kt —— 水墊厚度，自水面算至坑底， m； kt? —— 沖坑深度， m； q—— 單寬流量， 3 /( )m s m? ； H —— 上下游水位差， m； 2H —— 下游水深， m； a—— 沖坑系數(shù)，堅硬完整的基巖 ~ = ，堅硬但完整性較差的基巖 ~ = ，軟弱破碎、裂隙發(fā)育的基巖 ~ = 。此工程下游河床存在破碎帶和一假想逆斷層，巖層裂隙發(fā)育，所以取 = 。 沖坑計算結(jié)果見表 。 表 沖刷坑深度計算結(jié)果 計算情況 Z 上 （ m） Z 下（ m） H（ m) a q H2(m) kt kt? 設(shè)計水位 校核水位 4）安全驗算 7 .3 5 ( ) 2 .5 ~ 5 .06 .6 7kL t ????? ? 設(shè)計（校核），安全。 計算情 況 1v h sinq cosq 1h 2h 21 sin cosv qq 1cosv q 221 sinv q 122 ( )gh h+ L 設(shè)計洪水 校核洪水 22 包括襯砌、排水、止水和分縫。 泄槽中的水流流速較大，采用厚 50cm的混凝土襯砌，引水渠的流速較低可選用石灰漿砌塊石水泥勾縫。襯砌縱向接縫采用平接縫，沿水流向橫縫采用搭接型式。縱橫向分縫距離分別取為 10m、 20m，縫下設(shè)縱橫向排水溝，并設(shè)有銅片止水裝置，在排水溝頂面鋪瀝青麻片，以防止施工時水泥漿或運(yùn)用時泥沙堵塞排水溝，各橫向排水溝的水流應(yīng)通過泄槽兩側(cè)的縱向排水溝排往下游，縱向排水管設(shè)置兩排，以保證排水通暢。 堰頂處來自水重和底板的重量較大，泄槽段高速水流的沖擊作用也 較大，再加上此處的巖芯獲得率較小，故需進(jìn)行地基處理，初步擬定采用局部水泥灌漿，挑流消能的鼻坎由連接面板（即泄槽襯砌之延續(xù)）和齒墻兩部分組成，起到防滑兼防滲的作用。 4 溢洪道設(shè)計（方案二） 根據(jù)本地地形條件，選擇正槽式溢洪道泄水，布置在壩體右岸的天然埡口處，如地形地質(zhì)平面圖所示。 由巖層條件引水渠的橫斷面為矩形，引水渠的渠底作成不大的逆坡。 設(shè)計水位到引渠終點(diǎn)渠底的高 H 引 =+= 引水渠流速 V 引 =Qmax/（ H 引 L0） =1340/（ 58） =4m/s，滿足要求。 (L0的計算見后 ) 堰型選擇 根據(jù)以往工程，選用實用溢流堰，它具有堰面不發(fā)生真空，又有較大的泄流能力的優(yōu)點(diǎn)。 23 實用堰剖面的設(shè)計 1)確定定型設(shè)計水頭dH 堰頂高程 =；校核洪水位 =； 最大堰上水頭 maxH ==6m； 定型設(shè)計水頭：dH=（ ~） maxH =（ ~） 6=~ 取dH=。 2)確定堰剖面 BO 段各圓弧參數(shù)為： 1 H m? ? ? ?， 1 H m? ? ? ?； 2 0 .2 0 .2 4 .8 0 .9 6dR H m? ? ? ?， 2 H m? ? ? ?； 3 H m? ? ? ?， 3 H m? ? ? ?； OC 段滿足方程： ddyxHH??? ????? ??? ????整理得： ? C 點(diǎn)坐標(biāo)： 1. 17 7 1. 17 96 / 96 / H m c? ? ?= 2. 17 7 2. 17 92 / 92 / H m c? ? ?= D 點(diǎn)坐標(biāo)、 E 點(diǎn)坐標(biāo)反、弧圓心點(diǎn) n 的坐標(biāo)： 均通過作圖法求得。 ① WES 剖面的流量系數(shù) m m的值主要取決于 1/ dPH、 0/ dHH的值。 1/ dPH=； 查表取值： m= ②溢流孔的設(shè)置 為了調(diào)節(jié)水位和流量，在溢流堰頂上設(shè)溢流孔，兩孔之間設(shè)置閘墩，在與岸邊連接處設(shè)置邊墩，以便安設(shè)閘門 。 3max 13 40 /Q m s? ， ?? ， 1s?? 代入堰流流量公式： 3 / 202sQ m nb g h??? 得： 24 nb=，取 nb=50m=L。 令：溢流孔孔數(shù) n=5，則孔口寬 b=10m，溢流段前緣總長 L0=nb+(n1)d=58m。 單寬流量 31340 2 3 . 1 0 /4 5 0 8Qq m s mn b d? ? ? ??? ③控制堰最大泄流能力 閘門型式選用平板鋼閘門，最大泄流能力按閘門敞開 計算，即相對開度 n=1，最大泄流能力 3max 13 40 /Q m s? ，閘室高定為 7m。 泄槽采用直線式，不設(shè)置收縮段、擴(kuò)散段和彎曲段，橫斷面為矩形，對稱布置，這樣可以使水流平順、結(jié)構(gòu)簡單、施工方便。 由地形、地質(zhì)平面圖上得出堰頂?shù)较掠嗡? 高程處的水平距離為 120m，高差為 30m，故泄槽 30 / 12 0 0. 25i ??。 泄槽泄流時的水面線可用水力學(xué)上明渠變速流的有關(guān)公式及方法進(jìn)行計算，以求得各種流量情況下，各典型斷面的流速和水深。 基本計算方法 采用逐段試算法進(jìn)行計算。 基本計算公式 流段距離：222 2 1 12112c o s c o s22vvhhggl iJ?????? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ???? ， 224 / 3nvJR? 式中： 堰下收縮斷面處起始計算水深 1 012 ( c o s )qh g H h??? ?， qv h? ， 00 2LhR ?? ? 。 1)用試算法求 1h 的值 dH =， 2P =3m, cos ? ? , 02dH H P?? = 取幾組 1h 值代入公式右邊得到的結(jié)果與 1h 比較，若不相等，則繼續(xù)取 1h 值代入公式進(jìn)行計算，直到等式兩邊的值相等。 25 表格 1 試算法求 h1 的值 1h = 由此可取 求泄槽水面線 今以 1h =， 2h =，求兩斷面之間的水平距離 12l?? 。 1 1 2 3 .1 1 0 .4 7 /2 .2 1qv m sh? ? ? 2 2 2 3 .1 1 1 .2 5 7 /2 .0 5 2qv m sh? ? ? 121 ( ) 1 0 .8 5 5 /2v v v m s? ? ? 011015 8 2 . 2 1 2 . 0 5 42 5 8 2 2 . 2 1LhRmLh? ?? ? ?? ? ? 022025 8 2 . 0 5 2 1 . 9 1 62 5 8 2 2 . 0 5 2LhLh? ?? ? ?? ? ? 2 211 1 1 0 .4 7 5 .5 92 2 9 .8 1v mg? ???? 2 222 1 1 1 .2 5 7 6 .4 62 2 9 .8 1v mg? ???? 22224 / 3 4 / 30 . 0 1 4 1 1 . 2 5 7 0 . 0 0 9 2 61 . 9 8 5nvJ R ?? ? ? 222 2 1 121121( c os 14 ) ( c os 14 )22vvhh ggl iJ???? ? ??? ?( 2 . 0 5 2 0 . 9 7 6 . 4 6 ) ( 2 . 2 1 0 . 9 7 5 . 5 9 )0 . 2 5 0 . 0 0 9 2 6? ? ? ? ?? ?= 其余各流段的計算完全相同，為清晰起見，采用列表法進(jìn)行，如下表所示： 1h值 (M) 012 ( co s )qg H h??? (m) 26 ()hm ( / )vms v ( / )ms ()Rm ()Rm 2()2v mg? J ()lm? l?? 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，繪制水面線見下圖： 27 計算公式： (1 )100b vhh??? 自然摻氣開始發(fā)生點(diǎn)（即臨界點(diǎn)位置） kL 按經(jīng)驗公式求解： 0. 53 0. 531 4 .7 1 4 .7 2 3 .1 7 7 .6kL q m? ? ? ? 從水面線上得出在 kL 處流速為 ， h=，代入計算公式 得： ? 。邊墻超高取 則由槽面到墻頂?shù)拇怪本嚯x為： +=。 按條件選用挑流方式進(jìn)行消能。 a) 鼻坎型式：平順連續(xù)式； b) 反弧半徑 R：為（ 6~10） h，取 10m； c) 鼻坎高程：高出下游最高水面 1~2m，取 76m； d) 挑射角 ? ：取 25 水舌挑射距離： 221 1 1 1 21 [ s in c o s c o s s in 2 ( ) ]L v v v g h hg ? ? ? ?? ? ? ? 沖刷坑深度（由河床表面至坑底）： 0. 5 0. 25kt q H t??? L水舌挑距； g重力加速度； v1坎頂水面流速 ,約為鼻坎處平均流速 v 的 倍，取 24=； θ 挑射角度 ,取 25 ； h1坎頂平均水深 h 在鉛直方向的投影； h2坎頂至河床面的高差； 12si n 6 , c os 3c os 3 2 hhh?????? ? ? ?? ? ? ? 代入公式求得： L= 28 。 23. 1 / 。113 .5 74. 3 39. 274. 3 62. 5 11. 8q m s mHmtm? ? ? ?? ? ?? ? ? 代入公式求得： ? 則 / 75 / ~ ? ? ?滿足要求。 引水渠的襯砌厚度定位 ，泄槽邊墻超高定為 ，整個邊墻高為 ，泄槽選用混凝土襯砌，襯砌厚度定為 ，橫向溫度縫分縫距離定 為 10m，縱向定為 10m，縫下設(shè)排水溝，在排水溝頂面鋪瀝青麻片，以防施工時水泥漿或運(yùn)用時泥沙堵塞排水溝，各橫向排水溝的水應(yīng)通過泄槽邊墻兩側(cè)的縱向排水溝排往下游，縱向排水管設(shè)置兩排，以保證排水通暢。挑流消能的鼻坎由連接面板（即泄槽襯砌之延續(xù)）和齒墻兩部分組成，起到防滑兼防滲的作用。 5 設(shè)計成果說明 此章自己編寫。 本章為二、三、四章設(shè)計成果的總結(jié)，實為設(shè)計說明書，要求設(shè)計者在本章內(nèi)將前面幾章設(shè)計的最終結(jié)果概括性的交待清楚，包括選擇的方案、型式，相關(guān)結(jié)構(gòu)的尺寸、布置等。 附圖一：樞紐布置平面圖 附圖二：壩軸 線處地質(zhì)剖面圖 29 大圖參考，注意具體設(shè)計時選擇水工建筑物的型式、尺寸可能與本圖不同，自行修改。