【正文】 進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算：⑴同工況Ⅰ。⑵求拱由均勻水壓 P 和均勻溫降△θ 產(chǎn)生的軸向力 Ha，剪力 Va由均勻水壓 P 產(chǎn)生： ，aaThH?aPUV由均勻溫降 產(chǎn)生： ,??cEC??acTE???表 324拱圈承擔(dān) 水壓+溫升截面 水壓 aH水壓 aV溫升 aH溫升 aV梁承擔(dān) baHV1 0 2 3 4 5 表 325右端 左端截面軸向力Ｈ與滑動(dòng)面的夾角 Ｓ Ｎ軸向力Ｈ與滑動(dòng)面的夾角 Ｓ Ｎ1 2 3 A 江水利樞紐——百米級(jí)拱壩設(shè)計(jì)364 5 （3） 滲透壓力計(jì)算表 326作用水頭截面 排水廊道與上游面距離上游水頭 H折減系數(shù) 厚度 1H?2揚(yáng)壓力Ｕ1 3 0 0 0 0 02 3 0 3 17 4 5 5 7 表 327Q P截面 滑動(dòng)面與垂線的夾角 右端 左端 右端 左端G1 02 3 4 5 水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)37⑷抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) SclPfK?se1?? ——滑動(dòng)面上摩擦系數(shù)，取 ——凝聚力系數(shù)，取 50MPac——滑動(dòng)面長度，取 5Tl表 328 工況Ⅱ的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) K抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) K截面 左半拱 右半拱1 2 3 4 5 本拱壩的壩肩穩(wěn)定以校核+溫升；正常+溫降+地震為控制情況，Kmin=,兩種控制情況均為特殊組合，當(dāng)無地震時(shí),K’值不應(yīng)小于 ；當(dāng)有地震時(shí)，K’值不應(yīng)小于 ,因此，滿足穩(wěn)定安全要求，故不需做整體穩(wěn)定分析。A 江水利樞紐——百米級(jí)拱壩設(shè)計(jì)38第四章 泄水建筑物的設(shè)計(jì) 泄水建筑物的型式尺寸泄水建筑物采用 2 淺孔+2 中孔的泄流方案，淺孔位于兩岸，中孔位于水電站進(jìn)水口兩側(cè)，對(duì)稱布置。兩淺孔，孔口寬 m，高 ，進(jìn)口底高程為 164m，出口底高程為 158m；兩中孔，孔口寬 ，高 ，進(jìn)口底高程為 135m，出口底高程為 130m，下泄流量 6534m/179。 壩身進(jìn)水口設(shè)計(jì) 管徑的計(jì)算壓力管道的直徑在初步設(shè)計(jì)階段可采用彭德舒公式來確定： 7/???????HQD式中：：Q max——鋼管的最大設(shè)計(jì)流量 (m 3/s) ； H——設(shè)計(jì)水頭 （m）Qmax =338/4= m3/sH== 故取 D=。????????? 進(jìn)水口的高程本設(shè)計(jì)進(jìn)水口采用有壓進(jìn)水口。有壓進(jìn)水口應(yīng)底于可能出現(xiàn)的最低水位，并有一定的淹沒深度，以避免進(jìn)水口前出現(xiàn)漏斗吸取旋渦并防止有壓引水道內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，不出現(xiàn)吸氣漩渦的臨界淹沒深度可采用下面的戈登公式估算： DCVScr?式中：S cr—閘門門頂?shù)陀谒浪坏呐R界淹沒水深（m） ； C—經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般在 ～ 之間,本設(shè)計(jì)取 ； V—閘門斷面的水流流速 m/s；水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)39 D—閘門孔口高度 mV= Qmax/S =(π178。)=Scr=CVD1/2==取 Scr=又∵死水位為 164m∴進(jìn)水口高程為 = 泄槽設(shè)計(jì)計(jì)算 坎頂高程坎頂高程=下游設(shè)計(jì)水位+（2～5m）=+（2～5m）=～取坎頂高程為 118m。 坎上水深 ch2cchgqT???式中： T——上游設(shè)計(jì)水位至坎頂?shù)母卟顀——單寬流量φ——流速系數(shù)，取 對(duì)淺孔：T== Q= m3/s q=Q/(2)= ???經(jīng)試算得 h c =對(duì)中孔：T== Q= m3/s q=Q/(2)= )???A 江水利樞紐——百米級(jí)拱壩設(shè)計(jì)40 經(jīng)試算得 h c = 反弧半徑 RR=(6～10) hc對(duì)淺孔：R=～ 取 R=40m對(duì)中孔：R=～ 取 R=55m 坡度（直線段）：與孔身底部坡度一致。 挑射角 θ=20176。 導(dǎo)墻設(shè)計(jì) 導(dǎo)墻厚度一般為 ~1m,本設(shè)計(jì)導(dǎo)墻厚度取為 ,導(dǎo)墻應(yīng)高出泄水時(shí)摻氣水面以上 1~。 溢流壩面高速水流自摻氣現(xiàn)象的斷面平均摻氣濃度 CC=()式中 Ae =nV/R2/3N——溢流面滿寧糙率V——不計(jì)摻氣時(shí)的斷面平均流速R——不計(jì)摻氣時(shí)的水力半徑摻氣水流總深度ha=h/(1c)對(duì)淺孔：H o== smgHV /???? R=h= Ae =nV/R2/3= C=()=()= ha=h/(1c)=()= ha+(1~)=(~)故取淺孔導(dǎo)墻高度為 。對(duì)中孔：H o==水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)41 smgHV /????R=h= Ae =nV/R2/3= C=()=()= ha=h/(1c)= ()= ha+()=(~)故取中孔導(dǎo)墻高度為 8m。 消能防沖計(jì)算 水舌挑距⒈水舌挑距 ??)(2sincosin1 212112 hgVVgL ??????式中 L——水舌挑距，是鼻坎末端至沖坑最深點(diǎn)的水平距離V1——坎頂水面流速 V1==(2gH0)1/2 （H 0 為水庫水位至坎頂?shù)穆洳睿│痢强驳奶羯浣嵌萮1——坎頂垂直方向的水深 h1=hcosα (h 為坎頂平均水深)h2——坎頂至河床表面落差對(duì)淺孔：H 0== smgHV / ?????? h1=hcosα=cos20o= h2=11892=26m? ? 2????? ????L =對(duì)中孔：H 0== smgHV / ??????A 江水利樞紐——百米級(jí)拱壩設(shè)計(jì)42 h1=hcosα=cos20o= h2=11892=26m? ? 2????? ????L = 沖刷坑深tk = α – t32gq?式中 H——上下游水位差（m） tk——最大沖坑深度，由河床面算至坑底（m） α——沖坑系數(shù)，本設(shè)計(jì) α= q——泄水建筑物出口斷面的單寬流量（m 3/s）對(duì)淺孔： q= m3/s H=－= m t=－92= m tk=αq == L/ tk= 滿足要求。對(duì)中孔： q= m3/s H=－= m t=－ 92= tk=αq == L/ tk= 滿足要求。⒊消能率計(jì)算對(duì)沖消能主要研究對(duì)沖點(diǎn)處水舌相撞的動(dòng)能損失。令水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)43m1=ρq1，m 2=ρq2，ρ 為水的密度。挑射水流的分速度計(jì)算公式為： （52211sincoisinco????vgttvzyxzyx???8）至對(duì)沖點(diǎn)的挑射時(shí)間為： （52211cos?vLt?9）各個(gè)分方向的動(dòng)能損失計(jì)算公式：（510） )sinsin(2coco)sinin(222111 2211?????vgtvgtqTqzyx ??????總的動(dòng)能損失為： (511)zyxTT???忽略挑射水流至對(duì)沖點(diǎn)的阻力損失，則碰撞前的總動(dòng)能為： (512))(221vq??因此，對(duì)沖點(diǎn)的消能率為：% 0??T?本設(shè)計(jì)中：α 1=α2= 20o θ1=θ2=θ V1= V2 = V=△Tx=ρ/2q/2(Vcosαsinθ1+Vcosαsinθ2)2=ρq(Vcosαsinθ) 2△Ty=ρ/2q/2(Vcosαcosθ1Vcosαcosθ2)2=0△Tz=ρ/2q/2(VsinαVsinα)2=0A 江水利樞紐——百米級(jí)拱壩設(shè)計(jì)44T=ρ/2(q1 V12+ q2 V22)= ρq V2對(duì)淺孔：q= η=△T/T== (cosαsinθ1 ) =%2對(duì)中孔：q= η=△T/T=(cosαsinθ1 ) =%2水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)45參考文獻(xiàn)⒈左東啟 王世夏 林益才主編 《水工建筑物》 河海大學(xué)出版社⒉華東水利學(xué)院河川系水工教研組《畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料 拱壩》 1984 年 1 月⒊黎展眉編著 《拱壩》 水利電力出版社 1982 年 12 月⒋索麗生 任旭華 胡明編著 《水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南》 中國水利水電出版社 2022 年⒌艾克明編著《拱壩泄洪與消能的水力設(shè)計(jì)和計(jì)算》 水利電力出版社 1987 年⒍周之豪等編 《水利水能規(guī)劃》中國水利水電出版社 1997 年⒎劉啟釗等編 《水電站》 中國水利水電出版社 1998 年⒏沈長松編《拱壩》 河海大學(xué)出版社⒐水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院 《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)（混凝土壩） 》水利電力出版社 1987年⒑美國墾務(wù)局著 拱壩設(shè)計(jì)翻譯組譯《拱壩設(shè)計(jì)》 水利電力出版社 1984 年 6 月⒒王锍泰 周維垣 毛健全 顧悅編著《拱壩壩肩巖體穩(wěn)定分析》 貴州人民出版社 1982 年 11 月⒓《水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范 DL50771997》⒔《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范 SDJ2178》⒕《混凝土拱壩設(shè)計(jì)規(guī)范 SD14575》A 江水利樞紐——百米級(jí)拱壩設(shè)計(jì)46附錄一設(shè) 計(jì) 洪 水 (三 日 )過 程 線 (%)020224000600080001000012022140000 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78時(shí) 間 (小 時(shí) )流量(m3/s)設(shè) 計(jì) 洪 水 (三 日 )過 程 線 (%)02022400060008000100001202214000160000 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78時(shí) 間 (小 時(shí) )流量(m3/s)水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)47附錄二壩 址 處 水 位 流 量 關(guān) 系 曲 線1001021041061081101121141161180 1000 202230004000 5000600070008000 900010000流 量 (m3/s)水位(m)庫 容 曲 線1001201401601802000 2 4 6 8 10 12 14 16庫 容 (億 立 米 )水位(m)