【正文】 要組成部分: ① 進(jìn)口段 ：位于隧洞進(jìn)口部位, 進(jìn)口形狀為喇叭口, 在此設(shè)置有攔污柵、閘室、及漸變段. ② 洞身段 ：在巖石內(nèi)開挖而成, 用于輸送水流. ③ 出口段 ：隧洞出口設(shè)置消能建筑物. 洞軸線的平面布置 左洞的平面布置‰，距洞出口一端有一彎曲段，彎曲半徑為134米，轉(zhuǎn)彎角為47度。洞，出口高程為410米，進(jìn)出采用橢圓形喇叭口收縮，黃土開挖邊坡為1：1。 右洞的平面布置坡比10‰，距進(jìn)洞口一端有一彎段，彎曲半徑為168m，轉(zhuǎn)彎角60度，進(jìn)口高程，出口高程為410m。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計第 21 頁 共 93 頁 導(dǎo)流水力計算 計算流量系數(shù) 隧洞斷面特性指標(biāo)建筑物 斷面形式 斷面尺寸 洞長 糙率隧洞 城門洞型 14 局部水頭損失 進(jìn)口： 出口： ???? 沿程水頭損失 水力半徑：R=謝才系數(shù)：C=流量系數(shù)：右洞μ= = 左洞μ= =??? ???=+= 隧洞水流流態(tài)的判別 隧洞陡坡緩坡的判別臨界坡度： ‰ 10‰ ?????KkRBCgAi?從以上計算可知所設(shè)隧洞底坡為 10‰時，為緩坡。則另一條隧洞的底坡為 11 .485‰也為緩坡. 流態(tài)判別設(shè)導(dǎo)流洞的洞底坡度 i=10‰，通過《水力學(xué)》中臨界水深臨界坡比的率定其水流下泄有三種泄流方式：當(dāng) H/a＜ 時，為無壓流當(dāng) ≤H/a＜ 時，為半有壓流當(dāng) H/a≥ 時，為有壓流 隧洞泄流計算 無壓流隧洞泄流計算其泄流按短洞泄流公式計算。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計第 22 頁 共 93 頁短洞泄流能力不受洞長影響，進(jìn)口水流為寬頂堰流，按寬頂堰流公式計算泄流量。Q=mб Sb（2gH 30） （2—4）式中：b——為矩形隧洞過水?dāng)嗝娴膶挾?，?dāng)過水?dāng)嗝鏋榉蔷匦螘r，b=w i/hkhk—— 為臨界水深wi ——為相應(yīng)于 hk時的過水?dāng)嗝婷娣e；m ——為流量系數(shù)（一般取 ～,本次設(shè)計中取 m=）б s——為淹沒系數(shù)，當(dāng)下游水位較高，已淹沒進(jìn)口的收縮斷面，使該處的水深 h’c‘ ＞ 0時，為淹沒出流，б s值與比值 h’c/H0有關(guān)，當(dāng) h’c＜ 0時， 為自由出流，б s=1，當(dāng)淹沒出流時，h c‘可近似的以下游水位減去進(jìn)口底板高程而得。本次設(shè)計中 б s的取值通過查 б s～h c/H關(guān)系曲線而得，其關(guān)系曲線摘錄《水利水電工程施工組織設(shè)計指南》魏璇主編（上冊）。 半有壓流狀態(tài)泄流計算按公式： ??aHgwQ????2其中： μ ；: 隧洞斷面面積　， 2m：上游水頭　， ； η：水流收縮系數(shù) ，取 有壓流泄流計算按公式： ??phHg2wQ??＝其中： μ :隧洞進(jìn)口斷面面積 =:上游水頭　， ；m:隧洞出口斷面水流平均勢能　，　 。ph m具體過程及成果見計算書 調(diào)洪計算 目的確定上下游水位和圍堰高程。 原理水庫調(diào)洪的水量平衡方程如下： 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計第 23 頁 共 93 頁????tVtqQq ???????12121上式表明：在一個計算時段中，入庫水量與下泄水量之差即為該時段中水庫蓄水量的變化。聯(lián)立下面兩方程： ????2 12121Vfq tVtqQ???????利用下泄曲線 ，庫容曲線，入庫流量過程線進(jìn)行調(diào)洪演算。H 步驟（1）根據(jù)已知水庫水位容積關(guān)系曲線 和泄洪建筑物方案，用水力學(xué)公式??zfV?，求出下泄流量與庫容的關(guān)系曲線。??fq?（2）選擇計算時段為一天，并以秒為計算單位。（3）決定計算的時刻為9月2號及此刻的V 1，q 1。然后進(jìn)行計算，計算過程中對每一計算時段的V 2，q 2，V 1，q 1， 均為已知，先假定一個 q 2值，代入水量平衡方程，求出V2值，然后按此V 2值在 上查 出q 2， 將其與假定的q 2值相比較，若兩q 2值不??f?相等，則要重新假定一個q 2值，重復(fù)上述計算過程，直至兩者相等或很接近為止，這樣多次演算求得的V 2，q 2值，就是下一時段的V 1，q 1值，可依據(jù)此值進(jìn)行下一時段的試算，逐時段依次進(jìn)行試算的結(jié)果即為調(diào)洪計算的成果。時間 入庫洪水 )/(3smQ下泄流量 水庫存水量水庫水位（1） （2） (4) (7) (8)1 2500 2500 7100 4382 2600 2520 7460 3 2740 2780 7680 4 2870 2800 7800 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計第 24 頁 共 93 頁5 3040 3100 7850 6 3220 3150 7900 4397 3420 3280 7950 8 3660 3780 8100 9 3940 3800 8200 10 4260 4350 8490 11 4600 4500 8600 12 4860 4750 9540 13 5130 5150 44114 4800 5000 9010 15 4400 4400 8220 440表31 調(diào)洪計見下表算程序結(jié)果表由表可知：最大泄量Q=5130 m 3/s時 ，對應(yīng)的最大水位Z=441 m?！呓Y(jié)構(gòu)設(shè)計目的：根據(jù)調(diào)洪演算結(jié)果，再具體確定圍堰。 上游圍堰的設(shè)計堰頂高程簡圖如下： ：：：5：圖31 上游圍堰橫剖面圖（m） 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計第 25 頁 共 93 頁 圍堰堰頂高程以上的超高d計算土石圍堰堰頂在設(shè)計洪水靜水位以上應(yīng)有一定超高，其高度應(yīng)當(dāng)避免堰頂溢流的一切可能性。根據(jù)設(shè)計手冊，堰頂超高按下式確定： 05.??式中： 土石圍堰在靜水位以上的超高，m。d 堰前因風(fēng)吹而使靜水位超出庫水位的壅水高度，m；e 波浪在堰坡上的爬高，m；qh 波浪以上的安全超高（查文獻(xiàn)[3]表35，VI級圍堰對應(yīng)的 ；? ?39。45.??nhlq其中： 波浪高， ；39。lh28.39。?ll mm 堰坡坡率，取 2；n 堰坡護(hù)面粗糙系數(shù)，取 ；?由堰前壅水高度 ?cos2gHDKVe其中： ；風(fēng) 速 ， smv/17:H:堰前水深：風(fēng)向與堰軸線法線方向的夾角，取 30度 ? 吹程， ；從地形圖中測得 D=125m；：DkK：綜合摩阻系數(shù)，取 將各個數(shù)據(jù)代入后 e=波浪爬高 qh= （1—8）3/??? 查下表可知：表 15 不過水圍堰堰頂安全超高下限值圍堰級別圍堰形式III IVV 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計第 26 頁 共 93 頁土石圍堰 混凝土圍堰 圍堰的級別為 IV級，安全超高為 ??故靜水位以上的超高：D=++=上游圍堰高程 441+= 堰頂寬度，堰頂寬度取5m。 圍堰的布置 圍堰的平面布置如果過大會增加排水設(shè)施容量，過小會防礙主體工程施工，影響工期更甚者會造成水流宣泄不暢順，沖刷圍堰及其基礎(chǔ)，影響主體工程安全施工。圍堰的布置應(yīng)滿足壩體、廠房的施工要求以及對隧洞進(jìn)口的要求，綜合考慮以上因素并根據(jù)《水利水電工程施工》規(guī)定，隧洞進(jìn)口距上游圍堰坡腳166m，以滿足開挖基坑穩(wěn)定和施工要求。 斷面形式，頂寬5m，迎水坡比1：3，背水坡比1：。 防滲本圍堰采用粘土心墻進(jìn)行防滲，采用黃土作為原料，覆蓋層采用粘土截水槽進(jìn)行防滲，黃土心墻兩邊設(shè)置兩層反濾層。 下游圍堰 高程的確定導(dǎo)流設(shè)計流量為Q d=5130m3/s，查壩址水位～流量關(guān)系曲線可知H 下 =下游水深h==，故堰高h(yuǎn) 下 =+=。堰頂高程為：410+= 堰頂寬度依據(jù)設(shè)計手冊及規(guī)范，取5m。 圍堰布置軸線與河床垂直，為避免隧洞出口沖刷及滿足圍堰的穩(wěn)定。隧洞出口距堰腳要有一定的距離。上游取100m,下游取60m。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計第 27 頁 共 93 頁 斷面形式堰頂高程為 ，頂寬為5m，軸線長40m，迎水面坡比1：，背水面坡比為1：。 防滲下游圍堰選用粘土心墻土石圍堰，心墻頂部寬度為3m，斷面成梯形，兩邊坡比相同為1：。 圍堰的穩(wěn)定分析 主要針對上游圍堰的穩(wěn)定分析，下游圍堰類同。 ：：：5：1:.1:.圖31 上游圍堰橫剖面圖（m） 浸潤線的推求圍堰心墻的頂寬取 ,上下游面坡比均為 1：。由于圍堰為臨時性建筑物并且不是很高，在穩(wěn)定計算中可以將心墻延伸到堰頂。具體數(shù)據(jù)如下所示： m3?頂??底?平均值為 .342??底頂平 根據(jù)規(guī)范要求，對圍堰心墻粘土的滲透系數(shù)取 ；圍堰外殼材scmke610.??料的滲透系數(shù)取 ；圍堰砂礫石地基滲透系數(shù)取 sck310.??? ；??? 由基本資料可知，壩址區(qū)及上下游河床覆蓋層厚 5～12m。表面 ，以下均由卵礫石夾粗、中砂等物構(gòu)成。取 T=10m 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計第 28 頁 共 93 頁計算心墻中的自由水面線:由資料中查的心墻中的浸潤線方程為 121/)(kqxTHy???心墻下游壩體中自由水面線的計算 kxqhyd/2??其中 52302 ???????lHhkqd具體計算結(jié)果見計算書 穩(wěn)定分析計算 編制依據(jù)本設(shè)計按照“水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范”，“碾壓土石壩設(shè)計規(guī)范”編制。 計算說明（1）計算原理及公式本設(shè)計采用瑞典圓弧法確定滑動面,采用方捷耶夫法和費(fèi)蘭紐斯法選取危險斷面,由壩坡中點a引出兩條線,一條為鉛直線,另一條與壩坡成85度角,另外兩個邊界是以a為圓心所做的兩個圓弧,壩坡為1: 取????? 35,26,?HRR外內(nèi)R=10=55m b==5m計算公式 ???????iI iiicWtgluwlk?sn)co(1i:下標(biāo),代表土條編號 w:土條重量 u:孔隙水壓力 分別代表土條沿滑裂面的長度和坡角 ?,l 分別為有效抗剪強(qiáng)度指標(biāo)??30,6?c??,c333/)( 52/..)( 60891/.( ?????????濕飽 和浮 重 度濕 重 度飽 和 重 度粘 土粘 土卵石 渣石 渣??