【正文】 圖51 無(wú)溢流堰的上室最高振幅計(jì)算圖由該圖查得 = ，則 得= 由 得，= = 由圖51知，則上室高h(yuǎn)1 = = —5 = 得調(diào)壓室上室容積為：假定下室容積設(shè)在增荷前的運(yùn)行水位與（負(fù)荷突增后的最低下降水位）之間，則下室容積為：=式中 L—壓力引水道長(zhǎng)度（m）V—壓力引水道流速（m/s）Hwo—壓力引水道水頭損失（m）hwo—壓力管道水頭損失（m） — 引水道斷面積 m = Q為增加負(fù)荷前引水道中流量，Q0為增加負(fù)荷后引水道中的流量。 m = == ，為調(diào)壓室最低下降水位。 = 圖52 下室位置示意圖 圖53 確定調(diào)壓室下室容積計(jì)算曲線由=，查圖53得， = 下室容積===下室高h(yuǎn) = =,為了便于計(jì)算取為7m。則下室容積為2100。 綜上計(jì)算和所述，得調(diào)壓室豎井直徑為6m,豎井高150m。上室為長(zhǎng)方形，長(zhǎng)為200m,寬為豎井直徑6m,上室的容積為9120，上室底板高程為2550m；下室為長(zhǎng)方形，長(zhǎng)為50m, 寬為豎井直徑6m,高位7m,下室容積為2100，下室底板高程為2425m。豎井底部與引水道相連，采取鋼筋混凝土澆筑。 獅子坪水電站裝機(jī)195MW，選用3臺(tái)機(jī)，由于壓力管道較長(zhǎng)，從經(jīng)濟(jì)及施工角度考慮，本階段選用壓力管道采用單管雙機(jī)的聯(lián)合供水方式。從埋藏式調(diào)壓室到地面廠房，地形前段山高地陡，后段地勢(shì)平緩，根據(jù)地形條件，壓力管道前段采用洞挖埋藏布置，管道為埋藏式鋼筋混凝土管。為了便于接入水輪機(jī)，在495m處接溝埋壓力鋼管，為了減少鋼管側(cè)向承受的壓力，在鋼管鋪設(shè)好后，進(jìn)行回填，采取溝埋式。 廠區(qū)巖層產(chǎn)狀為N30～70176。E/NW（SE）∠70～90176。，區(qū)內(nèi)無(wú)大的斷層通過(guò)，僅發(fā)育規(guī)模較小的擠壓破碎帶和節(jié)理裂隙。受地形，地質(zhì)條件的影響，壓力管道的布置方式采用斜井式。，引水隧洞接調(diào)壓室底板部分的高程為2395m。管道采用傾斜式，傾斜坡度i＝。 從調(diào)壓室豎井中心線處為管道起點(diǎn)，經(jīng)50m,到達(dá)第一個(gè)轉(zhuǎn)彎處；由（0+），此段與水平面布置的夾角為；由（0+）到(0+)到達(dá)第三個(gè)轉(zhuǎn)彎處，：由（0+(0+)到達(dá)第四個(gè)轉(zhuǎn)彎處；轉(zhuǎn)彎半徑R均為20m,角度為 。在500m處設(shè)置球形閥門(mén)，岔管長(zhǎng)度為50m。 由調(diào)壓室部分的計(jì)算可知主管的內(nèi)徑為4m，.（a）主管的沿程水頭損失： Re＝Vd/v＝= 鋼筋混凝土管的當(dāng)量粗糙度Ks=相對(duì)粗糙度為Ks/d＝＝＝ 主管的沿程水頭損失： =λLV2/2dg = = (b) 岔管的沿程水頭損失： ，由公式 Re＝Vd/v = =Re大于4000，管道內(nèi)水流為紊流。，鋼筋混凝土管的當(dāng)量粗糙度Ks=相對(duì)粗糙度為Ks/d＝＝＝由水力學(xué)沿程損失通用公式hf=λLV2/2dg計(jì)算得： 由于是三根分管，故hf ＝ = 壓力管道沿程水頭損失hwo=+=。(c)主管的局部水頭損失計(jì)算由水力學(xué)公式=[+]() =因?yàn)橛兴膫€(gè)轉(zhuǎn)彎處，故hj=ζV2/2g = = (d) 分岔管的局部水頭損失計(jì)算： 根據(jù)分岔管長(zhǎng)度、水輪機(jī)直徑及廠房的布置要求，取分岔管的分岔角為50 。 由規(guī)范查得，對(duì)“卜”型分岔管，～1。 局部水頭損失hj=ζV2/2g == 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鋼筋砼壓力管道分為前段洞埋鋼管砼管及后段溝埋式鋼管，洞埋鋼筋砼管計(jì)算方法同有壓隧洞一致，即在各種工況作用下，有選擇地考慮巖石壓力、圍巖抗力、內(nèi)水壓力、外水壓力、襯砌自重和灌漿壓力，另外，還須考慮溫度變化和混凝土收縮的影響以及地震力的作用，溝埋鋼管在各種工況作用下，有選擇地考慮水管自重、管內(nèi)水重、均勻內(nèi)水壓力、垂直土壓力、側(cè)向土壓力及地面荷載。 荷載計(jì)算(1)根據(jù)SL 2792002水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范圍巖壓力計(jì)算公式為：Qv=()BγRQh=()HγR其中：Qv，Qh分別為鉛直及側(cè)向圍巖壓力強(qiáng)度，KPa；B、H分別為洞室的開(kāi)挖高度和寬度，m；為巖石容重，KN/m3。由于圍巖為 3類(lèi)圍巖為主，經(jīng)查詢(xún)?nèi)葜卦?426KN/m3，本設(shè)計(jì)取24KN/m3。Qv==424=Qh==424=(2) 圍巖抗力計(jì)算 III類(lèi)f＝3～5，抗力系數(shù)Ko（側(cè)）＝8105KN/m3(2) 內(nèi)水壓力計(jì)算 P=γ水H=390=(4) 襯砌自重計(jì)算：根據(jù)DL 50581996調(diào)壓室設(shè)計(jì)規(guī)范可知，襯砌的厚度按水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)，由SL 2792002水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范可知，單層剛勁混凝土寸砌厚度不小于250mm，雙層剛勁混凝土襯砌厚度不小于300mm。根據(jù)SL 2792002水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范灌漿式襯砌砼標(biāo)號(hào)不低于C25，考慮到內(nèi)水壓力大，所以選擇砼標(biāo)號(hào)為C30，彈性模量E=104N/mm2，軸心抗拉強(qiáng)度f(wàn)t=，軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)c=。 襯砌自重均勻作用在寸砌厚度的平均線上，其單位面積上的自重強(qiáng)度g為g=γch=15KN/m2其中：γc為寸砌容重取25KN/m3，h為寸砌厚度。(5)灌漿壓力P4的計(jì)算：查水工建筑物第五版對(duì)于鋼筋混泥土寸砌P4=。發(fā)生水庫(kù)誘發(fā)地震的構(gòu)造條件不佳，故不考慮地震荷載。 閥門(mén)關(guān)閉時(shí)間Ts的確定；一般Ts為610s，取Ts為8s。水錘波速的確定： a=(Ewg/γ)1/2/(1+2Ew/Kr)1/2 其中：Ew為水的體積彈性模量，105N/cm2. γ為水的容重。 r為管道半徑。 K為管道抗力系數(shù)。 根據(jù)水電站壓力管道設(shè)計(jì)規(guī)范SL 2812003查得：對(duì)于露天鋼管取1000m/s，埋藏式鋼管可近似取為1200m/s而鋼筋混泥土管取9001200m/s這里取1000m/s。這里由于管道呈卜型分布，在進(jìn)行水錘計(jì)算時(shí)取最長(zhǎng)的那根管道（包括主管和支管）簡(jiǎn)化成等價(jià)水管來(lái)進(jìn)行計(jì)算。L/am=L1/1000 所以am=1000m/s管道發(fā)生直接水錘還是間接水錘的判斷：由L/am=495/1000=Ts所以管道發(fā)生的是間接水錘。管道特性系數(shù)ρ=aV0/(2gH0)=1000(2390)=假設(shè)閥門(mén)的開(kāi)度呈直線規(guī)律變化。由ρτ0=1=＜。由于管道特性系數(shù)σ=LVmax/(gH0Ts) =500(3908)=閥門(mén)關(guān)閉時(shí)σ取正值，開(kāi)啟時(shí)取負(fù)值。閥門(mén)關(guān)閉時(shí)第一相水錘ζ=2σ/1+ =2+= 閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)第一相水錘ζ=2σ/1+=2++= 當(dāng)丟全棄負(fù)荷時(shí)管道壓力升高值ΔH=當(dāng)增加滿負(fù)荷時(shí)管道壓力降低值ΔH=273m用理正軟件計(jì)算如下 圖61 埋藏式鋼筋混凝土壓力管道設(shè)計(jì)圖 計(jì)算過(guò)程如下：**********************************************************************計(jì)算項(xiàng)目：理正隧道襯砌計(jì)算軟件 8計(jì)算時(shí)間：20130522 15:24:51**********************************************************************[ 計(jì)算簡(jiǎn)圖 ][ 計(jì)算條件 ][ 基本參數(shù) ] 規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)： 水工砼規(guī)范SL/T19196 承載能力極限狀態(tài)： 正常使用極限狀態(tài)： 設(shè)計(jì)狀況系數(shù)： 襯砌斷面類(lèi)型： 圓形 每段計(jì)算的分段數(shù)： 10 計(jì)算迭代次數(shù)： 10 抗力驗(yàn)證要求： 高[ 襯砌參數(shù) ] 半徑： (m) 襯砌厚度： (m) 圍巖彈抗系數(shù)： (MN/m3) 襯砌的彈性模量： (MPa)[ 荷載參數(shù) ] 底部山巖壓力(側(cè))： (kN/m) 底部山巖壓力(中)： (kN/m) 側(cè)向山巖壓力(上)： (kN/m) 側(cè)向山巖壓力(下)： (kN/m) 頂部山巖壓力(側(cè))： (kN/m) 頂部山巖壓力(中)： (kN/m) 內(nèi)水壓力水頭： (m) 外水壓力水頭： (m) 外水壓力折減系數(shù)： 頂拱灌漿壓力： (kPa) 頂拱灌漿壓力作用范圍角： (度) 其它段灌漿壓力： (kPa) 襯砌容重： (kN/m3)[ 荷載組合參數(shù) ] 編號(hào) 荷載名稱(chēng) 是否計(jì)算 分項(xiàng)系數(shù) 1 襯砌自重 √ 2 頂巖壓力 √ 3 底巖壓力 √ 4 側(cè)巖壓力 √ 5 內(nèi)水壓力 √ 6 外水壓力 √ 7 頂部灌漿壓力 √ 8 其余灌漿壓力 √ 對(duì)稱(chēng)配筋： 是 混凝土等級(jí)： C30 縱筋等級(jí)： Ⅲ級(jí)(fy=360MPa,fyk=400MPa) 拉結(jié)筋計(jì)算： 計(jì)算 拉結(jié)筋等級(jí)： Ⅰ級(jí)(fy=210MPa,fyk=235MPa) 拉結(jié)筋間距： 100(mm) 配筋計(jì)算as： 65(mm) 配筋調(diào)整系數(shù)： 裂縫計(jì)算： 計(jì)算 采用的荷載效應(yīng)組合： 短期效應(yīng)組合 最大裂縫寬度允許值： (mm) 單側(cè)擬采用縱筋直徑： 20(mm) 砼保護(hù)層厚度： 50(mm)[ 計(jì)算結(jié)果 ]注： 縱筋面積和配筋率結(jié)果中，如果出現(xiàn)紅色數(shù)字，%。[ 內(nèi)力配筋計(jì)算