【正文】 進(jìn)口段的長度無一定標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)水口的輪廓應(yīng)能光滑的連接這三個斷面，使得水流平順，流速變化均勻，水流與四周側(cè)壁之間無負(fù)壓及渦旋。依據(jù)觀測分析表明，不出現(xiàn)吸氣漩渦的臨界淹沒水深可按下式估算：Scr=CV （37）式中：d為閘門孔口高度，m；V為閘門斷面水流速度，m／s；Scr為閘門門頂?shù)陀谒坏呐R界淹沒深度，考慮風(fēng)浪影響時，計算中采用最低水位比靜水位約低半個浪高；C為經(jīng)驗系數(shù)，C=～。（5）明鋼管的首部應(yīng)設(shè)事故閘門，并應(yīng)考慮設(shè)置事故排水和防沖設(shè)施，以免鋼管發(fā)生事故時危及電站設(shè)備和運(yùn)行人員的安全。第一節(jié) 有壓鋼管的布置和孔徑的確定一、壓力鋼管的布置 壓力鋼管的布置的布置原則如下：（1）盡可能選擇短而直的路線。試驗研究表明，收縮式窄縫挑坎的適宜收縮比b／B(b為挑坎末端寬度，B為挑坎始端寬度)及長寬比L／B（L為收縮挑坎的長度）與弗勞德數(shù)Fr有關(guān)。本設(shè)計中采用挑流消能。 在向兩道閘門之間充水時，需將空氣排出，為此有時再檢修閘門后也需設(shè)通氣孔。第六節(jié) 平壓管和通氣孔一、平壓管平壓管是設(shè)置在檢修閘門和工作閘門之間與水庫相通的輸水管道，目的是為了減小檢修閘門的啟閉力。本工程中取L=2D=6m。）。本工程采用有壓泄水孔，孔壁需要用鋼板襯砌。圖11 門槽其尺寸為：門槽寬深比W／d=～；錯距Δ=（～）W；下游邊墻破率為1∶8～1∶12；圓角半徑r=。表20x3210y0 進(jìn)水口形狀如圖10所示。對于矩形斷面的泄水孔頂面曲線，A為孔高，采用1/3到1/4。第二節(jié) 進(jìn)水口體形設(shè)計進(jìn)水口體形應(yīng)滿足水流平順，水頭損失小的要求；控制負(fù)壓，防止空蝕。且為單層、底孔。無壓泄水孔：工作閘門布置在進(jìn)口，為了形成無壓水流需要在閘門后將孔的頂部升高，閘門可以部分開啟，閘門關(guān)閉后孔內(nèi)無水。 校核洪水位情況： L=，=，L／，=／=＞～，滿足要求。m﹚, H=－=,代入公式（30）和（31）得：= =， =－95= ，=－H2 = －=。=，h2=－95=，代入公式（29）得：L===六、沖刷坑深度計算 最大沖坑水墊厚度一般按下式計算： （30），=－H2 （31）式中：為水墊厚度，自水面算至坑底，m；，為沖坑深度，m；為單寬流量，m3/﹙s圖9 挑距計算簡圖（1） 校核洪水位情況V1===，=25176。～25176。挑流消能是利用泄水建筑物出口處的挑流鼻坎，將下泄急流拋向空中，然后落入離建筑物較遠(yuǎn)的河床，與下游水流相銜接的效能方式。連續(xù)式挑流消能：構(gòu)造簡單，施工方便，水流平順，射程較遠(yuǎn)，一般不易產(chǎn)生空蝕，且其利用溢流壩下游的挑流鼻坎將從壩頂下泄的高速水流拋向空中，使水流擴(kuò)散、摻氣，然后跌入下游河床的水墊中，水流在同空氣摩擦的過程中可消耗一部分能量于沖坑中，這種方式比較經(jīng)濟(jì)。設(shè)計時應(yīng)根據(jù)壩址地形，地址條件，樞紐布置，壩高、下泄流量等綜合考慮。（五）反弧最低點(diǎn)和鼻坎頂D的坐標(biāo)的確定三、中間直線段中間直線段與壩頂曲線和下部反弧段相切，坡度與非溢流壩段的下游坡度相同。（2） 圓心高程的確定圓心O高程：mm。因為Q=AV=BhV,所以鼻坎處平均水深為：h=Q／﹙BV﹚ （28）式中：Q為溢流壩下泄流量，m3／s；B為鼻坎處水面寬度，取B=L0=78m。挑射角按試驗，一般取20176。根據(jù)DL5108—1999《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：對于挑流消能R=（4～10）h，h為校核洪水閘門全開時反弧段最低點(diǎn)處的水深或者取R=（8～10）h，h為鼻坎上水深。經(jīng)計算得溢流壩上游側(cè)超出了基本剖面，故需將溢流壩做成倒懸的堰頂以滿足溢流曲線的要求，計算得倒懸高度取10m。R1==14=7mR2==14=R3==14=== =下游段曲線可按下式計算： （26）式中：為定型設(shè)計水頭，m。由于WES壩面曲線的流量系數(shù)較大且剖面較瘦，工程量較省，壩面曲線用方程控制，比克—奧曲線用給定坐標(biāo)值的方法設(shè)計施工方便，所以近年來我國多采用WES曲線。 溢流面由頂部曲線段，中間直線段和下部反弧段三部分組成。八、定型設(shè)計水頭Hd的確定定型設(shè)計水頭Hd一般為堰上最大水頭Hmax（即校核洪水位的堰頂水頭）的75％～95％。代入公式： （24）計算得：恰好與假設(shè)相符，則m,因為,仍按計算，故不再變化，可作為正確值。（一）設(shè)計洪水位情況Q溢=，把各數(shù)據(jù)代入公式（23）得： =78H03/2解得：H0≈，此為H0的第一次近似值。六、堰頂高程的確定初擬側(cè)收縮系數(shù)ε=,流量系數(shù)m=。計算情況流量Q（m3/s）單寬流量q（m3/﹙sm﹚左右。二、溢流孔口流量Q溢的確定 溢流孔口下泄流量計算公式為：Q溢=Q總－αQ0 (20)式中：Q總為壩頂溢流、泄水孔及其他建筑物下泄流量的總和，m3/s；α為系數(shù)，～，；Q0為經(jīng)過電站和泄水孔等下泄的流量，m3/s。地震作用工況下：由表11與表15得：∑W=，∑M=﹙－﹚＋﹙－﹚=－（3） 校核洪水位情況 由表13得：=，=－ σymin=σyu=﹙／B﹚＋﹙／B2﹚= ﹙103／﹚＋[6﹙－﹚103／]=＞0σymax=σyd =﹙／B﹚－﹙／B2﹚=﹙103／﹚－[6﹙－﹚103／]=＜120～200 MPa 得知：運(yùn)用期正常蓄水位情況時滿足強(qiáng)度指標(biāo)。 運(yùn)用期，在各種荷載作用組合下（地震荷載除外），壩基面的最大鉛直正應(yīng)力σymax應(yīng)小于壩基容許壓應(yīng)力（計算時計入揚(yáng)壓力），最小鉛直正應(yīng)力σymin應(yīng)大于零（計算時計入揚(yáng)壓力）。（三）強(qiáng)度指標(biāo)及驗算過程 施工期。（一）應(yīng)力分析所采用的分析方法應(yīng)力分析采用材料力學(xué)法，其基本假定為：（1）壩體混凝土為均質(zhì)、連續(xù)、各向同性的彈性材料；（2）視壩段為固接于地基上的懸臂梁，不考慮地基變形對壩體應(yīng)力的影響，并認(rèn)為各壩段獨(dú)立工作，橫縫不傳力；（3）假定壩體水平截面上的正應(yīng)力按直線分布，不考慮廊道等對壩體應(yīng)力的影響。= =U= f=Ks=／=﹙－﹚／=＞ 所以，校核洪水位情況時滿足穩(wěn)定性要求。本設(shè)計采用抗剪強(qiáng)度公式計算：Ks=／ （17）式中：為接觸面以上的總的鉛直力；為接觸面以上的總的水平力；U為作用在接觸面上的揚(yáng)壓力；f為接觸面間的摩擦系數(shù)；Ks為抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，其取值見表16。m）↓↑→←＋－自重G1自重G16000187500自重G1小計合計 ↓ ＋表15 僅地震荷載計算成果荷載垂直力（kN）水平力（kN）偏心距（m）力矩（kNm各種工況下的計算成果見以下各表：表11 正常蓄水位情況計算成果 荷載垂直力（kN）水平力（kN）偏心距（m）力矩（kN==m=﹙50/3﹚﹙＋2﹚/﹙＋﹚==F3m（六）地震作用 =﹙－95﹚－=F1m（五）泥沙壓力=﹙115－95﹚／3= =Ps======Du4=================6000=187500kN﹚=／m=﹙－95﹚=。下游地震動水壓力：F02= =﹙／g﹚﹙－95﹚2=／mtanθ2=1／=10／7 得θ2=55176。 F01’=﹙θ1／90176。上游地震動水壓力：F01= =﹙／g﹚﹙－95﹚2=／m 當(dāng)迎水面有折坡時，若水面以下直立部分的高度等于或大于水深一半，則可近似取作鉛直。﹙9+﹚1=GE 3=γV3=24189。 混凝土重力壩沿高度作用于質(zhì)點(diǎn)i的水平向的地震慣性力代表值Fi可按下式計算：Fi=αhζGEiαi／g （14）式中：αh為水平向設(shè)計地震加速度代表值，當(dāng)設(shè)計烈度為7度、8度、9度時， 、 、 ；ζ為地震作用的效應(yīng)折減系數(shù)，一般取ζ=；GEi為集中在質(zhì)點(diǎn)i的重力作用標(biāo)準(zhǔn)值，kN；g為重力加速度；αi為質(zhì)點(diǎn)i的動態(tài)分布系數(shù)，一般按下式計算：αi= （15）式中：n為壩體計算質(zhì)點(diǎn)總數(shù)；H為壩高；溢流壩的H應(yīng)算至閘墩頂，m；hi、hj分別為質(zhì)點(diǎn)i、j的高度，m；GEi為集中在質(zhì)點(diǎn)i的重力作用標(biāo)準(zhǔn)值，kN；GE為產(chǎn)生地震慣性力的建筑物總重力作用的標(biāo)準(zhǔn)值，kN。代入數(shù)據(jù)得： Ws=γsbVs=189。－Φs／2﹚=189。）。（3） 正常蓄水位情況hl=，hz=，L= 代入公式（9）得：Pl=γL﹙hl+hz﹚／4 =﹙+﹚／4=／m（與設(shè)計洪水位情況相同）。經(jīng)驗算在設(shè)計與校核洪水位情況下都滿足H＞L／2，所以均屬于深水波，計算公式均采用公式（9）。﹙－11﹚1=U3=111=U4=﹙－﹚189。圖4 揚(yáng)壓力計算簡圖（單位：m） ，廊道底部的高程為100m，經(jīng)計算在壩基面的高程上排水孔距壩踵距離為11m，即B=11m。10﹙145－95﹚]1=下游水平水壓力P2=189。﹙－95﹚2=下游垂直水壓力W2=γV 2 = 189。γH12=189。10﹙145－95﹚]1=下游水平水壓力P2=189。 計算簡圖見圖3。10﹙145－95﹚1=250m3V3=189。取單位壩寬為計算對象（即壩的寬度為1m）。應(yīng)力分析的位置一般有：壩基面、折坡處的截面、壩體削弱部位等。擋水壩剖面圖見圖1。二、壩頂寬度計算（8%～10%）=～。校核情況下：=125／441／3=====所以，壩頂高出水庫靜水位的超高值△h=hl+hz+hc= ﹢﹢=，進(jìn)而得計算防浪墻的高程▽頂=▽靜+△h = += 。（三）計算波浪高度hl （3）式中：V0為計算風(fēng)速，m／s；是指水面以上10m處10min的風(fēng)速平均值，水庫為正常蓄水位和設(shè)計水洪水位時，～，校核洪水位時，宜采用相應(yīng)洪水期最大風(fēng)速的多年平均值；D為水庫吹程，km。一、壩頂高程的計算（一）計算防浪墻的高程▽頂▽頂=▽靜+△h （1）式中：▽靜為水庫靜水位，m；△h 為壩頂高出水庫靜水位的超高值，m。上、下游坡度范圍分別為：n=0～=～,～。（2）工程量最少。底孔緊靠電站壩段，有利于電站排沙，減少泥沙對水輪機(jī)的沖刷，且底孔閘門和電站進(jìn)水口共用一臺啟閉機(jī)，減少啟閉設(shè)備。A江是我國東南一條河流，流向自西向東，流經(jīng)A省南部地區(qū)，匯人東海，干流全長153公里，流域面積4860平方公里。（3）便于管理和維修。正常情況下不進(jìn)行泄洪。二、各建筑物的具體要求（一）擋水壩主要是攔截水流，形成水庫，將其布置在河岸的兩邊。（2）樞紐布置應(yīng)當(dāng)滿足各個建筑物在布置上的要求，保證其在任何工作條件下都能正常工作。三、水電站系統(tǒng)型式的選擇水電站廠房采用壩后式廠房，水庫至水輪機(jī)之間的輸水管道采用有壓鋼管輸送。，；。 大孔口溢流式，上部設(shè)有胸墻，堰頂高程較低。不設(shè)閘門的溢流孔，堰頂高程與水庫的正常高水位齊平，泄洪時庫水位壅高，淹沒損失加大，非溢流壩壩頂高程也相應(yīng)提高，但結(jié)構(gòu)簡單，管理方便。在水利樞紐中，泄水重力壩可以承擔(dān)泄洪、向下游輸水、排沙、放空水庫和施工導(dǎo)流等任務(wù)。實體重力壩有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）相對安全可靠,耐久性好，抵抗?jié)B漏、洪水漫溢、地震和戰(zhàn)爭破壞能力都比較強(qiáng)；（2）設(shè)計、施工技術(shù)簡單，易于機(jī)械化施工；（3）對不同的地形和地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)，任何形狀河谷都能修建重力壩，對地基條件要求相對地說不太高；（4）在壩體中可布置引水、泄水孔口，解決發(fā)電、泄洪和施工導(dǎo)流等問題。但空腹重力壩設(shè)計繁難；施工復(fù)雜；工期長；鋼筋和模板用量較實體重力壩多；如在空腔內(nèi)布置水電站廠房，施工干擾大。綜上可得壩型初步選擇重力壩。（3）大容量、多功能、高效率施工機(jī)械的發(fā)展，提高了土石壩的壓實密度，減少了土石壩的斷面，加快了施工進(jìn)度，降低了造價，促進(jìn)了高土石壩建設(shè)的發(fā)展。所以該方案不可取。拱壩壩身不設(shè)永久伸縮縫，溫度變化和基礎(chǔ)變形對壩體應(yīng)力的影響比較顯著，設(shè)計時，必須考慮基巖變形，并將溫度作用列為一項主要荷載。壩體的穩(wěn)定主要依靠兩岸拱端的反力作用，不像重力壩那樣依靠自重來維持穩(wěn)定。所以該方案可行。 同時，壩區(qū)大部分為花崗斑巖，基巖埋深淺，極易開采，且河床覆蓋層中的塊石、卵石亦可利用，因此筑壩石料極易解決。（2）對地形地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)。表8 水利水電工程分等指標(biāo)工程等別工程規(guī)模水庫總庫容（108m3）防洪治澇灌溉供水發(fā)電保護(hù)城鎮(zhèn)及工礦企業(yè)重要性保護(hù)農(nóng)田（104畝）治澇面積（104畝）灌溉面積（104畝）供水對象重要性裝機(jī)容量（104kw）Ⅰ大（1）型≥10特別重要≥500≥200≥150特別重要≥120Ⅱ大（2）型