【正文】 。 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。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。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。 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 。邊墻超高取 則由槽面到墻頂?shù)拇怪本嚯x為： +=。 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?? 。 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 ?? ? 。 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。 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。 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。 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 。 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 點坐標(biāo)、 E 點坐標(biāo)反、弧圓心點 n 的坐標(biāo)： 均通過作圖法求得。 (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。 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。 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。襯砌縱向接縫采用平接縫，沿水流向橫縫采用搭接型式。 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。 沖坑計算結(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 ~ = 。 sin = ， cos = ， 1 = ， 1 coshhq= ， s= 。 細(xì)部構(gòu)造圖自行繪制 。鼻坎挑角 23? ?? 。 表 摻氣水深計算結(jié)果 計算情 況 L（ m） h v x ah 設(shè)計洪水 校核洪水 由計算結(jié)果知摻氣水深均小于溢洪道的邊墻頂部的高程，水流均不會溢出，滿足要求 消能防沖計算 選擇挑流消能進(jìn)行消能。 2）摻氣水深計算 計算公式： (1 )100a vhhx=+ 式中： h—— 未計入波動及摻氣的水深， m； ah —— 計入 波動及摻氣的水深， m； v —— 未計入波動及摻氣計算斷面上的平均流速， m/s； x—— 修正系數(shù)，一般取 ～ ， s/m,視流速和斷面收縮情況而定，當(dāng)流速大于 20m/s 時宜采用較大值，此處取 x=。 水面線曲線自行繪制，類似下圖 。 表 臨界水深 kh 和臨界坡降 ki 計算結(jié)果 計算情況 Q kB kq kh kA kc kR n kC ki 設(shè)計水位 1340 90 校核水位 1660 90 14 kii= = ，故泄槽段屬急流，槽內(nèi)形成 bⅡ型降水曲線，屬明渠非均勻流計算。 qv h= ， 22vj CR= ， 12fE iL E h+ = + ， 21112vEhga=+， 22222vEhga=+ 式中： 1E —— 11 斷面的比能， m； 2E —— 22 斷面的比能， m； 1h 、 2h —— 11 及 22 斷面水深， m； fh —— 沿程水頭損失， m； 1v 、 2v —— 11 及 22 斷面的平均流速， m/s； L —— 斷面間的長度， m； iL —— 11 及 22 斷面的底部高程差， m； n—— 泄槽糙率，底板是混凝土襯砌石，側(cè)壁為干砌石，取 n=。 泄槽水面線的計算 1）基本公式 23k qh g=， Qq B= ，2 kk kkgi CBc=， kk kAR c=， kkA bh= ， 161kkCRn= 式中： hk—— 臨界水深， m； Q—— 槽內(nèi)泄量， m3/s； q—— 單寬流量， m3/（ s 引水渠流速計算 其具體計算見溢洪道工程布置中的引水渠，設(shè)計洪水位和校核洪水位時均取 v=3m/s，而實際的引水渠底寬大于計算所需要的寬度，而且因為渠底是逆坡，其高程都比 ，所以引水渠實際的流速均比 3m/s 要小，均能滿足要求。但如果大壩下游（ 溢洪道出口）的假想逆斷層存在的話，還需對該斷層進(jìn)行處理，以防止溢洪道出口沖坑太深而危及大壩安全。初步擬定泄槽坡率 i=1/4，矩形斷面，寬 b=90m，長 21 4 33 .2 13 7lm? ? ? ?。由地形地質(zhì)平面圖上 量得堰頂?shù)较掠? 120m，高差為，故從堰頂?shù)较掠嗡孢B一直線，直線的斜率大約等于 。 閘墩尺寸自選繪制簡圖 。 閘門尺寸：取 10m （寬高），寬高比為 10/=,滿足按規(guī)范規(guī)定的（ ～ ）。溢洪道軸線處巖石破碎，深達(dá) 60m的鉆探巖芯獲得率約為 20%，巖石裂隙十分發(fā)育，因?qū)掜斞哐甙?，荷載小，經(jīng)比較選用無坎寬頂堰，斷面為矩形，頂部高程為 ，堰厚 d 擬 取 30m (d 10H)，堰寬由流量方程求得，具體計算見表 。 控制段 217 其作用是控制泄洪能力。；引水渠前段 采用梯形斷面，邊坡采用 1： ； 底坡均為 1： 10 的逆坡。 表 引水渠斷面尺寸計算成果 （假定設(shè)計流速 v=3m/s） 計算情況 上游水位（ m） 下泄最大流量 Q (m3/s) 水深 H（ m） 邊坡坡率 m 底寬 B(m) 設(shè)計 1340 校核 1660 計算公式： Q vA= ， ()A B mH H=+ ，假設(shè) v=3m/s。渠底寬度大于堰寬，渠底末端高程與控制堰頂高程相同，取為 。 工程布置 引水渠 引水渠的作用是將水流平順的引至溢流堰前。 溢洪道基本數(shù)據(jù) 由于沒有做調(diào)洪演算， 初步擬定溢洪道水力計算成果見表 。 4 溢洪道設(shè)計（方案一） 溢洪道路線選擇和平面位置的確定 根據(jù)本工程地形地質(zhì)條件，選擇正槽式溢洪道，引水渠末端設(shè)置圓形漸變段，泄槽不設(shè)收縮、彎曲段和擴(kuò)散段，尾水渠設(shè)護(hù)坦。 從以上分析可知該假想滑動面是穩(wěn)定的。 1R1φ2R3φPW 21WPCβBA22c l 1 1c l θ2φδβED 圖中所示各物理量之間滿足以下方程： 215 1122( ) ( ) ( 1 ) ( ) 0WWc tg c tg tg? ? ?? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 1()ctgtg k?? ???? ， 1 2()ctgtg k?? ???? ， 1 3()ctgtg k?? ???? 。 m) He (m) 正常蓄水位 校核洪水為 總滲流量的計算 從地形地質(zhì)平面圖上可大致量得大壩沿壩軸線長 L=400m，沿整個壩段的總滲流量 Q=mLq,式中 m是考慮到壩寬、壩厚、滲流量沿壩軸線的不均勻性而加的折減系數(shù)，取 = ， Q 正 = 400 105= 102m3/s Q 校 = 400 105= 102 m3/s 浸潤線方程 1）正常蓄水位情況下的浸潤線方程 2 22qky x H=+= ????? ?????? )),()2/BD,75 .39 9(( )),0(),0(( 2 ，即＋　　　 ，即xx HLxmHx e 2）校核洪水位情況下的浸潤線方程 2 22qky x H=+= ????? ?????? )),()2/BD,(( )),0(),0(( 2 ，即＋　　　 ，即xx HLxmHx e 壩坡穩(wěn)定計算（只作下游坡一個滑弧面的計算） 心墻壩的下游壩坡采用的是砂土，粘聚力 c=0，為無粘性土，常形成折線形的滑弧面。 計算簡圖見圖 自己畫 ，具體計算結(jié)果見表 。 已知 Ke＝ 1 106cm/s； K＝ 1 102cm/s。 222qy x Hk=+ ， 2222ehHqk L= 大壩剖面圖1 : 3 . 01 : 3 . 251 : 3 . 51 : 2 . 51 : 2 . 751 : 3 .01: 1: 2 . 02 . 02 . 02 . 0浸潤線 單寬流量 將心墻看作等厚的矩形，則其平均寬度為： )(21)(2121 ?????? ???。 計算斷面及公式 本設(shè)計僅對河槽處最大斷面進(jìn)行滲流計算。 這里缺乏有關(guān)設(shè)計數(shù)據(jù)，所以擬定用如下工況進(jìn)行滲流計算： 1）設(shè)計洪水位（即正常水位） ，相應(yīng)