【正文】 面曲線為 2S 型降水曲線。 依次向下游計算得平洞段水面曲線，見下表（ 101）： 表 101 水面曲線計算成果表（摻氣前） 斷面號 1 2 3 4 斷面距離（ m） 0 200 水深（ m） 6 過水?dāng)嗝婷娣e（ m2) 流速（ m/s) 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 29 摻氣水深 已知個斷面水深 H后，便可算出各斷面的過水?dāng)嗝婷娣e A及流速 V，用公式計算摻氣高度，水深加摻氣高度等于摻氣水深，考慮摻氣水深，按下式計算： 1 100b vhh????????? （ 1015） 其中： Qv A? （ 1016） A bh? （ 1017） 式中： Q ——溢洪道下泄流量， m3/s； bh ——泄槽計算斷面的的水深及摻氣后的水深， m； v ——不摻氣情況下泄槽計算斷面的流速， m/s； ? ——修正系數(shù)，可取 ——，流速大者取大值； A——泄槽過水?dāng)嗝婷娣e， m2； b——泄槽寬度， m。 因為溢洪道下游為巖基，附近沒有其他的建筑物，故選用挑流消能。確定挑流鼻坎高程為 。） ； h1——挑流鼻坎末端法向水深， m； h2——鼻坎坎頂至下游河床高程差， m； v1——鼻坎坎頂水面流速， m/s，可按鼻坎處平均流速 v 的 倍計 。 坎頂水面流速 ： 1 ? （ 1020） ② 沖刷坑深 沖刷坑最大水墊深 度按下式計算： 1124T k q Z? ? ? （ 1021） 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 31 式中： q ——鼻坎末端斷面單寬流量 m3/（ s 消能演算計算成果表見下： 表 103 消能段計算成果表 計算項目 計算工況 上游水位（ m） 下游水位 （ m） q （ m3/（ s） 校核情況 15 25 計算項目 計算工況 v （ m/s） 1v （ m/s） 1h （ m） 2h （ m） L （ m） T （ m） 校核情況 31 結(jié)構(gòu)設(shè)計 底板厚度 由于影響底板穩(wěn)定最主要的是 浮托力和地下水滲透壓力，受很多因數(shù)影響，數(shù)值相差很大。參照已建工程，溢流堰取 混凝土，泄槽和進水口采用厚 混凝土。縫寬 3cm，縫內(nèi)設(shè)止水，止水采用銅片止水，止水的施工質(zhì)量需嚴(yán)格保證。 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 32 圖 107 止水銅片示意圖 底板的排水設(shè)備 底板下不做墊層，橫、縱向排水均在巖面上開挖溝槽，溝槽 內(nèi)放置缸瓦管，直徑 ，周圍填不易風(fēng)化的碎石，頂部用瀝青油毛氈蓋好。 表 104 邊墻高度成果表 斷面號 1 2 3 4 斷面距離（ m） 0 200 200 摻氣水深（ m） 邊墻高度（ m） 挑坎結(jié)構(gòu) 挑坎采 用襯砌式。 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 33 圖 108 挑坎結(jié)構(gòu)簡圖 11 引水隧洞設(shè)計 管線布置 通過樞紐布置比較確定的推薦布置方案為：右岸集中布置泄洪建筑物、左岸布置地面廠房式引水發(fā)電建筑物。引水系統(tǒng)建筑物主要包括：進水口、引水洞上平段、斜井段、下平段 (包括壓力鋼管段 )等。 引水洞直徑選擇 引水洞的直徑按照常用經(jīng)濟管徑的經(jīng)驗公式同時兼顧水力過渡過程的計算來確定。 進水口結(jié)構(gòu)設(shè)計 進水口采用獨立的岸塔式布置方案。 12′ ″。主體建筑物前設(shè)一長約 42m 的引水渠從水庫引水。為滿足門機軌道運行的要求，頂部平臺兩側(cè)利用牛腿各加寬 (即門機軌道處平臺寬度 )。喇叭口平面漸縮段采用橢圓形，頂部采用圓形漸縮。事故閘門槽內(nèi)設(shè)有檢修平臺、鎖定平臺及啟閉機平臺。進水口平臺頂部設(shè)置有門機、泵房、門庫等。 進水口建筑物通過工作橋與岸坡連接，橋?qū)?6m，長 43m。 主體建筑物混凝土強度等級 C25，受力鋼筋采用 Ⅱ 級筋。護坡及其余素混凝土的強度等級采用 C20。每條引水洞包括上平段、上彎段 (轉(zhuǎn)彎半徑 40m，轉(zhuǎn)角 50176。)、下彎段 (轉(zhuǎn)彎半徑 40m，轉(zhuǎn)角 50176。平面上經(jīng)過兩次轉(zhuǎn)彎，起始段軸線方位角為 51176。)后軸線方位角變?yōu)?101176。)后軸線方位角變?yōu)?35176。交角進入廠房。 引水洞巖體質(zhì)量類別以 Ⅱ 、 Ⅲ 類為主，出口部位及部分?jǐn)鄬訋r體質(zhì)量較差，為 Ⅳ 類。引水洞鋼管以外全部采用 C25鋼筋混凝土襯砌，內(nèi)徑 (相應(yīng)額定流量時的流速為 )，襯砌厚度為 。 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 36 第二部分 設(shè)計 計算書 1 壩頂結(jié)構(gòu)設(shè)計 壩頂高程 計算正常運用情況下的壩頂超高，壩頂超高△ h 按下式計算： AeRh ???? （ 11） 式中： R——波浪在壩坡上的爬高， m； e ——風(fēng)浪引起的壩前水位壅高， m； A ——安全加高， m，依據(jù)壩的級別按下表采用。 根據(jù)樞紐的基本情況 ,確定水庫采用砌石護面 ,查《碾》表 得與壩 坡粗糙率有關(guān)的系 數(shù) ~??K , 采 用 。查規(guī)范表得折減系數(shù) kβ=1,初擬定壩坡 m=；又知吹程 D=900m。 根據(jù)爬高值累積概率 P 按工程等級給來確定 ,對該樞紐 Ⅰ 級土石壩取 P=1%的爬高值 R1% ；根據(jù) mh = 、 H = 得 0 0 1 8 12 6 1 ??Hhm 查 規(guī)范 《碾 》表, ?mRR ，則 mR 6 5 5 9 3 ??? 。 e = m0 0 0 9 0 026 ???? ??? ? (3) 安全加高 :按Ⅰ級壩和正常 運用情況查規(guī)范表 ,A=。 (1) 先計算波浪爬高值 R：由 ?K = ， 2 12 ???ghv，查規(guī)范《碾》表 得經(jīng)驗系數(shù) Kw = ；取風(fēng)向與壩軸線垂線的夾角為 0186。 平均波 高 ： mh = 22 ) ( 0 1 ??? = 平均波長 ： mL = 25? = 將 上式各值代入：21 WKKRhm ?????(14)得： R = m2 6 1 8 6 2 3 2 ???? ? 按 P=1%， 0 0 0 8 41 2 3 ??Hhm 查規(guī)范《碾》表 , ?mRR ，則： mR 5 8 3 6 1 ??? 再按下式計算風(fēng)雍水面高度 e ： e = m0 0 0 1 9 0 026 ???? ??? ? 查規(guī)范表 ， A=。 B= H = =，確定壩頂寬 13m。 上游壩面設(shè)干砌石護坡，參考水工建筑物教材 P267，取厚度為 ，下面設(shè) 的碎石墊層。 馬道 上下游均設(shè)置馬道，馬道寬 2m，下游馬道上 排水溝，其結(jié)構(gòu)詳圖見下 (11)： 圖 11 馬道結(jié)構(gòu)圖 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 41 圖 12 排水溝平面 圖 構(gòu)造 t 壩頂上面用碎石鋪設(shè)路面，壩頂向下游傾斜 1%的坡度，上游側(cè)設(shè) ，下游側(cè)設(shè)緣石，如圖 下 (13)所示 ： 圖 13 壩頂西部構(gòu)造圖 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 42 壩體防滲 壩體防滲采用粘土心墻防滲體。 心墻兩側(cè)設(shè) 厚的粗砂為過渡層。為加強截水墻與巖石的連接，在截水墻底部再挖 4m 的齒槽，截水 槽開挖邊坡為 1： 1，兩側(cè)設(shè) 厚的粗砂層。排水體頂部高程為 ，高出下游最高水位 1m，頂寬 3m，內(nèi)坡 1:，外坡 1:2，如圖（ 14）所示。 目的在于：為穩(wěn)定分析時，劃分飽水區(qū)提供依據(jù)、定對穩(wěn)定有影響的滲流作用力、行壩體防滲體布置和土料選擇。 （說明：本設(shè)計計算第二種情況為例，其他三種情況只在數(shù)值方面區(qū)別于第二種 情況，計算方法和步驟完全一樣。 (2)水位降落時的滲流計算。 IIIIIIIIIIII775659428177745547滲流計算示意圖 11 斷面滲流計算 （ 1） 計算簡圖：如圖（ 15）所示 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 44 （ 2） 單寬滲流量： 單寬滲流量和心墻后滲流水深可由下式聯(lián)立試算解出： ?2 )()(0 221 ThTH ekq ???? (15) Ln HhTLHh ee Tkkq ??? ?? 222221 (16) 式中： q——單寬滲流量， sm/3 ； ? ——心墻平均 厚度， m ； T——地基厚度， m ； 1H ——壩前水深， m ； 2H ——下游水深， m ； eh ——心墻下游溢出高度， m ； L——計算長度， m ； K０ ——心墻的滲透系數(shù)； K1 ——壩身的滲透系數(shù)； KT ——為壩基的滲透系數(shù)。心墻平均厚度為： 圖 15 剖面 計算簡圖 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 45 ? = ) 8 7 3(2 ) 8 8 7()(2 ) 8 7 3()( ?? ??????? 將 ? 帶入 q 式中得： )( )8() 8 4(1010212226ee hfhq ?? ??????? ?? 為確定 q 及 eh 的值，用下式計算通過下游壩殼及地基的單寬流量 ： Ln HhTkLHhkq eTe 39。 ????? lTn 代入得： )( )( 2222223 eee hfhhq ?? ??????? ????? ???? 設(shè) mhe ? ； )/()7 2 ( 361 msmf ??? ?； )/()7 2 ( 362 msmf ??? ? )()( 21 ff ? ；故 mhe ? 。 )/( 36 msmq ??? ? 。 22 斷面的滲流計算。 已知心墻的滲透系數(shù) scmk /102 60 ??? ；上游水深 mH ??? ， 心墻平均厚度 ： ? ? )( ????????? 代入式中得： )(108 4 4 18222226 hfhhq ????? ????? ??? 按下式計算通過下游壩殼的單寬滲流量（用 h 代替式中的 1H ) LhmL khq ??? 22222 （ 18） 已 知 壩殼 滲 透 系 數(shù) scmk /103 3??? ，下游壩坡系數(shù)為 ?m ，計算長度23284 )42 022 5()22 522 5( ?????????????L ? ，代入上式得： )( 10102 2222223 hfh hq ??? ?????? 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 47 設(shè) mh ? ，由于 mh ? ； )/( 36 msmq ??? ? 。 按下式繪制浸潤線： 103 23720 ???? ????? ?? xxhxkqy （ 4）總滲流量計算 : )/( 361 msmq ??? ? ； )/( 3632 msmqq ???? ?； mL 3401004401 ??? ； mL 80202002 ??? ； mL 1004405403 ??? ， 則總滲流為： )10080( 66332211 ?????????? ??LqLqLqQ dmsm /??? ? （ 5）校核。