目 录
第一章 导流洞的水力算…………………………………………………………………………2
第一节 洞身水力计算…………………………………………………………………………4
第二节 上、下游水位计算……………………………………………………………………...5
第三节 进口过流流量校核……………………………………………………………………...5
第二章 围堰的水力计算 8
第一节 下游围堰 8
第二节 上游围堰 9
第三章 隧洞内力及配筋计算 12
第一节 山岩压力计算………………………………………………………………………...
第二节 隧洞内力及配筋 13
第四章 调洪演算 12
第一节 调洪演算的基本原理 12
第二节 调洪演算方法及计算 12
第三节 坝顶高程的复核计算 13
第一章 导流洞的水力计算
第一节 洞身水力计算
(1)、导流标准
某水库工程是以供水为主兼顾农田灌溉和环境用水的综合利用工程,按《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)的规定,按供水规模应为Ⅳ等工程,根据水库总库容为532万m3,应属Ⅳ等工程,其主要建筑物大坝、溢洪道、取水口及输水洞为4级建筑物,根据颁部规范SDJ338---89的规定,相应的临时建筑物为五级建筑物,考虑到该工程规模较小,选取设频率P=20%,相应流量18m3/s。
(2)、洞身水力计算
从导流的布置情况来看,在枯水期一般设为无压隧洞,但为了考虑洪水期度
汛时的过流能力,故采用纵坡i=1.5/100;经过多方案的比较,采用i=1.5/100比较合理,经济。
导流隧洞按明渠均匀流设计,由明渠均匀流的流量公式:Q=AC(Ri)1/2=K i1/2
式中 Q——设计流量(m3/s)
A——洞身过水断面面积(m2)
R——水力半径(m),R=A/X,X为过水断面湿周;
C——谢才系数(m1/2/s),其值按曼宁公式计算,C=R1/6 /n,n为糙率。
为了考虑在第一个洪水期的泄洪,假设隧洞洞身的断面尺寸如下图所示:洞宽b=3.8 m ,H=4.3 m 。
流量模数:K=ACR1/2=Q/i1/2
则 K=18/(1.5/100)1/2=146.97 m3/s
糙率n值表
衬 砌 材 料 n
现浇混凝土衬砌 0.014
预制装配式混凝土衬砌 0.017
浆砌石衬砌 0.017
经过修整的不衬砌断面 0.03~0.035
未经过修整的不衬砌断面 0.04~0.045
由《施工组织设计规范》,对现浇砼衬砌,n=0.014 则
b2.67/nK=3.82.67/(0.014×146.97)=17.20
采用高等教育出版社《水力学》上册附图Ⅱ,由b2.67/nK与h0/b的关系曲线,当b2.67/nK=17.2时,在m=0.0的曲线上查得h0/b=0.211,故导流洞中的实际水深为h0=0.211×3.8=0.802m
根据假设的隧洞断面图与洞身水力计算结果,圆拱直墙式断面尺寸为:洞宽b =3.8 m ;直墙高3.197m;圆拱半径r=2.194m;洞内水深h=0.802m;水面
以上净空高度3.498m。
净空面积=A总-A=3.8×2.1+2×1.9×1.097×1/2+(1200×3.14×1.92)/3600-3.8×0.802=12.05 (m2)
则ΔA/ A=(12.05/15.1)×100%=79.81%
故净空高度及净空面积均符合明渠规范要求,并且实际过水断面形状上为矩形,故假设隧洞为明渠是正确的。
当Q=18.0m3/s时的相应临界水深hk及临界坡ik, =[ΑQ2/( gb2)]1/3
hk=[1×182/(9.8×3.82)]1/3=1.32 m, h0=0.802 m,由h0<hk时、Fr>1为急流 。
临界断面面积Ak=bhk=3.8 ×1.32=5.016 m2
临界过水宽度Bk=b=3.8 m
临界湿周Xk=b+2hk=3.8+2×1.32=6.44 m
临界水力半径Rk=Ak/Xk=5.016/6.44=0.78 m
临界谢才系数Ck=RK/6 1/n=0.781/6×1/0.014=68.52
则临界纵坡ik=gXk/(αCk2 Bk)=9.8×6.44/(1×68.522×3.8)=0.0036
由ik=0.35%<i=1.5%,所以为陡坡。
第二节 上、下游水位计算
1)、下游水位
由基本资料—岔河水库坝下水位流量关系曲线可知,当流量Q=18m3/s时相对应的水位为1423.01m,故下游水位为1423.01m ,下游设计洪水静水位为:1423.01 m。
2)、上游水位
由ik=0. 35%<i=1.5%,隧洞长L=184. 79m,取隧洞进口底板高程为:1426m,则隧洞出口高程为:
1426-Li=1426-184. 79×1.5/100=1423.30 m
因隧洞出口底板高程与下游水位高程之差大于零,即1423.15-1423.01=0.14>0。故泄流量为自由出流。
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