水利水电工程与管理系统毕业设计.doc

《水利水电工程与管理系统毕业设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水利水电工程与管理系统毕业设计.doc（32页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、一、综述1.1工程概况平山水库位于省某县平山河中游，该河系睦水（长辽的支流）的主要支流，全长284m，流域面积为5562，坝址以上控制流域面积4912；平山河是山区河流，河床比降为0.3%，沿河有地势较为平坦的小平原，最低高程为62.5m左右。1.2枢纽任务枢纽主要任务以灌溉发电为主，并结合防洪、航运养殖、给水等任务进行开发。1.3设计基本数据1) 正常蓄水位 113.02) 设计洪水位：113.10m；3) 校核洪水位：113.50m；4) 死水位：105.0m（发电极限工作深度8m）；5) 灌溉最低库水位：104.0m；6) 总库容：2.00亿m3；7) 水库有效库容：1.15亿m3；8)

2、 发电调节保证流量Qp=7.35m3/s，相应下游水位63.20m；9) 发电最大引用流量Qmax=28 m3/s，相应下游水位68.65m；10) 通过调洪演算，溢洪道下泄流量Q1%=840 m3/s，相应下游水位72.65m。11) 校核情况下，溢洪道下泄流量Q0.1%=1340 m3/s，相应下游水位74.30m。12) 水库淤积高程85.00m。二、坝址水文特性暴雨洪峰流量Q0.05%=1860m3/s，Q0.5%=1550m3/s，Q1%=1480m3/s。多年平均流量13.34m3/s,多年平均来水量4.22亿m3。多年平均最大风速10m/s，水库吹程8km，多年平均降雨次数48次

3、/年，库区气候温和。三、枢纽及库区地形地质条件3.1坝址、库区地形地质及水文地质平山河流域多为丘陵地区，在平山枢纽上游均为大山区，河谷山势陡峭，河谷边坡一般为6070，地势高差都在80120m，河床宽一般为400m，河道弯曲很厉害，尤其枢纽布置处更为显著形成S形，沿河沙滩及两岸坡积层发育，坝址处两岸河谷呈马鞍形，其覆盖物较厚，基岩产状凌乱。靠近坝址上游是泥盆纪五通砂岩，坝下游为二迭纪石炭岩，坝轴线位于五通砂岩上面。在平山咀以南，即石灰岩与砂岩分界处，发现一大断层，其走向近东西，倾向大致向北西，在坝轴线左岸的五通砂岩特别破碎，产状凌乱，岩石隐裂隙很发育。岩石的渗水率都很小，两岸多为 0.0010

4、.01升/分，坝址处沿坝轴线是1.5-5.0m厚的覆盖层，k=10-4cm/s，浮=10kN/m3，=35坝区地震为56度，设计时可不考虑。3.2筑坝材料枢纽大坝采用当地材料筑坝，据初步勘察，土料可以采用坝轴线下游1.53.5公里的丘陵区与平原地带的土料，且储量很多，一般质量尚佳，可作筑坝之用。砂料可在坝轴线下游13公里河滩围及平山河出口处两岸河滩开采。石料可以用采石场开采，采石场可用坝轴线下游左岸山沟较合适，其石质为石灰岩、砂岩，质量良好，质地坚硬，岩石出露，覆盖浅，易开采。材料的性质及各项指标如下表所示土壤类别干容重 (KN/m3)最优含水率（%）孔隙率（%）摩擦角粘 着 力 (KPa)渗

5、透系数 (cm/s)壤土15.8154224（湿）20（干）12110-5黏土15.4252520（湿）18（干）37110-6山皮土16.0233922（湿）33（干）7.5（湿）10（干）110-3覆盖层16.0350110-4砂料16.040300110-3堆石18.0333803.3力学参数基岩允许抗压强度2MPa,混凝土与基岩摩擦系数f=0.58。基岩的摩擦系数f=0.7，粘着力C=0.5MPa，容重r=26kN/m3四、枢纽建筑物选型及枢纽总体布置4.1工程等级及主要建筑物的级别、洪水标准1）枢纽建筑物组成根据水库枢纽的任务，该枢纽组成建筑物主要包括：拦河大坝、水电站建筑物、泄水建

6、筑物、引水建筑物、水库放空隧洞（拟利用导流洞作放空洞）等。2)工程等级及主要建筑物的级别、洪水标准根据所给资料（发电、防洪、库容、灌溉面积），对照水利水电枢纽工程等级划分及设计标准（SL252-2000）确定枢纽等别(先确定分项等级，再按最大者确定枢纽等级)和建筑物级别。（1）各效益指标等别：根据电站装机容量9000千瓦即9MW，小于10MW，属等工程；根据总库容为2.00亿m3，在101.0亿m3，属等工程。 （2）水库枢纽等别：根据规规定，对具有综合利用效益的水电工程，各效益指针分属不同等别时，整个工程的等别应按其最高的等别确定，故本水库枢纽为等工程。 （3）水工建筑物的级别：根据水工建筑

7、物级别的划分标准，等工程的主要建筑物为2级水工建筑物，所以本枢纽中的拦河大坝、溢洪道、水电站建筑物、灌溉管道、水库放空隧洞为2级水工建筑物；次要建筑物筏道为3级水工建筑物。确定枢纽建筑物的的等级的目的是要确定设计和校核洪水标准，从而通过调洪演算来进一步确定设计洪水位和校核洪水位。设计洪水位113.1m（百年一遇），Q1%=840m3/s,下游水位72.65m设计洪水位113.5m（千年一遇），Q0.1%=1340m3/s,下游水位74.30m4.2枢纽建筑物选型1）坝轴线的选择坝轴线综合考虑地形地质条件，土石坝坝轴线一般选在河道转弯下游处，地质条件良好，且与料场的距离适宜。2）枢纽各建筑物选型

8、（1）挡水建筑物在岩基上有三种类型：重力坝、拱坝、土石坝。 a、重力坝方案 从枢纽布置处地形地质平面图及坝轴线地质剖面图上可以看出，坝址基岩为上部为五通砂岩，下面为石英砂岩和砂质叶岩，覆盖层沿坝轴线厚1.55.0m，五通砂岩厚达3080m，若建重力坝清基开挖量大，修建重力坝所需水泥、钢筋等材料运输不方便，且不能利用当地筑坝材料，故修建重力坝不经济。b、拱坝方案 修建拱坝理想的地形条件是左右岸地形对称，岸坡平顺无突变，在平面上向下游收缩的河谷段；而且坝端下游侧要有足够的岩体支撑，以保证坝体的稳定。该河道弯曲相当厉害，尤其枢纽布置处更为显著形成S形，1#坝址处没有雄厚的山脊作为坝肩，左岸陡峭，右岸

9、相对平缓，峡谷不对称，成不对称的“U”型，下游河床开阔，建拱坝的造价过高，不宜修筑。 c、土石坝方案土石坝对地形、地质条件要求低，几乎在所有的条件下都可以修建，且施工技术简单，可实行机械化施工，也能充分利用当地建筑材料，覆盖层也不必挖去，因此造价相对较低，所以采用土石坝方案。（2）泄水建筑物型式的选择土石坝最适合采用岸边溢洪道进行泄洪，在坝轴线下游300m处的两岸河谷呈马鞍形，右岸有马鞍形垭口，采用正槽式溢洪道泄洪，泄水槽与堰上水流方向一致，水流平顺，泄洪能力大，结构简单，运行安全可靠，适用于各种水头和流量。（3）水电站建筑物 因为土石坝不宜采用坝式水电站，而宜采用引水式发电，又因装机容量为9

10、000kw,装机容量小，台数为三台，故采用单元供水式引水发电。（4）放空建筑物施工导流洞及水库放空洞，均采用有压式。为便于检修大坝和其它建筑物，拟利用导流隧洞作放空洞，洞底高程为70.00m，洞直径为5.0m。4.3枢纽总体布置方案的确定根据枢纽布置的基本原则，结合本工程的市级情况，主要确定各建筑物的相对位置，并绘制平面布置图。 挡水建筑物土石坝（包括副坝在）放在主河床，布置呈直线；泄水建筑物溢洪道布置在大坝右岸的天然垭口处；灌溉引水建筑物引水隧洞紧靠在溢洪道的右侧布置；水电站建筑物引水隧洞、电站厂房、开关站等布置在右岸（凸岸），在副坝和主坝之间，厂房布置在开挖的基岩上，开关站布置在厂房旁边；

11、水库放空洞布置在右岸的山体。综合考虑各方面因素，最后确定枢纽布置直接绘制在蓝图上（地形地质平面图）。五、土坝设计 5.1坝型选择影响土石坝坝型选择的因素有：1.坝高；2.筑坝材料；3.坝址区的地形地质条件；4.施工导流、施工进度与分期、填筑强度、气象条件、施工场地、运输条件、初期度汛等施工条件；5.枢纽布置、坝基处理型式、坝体与泄水引水建筑物等的连接；6.枢纽的开发目标和运行条件；7.土石坝以及枢纽的总工程量、总工期和总造价。枢纽大坝采用当地材料筑坝，据初步勘察，土料可以采用坝轴线下游1.53.5公里的丘陵区与平原地带的土料，且储量很多，一般质量尚佳，可作筑坝之用。砂料可在坝轴线下游13公里河

12、滩围及平山河出口处两岸河滩开采。石料可以用采石场开采，采石场可用坝轴线下游左岸山沟较合适，其石质为石灰岩、砂岩，质量良好，质地坚硬，岩石出露，覆盖浅，易开采。 从建筑材料上说，均质坝、心墙坝、斜墙坝均可。 1）均质坝。坝体材料单一，施工工序简单，干扰少；坝体防渗部分厚大，渗透比降比较小，有利于渗流稳定和减少通过坝体的渗流量，此外坝体和坝基、岸坡、及混凝土建筑物的接触渗径比较长，可简化防渗处理。但是，由于土料抗剪强度比用在其他坝型坝壳的石料、砂砾和砂等材料的抗剪强度小，故其上下游坝坡比其他坝型缓，填筑工程量比较大。坝体施工受严寒及降雨影响，有效工日会减少，工期延长，故在寒冷及多雨地区的使用受限制

13、。 2）斜墙坝。由于不透料（土料）位于上游，不便于土料上坝；土质斜墙靠在透水坝壳上，如果坝壳沉降大，将使斜墙开裂；与岸坡及混凝土建筑物连接不如心墙坝方便，斜墙与地基接触应力比心墙小，同地基结合不如心墙坝；断面较大，特别是上游坡较缓，坝脚伸出较远，填筑工程量较心墙大。 3）心墙坝。用作防渗体的土料位于坝下游1.53.5公里的丘陵区与平原地带的土料，且储量很多，一般质量尚佳，可作筑坝之用；用作透水料的砂土可从坝上下游0.33.5公里河滩上开采，储量多，可供筑坝使用，这样便于分别从上下游上料，填筑透水坝壳，使施工方便，争取工期。心墙坝的优点还有：心墙位于坝体中间而不依靠在透水坝壳上，其自重通过本身传

14、到基础，不受坝壳沉降影响，依靠心墙填土自重，使得沿心墙与地基接触面产生较大的接触应力，有利于心墙与地基结合，提高接触面的渗透稳定性；当库水位下降时，上游透水坝壳中水分迅速排泄，有利于上游坝坡稳定，使上游坝坡比均质坝或斜墙坝陡；下游坝壳浸润线也比较低，下游坝坡也可以设计得比较陡；在防渗效果相同的情况下，土料用量比斜墙坝少，施工受气候影响相对小些；位于坝轴在线的心墙与岸坡及混凝土建筑物连接比较方便。 由于土石坝的地基适应性强，理论上说，这几类坝都可以选用，具体考虑到当地两岸的坝坡较陡峭，因此选用较能够适应陡峭坝坡地形的心墙坝作为首选坝型。5.2坝体剖面设计土石坝的剖面设计指坝坡、坝顶宽度、坝顶高程

15、。1）坝顶高程坝顶高程等于不同运行情况下的水库静水位加上超高之和，并分别按以下运用情况计算，取较大值：设计洪水位加正常运用情况的坝顶超高；校核洪水位加非常运用情况的坝顶超高 d=风吹的壅高e+波浪爬高ha+安全加高波浪的平均波高坝坡坡率，初拟时取3；坝坡护面糙率，干砌块石护坡0.0275，浆砌块石护坡取0.025，沥青和混凝土0.0155，本设计采用砌石块石护坡由水电站公式v多年平均最大风速，正常运行时取1.5-2.0倍，非正常运行时取v=10m/s，非正常运行时取v=18m/s。D风的有效吹程D=8mH1坝前的平均水深坝前水位壅高 综合摩阻系数，其值变化在（1.55.0）10-3之间，计算时

16、一般取K=3.610-3；v设计风速D吹程，单位km风向与水域中线（或坝轴线的法线）方向的夹角。安全加高，m，根据坝的等级和运用情况，按表1-1确定。 安全加高 （单位：m）运用情况坝的级别、正常1.51.00.70.5非常0.70.50.40.3两种情况计算成果如下设计情况校核情况上游静水位(m）113.1113.5河底高程(m）68坝前水深(m)45.145.5上游坡率3上游糙率0.0250.025风速(m）10*1.810吹程(m）8平均波高(m）0.6906490.358410波浪爬高1.9572380.951334波浪壅高0.0035760.003559安全加高10.5坝顶高程116

17、.0608114.9549坝顶高程取正常运行和非正常运行中较大值，取116.2m可满足要求（2）坝顶宽度坝顶宽度应满足交通要求、施工条件、防汛抢险等要求，坝顶宽度取10m，B=10mH0.5（3）上下游坡度的确定 因最大坝高约116.20-68.00=48.20m,故采用上级坝坡二级变坡，下游三级坝坡。 （1）上游坝坡：从坝顶至坝踵依次为13； 13.5。 （2）下游坝坡：从坝顶至坝趾依次为12.5；13，13.25。 （3）马道：第一级马道高程为85，第二级马道高程100m，马道宽度取2.0m。（4）心墙的断面尺寸墙顶部宽度：一般不小于3m，可取5m。心墙顶部高程：心墙顶部高程以设计水位加0

18、.6m超高并高于校核水位，取113.7m，上部留有2.5m的保护层厚度。心墙两侧坡度：可取1:0.15-1:0.3，取1:0.2心墙的位置：位于坝中心线，心墙底部设齿墙，与不透水层相接5.3坝体排水设施布置采用堆石棱柱体排水，棱柱体顶面高程应高出下游最高水位1m，取75.5m,堆石棱体坡取1:1.5，外坡取1:2.0，坝顶取2.0m。5.4土坝渗流计算和分析1）渗流计算的基本假定 （1）心墙采用粘土料，渗透系数k=10-6cm/s，坝壳采用砂土料，渗透系数，k=10-2cm/s两者相差倍，可以把粘土心墙看作相对不透水层，因此计算时可以不考虑上游坝壳损失的水头作用。下游设有棱体排水，可近似的假设

19、浸润线的逸出点为下游水位与堆石棱体坡的交点。下游坝壳的浸润线也较平缓，接近水平，水头主要在心墙部位损失。 （2）土体中渗流流速不大且处于层流状态，渗流服从达西定律，即平均流速v等于渗透系数K与渗透比降i的乘积，v=Ki。 （3）发生渗流量时土体孔隙尺寸不变，饱和度不变，渗流为连续的。 2）渗流计算条件 渗流计算应考虑如下组合，取其最不利者作为控制条件：1）上游正常高水位，下游相应的最低水位；2）上游设计或校核洪水水位，分别相应的下游水位。计算设计洪水位113.10m，相应下游的最低水位72.65。 3）渗流分析的方法采用水力学法进行土石坝渗流计算，以下公式来自水利计算手册（2006，第二版）。

20、 q为渗流量将心墙看作等厚的矩形，则其平均宽度为： T=5mH1=113.1-68=45.1mH2=72.65-68=4.65 ms=d=(116.2-100)*2.5+(100-85)*3+(85-75.5)*3.25-(75.5-72.65)*1.5-(13.74-10)/2=110.23mk1=10-5m/s k2=10-8m/s k3=10-6m/s联立前面两式得h=7.22m ,q=8.59*10-7m2/s浸润线方程=0.060x5.5坝坡稳定计算（只作下游坡一个滑弧面的计算）采用“瑞典圆弧法”进行计算(1)计算工况：上游设计水位+下游相应水位(2)计算容：确定下游坝坡的最小抗滑稳

21、定系数，判断处理的坡面是否满足要求(3)滑弧面的选择：滑动面的起点在坝顶、与心墙相交、与坝基接近或切入坝基、端点在坝坡脚附近。圆弧半径尽量选择为整数。(4)荷载计算：土坝坝体自重浸润线以上按湿容重计算，在浸润线以下、下游水面线以上的土体按饱和容重计算，在下游水位以下的土体，按浮容重计算。圆弧半径为R=140m，对滑动面上土体进行分条编号：坝顶向下依次为1，2，3，为简化分析，现只考虑自重荷载。对如图44，所示的坝坡，以i土条为例，其自重，式中为土条面积，为土体容重。自重在滑动面上的切向分力起促滑作用，法向分力在滑动面上产生摩擦力，起抗滑作用。式中为土条底部中点所在半径与铅直线的夹角，是土条在滑

22、动面处的摩擦角。在滑动面上总滑动力为，总抗滑力为由于坝体中渗流量q很小，所以不考虑孔隙水压力。计算结果如表3-4所示：坝坡稳定计算表土条编号自重Wi(kN)角度isinicosiWi*sini(kN)Wi*cosi(kN)Wicositan(kN)Li(m)Li*ci1885.83410.656 0.755 581.154 668.541 256.4913.36 317.025403.83350.574 0.819 3099.507 4426.554 1788.32826.77 200.837334.67280.469 0.883 3443.420 6476.132 2616.35724.56

23、 184.2048248.46190.326 0.946 2685.436 7799.073 3150.82623.20 174.0 58370.61110.191 0.982 1597.188 8216.818 3319.59526.09 195.764211.4840.070 0.998 293.778 4201.223 2940.85617.99 0.072529.97-3-0.05 0.999 -132.408 2526.502 1768.55128.31 0.011568.075158411071.7（5）稳定分析碾压式土石坝设计规规定的坝坡抗滑稳定的最小安全系数如表3-5所示：表3

24、-5坝坡抗滑稳定最小安全系数运用条件工程等级1234、5正常运用条件1.301.251.201.15非常运用条件一1.201.151.101.05非常运用条件二1.101.051.051.00 本设计中K=1.462 K=1.25,安全系数满足要求。坝的稳定安全系数偏大，但是鉴于各种因素考虑不全，实际安全系数可能要小些，故而不改变坝坡5.6地基的处理1） 地基处理（1）河槽处：水流常年冲刷，基岩裸露，抗风化能力强，岩石的渗水率很小，多为0.0010.010升/分，故只需清除覆盖层即可，挖至基岩即可。（2）右岸河滩：覆盖层和坡积层相对较厚，岩层裂隙较为发育，拟采用局部帷幕灌浆，同时进行压实，加固

25、地基。（3）左岸山体：五通砂岩特别破碎，产状零乱，可采取适当挖除的措施。2）坝体与地基的连接（1）主河槽部位：基岩透水率很小，能达到渗流控制的要求，采用在心墙底端局部加厚的方式与地基相连。（2）右岸河滩：坡积层、覆盖层较发育，岩层十分破碎，隐裂隙发育，故采用截水槽的方式与基岩相连。3）坝体与岸坡的连接左坝肩到左滩地，坡积层、风化层需彻底清除，左岸坡上修建混凝土齿墙与岸坡相连接，岸坡较陡，开挖时基本与基岩大致平行。开挖角不能太大。六、正槽式溢洪道设计6.1溢洪道路线选择和平面位置的确定主要考虑：地形、地质条件，枢纽总体布置等因素。（1）地形条件一般来讲，溢洪道的水流入口应位于水流流畅处，并与土石

26、坝保持一定的距离，避免横向水流对土石坝坝坡的冲刷影响，有利于坝的安全。利用垭口，有利于减少开挖工程量。本工程正好有一个符合上述条件的垭口，故在此处进行溢洪道布置。溢洪道的水流出口处，应与坝脚或下游其它建筑物保持一定的距离，避免水流冲刷以及水流波动的影响。（2）地质条件应将溢洪道尽量修建在岩基上，并力求溢洪道两岸山坡稳定。本工程垭口处覆盖层较薄，地质条件较好，两岸山体整体稳定，符合上述要求。（3）枢纽总体布置应考虑与枢纽各建筑物在总体布置上的协调。入流、出流对枢纽其他建筑物的干扰。 6.2 溢洪道的孔口尺寸确定（1）堰型选择溢洪道溢流堰可采用WES型实用堰，也可采用宽顶堰。本工程拟采用WES型实

27、用堰。（2）堰顶高程根据设计资料给出，堰顶高程为107.5m。（3）溢流前缘宽度L：分别按设计情况和校核情况进行估算。计算情况上游水位（m）下泄最大流量(m3/s)相应的下游水位(m)设计113.10134072.65校核113.50166074.30，q为单宽流量m为流量系数，在设计水头下取为0.502；为设计水头。计算结果如表4-1表4-1 溢流前缘宽度计算计算情况上游水位泄量堰上水头流量系数单宽流量溢流前缘宽度H0(m)Q (m3/s)H0 (m)mq(m2/s)L(m)设计情况113.18405.60.50229.4528.52校核情况113.513406.00.50232.6641.

28、02由此可计算得溢流前缘宽度为41.02m。（4）单孔宽度b的确定孔数n取为整数。b=L/n。b应为整数。选择5孔，则单孔宽为8.204m，取单孔宽为9m。（5）闸门可采用弧形闸门或平板闸门。本设计中选用平板闸门。闸门顶部高程为正常高水位+安全超高=113.1+0.5=113.6根据水利水电工程钢闸门设计规SL74-95，闸门尺寸取为9m6.5m（宽高），宽高比为9/6.5=1.38，满足按规规定的露顶式闸门宽高比（1.01.5）。（6）闸墩根据溢流堰的构造要求，闸室中墩宽度取为2.5m，中墩分缝，边墩宽度取为3m，由此计算可得溢流堰宽B：6.3溢洪道泄槽设计(1)泄槽的平面布置 泄槽在平面布

29、置上，沿水流方向呈直线、等宽、对称布置，这样可使水流平顺、结构简单、施工方便。避免弯道或断面尺寸的变化，以防止高速泄流引起的波动、掺气、空蚀等现象。(2)泄槽的纵断面底坡泄槽纵断面的布置与地形、地质条件关系密切。泄槽底坡尽可能采用单一的坡度，一坡到底，且满足，保证泄槽中的水流流态为急流。由地形地质平面图上量得堰顶到下游74.30m高程处的水平距离为108m，高差为33.20m，故从堰顶到下游水面连一直线，直线的斜率大约等于0.3。为减少挖方，初步拟定泄槽坡率i=0.3。泄槽衬砌初拟选用石灰浆砌块石水泥浆勾缝型式，查阅有关文献，浆砌块石糙率一般为0.025。取，近似计算临界水深q=1340/45

30、=29.78m故其临界底坡：验算坡度(3)泄槽的断面尺寸 溢洪道处于岩基，可采用矩形或接近矩形的断面，使流量和流速分布都比较均匀，对下游消能有利。本设计采用矩形断面宽b=70m，长L约为82m。(4)边墙高度的确定边墙的高度采用推求水面线的方法确定。泄槽水面线根据能量方程，用分段求和法计算，计算公式如下：式中，为分段长度，m；、分别为分段始末断面水深，m；、分别为分段始末断面平均流速，m/s；、分别为流速分布不均匀系数，取1.05；为泄槽底坡的倾角；i为泄槽底坡，i=tan；为分段平均摩阻坡降；n为泄槽槽身糙率系数，可查相应规；为分段平均流速，m/s；为分段平均水力半径，m；按溢洪道设计规SL

31、253-2000，泄槽段起始断面水深小于，计算公式为：q为计算断面以上单宽流量，m2/s;为计算断面以上总水头，m；起始计算断面流速系数，取0.95；计算得到=2.04 m本设计计算简图如图4-1。计算采用校核洪水情况，按水深进行分段，用上述方法计算泄槽水面线。图4-1 水面线计算简图计算结果如下表所示：水面线计算成果1断面ARvmm2mm/sm/s1-12.04142.82.049.3837542-21.81261.810.6349210.009343-31.61121.611.9642911.29964-41.4981.413.6734712.818885-51.3911.314.7252

32、714.199376-61.2841.215.9523815.338837-71.1771.117.402616.677498-8170119.1428618.27273水面线计算成果表2断面R nJ i-J LLmmm1-10.0252-21.920.0250.026240.273763.663.663-31.70.0250.0393320.2606684.888.544-41.50.0250.0598120.2401887.9816.525-51.350.0250.0844580.2155426.1222.646-61.250.0250.1092070.1907938.6931.337-7

33、1.150.0250.1442820.15571813.4444.778-81.050.0250.1955390.10446124.6069.37(5)边墙高度的确定： 根据上述计算结果，考虑掺气水深h、安全超高h来确定。根据溢洪道设计规SL253-2000，泄槽段水流掺气水深h可按下式计算：h为泄槽计算断面水深，m；v为不掺气情况下的泄槽计算断面流速；为修正系数，可取1.01.4s/m；本设计取1.0s/m。溢洪道设计规SL253-2000规定，泄槽段边墙高度，应根据计入波动及掺气后的水面线，再加上0.51.5m的超高。本设计中安全超高h取0.5m。边墙高度计算结果如表4-3：表4-3 边墙

34、高度计算断面泄槽计算断面水深hv掺气水深h安全超高h边墙高度mm/smmm1-12.049.3837540.1914290.52.7314292-21.810.634920.1914290.52.4914293-31.611.964290.1914290.52.2914294-41.413.673470.1914290.52.0914295-51.314.725270.1914290.51.9914296-61.215.952380.1914290.51.8914297-71.117.40260.1914290.51.7914298-8119.142860.1914290.51.6914296

35、.4溢洪道消能设计本枢纽溢洪道处于岩基上，可采用挑流消能。(1)挑流鼻坎型式选用结构简单、施工方便、鼻坎上水流平顺、挑距较远、应用广泛的连续式鼻坎。鼻坎挑角。鼻坎高程高出下游最高水位（设计时72.65m、校核时74.30m）12m，取76.00m，反弧半径R=12m。(2)水舌挑射距离计算式中：L为水舌挑距，m；为坎顶水面流速, m/s，按鼻坎处平均流速v的1.1倍；取20.1m/s为坎顶垂直方向水深，m，；取0.958m为坎顶至河床面高差，m,计算得L=43.48m (3)冲刷坑深度的计算（由河床表面至坑底）式中：为水垫厚度，自水面算至坑底，m；为冲坑深度，m；q为单宽流量，m2/s；q=1

36、340/70=19.14 m2/sH为上下游水位差，m；113.5-74.3=39.2m下游水深，m；为冲坑系数，坚硬完整的基岩，坚硬但完整性较差的基岩，软弱破碎、裂隙发育的基岩。此工程下游河床存在破碎带和一假想逆断层，岩层裂隙发育，所以取。冲坑计算结果见表4-5。表4-5 冲刷坑深度计算结果计算情况Z上（m）Z下（m）H（m) (m)校核水位113.5074.3039.201.720.439.318.619.31(4)安全验算6.5溢洪道细部结构设计(1)WES型实用堰 根据溢洪道设计规SL253-2000，WES实用堰堰顶上游曲线采用三段圆弧，上游堰面铅直，下游为幂曲线。如图4-2所示：溢

37、流面由顶部曲线段、中间直线段和反弧段三部分组成。设计要求：有较高的流量系数，泄流能力大；水流平顺，不产生不利的负压和空蚀破坏；体形简单、造价低、便于施工等。1)确定定型设计水头堰顶高程=108m；校核洪水位=116m；最大堰上水头=113.5-107.5=6m；定型设计水头：=（0.650.85）=（0.650.85）6=3.9m5.1m取=5m。R1=0.5Hd=0.55=2.5m,c1=0.175Hd=0.1755=0.875 mR2=0.2Hd=0.25=1 m,c2=0.276 Hd=0.2765=1.38mR1=0.04Hd=0.045 =0.2m,c1=0.2818 Hd=0.28

38、185=1. 409m下游段满足方程：并取直线CD的坡度为0.75计算反弧段半径 R=（0.250.5）（Hd+zmax）上下游水位差为zmax=39.2m故R=（0.250.5）（Hd+zmax）=（0.250.5）（5+39.2）=11.0522.1m故取半径为15mWES溢流堰堰顶曲线(2)其他构造设计包括衬砌、排水、止水和分缝。泄槽位于岩基上，且水流流速较大，选用石灰浆砌块石水泥浆勾缝型式。衬砌纵向接缝采用平接缝，沿水流向横缝采用搭接型式。纵横向分缝距离分别取为10m、20m，缝下设纵横向排水沟，并设有铜片止水装置，在排水沟顶面铺沥青麻片，以防止施工时水泥浆或运用时泥沙堵塞排水沟，各横向排水沟的水流应通过泄槽两侧的纵向排水沟排往下游，纵向排水管设置两排，以保证排水通畅。七、设计成果1、设计说明书（含计算）一份2、设计图纸三（1）平面布置图（2）枢纽下游展视图和溢洪道坡面图（3）土坝典型断面图和溢洪道细节部分