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1、. . . . . . . 目目 录录 第一章第一章 调洪演算调洪演算1 1 第二章第二章 非溢流坝设计计算非溢流坝设计计算 8 8 2.1 坝高的计算8 2.2 坝挡水坝段的稳定及应力分析 8 第三章第三章 溢流坝设计计算溢流坝设计计算1515 3.1 堰面曲线 15 3.2 中部直线段设计 16 3.3 下游消能设计 16 3.4 水力校核 18 3.5 WES 堰面水面线计算20 第四章第四章 放空坝段设计计算放空坝段设计计算2323 4.1 放空计算 23 4.2 下游消能防冲计算 24 4.3 水力校核 25 4.4 水面线计算 27 第五章第五章 电站坝段设计计算电站坝段设计计算2
2、929 5.1 基本尺寸拟订 29 第六章第六章 施工导流计算施工导流计算3232 6.1 河床束窄度 32 6.2 一期围堰计算 32 6.2 二期围堰高程的确定 33 附录一 经济剖面选择输入及输出数据36 附录二 坝体的稳定应力计算输入输出数据41 附录三 调洪演算源程序及输入数据52 . . . . . . . 第一章第一章 调洪演算调洪演算 （1）基本资料 水位-容积曲线（见蓝图） ； 实测洪水过程线（见蓝图） ； 各类型洪峰值（见 2.2.3 节） 正常（设计）洪水重现期 1000500 年 对应频率：0.1%0.2% 非常（校核）洪水重现期 50002000 年 对应频率：0.0
3、2%0.05% （2）限制条件 起调水位:175.8m，对应流量 824.7m3/s； 参加泄洪的不包括放空流量,要求计入发电的流量； 最大的下泄流量不得大于安全泄量,设计和校核分别为 2000m3/s 2500m3/s； （3）设计和校核洪水过程线的推求 设计洪水过程线取频率为 0.1%的洪水，期洪峰 4750m3/s；校核洪水过程线取 0.02%，对应洪水期洪峰 5600m3/s。利用按峰控制的同倍比放大法对典型洪水放大得 设计校核洪水过程线。 设计洪水放大系数：；48 . 1 3220 4750 Q Q K m mp Q 校核洪水放大系数：；74 . 1 3220 5600 Q Q K
4、m mp Q 可得设计和校核洪水过程线如图 1-2 所示 （4）演算方案拟订 泄洪方式:采用表孔式泄洪； 拟订演算方案（闸孔宽度和数量） 取允许单宽流量:q=70 m3/s; 溢流前净宽:m71.35 70 2500 q Q L 防 堰上水深 H0根据公式推求 2/3 Hg2mq 2/3 0 H8 . 9248 . 0 70 则 H0=10.28m 图 1-1 溢流堰顶形式 . . . . . . . 堰顶高程 Z 堰顶=Z 限-H0=181.20-10.28=170.92m 闸门高 h=Z 正常- Z 堰顶=178.00-170.92=7.08m取 7 米 根据以上基本尺寸现拟订两个方案:
5、b=11mn=3堰顶高程 170.92 b=12mn=3堰顶高程 170.92 （5）计算工况 计算工况分为校核和设计两种。 （6）计算方法 计算方法：试算法。 由于试算过于复杂且均为重复性计算，考虑用电算。 （7）调洪演算试算法过程 根据库容曲线 Z-V(见蓝图)，的拟订的泄洪建筑物形式、尺寸，用水力学公式确定算 Q-Z 关系为; 2/3 2 HgBmq 分析确定调洪开始时的起始条件，即起调流量 824.7m3/s; 利用水量平衡式和蓄泄曲线，按试算法列表解算各是段时段末的 q2、V2。即求解满足方 程式 2 3 12 2121 2 22 HgBmq VVt qq t QQ 所对应的 q2、
6、V2； 将入库洪水 Q-t 和计算的 q-t 点绘在一图纸上，二者的交点即为所求的下泄洪水流量 最大值 qm； 根据公式即可求得此时对应的水头 H 和上游水位 Z。 2/3 2 HgBmq （8）计算及其结果 根据上面的计算方法，编写程序 TBD，编写语言为 c。源代码及输入数据见附录三 将计算结果列于下： . . . . . . . 计算工况：设计情况下，3 孔，每孔 11 米。 表表 1-11-1 调洪演算表一调洪演算表一 可知最大下泄流量出现在 70-75h 之间，用直线插法计算得最大下泄流量为 1900.3m3/s,考虑电站的下泄流量为 qmax=1900.3+24000.7=2068
7、.3 m3/s2000 m3/s， 不满足安全下泄流量的要求。 . . . . . . . 计算工况：校核情况下，3 孔，每孔 11 米。 表表 1-21-2 调洪演算表二调洪演算表二 可知最大下泄流量出现在 70-75h 之间，用直线插法计算得最大下泄流量为 . . . . . . . 2164.3m3/s,考虑电站的下泄流量为 qmax=2164.3+24000.7=2332.3m3/s2500 m3/s，满 足安全下泄流量的要求。 计算工况：设计情况下，3 孔，每孔 12 米。 表表 1-31-3 调洪演算表三调洪演算表三 可知最大下泄流量出现在 70-75h 之间，用直线插法计算得最大
8、下泄流量为 . . . . . . . 1830.84m3/s,考虑电站的下泄流量为 qmax=1830.84+24000.7=1998.84m3/s2000 m3/s，满足安全下泄流量的要求。 计算工况：校核情况下，3 孔，每孔 12 米。 表表 1-41-4 调洪演算表四调洪演算表四 可知最大下泄流量出现在 75-80h 之间，用直线插法计算得最大下泄流量为 . . . . . . . 2110.66m3/s,考虑电站的下泄流量为 qmax=2110.66+24000.7=2278.66m3/s2500 m3/s， 满足安全下泄流量的要求。 （7）调洪演算结果及其分析 将上述结果整理为下表
9、 表表 1-51-5 调洪演算成果调洪演算成果 方案孔宽(m)起调流量类型 qmax(m3/s)vmax(m3)zmax(m) qmax+q电 校核 2110.6615.6180.132278.66 方案一 36804.51 设计 1830.8415.1179.31998.84 校核 2164.316.2180.742332.3 方案二 33979.55 设计 1900.315.45179.842068.3 图4-2 洪水过程线 1 2 3 4 5 典型洪水过程线 2/3-设计/较核洪水来水过程线 4/5-设计/较核洪水下泄过程线 25304045 图 1-2 洪水过程线 1-典型洪水过程线
10、2/3-设计/校核洪水来水过程线 4/5-设计/校核下泄洪水过程线 在考虑设计和校核允许下泄流量的情况下,只有方案二方能满足限制条件，选用该方 案，即 3 个孔,每孔 12 米的方案。 并绘制该工况下的洪水过程线如图 1-2 所示。 . . . . . . . 第二章第二章 非溢流坝设计计算非溢流坝设计计算 2.12.1 坝高的计算坝高的计算 坝顶高出静水面 h=2h1+h0+hc 2h1波浪高度 校核时，V=15m/s2h1=0.0166V5/4D1/3=0.0166155/431/3=0.71m 设计时，V=30m/s2h1=0.0166V5/4D1/3=0.0166305/431/3=1
11、.68m h0波浪中心线高出静水位高度 校核时，2L1=10.4(2h1)0.8=10.41.710.8=7.91m m20 . 0 L2 h4 h 1 2 1 0 设计时，2L1=10.4(2h1)0.8=10.41.680.8=15.75m m56 . 0 L2 h4 h 1 2 1 0 hc安全超高，根据坝的等级为 一等知：校核时，hc=0.4m；设计时， hc=0.5m。 由以上可得坝顶超高为： 校核时 h=2h1+h0+hc=0.71+0.2+0.4=1.31m 设计时 h=2h1+h0+hc=1.68+0.56+0.5=2.74m 则 确定坝顶高程为： 校核时 Z坝顶=180.13
12、+1.31=181.44m 设计时 Z坝顶=179.3+2.74=182.04m 取其者即 182.04m,作为坝顶高程（如图 2-1 所示） 。 182.04 151.00 136.00 校180.13 设179.3 图 2-1 非溢流坝形式 . . . . . . . 2.22.2 坝挡水坝段的稳定及应力分析坝挡水坝段的稳定及应力分析 2.2.12.2.1 手算部分（单位：吨手算部分（单位：吨米）米） （1）基本原理及计算公式 抗滑稳定分析主要就是核算坝体沿坝基面或地基深层软弱结构面抗滑稳定的安全 度。主要计算方法有两种：抗剪断强度公式（Ksh）抗剪强度公式（Ksl） 。此工程属于大 （一
13、）型工程，因此采用抗剪断强度公式。 抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数为： K= H AcUVf)( 式中 f抗剪断摩擦系数； c抗剪断凝聚力；KN/m2 A滑动面面积；m2 U作用于滑动面上的扬压力； H作用于滑动面上坝体的力在水平方向的投影的代数和； V作用于滑动面上坝体的力在垂直方向的投影的代数和。 设计的坝体断面需要满足规定的应力条件：在基本荷载组合下，重力坝坝基面的最 大垂直正应力应小于坝基允许压应力，最小垂直正应力应大于零；对于坝体应力，在基 本荷载组合下，下游面最大主压应力不大于混凝土的允许压应力值，上游面的最小主压 应力应大于零。 . . . . . . . W P1 P2 P3 P4 P5 P6 U 水平力 垂 直 力 力矩 123 1 2 1 2 图 2-2 坝体荷载示意图 （2）计算工况 在这里分两种工况进行计算：设计洪水位+扬压力；设计洪水为+扬压力。 （3）基本资料 坝基高程：Zj=136坝顶高程：Zd=182.04坝顶宽度：B=6 上游折坡点：Zuz=151坡度：n=0.2 下游折坡点：Zdz=172.67坡度：m=0.7 淤沙高程：Zs=151.5 水的容重：0=1混凝土容重：c=2.4泥沙浮容重：s=0.4 排水管距上游坝面距离：Lp=9.5渗透折减系数：=0.3 设计时，浪高
