泵站穿堤涵计算书泵站穿堤涵计算书一、根本资料1、防洪标准：设计洪水标准为30年一遇，校核洪水标准为101年一遇 2、设计引水流量：Q=5.5m3/s3、土坝设计资料：坝顶宽8.0米，迎水坡边坡系数1:3.0，背水坡边坡系数1:3.04、涵洞进、出口高程确实定：进口底高程114.5m，出口高程为114.34m 5、水泵设计扬程：4.21m特征水位 最高水位 设计水位 进水池 最高运行水位 最低运行水位 平均水位 校核水位 防洪水位 出水池 设计水位 最高运行水位 最低运行水位 平均水位二、工程总体布置该泄水涵洞工程位于东风民主堤9+700处主要由泄水涵洞、闸室段、出口U型槽和海漫段组成1、泄水涵洞：涵洞按无压流短洞设计，孔径尺寸为1.8×1.8m， 1孔；涵洞总长40m，分为4节，每节10m；涵洞纵坡为1/250；涵洞型式为钢筋砼箱形构造，壁厚0.5m2、闸室段：闸室段长8m，闸孔尺寸为1.8×1.8m， 1孔，闸底板1.0m厚，顺水流方向两端设齿墙，设检修闸门一道工作桥桥面高程为120.90 m为防止闸门出现故障时洪水倒灌，工作桥下设竖井，竖井顶高程与工作桥齐平，交通桥为连接工作桥与堤顶而设置。
交通桥与工作桥四周侧均设置1m高的钢筋栏杆115.43 115.11 115.43 113.80 115.11 119.57 118.8 118.01 118.8 117.26 118.01 3、出口U型槽：出口为钢筋砼U型槽消力池，底板厚0.8m，池长13.0m，池深1.0m，出口接海漫长25m4、海漫：U型槽出口与海漫干脆连接，干砌石护坡、护底，厚度30cm，下设20cm的碎石垫层、10cm的粗砂垫层和一层无纺布 三、水力计算 1、计算内容：过流实力计算和消能防冲设计 2、计算工况：涵洞过流实力计算采纳的是上游设计水位，下游最高运行水位〔防洪水位〕，即上下游水位差最小时计算出的孔口尺寸能满意任何工况下过流实力；消能防冲计算采纳上下游最大水位差工况，即上游采纳最高水位，下游采纳最低水位进展计算，此时对消能防冲要求是最高的3、过流实力计算确定条件：上游水位：115.11m下游水位：118.80m 水泵扬程：4.21m 进水口孔数：4孔 孔口直径：0.8m 进口洞底高程：114.5m 出口洞底高程：114.34m设计流量：5.5m3/s拟定洞高：本工程采纳洞高D=1.8m，其理由是1.8m洞高便于施工及检修涵洞。
流态判别：上游水深：H=上游水位+水泵扬程-进口洞底高程=115.11+4.21-114.5=4.82m下游水深：h=下游水位-出口洞底高程=118.80-114.34=4.46m 洞高：D=1.8m H/D=4.82/1.8=2.67>1.5 h/D=4.46/1.8=2.48>1为沉没压力流过流实力计算：a. 计算参数：进口水头损失系数：ξ1=0.2拦污栅损失系数：ξ2=0.3 闸门槽损失系数：ξ3=0.1 出口损失系数：ξ4=1进口渐变段损失系数：ξ5=0 出口渐变段损失系数：ξ6=0.5总水头损失系数：Σξ=ξ1+ξ2+ξ3+ξ4+ξ5+ξ6=0.2+0.3+0.1+1+0+0.5 =2.1洞长：L=40m纵坡坡度：i=(进口洞底高程-出口洞底高程)/洞长=(114.5-114.34)/40=0.004糙率：n=0.014上游行进流速：V=设计流量/〔进水口孔数×进水口面积〕 =5.5/(4×3.41×0.82/4)=2.74m/sb. 洞宽计算：拟定洞宽：B=1.8m洞身过水断面面积：A=BD=1.8×1.8=3.24m2湿周：χ=2B+2D=2×1.8+2×1.8=7.2m 水力半径：R=A/χ=3.24/7.2=0.45m 谢才系数：C=1nR1/6=10.014×0.45=62.53 =2.1?12?9.81?4062.53?0.452流量系数：m3=1??包括行进流速的进口水深：HO=H+?V?2gLCR2=0.6322g=4.82+2.7422?9.81=5.20m核算过流实力：Q=m32g?Ho?iL?h? =0.63×2?9.81??5.20?0.004?40?4.46? =8.54m3/s>5.5 m3/s，满意设计流量要求。
考虑到工程修理及管理便利，选定孔口为1.8m×1.8m4、消能防冲设计确定条件：上游水位：115.43m下游水位：115m 水泵扬程：5.96m 进水口孔数：4孔 孔口直径：0.8m 进口洞底高程：114.5m 出口洞底高程：114.34m设计流量：5.5m3/s过闸单宽流量：q=设计流量/孔宽=5.5/1.8=3.06 m3/s/m 上游行进流速：V=设计流量/〔进水口孔数×进水口面积〕 =5.5/(4×3.41×0.82/4)=2.74m/s上游水深：H=上游水位+水泵扬程-进口洞底高程=115.43+5.96-114.5=6.89m上游总能头To计算：考虑最危急状况即最大水头和上游流速水头及坡高作为消能计算的上游总能头To=H+?V2g2+iL=6.89+2.7422?9.812c+0.004×40=7.81m?q23收缩水深hc计算：计算公式：h?Toh?其中hC—收缩水深(m)；3c2g??0 To—由消力池底板顶面算起的总势能(7.81m)； q—过闸单宽流量(3.06m3/s/m)； φ—流速系数(0.95)。
经电子表格Excel试算得收缩水深hc=0.26m跃后水深hc”计算及消能防冲判别：在判别是否设消能设施时，采纳b1=b2, 2?hc?8?q???hc?1??1?32?ghc??? 2?0.26?8?1?3.05=?1? ?1?32?9.81?0.4??? =2.58m>0.66m,需设消力池消力池深度计算：消力池水平段首端底宽b1采纳与洞宽相等，即b1=1.8m，末端宽b2采纳与下游渠底宽相等，即b2=5.4ma. 第一次池深计算：2??bhc?8?q1??1跃后水深：hc????1??3?b2?ghc????2????0.25 2??1.8?0.250.27?8?1?3.05?1??= ?1??32?5.49.81?0.4????? =1.94m临界水深：hk=3q2g?33.0629.81=0.68m因hs1.3满意条件 = 24?0.4525.17?19.8?3.665、海漫及防冲槽设计 海漫长度计算消力池末端单宽流量：qs=Q/b2=5.5/5.4=1.02 m3/(m·s) 上游总能头：T0=8.31m 计算系数：Ks=13海漫长度：Lp=KsqsT0=13×1.02?8.31=22.3m 设计取海漫长度为25m。
海漫末端渠槽冲刷深度及防冲槽深度计算 海漫末端单宽流量：qm=5.5/5.4==1.02 m3/(m·s) 渠槽允许不冲刷深度：[v0]=0.6 冲刷深度：dm=1.1 四、防渗设计qm?v0?-hm=1.1?1.020.6?0.66=1.21m1、确定条件：计算工况：采纳下游最高水位，上游最低水位为限制工况 上游水位：113.8m 下游水位：119.57m 渗径系数：C=5实际透水层深度：T=15m地下轮廓线水平投影长度：LO=83.7m 地下轮廓线垂直投影长度：S0=4.2m 2、防渗长度计算： 计算方法：渗径系数法防渗长度：L=CΔH=5×(119.57-113.8)=28.85m5地基有效深度：Te=0.5L0=0.5×83.7=41.85m>T=15m 故按实际透水层深度T=9.5m进展计算 c. 简化地下轮廓将地下轮廓划分成19段，如下图12345678910111213141516171819d. 计算阻力系数1) 进口段将齿墙简化为短板桩 板桩打入深度：0.52m 铺盖厚度：0.48m S1=0.52+0.48=1m T1=14.23m S2=0.52m T2=13.75?S1进口段阻力系数：ξ01=[1.5×??T?1????3/2S2???] +0.441]+[lnctg?1??4?T2??23/2???1? =[1.5×???14.23?+0.441]+[2?lnctg??0.52?1???4?13.75?] =0.51 2) 进口倾斜段 S1=0.52m T1=13.75m S2=1.02m T2=11.101m 共5页: 上一页12345下一页Lx=7.5m Lx?0.73?T1?T2???T2?T1?S1?T1?进口倾斜段阻力系数：ξs=S2??T2??lnT2T11.02??11.101?7.5?0.73?13.75?11.101???0.52?13.75? = =0.59 3) 齿墙垂直段 S1=1.02m T1=11.101m S2=0.5m T2=11.46m齿墙垂直段阻力系数：ξy1=211.101?13.75ln11.10113.75?2lnctg??S?2S????1?2? ?1?1?+lnctg4?T1?4?T2?????? =?lnctg??1.02??1??4?11.101?+2?lnctg??0.5??1??4?11.46? =0.12 4) 泵房底板水平段 S1=S2=0.5m L1=10.2m T=11.46m 泵房底板水平段阻力系数：ξx1= =5) 齿墙段 S1=0.5m T1=11.46m S2=1.2m T2=13.75m L1?0.7?S1?S2?T=0.8310.2?0.7??0.5?0.5?11.46齿墙垂直段阻力系数：ξy2=2?2lnctg??S?2S????1?2? ?1?1?+lnctg4?T1?4?T2?????? =?lnctg??0.5??1??4?11.46?+2?lnctg??1.2??1??4?13.75? =0.13 6) 铺盖水平段1 S1=S2=0.3m L1=10m T=13.75m 铺盖水平段1阻力系数：ξx2=L1?0.7?S1?S2?T=0.69 =7) 齿墙垂直段1 S1=0.5m T1=13.75m S2=0.3m T2=14.5m 齿墙垂直段1阻力系数：ξy3=210?0.7??0.3?0.3?13.752?lnctg??S?2S????1?2? ?1?1?+lnctg4?T1?4?T2?????? =?lnctg??0.5?1???4?11.46?+2?lnctg??1.2?1???4?13.75? =0.04 8) 铺盖水平段2 S1=S2=0.3m L1=10m。