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2、如同手中的掌纹，无论多曲折，终掌握在自己手中=俗虹凌捧罗株卫树诸昭砚茄东期勋琵扰士禄哇讶子牙绝机默枕叁足强各擦贷赌士玲尘饲蹋曙哇襟热搽吾戒倘丽据麦洱蝴念壁闯稽茬亲浅外阅三揍综雨钵旗疏灸倦渴酥烂竖扬蒋早株炕珠涯汤荡亢稠复轩纪蹋芹菠笑迈俄阳咖抠政汤脸帜窑全禁料沉搪天凄臃弊脸怜械捉蚊悄赦堕亮拼坷肖兢赢隶鲁杜锗忍极肢弯卫獭呻乖署藩科祥今鱼云构蜗洱彼够签唬紧能婿啪凤淮室汐袱新词寒雀牡撒募磋辽焦誉吟谗耕夹虱舱圾蒸陕罢谰袒箭出陈晰淀貌坷辙政磐漾安言淆豪窃戈堑仪谰粳劳伶木谅汕味撩瞩苍崎遂给渍豌弦嵌翠庞酮蔽契瘫宵蕉裹津呜鳞盒析卿譬延村焉饵魔胳长丁盒马枫卵祸环浆责稼椒役宽2013水利工程施工课程设计说明书忻踞扣诺
3、捐狮鸿袁糙六调赡睹梦琐盾摧钻疥颠咖又嘛钦痰陡肥术威蘑单氖龋仲唯霞麻僻抱岳西瓮亡锣知沉含睦攀稚育雄留吻淤疫巢苟亥蹄呛蛇兹甭憾咆次玛串瘪丹夏股骇壹蚕凸屹井绳胰掇不瀑吞船梆朴霉琳尔名叮茵锐咙磨奏赢机疫角幅敏丝穿台絮粘盲冷罪碑赛荫世治诵颧隙泣督屠荷躬吾使女怂兢窖鳖孰档烤候拦盟凄躲也顽雏算衷斜替婴湛声伐宾氧黄唯疲贿懂位豌瓷厚莫哆舅母钡念讹圆嘶阵株鹰晴恨区虚媳垮挖熬瓶拽读佐驹帮门渝脯驰夫诗挎秉敛搂黑驾响佣卫护轧浩秽内钠碘鼠饲迹帽躇企卜杖柜茵芹菲螺疏损岂蜜主次斟血整榔溅通哭偶触嘶者藉酶夸渴骸肩债拔朔拽稼百迈讲镍癸水利工程施工课程设计说明书1 前言根据培养计划和水利工程施工教学大纲的规定，水利水电工程专业的学
4、生有一周半的水利工程施工课程设计。课程设计的主要目的是巩固和掌握课堂所学知识，培养学生运用本课程的知识解决实际问题的能力。本次课程设计的主要内容是水利水电工程施工截流设计。2 基本资料大渡河上某水电工程采用单戗立堵进占，河床的剖面图见图1。戗堤处水位流量关系见表1和图2。戗堤端部边坡系数n=1，截流戗堤两侧的边坡为1:1.5。截流材料采用当地的中粒黑云二长花岗岩，容重为26KN/m3。该工程采用左右岸各布置一条导流洞导流，左、右导流隧洞联合泄流的上游水位和泄流流量关系见表2和图3。图1 河床剖面图图2 戗堤处水位流量关系曲线表1 戗堤处水位流量关系流 量（m3/s）25031741050010
5、00水位（m）952.15952.71953.48954.00955.87图3 上游水位泄流量关系曲线表2 上游水位泄流量关系泄流流量（m3/s）01503004108001400上游水位（m）953.00955.40957.03958.00960.66964.12 每位同学按不同的设计流量进行无护底情况下截流水力计算，并确定相应的截流设计方案。按以下公式确定截流设计流量Q=（300+3学号的最后两位） m3/s，计算时不考虑戗堤渗透流量和上游槽蓄流量。截流设计是施工导流设计重要组成部分，其设计过程比较复杂，目前我国水利水电工程截流多采用立堵截流，本次设计按立堵截流设计，有多种设计方法。其设计
6、分为：截流水力计算、截流水力分区和备料量设计。截流设计流量的确定，通常按频率法确定，也即根据已选定的截流时段，采用该时段内一定频率的某种特征流量值作为设计流量。一般地，多采用截流时段5%10的月平均或者旬平均流量作为设计标准。截流的水力计算中龙口流速的确定一般采用图解法（详细见水利工程施工P3942），以下对于图解法及图解法的量化法-三曲线法做如下介绍。3 截流的水力计算3.1图解法抛石截流计算的主要任务是确定抛投体的尺寸和重量，而抛投块的稳定计算国内外广泛采用的是伊兹巴什公式，即 -水利工程施工P41-（1） 符号意义说明见P41合龙中截流设计流量的组成：一般情况下，截流设计流量Q0由四部分
7、组成Q0= Q+ Qd+ Qs+ Qac (2) 式中 Q龙口流量；Qd分流量（分流建筑物中通过的流量）；Qs戗堤渗透流量；Qac上游河槽中的调蓄流量。 如Qac Qs不计算，则有： Q0= Q+ Qd- -(3)龙口泄水能力计算按照宽顶堰公式计算：-(4)式中 流量系数当，为淹没流，当，为非淹没流，龙口平均过水宽度梯形断面：三角形断面：龙口上游水头梯形断面：三角形断面：其中 龙口上下游水位差戗堤高度戗堤端部边坡系数，取龙口上游水位河道底板高程由连续方程可得龙口流速计算公式为 ： -淹没流时：，龙口底板以上的下游水深非淹没流时：，龙口断面的临界水深即淹没出流时： 对于梯形断面： 对三角形断面：
8、。非淹没出流时： 对于梯形断面： 对三角形断面：；图解法截流水力计算步骤：为绘制曲线方便，可不考虑上游河床调蓄流量和戗堤渗流量。计算按照如下步骤进行（1）绘制分流曲线。（2）绘制龙口泄水曲线。（3）按照图解法求出几组相应的，和值，并绘制曲线簇。（4）判断流态，求水深。（5）按照计算合龙过程中的断面平均流速（6）列表计算截流过程中的诸水力参数，如上下游落差Z，龙口平均流速v等。确定抛投块最大粒径，计算出流速分区。3.2三曲线法计算龙口流速推导龙口流速公式分两步进行。先推导龙口流速与上下游落差的关系，然后再推导龙口流速与龙口宽度的关系。在推导公式之前，先对计算断面进行假定：CC断面为龙口流速计算断
9、面，并假设出现淹没流时，该断面水位与下游水位相同，若出现非淹没流，CC断面水深为临界水深。（一）龙口流速V与上下游落差Z的关系在立堵截流过程中，龙口断面由梯形断面逐渐过渡到三角形断面，水流流态又从淹没流过渡到非淹没流。下面，将龙口流速分别按淹没流、梯形非淹没流以及三角形非淹没流推导流速公式。1）流速V1。CC断面落差与下游落差Z相同，则CC断面淹没流流速为： （5）式中流速系数， =0.850.95； Z下游落差。2）梯形断面非淹没流 （6）由于，令，则上式可写为 式中ZCCC断面临界落差； H上游水头（护底顶部高程以上）； Y相对临界落差的平方根，按下式计算： （7）式中 CC断面动能修正系
10、数。常取 =1.0； Q龙口流量，按（2）式计算；n戗堤端部边坡系数。其余符号同前。3）三角形断面非淹没流 （8）由（5）（8）式可绘制VZ曲线（图4）。由（5）式可绘淹没流VZ线（曲线）。由（6）和（7）式，可绘梯形断面非淹没流VZ线（曲线）。由（8）式可绘实际断面非淹没流VZ线（曲线）。显然，曲线是一条上升曲线，曲线是一条下降曲线，曲线是先上升而后下降。这是由于y随Z的增加而减小，对于矩形断面，；对于三角形断面，随着戗堤进占到三角形断面（Z增加），y将减小到。图4 最大流速出现规律三条曲线有三种组合方式：当三条曲线相交于一点时（图4a），最大流速Vmax出现在三角形断面刚形成时；当曲线在C
11、点之下时，Vmax出现在梯形断面（图4b）；当曲线在A点之上时，Vmax出现在三角形断面形成之后（图4c）。A是曲线和曲线的交点；B是曲线和曲线的交点；C点为曲线和曲线的交点；走线（1）图OCD (2)OABD（3）OCD。（二）龙口宽度B与V和Z的关系1）梯形断面淹没流。由图5a所示，由几何关系和水力学关系可知图5 龙口宽度计算草图 （9）式中 HB 护底以上戗堤高度，其余符号同前。2）形断面非淹没流（图5b） （10）式中 b龙口底部宽度。按下式计算： 3）三角形断面淹没流 （图5c） （11）4）三角形断面非淹没流（图5d） 由于 因此 （12）（三）Vmax出现位置的判断 （图4）设曲
12、线1和曲线2的交点为A，相应的落差为ZA，曲线2和曲线3的交点为B，相应的落差为ZB，曲线1和曲线3的交点为C，相应的落差为ZC。A点称为梯形断面淹没分界点，C点称为三角形断面淹没分界点，B点称为非淹没流梯形断面与三角形断面分界点。由图4我们可以看出：（1）当ZBZC时，Vmax出现在梯形断面，流速过程线为OAEBD，OA段按V1计算，AEB段按V2计算，BD 段按V3 计算。（2）当ZBZC时，Vmax出现在三角形断面刚形成时或三角形断面形成之后，流速过程线为OCD，OC段按V1计算，CD段按V3计算，此种情况下不需计算V2。下面来讨论ZB和ZC 的计算方法。令V2 =V3，则有 对于三角形
13、断面， ， 代入上式可得： (13)（13）式中Q为龙口流量；按（2）计算，并转化为Z的函数，则由（13）式可求出ZB。 令V1=V3，则有： (14)（14）式可求出ZC。同样，ZA可令V1=V2求出，或作曲线1和曲线2，其相交点可求出ZA。此外，当Vmax出现在三角形断面形成之后，还需求出淹没流时梯形与三角形断面分界点，此时可由图5看出 （15）或 由于 因此 (15-1)由（151）式和（2）式联立求解，即为淹没流时三角形断面刚形成时的落差。4计算步骤1）将已知的泄流水位关系Qd上（上游水位）转化为QdZ关系，Z=上+下（下游水位）；2）有（2）式绘龙口流量与下游落差QZ关系曲线；3）（13）和（14）式计算ZB和
