2013水利工程施工课程设计说明书

《2013水利工程施工课程设计说明书》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、《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

2、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）2503174105001000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

3、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》P39~42），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

4、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QacQs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：

5、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：。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

6、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：C—C断面为龙口流速计算断面，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，C—C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。C—C断面落

7、差与下游落差Z相同，则C—C断面淹没流流速为：（5）式中——流速系数，=0.85~0.95；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ZC——C—C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——C—C断面动能修正系数。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V~Z曲线（图4）。由（5）式可绘