某碾壓混凝土重力壩的施工導(dǎo)截流設(shè)計(jì)計(jì)算案例概述目錄TOC\o"1-3"\h\u21566某碾壓混凝土重力壩的施工導(dǎo)截流設(shè)計(jì)計(jì)算案例概述 1323531.1導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn) 1307771.2導(dǎo)流方案 1301081.3導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì) 24131.3.1圍堰的平面布置 2169701.3.2洞涇的確定 2160361.3.3圍堰高度 523451.4施工截流設(shè)計(jì) 6150551.4.1截流設(shè)計(jì)流量 6170021.4.2截流方案 895711.4.3戧堤高程的確定 91.1導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)流建筑物作為臨時性建筑物，其級別第1章中已經(jīng)查出，為4級。通過查規(guī)范[3]得到臨時性水工建筑物防洪標(biāo)準(zhǔn)表，見下表： 表4-1 相關(guān)建筑物標(biāo)準(zhǔn)表臨時性建筑物類型建筑物級別345土石結(jié)構(gòu)/[重現(xiàn)期(年)]50～2020～1010～5混凝土、漿砌石結(jié)構(gòu)/[重現(xiàn)期(年)]20～1010～55～3由于該工程采用混凝土重力壩，由上表查得導(dǎo)流建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期為10～5年，定為10年，即P=10%。根據(jù)技術(shù)資料，旱季為10月至4月，降水強(qiáng)度不高，一般無大洪水，根據(jù)壩址及壩址洪水頻率及流量表，P=10%，旱季來水量為。由相應(yīng)的關(guān)系曲線表，可計(jì)算出相應(yīng)水位為50.3m。1.2導(dǎo)流方案本工程導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量為1980m3/s，根據(jù)《水利工程施工》[12]，結(jié)合導(dǎo)流方案的優(yōu)缺點(diǎn)和具體的工程實(shí)際，最后決定采用全段圍堰法，配合導(dǎo)流隧洞的方案。并且由于混凝土圍堰的抗沖與防滲能力強(qiáng)，擋水水頭高，底寬小，易于與永久建筑物相連接，必要時還可以過水，在實(shí)際工程中應(yīng)用十分廣泛，工程經(jīng)驗(yàn)也相對比較成熟。近年來，由于混凝土施工具有施工速度快，造價低，過水時安全性能高等優(yōu)勢，并且廣泛應(yīng)用。故，最后采用混凝土圍堰，采用全段圍堰法，設(shè)置導(dǎo)流隧洞。1.3導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)1.3.1圍堰的平面布置按照《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》[5]考慮本工程等級比較高及安全因素，基坑坡趾離主體工程輪廓的距離本工程采用8米。圍堰內(nèi)坡腳離基坑開挖邊線的距離大于2～3m，以保證圍堰有一個安全距離。本工程圍堰高度較低，工程地質(zhì)巖石完整，工程地質(zhì)良好，采用2m的安全距離。至于基坑開挖邊坡的大小采用0.5。上游圍堰到壩軸線的距離為50m；下游圍堰內(nèi)坡腳離基坑開挖邊線的距離為2m。至于基坑開挖邊坡的大小采用0.5。所以下游圍堰到壩軸線的距離為140m。根據(jù)《水利工程施工》[12]，隧道應(yīng)放在一條直線上。如有轉(zhuǎn)彎，其半徑應(yīng)不小于隧洞直徑的5倍；導(dǎo)流隧洞的進(jìn)水口和出水口和圍堰最好保持一定的安全距離，按照慣例，該值通常不小于50m，由此初步確定隧洞距離堰址的距離為50m，，隧洞的長度約為900m，參照工程地形圖，了解到本工程隧洞布置左岸比較近，故隧洞開挖在左岸。1.3.2洞涇的確定采用簡化的三角形的洪水過程線調(diào)洪進(jìn)行試算。計(jì)算簡圖如下：圖4-1簡化三角形洪水過程線已知。假設(shè)：為某一個值代入下式求出，由庫容水位關(guān)系表推出對應(yīng)的上游圍堰高程。由高程代入求出與假設(shè)接近則所求的隧洞半徑即為所求的。計(jì)算公式如下： （4-1） （4-2） （4-3） （4-4） （4-5） （4-6）其中：——與水頭損失相關(guān)的參數(shù)，轉(zhuǎn)彎處的局部水頭損失： （4-7）假定不同的導(dǎo)流隧洞半徑進(jìn)行計(jì)算，選擇合適的隧洞半徑。 表4-2 假定不同洞徑相關(guān)系數(shù)計(jì)算表8.0051.020.030.458.5051.540.030.469.0052.030.030.489.5052.500.030.4910.0052.950.030.50利用excel表格進(jìn)行相關(guān)試算，考慮上下游圍堰高度（即上下游水位高）、隧洞過流能力、隧洞防沖刷、工程造價等相關(guān)因素的影響，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最終選擇導(dǎo)流隧洞洞徑為9米，洞徑取9m時的相關(guān)計(jì)算結(jié)果如表4-3所示： 表4-3 洞徑為9m時計(jì)算結(jié)果表557.001980.000.6165.2548.2516.9963.59557.28557.101980.000.6165.2448.2516.9963.59557.27557.201980.000.6165.2448.2516.9963.59557.25557.211980.000.6165.2448.2516.9963.59557.25557.221980.000.6165.2448.2516.9963.59557.25557.231980.000.6165.2448.2516.9963.59557.25557.241980.000.6165.2448.2516.9963.59557.24557.251980.000.6165.2448.2516.9963.59557.24557.261980.000.6165.2448.2516.9963.59557.24557.271980.000.6165.2448.2516.9963.59557.24557.281980.000.6165.2448.2516.9963.59557.24

續(xù)表557.291980.000.6165.2448.2516.9963.59557.23557.301980.000.6165.2448.2516.9963.59557.23557.401980.000.6165.2448.2516.9963.59557.22相應(yīng)的下泄流量為，對應(yīng)的上下游水位分別是。1.3.3圍堰高度（1）下游圍堰高度下游圍堰的堰頂高程可由下式?jīng)Q定： （4-8）式中：——下游水位高程，；——波浪爬高，；——圍堰的安全超高，，其值可由下表查出： 表4-4 圍堰堰頂安全超高下限值圍堰型式圍堰級別ⅢⅣ～Ⅴ土石圍堰0.70.5混凝土圍堰、漿砌石圍堰0.40.3由導(dǎo)流建筑物等級查上表可得出圍堰的安全加高為0.3米，所以下游圍堰高程為：已知河床高程為46.64m，考慮河床坡降1.41‰，又根據(jù)設(shè)計(jì)要求上、下游圍堰的底部均需要挖除1m的卵石層，所以下游圍堰的基底高程可以計(jì)算得出為45.44m，則下游圍堰堰高為，考慮交通要求，堰頂寬取6m?；炷劣嫫露?到0.15，背水面坡度0.6到0.75，因?yàn)楣こ痰刭|(zhì)比較好，所以迎水坡取0，背水坡取0.7。（2）上游圍堰高度 （4-9）式中相關(guān)系數(shù)意義如上，為水位差，所以上游圍堰堰頂高程為：考慮河流坡降，和挖除1米的卵石層，所以上游圍堰的基底高程為45.71m。所以上游圍堰的高度為，考慮交通要求，堰頂寬取6m?；炷劣嫫露?到0.15，背水面坡度0.6到0.75，因?yàn)楣こ痰刭|(zhì)比較好，所以迎水坡取0，背水坡取0.7。畫出上下圍堰的剖面圖如下圖所示：圖4-2下游圍堰圖4-3上游圍堰1.4施工截流設(shè)計(jì)截留時間應(yīng)選擇在枯水期，已知枯水期為10月～4月份，所以截留時間可以選在9月底開始。1.4.1截流設(shè)計(jì)流量對9月的流量進(jìn)行頻率分析，結(jié)果如表4-5所示。 表4-5 流量頻率分析表年份9月平均流量序號大到小排列P195076.51423.000.045141.92302.000.07

續(xù)表521483270.000.11532064242.000.145418.35206.000.185516.26182.000.21564237167.000.2557398159.000.29583029148.000.325927010145.000.366012211141.000.396114412121.000.436224213122.000.466318214110.000.506442.11583.600.546531.31676.500.57661451742.100.61670.551841.900.646811.41939.000.68691672033.500.71701242132.900.75711592231.300.797232.92322.000.82731102418.300.8674222516.200.897583.62611.400.937633.5270.550.96由以上得到的頻率分析結(jié)果，帶入頻率分析設(shè)計(jì)表格——皮爾遜Ⅲ型頻率適線得到峃口站枯水期流量頻率曲線，如圖4－4所示。通過查找規(guī)范[5]可得：本工程取重現(xiàn)期為10年的9月份平均流量作