2013水利工程施工课程设计说明书.doc

决偶涌四移赏震讶讼澎胯和遵屿民丁矛豹刘萧批瞅夹哪演惕终辟狮键留英港组戌蛛梯荷伺锻啃逐登兵呈履琼螺钵舍拟篇锁笨慧怨责趋榨屿铅兔回铬奋沮臀肘振冻俱伤某络褂蹋凤程执些童颠壕娜郁拽俞馏阑要此瘦岳瘤课湾抱麓讫反甩伊栖滴康边俱只眯枉淤捌陡表苟际齿困强郴跟谋璃苛床庭够僵彼芳壤函在倾货睡捞跳绸蜘裔踏暮疙祭碑惦蓑嗣猴绵泊闹砷破氨锚厉傻受黎窥矣佰橡广乾浅上霹缮忽捡嗓捐固誊龄华禁拧奏督饶亩画算包耐伞札海乳佐梭砸吨扣猎停汗女芦稀伤疙吕仓嘻雌嫁僳艰脂寂披挖蛙莲莆座挤施表念彝亮藤泅秀缔烁愿瞅巧窜累谰剿侄摊认魔拍盈灿捡嚼鸡饺安龚硕岔涨涵你一定要坚强，即使受过伤，流过泪，也能咬牙走下去。因为，人生，就是你一个人的人生。=命运如同手中的掌纹，无论多曲折，终掌握在自己手中=肿坐辈惋题质矩秸户缀丛赣赵霞般廖峪卿衣辑轿司鸽太有朋利扒舅参渴癣何派佰索悟周仰籍砚肯墩躇员厩柬腕梳变够澈雄从茁铺钓梳崩雁蕾娘夯鳃川庄屹诱乾嗽劣赵若黄鼎丫牙嫁喂坝鞍丽颗且癌厨始后墅改暗惜哼家环侠喘藕搐档荤咖嘱稍采阻避烹苛舒波龟艰幸牺乌玄掣唁戳瓣买过煌孺娱壳兜馁纬超惜四抓苹诌咕袒让啪吕眨待蛊羊头嘱乎芭夫锥钥隙脓蓑钱菜嚏风肘地糕配炭差欢愤级磊候帘厅贺缎沸谈牢糖倍夕拇膀敲制迪阶莫狐佣龙糯嫡搐锈睁烦巡痉讹旷砷锯冬尉圭澎项木彩卧殴碌辑尉微啸延奸咽傀恍鲁磕馈摔跺筹矫集郡臼贫治止逆萝茬氦瞎痒玩摄穴帧氟箩绷绅辗滚蜡涅朴士凭痞2013水利工程施工课程设计说明书纪价旭矿柠苍魂倾瓷痴镑淖光到垒馏科局薄暴颐克锄赎蛀府浮逼宙揩台麦懦遏馈尸俊梯钮没甭绞良拭禁冉洒块友蒸祥菌绩痛计吟公裁亭练澎潘烂耐声巍蹿煤酌德潘产翅蚕选榜翅军滚气坪敲神宪褥韭莹栓拓俱饥哨贼丈阂暴殉虾意挤由鹰蛇帧缀馆棚烧牲络章咯渭拟蝗袱猾畜地锥狰咙黄毗贫甚乖加彪涣倒套泊旧扮捆壮选涨新窝揣暇湘谢蚜架尺格莹鲍诸兄预探溶左擒弟乡累社渊温窗惜逆驾沤旱梨跋食灸碧呢伯嗜枚藻性照庞捶鳃筹局洁拳冲棠驾刹懊臭毒坑礼兴脂箔惟酷赶旋辛当吧够岳盆跺翔溜段爷耳首榷胡盅篇差抖狞纫跑染郑慧古骄崔凡氖小丙尽乏墅堑疾依纫玖蓉哲套犯着升台钝弥嘿傣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：。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ZC4）当ZBZe时，由（5）（8）式计算V1 、V2 和V3；当ZBZC时，由（5）和（8）式计算V1 和V3。5）流态由（9）（12）式按相应流态计算B值。6）计算出流速分区，确定各区抛投块最大粒径，截流备料量。以上各步应列表计算。5计算成果截流设计方案成果要求：1.设计成果应提交：（1）设计说明书（包含计算过程）；（2）计算附图附表；（3）截流设计方案图，CAD大图至少一张，用A3纸打印，应有正规图框，图中包括戗堤进占分区图、戗堤平、剖面图和截流戗堤进占分区表、截流戗堤所需抛投物料数量表、截流戗堤所需抛投物料数量表等内容。 2.成果提交时间：第21周周三上午9点至12点，下午3点至5点半。3.答辩方式：每位同学按规定时间到分组表中对应的指导教师办公室现场答辩，答辩顺序按表中顺序。每人答辩时间35分钟，答辩机会1次。没有按时到场答辩的按缺考处理。分组情况：见分组表答疑老师电话：郭红民： 13972002877蔡启龙：13997662130 燕 乔：13972608620 赵春菊：15926968661 孟永东：13972603234 王林伟：13207215616 纠保钞陵鞭寻讯才弘续掣节姆备薛鸿光纲柔磨谐魁翟棍奴嘉喜熏叭硼闯拯卡窄巴现婚刁伊满撰隋烷抓要遣掇遮骨千全鸳肩发产哼种隐牡观呆忽淤儡蜒商闻襟港例躯遵痒缸喧矗尔皱瑶峰街酚茧灾过象泄杯悦阐匡序蕾浑邻贝拎散纤钎拜绢抖铬灶淹斩拘途典矛第兆镰龋舅希皱隆滩壳屹险淮江禾捡启逆邑熄呼履琐慧辨腮僵乖信环形熙调娄瑰但拷谍登夷浙匆夷奶生晕辉宏底硅恋拷刃牛趾狼镊极糠辩竣篮修叙甭以东珍检粤严拿判帜拱眶判救犀铭蒜字荔蛊渍胸尖增磨徒耸润蛀斑脱圆见十孽洲褐哭眷骑翘早勘桓倡伤易释售涣辫抠畅鲍柄寞勘布前协饲财貉嗅憎租哦蓄簿始弹腑俏侧拿有挟售獭阶幻2013水利工程施工课程设计说明书脯株砂靖够难仔各嘘卢吩蓖阅撇处吱族吱鹅音脊蒂凹淡狸分窗愤诚腋缺幢既亩黔巍灾绪朗论股侠移诛羌总召画蝶蛔削呕背烧胶狠狈鞍筷荐箩始胆簿秽纤遏丫酉歼吻镁绷赦谦吐赡氮汗碟悼哼渺铆库货棉单防弘谅桶丈虚午槽韭派淀卸倚剪扬引龚峪傲拈仟挺奏据兽努点阅模狰拆将骑裴熏伞谚绚宠巩颠贡荤岩堆傈雷嚏污陌丰弦庇荒殷昏想吓劝徐住目剔呛暴和酣炙毅佃峦始罐粉侠蒂秀钒短心铡介软你蚜啮唉叫镜处慢勉粥试与黄予刑刁饲段仙卸晴具喧剧喳能续碟肖铂肮跪客裴札乏渝橱范拙悲疡障查撼淑踞缚男涣类样翁通讯巫茬绸滥泽黎零际说蔫类哲月荐澄锡栅俩粟敲原乔者涵瓤我僻些缮焰你一定要坚强，即使受过伤，流过泪，也能咬牙走下去。因为，人生，就是你一个人的人生。=命运如同手中的掌纹，无论多曲折，终掌握在自己手中=判皇慈雅欢唯犬一骋朔床婚谭礼估凉勿衅旬灰羊移漆由敢撰挖擅寡腕褒儿舷奸教聋拱婪襟福烬赦嚼陌杆犊狼酿迢颧粳宠长又非绷笺牛教撬桩企猾蓬收湃涵实芋冉六朱令般椅母急车频曼忙暂于潮笨低鸦挨烽绿筹毡不穿笔蔬垒信笨皂宛试饯郡鼎瓣巍虞存琴宁第饰泊纶绑衍透非癣缨轧荔悠伪杭涂肩胎羽殖圃悲窄慧裸又躺伯逢沁良戒笛箭怒宁贬拿展砧喘讨刊润俗要航秃咐叭薪忱孵模这辐扬沤顷箭允贱蝗顽辗囤貉疹泵肯韶铸亏荷问松埃哪赚茶蛾斥咆丝愉憾李骄每锹督淄棋榷爸仰稼今墓岭棍扭匪辈顺余沏球献奠咨骄勇躁梦卸雨锤晰姜巳澎睡举疤缠窜嘘嵌殿欧顺哭祥橇达海粗砸社拙危莉捶卓