大学本科水利水电工程工程专业毕业设计

目 录

2008届水利水电工程专业毕业设计

第1章 坝体初步设计

1.1 重力初步设计

1.1.1 建基面高程的确定

由《混凝土重力坝设计规范》确定将重力坝建在微风化的中部基岩上，初步拟定建基面的高程H=327.00m

1.1.2 坝顶高程的确定

坝顶应高于校核洪水位,坝顶的高程应高于波浪顶高程。坝顶至设计洪水位、正常蓄水位或校核洪水位的高差?H计算如下：

?H?h1%?hz?hc (1-1)

?ghgD312?0.0076V()022V0V0 (2-2)

11hz??h2Lcth2?HL (2-3)

L?10.4(hl)0.8 (2-4)

式中：

?H—— 防浪墙顶至设计洪水位、正常蓄水位或校核洪水位的高差(m)；

h1%—— 波高(m)；

hz —— 波浪中兴线至设计洪水位、正常蓄水位或校核洪水位的高差(m)；

hc —— 安全加高，按表1.1采用；

水库正常蓄水位时和设计洪水位时采用相应季节50年的最大风速，Vo —— 计算风速，

校核洪水位采用相应洪水期最大风速(m/s)；

D —— 风区长度(m)；

h —— 当gD/V02?20~250时，为累计频率5%的波高h5%，当gD/V02?250~1000时，

为累计频率10%的波高h10%(m)；

H —— 坝迎水面水深(m)；

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向庆银：观音洞水库大坝选型及总体布置设计

L —— 波长(m)。

表1.1 安全超高 hc (m)

坝的安全级别 相应水位 正常蓄水位 校核洪水位 坝顶高程H=max?Ⅰ 0.7 0.5 ?正常蓄水位??h蓄?设计洪水位??h设?校核洪水位??h校?Ⅱ 0.5 0.4

Ⅲ 0.4 0.3 (1) 正常蓄水位时的计算

D?5B?5?225.35?1126.75m

??ghgD39.8?1126.7531212?0.0076V()?h?0.0076?14()?142/9.8?0.468m 由于 0222V0V0141111gD9.8?1126.75??56，则h?h5%?0.468m 22V014将h5%转换为h1%：

不同累计频率P(%)下的波高hp可由平均波高与平均水深的比值和相应的累积频率按表1.2中规定的系数计算求得。

表1.2 不同累计频率下的波高与平均波高的比值(hp/hm)

20 50 90 P(%) hm/Hm <0.1 0.01 0.1 1 2 4 5 10 14 3.42 2.97 2.42 2.23 2.02 1.95 1.71 1.60 1.43 0.94 0.37 0.1~0.2 3.25 2.82 2.30 2.13 1.93 1.87 1.64 1.54 1.38 0.95 0.43 h5%/hm?1.95?hm?0.29m h1%/hm?2.42?h1%?2.42?0.249?0.603m

L?10.4(hl)0.8?10.4?0.6030.8?6.939m

2?H3.14?0.60322?3.14?54hz?cth?cth?0.165m

LL6.9396.939?h2坝顶高程H=Hs??H?342?1.27?343.27m 其余两种情况的计算同上。 坝顶高程计算的结果见表1.3

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2008届水利水电工程专业毕业设计 表1.3 坝顶高程计算结果

工况 正常 设计 校核 水位(m) 342.00 342.13 344.00 Vo(m/s) 14 14 18.7 D(m) 1126.75 1126.75 1126.75 L(m) 6.94 6.94 13.23 H(m) 54 54.13 56 h1%(m) 0.60 0.60 1.35 hz(m) 0.17 0.17 0.43 hc(m) 0.5 0.5 0.4 ?H(m) 坝顶高程(m) 343.27 343.27 364.18 1.27 1.27 2.18 最终取定坝顶的高程为346.2m。 1.1.3 坝顶宽度

考虑到交通的要求，取B=8%H?0.08?86.2?6.90m，为方便施工最终选定坝顶宽度为8m。

1.1.4 坝底宽度

取上游坝坡坡率n=0,下游坝坡坡率m=0.7。则下游坝宽B=0.7H水?0.08?82?57.4m,为方便施工最终选定坝底宽度为57.5m。

1.2 土石坝初步设计

1.2.1 建基面高程的确定

由《碾压式土石坝设计规范》确定在开挖过程中将现代河床的沙卵石挖除大部分，将坝体建在现代河床的下部，接近新鲜岩面。即建基面的最低高程H=280m。

1.2.2 坝顶高程的确定

防浪墙顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和。坝顶超高的计算： 防浪墙在水库静水位以上的超高按下式计算

y?R?e?A (2-5)

KW2De?cos? (2-6)

2gHm Rm?K?Kw1?m2hmLm (2-7)

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1?gLmgD3.7512?0.311W() (2-8) 22WW1式中：

ｙ—— 坝顶超高(m)；

R —— 最大波浪在坝坡上的爬高，(m)；

e—— 最大风壅水面高度 (m)；

A—— 安全加高(m)；按照表1.4确定；

W——计算风速，正常运用条件下的3、4、5级坝，采用多年平均最大风速的1.5倍；

非常运用条件下，采用多年平均最大风速；

K—— 综合摩阻系数，取3.6?10-6; ?—— 计算风向与坝轴线法线的夹角(0)； Hm—— 水域平均水深(m)； Lm—— 平均波长(m)；

Rm—— 平均波浪爬高(m)；

m —— 单坡的坡度系数，若坡角为?，即等于cot?； K? ——斜坡的糙率渗透系数，根据护面类型由表1.5确定；

Kw—— 经验系数；

其余未说明的与前面重力坝中所表示的相同。

表1.4 安全加高A值(m)

坝的级别 设计 山区、丘陵区 校核 平原、滨海区 1 1.50 0.70 1.00 2 1.00 0.50 0.70 3 0.70 0.40 0.50 4、5 0.50 0.30 0.30 表1.5 糙率及渗透系数K?

护 面 类 型 光滑不透水护面(沥青混凝土) 混凝土或混凝土面板 草 皮 砌 石 抛填两层块石(不透水地基) 抛填两层块石(透水地基) 4

K? 1.00 0.90 0.85~0.90 0.75~0.80 0.60~0.65 0.50~0.55

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表1.6 经验系数Kw

W/gH ≤１ 1.5 2 2.5 3 3.5 4 ≥５ Kw 1.00 1.02 1.08

1.16 1.22 1.25 1.28 1.30 正常运用条件超高的计算：

KW2D3.16?10?6?(14?1.5)2?1126.75e?cos??cos24?0.002m

2gHm9.8?2?27??ghgD39.8?1126.7531212?0.0076V()?h?0.0076?21()?212/9.8?0.776m0222V0V0211111gD9.8?1126.75h5%，则查表1.2有??56h?h?0.468m?1.95?hm?0.389m 5"hmV014?gLmgD13.7512?0.311W（2）?Lm?8.531mW2W1

Rm?K?Kw1?m2hmLm?0.9?1.01?2.52?0.398?8.531?0.616m

由于

hm0.398R?0.007?0.1，则查表1.7有：1%?2.23?R1%?2.23?0.616?1.347m H54Rm表1.7 不同累积频率下的爬高与平均爬高比值(Rp/Rm)

P(%) hm/Hm <0.1 0.1~0.3 0.1 1 2 4 5 10 14 20 30 50 2.66 2.23 2.07 1.90 1.84 1.64 1.53 1.39 1.22 0.96 2.42 2.08 1.94 1.80 1.75 1.57 1.48 1.36 1.21 0.97 y?R1%?e?A?1.35?0.002?0.7?2.05m 防浪墙计算的结果见表1.8：

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表1.8 防浪墙顶高程计算结果

组合 水位(m) Lm(m) 8.53 hm(m) 0.40 Rm(m) R1% (m) 0.62 1.35 e(m) A(m) y 防浪墙顶高程(m) 设计洪水＋ 正常运用 正常蓄水＋ 正常运用 校核洪水＋ 非常运用 正常蓄水＋ 非常运用 342.13 0.002 0.7 2.05 344.18 342.00 8.53 0.40 0.62 1.35 0.002 0.7 2.05 344.05 344.00 5.68 0.24 0.50 1.12 0.001 0.4 1.52 345.52 342.00 5.68 0.24 0.50 1.12 0.001 0.4 1.52 343.52 考虑沉降超高，最终选定防浪墙的顶高程为Ｈ＝346.5m 坝顶上游设防浪墙，墙顶应高于坝顶1.00~1.31yds。最终选定坝顶的高程为Ｈ坝＝345.5m 1.2.3 坝顶宽度

根据构造、施工、运行等因素，而无其他特殊要求，最终确定坝顶宽度为8m。 1.2.4 坝坡与马道

根据《水工建筑物》与《碾压式土石坝设计规范》中的相关资料与规范规定，土质防渗体的心墙坝，上游坝壳采用土料时，常用1:2.0~1:3.0,下游常用1:2.5~1:3.5。拟定本工程的上游边坡比为1:2.5，下游采用1:2.3。并在下游高程315m处设置宽5m的马道。

1.3 堆石坝初步设计

1.3.1 建基面高程的确定

由《碾压式土石坝设计规范》确定在开挖过程中将现代河床的沙卵石层全部挖除掉，将坝体建在岩面上。确定建基面的最低高程H=277m。 1.3.2 坝顶高程的确定

由于堆石坝与土石坝都属于同一类坝型，所以坝顶高程与土石坝一致。坝高都为Ｈ坝＝345.5m。

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1.3.3 坝顶宽度

根据构造、施工、运行等因素，而无其他特殊要求，最终确定坝顶宽度为8m。 1.3.4 坝坡与马道

根据《水工建筑物》与《碾压式土石坝设计规范》中的相关规范规定人工材料面板坝，采用优质石料分层碾压时，上游常用坡率为1:1.4~1:1.7,下游采用1:1.3~1:1.4，将上游坝坡取为1:1.7，下游坝坡取为1:1.5。并在下游高层310m处设一宽5m的马道。

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第2章 坝型比选

2.1 工程量计算

2.1.1 重力坝工程量计算

重力坝的工程量计算见表2.1.

表2.1 重力坝工程量的计算

重力坝工程量的计算 桩号 坝0+00 坝0+20 坝0+40 坝0+60 坝0+80 坝0+100 坝0+120 坝0+140 坝0+160 坝0+180 开挖断面面积 0.0 983.8 2048.6 2539.9 2331.8 2397.4 2396.5 2672.2 2443.1 1908.4 开挖量 0.0 9838.2 30324.5 45885.1 48716.6 47292.2 47938.9 50686.1 51152.4 43514.8 回填面积 0.0 700.0 1309.3 1501.5 1161.5 1113.5 1061.3 1331.8 1309.8 1072.3 8

回填量 0.0 7000.1 20093.5 28108.6 26629.9 22749.7 21748.3 23931.0 26416.0 23821.6 坝高 0.0 底宽 0.0 浇注面积 0.0 362.4 936.7 1388.5 1877.6 2222.1 2436.7 2150.9 1667.8 1195.9 砼浇注量 0.0 3624.4 12991.4 23252.1 32661.3 40997.6 46588.8 45876.2 38186.3 28636.5 32.6 19.9 53.7 34.7 65.3 42.9 75.8 50.2 82.4 54.8 86.2 57.5 81.1 53.9 71.5 47.2 60.6 39.6 2008届水利水电工程专业毕业设计 坝0+200 坝0+220 坝0+249.11 合计 1483.3 1730.8 0.0 33917.1 32141.5 25192.4 466599.8 867.2 1217.3 0.0 19395.1 20845.0 17718.1 258456.9 51.6 33.2 42.6 27.3 0.0 0.0 866.1 602.5 0.0 20619.5 14685.4 8769.2 316888.8 说明：桩号的单位以km+m记，面积单位以㎡记，浇注量单位以m3记。

在开挖工程量中，土方开挖量为263399.8 m3， 石方开挖量为203200m3，回填为C15块石混凝土，其中块石占回总量的25%。 2.1.2 土石坝工程量计算

土石坝的工程量计算见表2.2及表2.3

表2.2 土石坝工程量的计算

土石坝工程量的计算 桩号 坝0+00 坝0+20 坝0+40 坝0+60 坝0+80 坝0+100 坝0+120 坝0+140 开挖 面积 0.0 423.1 开挖量 0.0 4230.8 回填 面积 0.0 89.8 91.8 65.1 87.6 295.9 217.1 51.1 回填量 0.0 897.8 坝高 0.0 14.4 坝宽 0.0 75.1 心墙 0.0 92.6 砂反 虑层 0.0 浆砌石 0.0 干砌石 0.0 7.2 填筑 面积 0.0 433.8 填筑量 0.0 4338.5 49.5 14.4 640.8 10638.4 837.9 14786.9 1341.9 21797.8 3025.6 43674.7 2677.7 57033.7 1052.0 37297.8 1816.0 23.0 118.2 192.7 83.8 23.0 11.5 1137.9 15717.7 1569.2 36.3 182.3 407.2 137.3 36.3 18.2 2857.6 39954.9 1527.2 51.1 253.1 726.5 196.2 51.1 25.5 5664.3 85218.7 3834.8 62.7 308.9 1039.9 242.7 62.7 31.3 8554.8 142190.8 5129.0 65.5 322.4 1124.0 254.0 65.5 32.8 9344.4 178991.9 2681.4 52.7 260.7 766.4 202.6 52.7 26.3 6026.4 153707.7 9

向庆银：观音洞水库大坝选型及总体布置设计 坝0+160 坝0+180 坝0+200 坝0+220 坝0+247.6 合计 948.2 20002.8 811.5 17597.8 596.5 14080.0 685.4 12818.4 0.0 8673.4 262632.4 58.9 63.1 53.2 148.8 0.0 1099.7 43.5 216.9 552.5 166.1 43.5 21.8 4111.3 101377.1 1219.5 35.6 177.4 394.0 134.4 35.6 17.8 2719.7 68310.5 1163.0 28.9 146.6 278.9 107.5 28.9 14.4 1803.0 45226.8 2020.5 18.5 1883.2 24841.2 0.0 96.9 0.0 137.2 0.0 66.1 18.5 0.0 0.0 9.3 0.0 740.3 25433.0 0.0 7403.3 867870.8 说明：上表中的心墙、砂反虑层、浆砌石、干砌石都是该桩位对应的面积，工程量的计算另附(见表2.3)。

表2.3 心墙、砂反虑层、浆砌石、干砌石工程量的计算

面积 桩号 坝0+00 坝0+20 坝0+40 坝0+60 坝0+80 坝0+100 坝0+120 坝0+140 坝0+160 坝0+180 坝0+200 心墙 0.00 92.55 192.66 407.17 726.48 1039.90 1123.95 766.36 552.53 393.98 278.91 砂反虑层 0.00 49.52 83.84 137.28 196.21 242.73 254.00 202.60 166.11 134.44 107.52 浆砌石 0.00 14.38 22.96 36.32 51.05 62.68 65.50 52.65 43.53 35.61 28.88 干砌石 0.00 7.19 11.48 18.16 25.53 31.34 32.75 26.33 21.76 17.81 14.44 10

工程量 心墙 0.00 925.53 2852.17 5998.37 11336.52 17663.80 21638.50 18903.10 13188.93 9465.10 6728.83 砂反虑层 0.00 495.20 1333.60 2211.20 3334.88 4389.40 4967.32 4566.04 3687.12 3005.48 2419.60 浆砌石 0.00 143.80 373.40 592.80 873.72 1137.35 1281.83 1181.51 961.78 791.37 644.90 干砌石 0.00 71.90 186.70 296.40 436.86 568.68 640.92 590.76 480.89 395.69 322.45 2008届水利水电工程专业毕业设计 坝0+220 坝0+247.6 合计 137.18 0.00 66.08 0.00 18.52 0.00 9.26 0.00 4160.89 1736.04 114597.78 1736.00 836.24 32982.08 474.00 234.37 8690.83 237.00 117.19 4345.42 贴坡排水工程量：4823 m3 防浪墙工程量：245.31 m3

说明：桩号的单位以km+m记，面积单位以㎡记，填筑量单位以m3记。

在开挖工程量中，土方开挖量为233743.4m3， 石方开挖量为28889m3。回填采用弃渣回填并压实，贴破排水采用的是干砌石。防浪墙采用的是浆砌石，为了保持其稳定，决定将其伸入坝体1m。 2.1.3 堆石坝工程量计算

堆石坝的工程量计算见表2.4

表2.4 堆石坝工程量的计算

堆石坝工程量的计算 桩号 坝0+00 坝0+20 坝0+40 坝0+60 坝0+80 坝0+100 坝0+120 坝0+140 坝0+160 开挖面积 0 1257.7 2025.6 2476.2 2238.5 1941.6 2675.2 2877.8 2223.1 开挖量 0 12577.0 32832.9 45017.5 47146.3 41800.8 46168.1 55529.8 51009.1 回填面积 回填量 0 466.5 626.7 538.5 311.6 296.4 314.2 431.5 363.4 0 坝高 0 坝宽 0 填筑面积 0.0 1001.8 2045.2 3774.1 5624.5 7465.1 8055.6 6577.9 4612.0 填筑量 0.0 9339.4 28792.4 55810.8 90897.5 127215.1 151176.4 142430.1 108512.0 浆砌石 0 226.3 559.4 794.2 1029.4 1226.8 1343.5 1301.6 1128.9 沥青混凝土 0 452.6 1118.8 1588.4 2058.8 2453.6 2687 2603.2 2257.8 4664.8 22.6 80.5 10932.1 33.3 114.8 11652.3 46.1 155.7 8501.3 56.8 189.9 6080.3 65.9 218.7 6105.9 68.5 227.2 7456.5 61.7 205.4 7949.0 51.2 172.1 11

向庆银：观音洞水库大坝选型及总体布置设计 坝0+180 坝0+200 坝0+220 坝0+247.6 合计 1487.3 899.3 1093.9 0.0 37103.8 23865.8 19932.1 13843.1 426826.3 263.5 147.3 344.2 0.0 6269.8 41.0 139.3 4108.7 32.4 112.0 4915.2 23.4 83.3 4355.7 82991.6 0.0 0.0 3015.9 1946.6 1070.4 0.0 73513.0 47422.5 28493.1 10000.7 921.9 734 558.8 234.4 1843.8 1468 1117.6 468.8 20118.4 873602.8 10059.2 在开挖工程量中，土方开挖量为341461m3， 石方开挖量为85365.3m3，回填采用弃渣回填并压实，防浪墙与土石坝一样采用的是浆砌石，为了保持其稳定，将其伸入坝体1m。

贴坡排水工程量：4320 m3 防浪墙工程量：245.31 m3，由于需要在下游设置贴坡排水，所以浆砌石实际工程量应为上表结果减去

.2?2?20118.4m3。 贴坡排水的工程量，实际为5739.2 m3。由于垫层的厚度是浆砌石的两倍，则工程量为100592.2 工程造价的预算

2.2.1单价分析

在单价分析时，对于各种坝体都有的工程项目都采用同样的单价，没有考虑其不同的施工方法、运距以及运输方式，各项工程具体的单价分析见下：

12

2008届水利水电工程专业毕业设计

单价分析表

项目编号：1.1 项目名称：土方开挖

工作内容：挖装、运输、卸除、空回

单 价： 编号 1 1.1 1.1.1 (1) (2) (3) (4) 1.1.2 (1) 1.1.3 (1) (2) (3) 1.2 1.3 2 3 4 5

13

9.03 单位 工时 工时 工时 工时 工时 % 台时 台时 台时 % % % % % % 元/m3 数量 4.30 4.00 0.64 0.32 5.57 2.00 9.00 9.00 0.00 7.00 3.22 单价(元) 7.10 6.61 5.62 3.04 649.82 238.50 75.60 82.57 675.81 675.81 750.15 817.66 817.66 874.90 合价(元) 750.15 675.81 13.07 13.07 25.99 25.99 636.75 152.64 24.19 459.92 13.52 60.82 67.51 0.00 57.24 28.17 903.07 备注 定额单位：100 m3

名称及规格 直接费 基本直接费 人工费 工长 高级工 中级工 初级工 材料费 零星材料费 机械使用费 挖掘机2m3 推土机59kw 自卸汽车10t 其它直接费 现场经费 间接费 其他费用 利 润 税 金 合 计 向庆银：观音洞水库大坝选型及总体布置设计

单价分析表

项目编号：1.2

项目名称：石方开挖

工作内容：钻爆、挖、装、运

31.60 单 价： 元/m3

定额单位：100 m3 名称及规格 单位 数量 直接费 基本直接费 人工费 工时 1.8 工长 工时 高级工 工时 9.24 中级工 工时 77.5 初级工 工时 材料费 1.69 合金钻头 个 Kg 33.17 炸药 30.34 雷管 个 m 82.12 导火线 m 149.80 导电线 % 18 其他材料 机械使用费 2.05 装载机 2m3 台时 1.03 推土机88kW 台时 8.15 自卸汽车12t 台时 7.89 风钻 手持式 台时 % 10 其他机械费 % 2.00 其它直接费 % 9.00 现场经费 % 9.00 间接费 % 0.00 其他费用 % 7.00 利 润 % 3.22 税 金 合 计

单价(元) 7.10 6.61 5.62 3.04 55.00 6.42 1.13 0.68 0.72 2004.03 137.80 117.76 111.99 29.45 1548.84 2364.76 2364.76 2624.89 2861.13 2861.13 3061.41 合价(元) 2624.89 2364.76 300.31 12.78 0.00 51.93 235.60 360.73 92.95 212.95 34.28 55.84 107.86 360.73 1703.72 282.48 121.29 912.75 232.32 154.88 47.30 212.83 236.24 0.00 200.28 98.58 3159.99 备注 编号 1 1.1 1.1.1 (1) (2) (3) (4) 1.1.2 (1) (2) (4) (6) (7) (8) 1.1.3 (1) (2) (3) (4) (6) 1.2 1.3 2 3 4 5

14

2008届水利水电工程专业毕业设计

单价分析表

项目编号：2.2

项目名称：大坝混凝土浇注

工作内容：混凝土运输、入仓、机械平仓振捣 单 价：

编号 1 1.1 1.1.1 （1） （2） （3） （4） 1.1.2 （1） （2） （3） （4） 1.1.3 名称及规格 直接费 基本直接费 人工费 工长 高级工 中级工 初级工 材料费 混凝土 水 砂浆 零星材料费 机械使用费 335.00 单位 工时 工时 工时 工时 工时 m3 m3 m3 % 台时 台时 台时 台时 m3 m3 m3 m3 % % % % % % % 数量 4.9 4.9 61.8 51.9 元/m3 单价（元） 7.10 6.61 5.62 3.04 211.36 1.00 125 4511.35 3.41 17.84 164.56 35.14 1.35 1.32 29.19 11.90 3580.97 26261.21 26261.21 28887.33 30331.70 30331.70 32454.92 合价（元） 28887.33 26261.21 572.28 34.79 32.39 347.32 157.78 21749.86 21579.86 45.00 125 90.23 3939.07 3.41 8.92 190.88 249.46 137.70 1.32 2977.38 11.90 358.10 525.22 2100.90 1444.37 0.00 2123.22 1045.05 备注 定额单位：100 m3

102 45 1 2 1.00 0.50 1.16 7.10 102.00 1.00 102.00 1.00 10 2.00 8.00 5.00 0.00 7.00 3.22 （1） 振动器 1.5kW 变频机组 （2） 8.5kVA 平仓振捣机 （3） 40kW （4） 风水枪 （5） （6） （7） （8） （9） 1.2 1.3 2 3 4 5 混凝土拌制 砂浆拌制 混凝土运输 砂浆运输 其他机械费 其它直接费 现场经费 间接费 其他费用 利 润 税 金 合 计 33499.97

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向庆银：观音洞水库大坝选型及总体布置设计

单价分析表

项目编号：2.3

项目名称：C15块石混凝土回填

工作内容：混凝土运输、回填、加块石（占回填量的25%）

单 价： 编号 1 1.1 1.1.1 （1） （2） （3） （4） 1.1.2 （1） （2） （3） （4） 1.1.3 （1） （2） （3） 1.2 1.3 2 3 4 5

16

231.66 数量 10.0 13.3 179.3 129.5 77 25 1 30.00 3.00 8 2.00 8.00 5.00 0.00 7.00 3.22 元/m3

备注 定额单位：100 m3 名称及规格 直接费 基本直接费 人工费 工长 高级工 中级工 初级工 材料费 混凝土 块石 零星材料费 机械使用费 振动器 1.1kW 风水枪 其他机械费 其它直接费 现场经费 间接费 其他费用 利 润 税 金 合 计 单位 工时 工时 工时 工时 工时 m3 m3 % 台时 台时 % % % % % % % 单价（元） 合价（元） 7.10 6.61 5.62 3.04 205.46 23.58 1749.92 2.34 35.14 175.61 18159.84 18159.84 19975.83 20974.62 20974.62 22442.84 19975.83 18159.84 1560.26 71.00 87.91 1007.67 393.68 16409.92 15820.42 589.50 8.75 189.66 70.2 105.41 14.05 363.20 1452.79 998.79 0.00 1468.22 722.66 23165.50 2008届水利水电工程专业毕业设计

单价分析表 项目编号：1.4 项目名称;石渣料的开采

工作内容：钻孔、爆破、撬移、解小、翻渣、清面。

单 价： 编号 1 1.1 1.1.1 (1) (2) (3) (4) 1.1.2 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 1.1.3 (1) (2) 1.2 1.3 2 3 4 5

17

7.75 数量 1.4 10.8 57.7 0.99 25.03 22.85 61.94 113.01 18 4.34 10 2.00 9.00 9.00 0.00 7.00 3.22 元/m3 单价(元) 7.10 6.61 5.62 3.04 55 6.42 1.13 0.68 0.72 386.62 29.45 127.79 579.70 579.70 643.46 701.37 701.37 750.47 合价(元) 643.46 579.70 246.05 9.94 0.00 60.70 175.41 193.08 54.45 160.69 25.82 42.12 81.37 69.59 140.57 127.79 12.78 11.59 52.17 57.91 0.00 49.10 24.17 774.64

备注 定额单位：100 m3

名称及规格 直接费 基本直接费 人工费 工长 高级工 中级工 初级工 材料费 合金钻头 炸药 雷管 导线 火线 导线 电线 其他材料费 机械使用费 风钻 手持式 其他机械费 其它直接费 现场经费 间接费 其他费用 利 润 税 金 合 计 单位 工时 工时 工时 工时 工时 个 Kg 个 m m % 台时 % % % % % % % 向庆银：观音洞水库大坝选型及总体布置设计

单价分析表

项目编号：1.4

项目名称;石渣料的运输

工作内容：挖装、运输、卸除、空回

单 价： 19.51

定额单位：100 m3

编号 1 1.1 1.1.1 (1) (2) (3) (4) 1.1.2 (1) 1.1.3 (1) (2) (3) (4) 1.2 1.3 2 3 4 5

18

元/m3

名称及规格 直接费 基本直接费 人工费 工长 高级工 中级工 初级工 材料费 其他材料 机械使用费 装载机2m3 推土机88kW 自卸汽车12t 其他机械费 其它直接费 现场经费 间接费 其他费用 利 润 税 金 合 计 单位 工时 工时 工时 工时 工时 % 台时 台时 台时 % % % % % % % 数量 10.9 2 2.05 1.03 8.15 0.00 2.00 9.00 9.00 0.00 7.00 3.22 单价(元) 7.10 6.61 5.62 3.04 1431.66 168.07 137.12 111.99 1398.52 1460.29 1460.29 1620.93 1766.81 1766.81 1890.49 合价(元) 1620.93 1460.29 33.14 0.00 0.00 0.00 33.14 28.63 28.63 1398.52 344.54 141.23 912.75 0.00 29.21 131.43 145.88 0.00 123.68 60.87 1951.36 备注 2008届水利水电工程专业毕业设计

单价分析表 项目编号：1.4 项目名称;坝体填筑

工作内容：推平、刨毛、压实、削坡、洒水、补边夯、辅助工作。

单 价： 2.31

定额单位：100 m3

编号 1 1.1 1.1.1 (1) (2) (3) (4) 1.1.2 (1) 1.1.3 (1) (2) (3) (4) (5) 1.2 1.3 2 3 4 5 名称及规格 直接费 基本直接费 人工费 工长 高级工 中级工 初级工 材料费 其他材料 机械使用费 振动碾13~14t 拖拉机74kw 推土机 74kW 蛙式打夯2.8kw 其他机械费 其它直接费 现场经费 间接费 其他费用 利 润 税 金 合 计 单位 工时 工时 工时 工时 工时 % 组时 组时 台时 台时 % % % % % % % 数量 19.7 10 0.26 0.26 0.55 1.09 1.00 2.00 9.00 9.00 0.00 7.00 3.22 单价(元) 7.10 6.61 5.62 3.04 157.16 209.37 72.32 112.43 13.88 150.21 172.88 172.88 191.90 209.17 209.17 223.81 合价(元) 191.90 172.88 59.89 0.00 0.00 0.00 59.89 15.72 15.72 97.27 54.44 18.80 61.84 15.13 1.50 3.46 15.56 17.27 0.00 14.64 7.21 231.02 备注 元/m3

则坝体石渣料的填筑综合单价：7.75÷1.31＋19.51×1.53÷1.31＋2.31=31.0125(元/m3) (注：开挖以自然方记、运输以松方记、填筑以实方记)

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向庆银：观音洞水库大坝选型及总体布置设计

单价分析表

项目编号：2.2

项目名称;沥青混凝土工程

工作内容：沥青混凝土拌制、运输、现场浇筑及养护等。

887.51 单 价： 元/m3 定额单位：100 m3 编号 名称及规格 单位 数量 单价(元) 合价(元) 1 76530.70 直接费 1.1 69573.36 基本直接费 1.1.1 1380.09 人工费 工时 (1) 16.0 7.10 113.60 工长 工时 (2) 48.1 6.61 317.94 高级工 工时 (3) 120.8 5.62 678.90 中级工 工时 (4) 88.7 3.04 269.65 初级工 工时 1.1.2 62863.55 材料费 (1) m3 103 610.00 62830 沥青混凝土 (2) % 0.5 6709.81 33.55 其他材料费 (3) 1.1.3 5329.72 机械使用费 (1) 5.24 27.95 146.44 搅拌楼 LB-1000型 台时 (2) 5.24 21.50 112.66 骨料沥青系统 台时 (3) 6.35 209.13 1328.00 卷扬台车 台时 (4) 6.35 123.166 782.10 摊铺机GTLY750 台时 (5) 6.35 10.03 63.69 喂料小车 台时 (6) 6.35 98.514 625.56 汽车起重机 10t 台时 (7) 0.35 67.576 23.65 卷扬机 5t 台时 (8) 6.35 109.058 692.52 拖拉机 88kW 台时 (9) 6.35 26.186 166.28 振动碾 1.5t 台时 (10) 26.00 49.076 1275.98 载重汽车 10t 台时 (11) 52.00 1.66 86.32 保温罐 1.5m3 台时 (12) % 0.5 5303.20 26.52 其他机械费 1.2 % 2.00 69573.36 1391.47 其它直接费 1.3 % 8.00 69573.36 5565.87 现场经费 2 % 5.00 76530.70 3826.54 间接费 3 % 0.00 80357.24 0.00 其他费用 4 % 7.00 80357.24 5625.01 利 润 5 % 3.22 85982.25 2768.63 税 金 88750.88 合 计 其他工程的单价分析同样如上，各种单价结果见表2.1所示：

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备注 2008届水利水电工程专业毕业设计

表2.1单价分析成果表 编号 1 2 3 4 5 6 7 项目名称 粘土心墙 砂反滤层 浆砌石护坡 干砌石护坡 防浪墙 土石坝填筑 碎石垫层 单价(元.m3) 39.66 114.94 85.87 67.47 135.93 36.797 124.35 在上述单价分析中主要用到的材料及机械的使用预算单价见下： 2.2.2材料及机械单价

在单价分析中用到的主要材料与机械的价格见下表： 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 13 14 15 16 17 18 19 20

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材料名称及规格 材油 电 水泥 砂 石子 水 风 砂浆 合金钻头 炸药 雷管 导火线 导电线 块石 毛条石 沥青混凝土 C20混凝土 C15混凝土 材料单价表 单位 t kw.h t m3 m3 m3 m3 m3 个 Kg 个 m m m3 m3 m3 m3 m3 预算单价(元) 5300 1 349.01 75.83 54.18 1.00 0.15 125.00 55.00 6.42 1.13 0.68 0.72 23.58 55.46 500 211.36 205.46 向庆银：观音洞水库大坝选型及总体布置设计

编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

施工机械使用费单价表 施工机械名称及型号规格 挖掘机 2m3 推土机 59kw 自卸汽车 10t 蛙式打夯机 2.8kw 混凝土运输皮带浇注机 装载机 2m3 装载机 5m3 推土机 88kW 自卸汽车 12t 自卸汽车 25t 风钻 手持式 凸块振动碾13~14t 推土机 74kW 刨毛机 拖拉机 74kW 轮胎碾 9~16t 砂浆搅拌机 0.4m3 胶轮车 搅拌楼 LB-1000型 骨料沥青系统 卷扬台车 摊铺机 GTLY750 喂料小车 汽车起重机 10t 卷扬机 5t 拖拉机 88kW 振动碾 1.5t 载重汽车 10t 保温罐 1.5m3 振动器 1.1kW 风水枪 单价(元/台时) 254.36 75.60 88.94 13.88 11.29 168.07 459.56 137.12 111.99 246.39 29.45 209.37 112.43 35.61 72.32 29.27 25.61 0.90 27.95 21.50 209.13 123.166 10.03 98.514 19.386 109.058 26.186 96.246 1.66 2.34 35.135 22

2008届水利水电工程专业毕业设计

第3章 坝体稳定计算

3.1 坝体渗流计算

将沥青混凝土面板坝当作是斜墙坝，斜强的厚度上下一致，即t1?t2?0.2m。地基透水，透水深度为30m。其余计算条件见下。

土堤顶部宽度b=8.000(m) 土堤顶部高度h =68.500(m) 上游坡坡率1:m1=1： 1.700 下游坡坡率1:m2=1：1.500 堤身渗透系数k=0.864(m/d) 正常蓄水位上游水位h1 =65.000(m) 正常蓄水位下游水位h2 =11.260(m) 设计洪水位上游水位h1 =65.130(m) 设计洪水位下游水位h2 =14.500(m) 校核洪水位上游水位h1 =67.000(m) 校核洪水位下游水位h2 =14.500(m) 斜墙顶部宽度=0.200(m) 斜墙底部宽度=0.200(m)

斜墙渗透系数=0.864?10?4 (m/d) 透水地基深度 =30.000(m) 透水地基渗透系数=3.000(m/d) 有效深度系数=1.000

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向庆银：观音洞水库大坝选型及总体布置设计

3.1.1正常蓄水位

图3.1 正常蓄水位渗流计算简图

斜墙后的水深H按通过斜墙的渗流量等于通过坝体的这一连续条件加以确定， 通过斜墙的渗流包括两部分：

(1)水深小于H的斜墙下部，通过该段的渗流量为：

q1?k1?L10H1?Hdx1.0?10?7?(65?1.7H?1.7H2)

(t?t)xcos?0.1724t1?12(L1?L2)(2)水深大于H的斜墙下部，通过该段的渗流量为：

q2?k1?L1?L2L1H1?ydx1.0?10?7?(t1?t2)xcos?0.1724t1?(L1?L2)?110.51.7H(H1?x)dx 1.7222H2?H2?3H?11.26 通过坝体的渗流量q?k2 ?1.0?102(L?mH)2(232?1.7H)式中的几何关系： y?x/m

L1?L2?mH1 L1?mH

由q1?q2?q可以解出H ，将解出的H带入通过坝体的渗流量方程就可以解出q，最总计算结果如下：

浸润线起点x坐标=64.031(m) 浸润线终点x坐标=203.733(m) 斜墙后的水深H=44.32(m) 下游出逸点高度=15.645(m) 单位宽度渗流量=17.238(m3/d.m)

已知斜墙后的水深H和出口水深H2，浸润线可参照式(3-1)计算：

22Hx?H2?(H12?H2)xL (3-1)

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式中：H1?H、H2分别为斜墙后的水深和下游水深，L 为渗流区度，x为计算点至下游面的距离。最终计算结果见表3.1，浸润线的具体渗透路径见图3.2：

表3.1 浸润线计算结果 X(m) Y(m) 110.5 37.55 124.47 35.512 138.44 33.45 152.41 31.35 166.38 29.22 180.35 27.05 194.32 24.85 208.29 22.61 222.26 20.33 236.23 18.01 250.20 15.65

图3.2 正常蓄水位浸润线路径

说明：A点为下游出溢点；B点为下游坡和下游水面线交点；C点为下游坡脚；D点在地基面上。

总渗流量Q?qL?17.238?245.32?24?3600?0.049(m3/(s.m)) 3.1.2设计洪水位

同理可以算得设计洪水位时的渗流路径以及下游溢出高度和渗流量。

图3.3 设计洪水位计算简图

计算结果为：

浸润线起点x坐标=5.899(m)

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向庆银：观音洞水库大坝选型及总体布置设计

浸润线终点x坐标=198.895(m) 斜墙后的水深H=44.89(m) 下游出逸点高度=18.870(m) 单位宽度渗流量=16.558(m3/d.m)

表3.2 浸润线计算结果 X(m) Y(m) 110.72 38.65 124.01 36.79 137.32 34.91 150.62 33.01 163.92 31.08 177.22 29.13 190.52 27.14 203.82 25.12 217.12 23.07 230.42 20,99 243.71 18.87 图3.4 设计洪水位浸润线路径

说明：A点为下游出溢点；B点为下游坡和下游水面线交点；C点为下游坡脚；D点在地基面上。

总渗流量Q?qL?16.558?245.32?24?3600?0.047(m3/(s.m)) 3.1.3校核洪水位

同理可以算得校核洪水位时的渗流路径以及下游溢出高度和渗流量。

图3.5 校核洪水位计算简图

计算结果为：

浸润线起点x坐标=67.348(m) 浸润线终点x坐标=198.468(m)

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斜墙后的水深H=46.25(m) 下游出逸点高度=19.154(m) 单位宽度渗流量=17.366(m3/d.m)

表3.3 浸润线计算结果 X(m) Y(m) 113.90 39.50 127.01 37.60 140.12 35.67 153.24 33.71 166.35 31.73 179.46 29.71 192.57 27.67 205.68 25.59 218.80 23.48 231.91 21.34 245.02 19.15 图3.6 校核洪水位浸润线路径

说明：A点为下游出溢点；B点为下游坡和下游水面线交点；C点为下游坡脚；D点在地基面上。

总渗流量Q?qL?17.366?245.32?24?3600?0.049(m3/(s.m))

3.2 坝坡稳定计算

采用圆弧滑动有效应力法校核最大坝高断面的上下游边坡稳定，具有最小安全系数的滑动面的位置需要通过试算确定，土料的凝聚力愈强相应的滑动面愈深；无粘性土的滑动面。则较浅。在试算时，将滑动面圆心的位置选在坝坡中部上方，坡线中点铅垂线与法线之间的半径约为(1/2~3/4)L的范围内，L为坡面在水平面上的影长度。计算时将可能滑动面的土体划分为若干铅直土条，略去土条简单相互作用力的影响，可以计算出产生滑动的作用力S和抗力T。按有效引力分析时，S与T的表达式如式(3-2)：

S??WisinaiT??[cbsecai?(Wicosai?uibisecai)tan?]'ii'i (3-2)

式中：

i—— 土条编号； W—— 土条重量(KN)；

u—— 作用于土条底部的孔隙水压力(KN)；

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向庆银：观音洞水库大坝选型及总体布置设计

b、a—— 土条宽度(m)及其沿滑裂面的坡脚(0)；

c'、?'—— 有效抗剪强度指标；

?i'—— 石渣内摩擦角(0)。

堆石坝的坝料作为石渣，在计算时不计粘聚力c'，即c'?0，而石渣里的孔隙水很容易消散，在计算时同样不计孔隙水压力u，即u?0。

坝坡的稳定采用安全系的评价方法，稳定安全系数Kc定义为抗力相对于圆心的阻滑力矩与作用力产生的滑动力矩的比值。计算公式如式(3-2)

Kc?3.2.1 正常蓄水位

TRT? (3-2) SRS通过试算后确定正常蓄水位上游坝坡具有最小安全系数的滑动面的半径R=81.3m，浸润线以下的石渣取浮容重(?浮?11.2KN/m3)，浸润线与上游水位以下的石渣取饱和容重

(?饱?21.8KN/m3)，上游水位以上的石渣取(?湿?21.2KN/m3)坝体分条及计算简图见图3.7，具体计算过程见表3.4

图

3.7 正常蓄水位上游坝坡坝体分条简图(线条颜色)

28

2008届水利水电工程专业毕业设计 表3.4 正常蓄水位上游坝坡稳定计算 土条ai sinai 编号 1 -11 -0.19 2 -2 -0.03 3 2 0.03 4 6 0.10 5 10 0.17 6 14 0.24 7 18 0.31 8 23 0.39 9 27 0.45 10 33 0.54 11 38 0.62 13 51 0.78 Σ(KN) KC coai 0.98 1.00 1.00 0.99 0.98 0.97 0.95 0.92 0.89 0.84 0.79 0.63 ?i 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 tan?i bi(m) h1i(m) h2i(m) h3i(m) 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 5.78 1.11 7.86 14.02 19.55 23.98 29.81 23.77 16.38 7.32 7.25 14.49 21.74 25.05 17.73 4.30 3.50 γ湿 γ饱 γ水 γ浮(KN/m3) (KN/m3) (KN/m3) (KN/m3) Wi(KN) 124.32 880.32 1570.24 2189.6 2685.76 3338.72 4242.74 4993.38 5559.16 5460.9 3865.14 970.693 S(KN) -23.71 -30.71 54.77 228.76 466.14 807.31 1310.44 1950.13 2522.62 2972.88 2378.59 754.09 T(KN) 67.61 487.38 869.34 1206.34 1465.26 1794.68 2235.45 2546.52 2744.30 2537.62 1687.72 338.60 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 说明：hi1 为浸润线以下土条高度，hi2 为浸润线与水位线之间土条高度，hi3 为上游水位线以上土条高度。 13391.33 17980.82 1.34 同样通过试算同样可以确定正常蓄水位坝体下游坝坡具有最小安全系数的滑动面的半径R=74.2m，下游水位以下的石渣取浮容重浸润线与下游水位以下的石渣取饱和容重(?饱?21.8KN/m3)，浸润线以上的石渣取(?湿?21.2KN/m3)坝体分条及计(?浮?11.2KN/m3)，

算简图见图3.8，具体计算过程见表3.5

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向庆银：观音洞水库大坝选型及总体布置设计

图3.8 正常蓄水位上游坝坡坝体分条简图 表3.5正常蓄水位下游坝坡稳定计算 土条ai 编号 1 -16 2 -7 3 -1 4 3 5 8 6 15 7 19 8 28 9 40 10 45 11 53 12 60 Σ(KN) KC

γγsinai -0.28 -0.12 -0.02 0.05 0.14 0.26 0.33 0.47 0.64 0.71 0.80 0.87 coai 0.96 0.99 1.00 1.00 0.99 0.97 0.95 0.88 0.77 0.71 0.60 0.50 ?i 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 tan?i bi(m) h1i(m) h2i(m) h3i(m) 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 7.58 2.06 10.70 12.84 12.06 9.91 6.62 2.01 5.19 7.87 9.64 10.92 12.06 9.04 2.23 1.40 6.29 11.68 17.03 22.84 28.34 26.65 18.33 5.26 γ湿γ饱水浮(KN/m3) (KN/m3) (KN/m3) (KN/m3) Wi(KN) 230.72 1198.4 2569.5 3363.18 4544.92 5598.16 6464.56 6812.8 6494.22 5649.8 111.512 845.261 S(KN) -63.56 -145.97 -44.82 175.93 632.21 1448.19 2103.63 3196.93 4172.64 3993.42 89.03 731.79 15468.59 T(KN) 122.87 658.94 1423.22 1860.56 2493.29 2995.67 3386.28 3332.78 2756.76 2214.01 37.20 234.34 21244.38 1.37 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 说明：hi1 为下游水位线以下土条高度，hi2 为浸润线与水位线之间土条高度，hi3 为浸润线线以上土条高度 3.2.2 设计洪水位

通过试算后确定设计洪水位上游坝坡具有最小安全系数的滑动面的半径R=82.3m，浸润线以下的石渣取浮容重(?浮?11.2KN/m3)，

30

2008届水利水电工程专业毕业设计

浸润线与上游水位以下的石渣取饱和容重(?饱?21.8KN/m3)，上游水位以上的石渣取(?湿?21.2KN/m3)坝体分条及计算简图见图3.9，具体计算过程见表3.6

浸润线单位图3.9 设计洪水位上游坝坡坝体分条简图 表3.6 设计洪水位上游坝坡稳定计算 土条 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Σ(KN) KC

γγai sinai coai -23 -16 -9 -2 5 11 16 21 28 34 44 50 -0.39 -0.28 -0.16 -0.03 0.09 0.19 0.28 0.36 0.47 0.56 0.69 0.77 0.92 0.96 0.99 1.00 1.00 0.98 0.96 0.93 0.88 0.83 0.72 0.64 ?i 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 tan?i bi(m) h1i(m) h2i(m) h3i(m) 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 8.78 4.44 13.83 21.85 28.61 34.15 38.16 41.44 42.69 35.30 24.29 9.95 7.37 15.91 24.19 20.34 3.37 γ湿 γ饱水 浮 (KN/m3) (KN/m3) (KN/m3) (KN/m3) Wi(KN) 497.28 1548.96 2447.2 3204.32 3824.8 4273.92 4641.28 4781.28 5560.26 6188.86 6387.82 4518.57 S(KN) -194.21 -426.74 -382.63 -111.77 333.18 815.09 1278.68 1712.63 2609.17 3459.22 4435.56 3460.14 T(KN) 253.60 824.88 1339.01 1774.03 2110.78 2324.18 2471.65 2472.95 2720.05 2842.90 2546.47 1609.86 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 说明：hi1 为浸润线以下土条高度，hi2 为浸润线与水位线之间土条高度，hi3 为水位线以上土条高度 16988.33 23290.36 1.37 同样通过试算同样可以确定设计洪水位坝体下游坝坡具有最小安全系数的滑动面的半径R=76.4m，下游水位以下的石渣取浮容重

31

向庆银：观音洞水库大坝选型及总体布置设计

浸润线与下游水位以下的石渣取饱和容重(?饱?21.8KN/m3)，浸润线以上的石渣取(?湿?21.2KN/m3)坝体分条及计(?浮?11.2KN/m3)，

算简图见图3.10，具体计算过程见表3.7

浸润线单位图3.10 设计洪水位下游坝坡坝体分条简图

表3.7 设计洪水位下游坝坡稳定计算 土条编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Σ(KN)

ai sinai coai -22 -14 -7 -1 4 12 20 29 38 49 65 -0.37 -0.24 -0.12 -0.02 0.07 0.21 0.34 0.48 0.62 0.75 0.91 0.93 0.97 0.99 1.00 1.00 0.98 0.94 0.87 0.79 0.66 0.42 ?i 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 tan?i bi(m) h1i(m) h2i(m) h3i(m) 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 9.57 5.13 14.67 21.99 22.53 21.74 19.61 16.60 10.62 3.02 0.88 4.76 6.09 7.42 8.74 10.70 12.68 6.60 2.44 7.43 12.42 17.42 21.78 26.12 30.45 24.72 γ湿γ饱γ水γ浮(KN/m3) (KN/m3) (KN/m3) (KN/m3) Wi(KN) 574.56 1643.04 2654.72 4078.32 5337.66 6446.92 7457.56 8139.4 8639.92 7894.2 5015.29 S(KN) -215.13 -397.29 -323.37 -71.14 372.15 1339.72 2549.40 3944.23 5316.98 5955.58 4544.18 T(KN) 295.14 883.19 1459.69 2258.94 2949.73 3493.46 3882.39 3944.23 3772.64 2870.49 1175.63 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 说明：hi1 为下游水位线以下土条高度，hi2 为浸润线与水位线之间土条高度，hi3 为浸润线线以上土条高度 32

18471.13 25809.91 2008届水利水电工程专业毕业设计 KC 1.40 3.2.3 校核洪水位

通过试算后确定校核洪水位上游坝坡具有最小安全系数的滑动面的半径R=86.3m，浸润线以下的石渣取浮容重(?浮?11.2KN/m3)，浸润线与上游水位以下的石渣取饱和容重(?饱?21.8KN/m3)，上游水位以上的石渣取(?湿?21.2KN/m3)坝体分条及计算简图见图3.11，具体计算过程见表3.8

浸润线单位()图3.11 校核洪水位上游坝坡坝体分条简图 表3.8 校核洪水位上游坝坡稳定计算 土条编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9

ai sinai coai -18 -11 -5 -2 2 6 14 22 30 -0.31 -0.19 -0.09 -0.03 0.03 0.10 0.24 0.37 0.50 0.95 0.98 1.00 1.00 1.00 0.99 0.97 0.93 0.87 ?i 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 tan?i bi(m) h1i(m) h2i(m) h3i(m) 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 4.47 12.97 20.25 26.34 31.28 35.00 37.28 38.09 32.85 4.66 33

γ湿γ饱γ水γ浮(KN/m3) (KN/m3) (KN/m3) (KN/m3) Wi(KN) 500.64 1452.64 2268 2950.08 3503.36 3920 4175.36 4266.08 4695.08 S(KN) -154.63 -277.04 -197.57 -102.90 122.20 409.54 1009.61 1597.33 2346.46 T(KN) 263.78 789.95 1251.64 1633.27 1939.59 2159.69 2244.40 2191.38 2252.83 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 向庆银：观音洞水库大坝选型及总体布置设计 10 11 12 Σ(KN) KC 38 42 51 0.62 0.67 0.78 0.79 0.74 0.63 29.0 29.0 29.0 0.55 0.55 0.55 10.00 10.00 8.78 21.50 6.29 12.73 20.79 14.61 21.20 21.20 21.20 21.80 21.80 21.80 10.00 11.20 5183.14 10.00 11.20 5236.7 10.00 11.20 2796.41 3189.69 3502.59 2172.43 13617.71 2263.23 2156.58 975.45 20121.80 1.48 说明：hi1 为浸润线以下土条高度，hi2 为浸润线与水位线之间土条高度，hi3 为水位线以上土条高度， 同样通过试算同样可以确定设计洪水位坝体下游坝坡具有最小安全系数的滑动面的半径R=78.4m，下游水位以下的石渣取浮容重浸润线与下游水位以下的石渣取饱和容重(?饱?21.8KN/m3)，浸润线以上的石渣取(?湿?21.2KN/m3)坝体分条及计(?浮?11.2KN/m3)，

算简图见图3.12，具体计算过程见表3.9

浸润线单位()图3.12 校核洪水位下游坝坡坝体分条简图

表3.9 校核洪水位下游坝坡稳定计算 土条编号 1 2 3 4

ai sinai coai -20 -13 -5 -2 -0.34 -0.22 -0.09 -0.03 0.94 0.97 1.00 1.00 ?i 29.0 29.0 29.0 29.0 tan?i bi(m) h1i(m) h2i(m) h3i(m) 0.55 0.55 0.55 0.55 10.00 10.00 10.00 10.00 4.60 14.17 21.06 21.33 1.05 5.66 1.77 34

γ湿γ饱γ水γ浮(KN/m3) (KN/m3) (KN/m3) (KN/m3) Wi(KN) S(KN) -176.12 -356.83 -225.41 -139.46 T(KN) 268.21 856.67 1428.02 2213.48 21.20 21.20 21.20 21.20 21.80 21.80 21.80 21.80 10.00 10.00 10.00 10.00 11.20 515.2 11.20 1587.04 11.20 2587.62 11.20 3998.08

2008届水利水电工程专业毕业设计 5 2 7 8 9 10 11 Σ(KN) KC 4 12 20 28 37 48 57 0.07 0.21 0.34 0.47 0.60 0.74 0.84 1.00 0.98 0.94 0.88 0.80 0.67 0.55 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 29.0 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 9.57 20.32 17.80 14.37 8.65 0.92 7.94 10.21 12.49 14.69 16.81 8.84 5.87 9.65 14.07 18.24 22.50 26.76 24.22 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.20 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 21.80 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 11.20 5251.2 6265.18 7315.1 8038.1 8537.62 7600.24 4913.85 366.12 1301.95 2500.70 3771.90 5135.84 5645.92 4119.75 2901.95 3394.98 3808.23 3932.19 3778.17 2818.59 1483.74 说明：hi1 为水位线以下土条高度，hi2 为浸润线与水位线之间土条高度，hi3 为浸润线线以上土条高度， 17824.60 25400.50 1.43 35

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3.3 坝体及坝基沉降计算

用单向压缩分层总合法计算坝身及坝基的最终沉陷量。对于坝体不考虑附加应力，自重应力在计算时，未区分水位线上下的材料的不同容重，整个坝体采用同样的容重，都为石渣的饱和容重??21.8KN/m3，则坝体荷载产生的竖向应力pi??hi?21.8?hi，计算结果见表3.10。坝基的竖向应力为自重应力与附加应力之和，坝基的自重应力pi??hi?23.8?hi，坝基处的附加应力取坝顶以下的最大坝体自重应力作为坝基的附加应力。坝基的附加应力按照平面问题考虑其计算按照式(3-3)计算，坝基受压层的计算深度按照下述方法确定：

坝体附加应力等于坝体自重竖向应力20%处的深度即为计算深度。计算结果见表3.10坝体与坝基的分层及各层的厚度见图3.13。

?z?Kzsp (3-3)

式中：

?z —— 坝基中任一点的附加应力

s —— 条形均布铅直荷载作用下应力分布系数 Kzp —— 单位长度内的线荷载

表3.10 坝体分层及竖向应力计算 分层厚度(m) 竖向应力(Kpa) 3.5 75.6 10 291.6 10 507.6 10 723.6 10 936.6 10 1155.6 10 1371.6 5 1479.6 表3.11 坝基分层及附加应力计算 分层厚度(m) 应力分布系数Kz 附加应力(Kpa) 竖向应力(Kpa) s10 0.476 680.49 1717.6 10 0.211 312.20 1955.6 10 0.027 39.94 2193.6 说明：应力单位以(记，分层厚度单位以()记图3.13 坝体及坝基分层厚度

坝体作为堆石坝，填料为无粘性的。沉降量按照式(3-4)计算：

36

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S??i?1npihi (3-4) Ei式中：

S —— 坝体或者坝基的最终沉降量;

pi —— 第i计算土层有坝体荷载产生的竖向应力;

Mpa; Ei —— 第i计算土层的变形模量，坝体的Ei?82Mpa，坝基的Ei?3200hi —— 第i层土层的厚度。

坝体的计算结果见表3.12，坝基的计算结果见表3.13

表3.12 坝体沉降计算 分层 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 合计 分层 编号 1 2 3 合计 分层厚度(cm) 350 1000 1000 1000 1000 1000 1000 500 表3.13 坝基沉降量计算 分层厚度(cm) 1000 1000 1000 层顶压力(kp) 3959.2 2398.09 2267.8 层底压力(kp) 2398.09 2267.8 2233.2 平均压力(kp) 3178.645 2332.945 2250.5 变形模量Ei(kpa) 3200000 3200000 3200000 该层沉降量(cm) 0.99 0.73 0.70 2.43 层顶压力(kp) 0 75.6 291.6 507.6 723.6 939.6 1155.6 1371.6 层底压力(kp) 75.6 291.6 507.6 723.6 939.6 1155.6 1371.6 1479.6 平均压力(kp) 37.8 183.6 399.6 615.6 831.6 1047.6 1263.6 1425.6 变形模量Ei(kpa) 82000 82000 82000 82000 82000 82000 82000 82000 该层沉降量(cm) 0.16 2.24 4.87 7.51 10.14 12.78 15.41 8.69 61.80

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第4章 溢洪道设计

4.1 引水渠设计

在设计进水渠时，需要水流平稳，水面波动小，水面横向比降小，进水渠底宽为顺水流方向收缩，渠底为平底。首端底宽为60m，末端的底宽为30m，首末端宽度之比为2：1，进水渠底板采用C20混凝土衬砌50cm，靠进水库侧边墙采用重力式挡墙，靠岸侧浇筑30cm厚，混凝土比标号与底板一样，边墙高度在靠近溢流堰24m内设为345m，其余设置为下潜式，进水渠的底板高程取为330m。

4.2 溢流堰设计

4.2.1 孔口设计

根据地址条件，枢纽布置以及技术经济比较确定单宽流量q?50m3/(s.m)； 孔口形式：采用宽敞溢流式，堰顶设闸门； 溢流净宽L?Q溢/q?1150/50?23m

取闸孔单孔口宽度b?8m，需要闸孔数n?L/b?23/8?2.88 最终取闸孔为整数且为奇数以方便对称泄流则n?3 溢流前沿总长度L0?nb?(n?1)d?3?8?(3?1)?3?30m 闸墩形状取为半圆形，厚度取3m,形状如图4.1

水流方向D=3R=D/22R=1.71D图4.1 闸墩形状

4.2.2 堰顶高程设计

溢洪道的溢流堰一般属于低堰。由于适用堰的流量系数大，需要的溢流前沿比较短，而其工程量比较少，所以选择适用堰作为溢流堰，堰体高取为3m。在计算时采用迭代法计算堰顶水头。

(1)设计洪水位

38

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假设堰上水头Hd?8m

水流行近流速VQ11500?A?53?8?2.69m/s Ha20V01?2.692计入行近流速水头的堰上水头，0?Hd?2g?8?2?9.8?8.37m

式中：

Q—— 流量，m3/s； A—— 过水断面面积m2；

a0—— 动能修正系数，近似地取为1；

g—— 重力加速度，m3/s；

开敞式WES型实用堰的泄流能力按式(4-1)计算

Q?cm??sB2gH302 ??1?0.2[?Hk?(n?1)?0]0nb 式中：

B—— 溢流堰总宽，m，定义B?nb；

c—— 上游堰坡影响系数(当上游堰面为铅直时，c?1.0)；

m—— 二维水流WES实用堰流量系数；

?—— 闸墩侧收缩系数，由式(4-2)计算； ?0—— 中墩形状系数；

?k—— 边墩形状系数；

?s—— 淹没系数；

其余未说明的与前面相同。查表可知当闸墩为半圆形时，?0?0.45，??1?0.2[??(n?1)?H8.37k0]0nb?1?0.2[0.7?(3?1)?0.45]?3?8?0.888

由H0H?8.378?1.05与 P1H?38?0.375查表得m?0.493则由

ddQ?cm??2gH3Q2sB02?H0?(cm??2g)3?sB

H(115020?1?0.493?0.888?1?24?2?9.8)3?8.49H12m，Ha20V01?2.682假设堰上水头d?8.0?Hd?2g?8.12?2?9.8?8.49m

??1?0.2[?H8.49k?(n?1)?0]0nb?1?0.2[0.7?(3?1)?0.45]?3?8?0.887

由H0H?8.498?1.06与 P1H?38.49?0.353查表得m?0.493则由

dd39

(4-1)

(4-2)

k?0.7，

?

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Q?cm??sB2gH02?H0?(3Qcm??sB2g)23?

21150H0?()3?8.491?0.493?0.887?1?24?2?9.8则堰顶高程▽=342?8.5?333.5m，

(2)校核洪水位 水流行近流速V0?Q1570??3.7m/s A53?8假设堰上水头Hd?8m

a0V021?3.72计入行近流速水头的堰上水头，H0?Hd??8??8.68m采用同样的方法

2g2?9.8可以得校核洪水位时的堰上水头H0?10.7m

则堰顶高程▽=344?10.7?333.3m，

实际堰顶高程取两者中的低者，但是为施工方便取堰顶高程为▽=333m 对取定的堰顶高程进行过流能力的校核：

a0V021?3.72H0?Hd??11??11.68m

2g2?9.8HP由0H?11.6811?1.06与 1H?311?0.273查表有m?0.484

ddQ?cm??sB2gH02?1?0.484?0.844?24?2?9.8?11.68332?1732m3/s?Q校?1570m3/s则所取的堰顶高程满足泄流能力的要。 4.2.3 堰面曲线的设计

本工程的过流堰采用WES曲线，上游面铅直。堰顶上游为三圆弧曲线，下游为幂曲线，

0.85其方程为：x1.85?2.0Hdy曲线如图4.2所示

图4.2堰顶曲线

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4.3 泄槽设计

溢流堰后采用陡槽与出口消能段连接。为了减少工程量，在泄槽中间设置一变坡。泄槽的平面布置采用简单圆曲线，圆半径r?9B?9?30?270m，由于泄槽不宽，工程量以不大,就不用再设置收缩段，整个溢洪道采用等宽布置。 4.3.1 泄槽纵坡面设计

泄槽的纵坡必须保证泄流时，溢流堰下为自由出流和槽中不发生水跃，使水流始终处于急流状态，因此，泄槽纵坡必须大于临街坡度ik。本工程采用i?0.05的纵坡。变坡时由缓变陡，变坡后的坡度为i?0.4

矩形断面泄槽临界底坡的计算按式(4-3)计算：

q2ik?22hkCkRk (4-3)

2aqhk?3g (4-4)

Ck?116Rk (4-5) n式中：

q—— 泄槽的单宽流量，m3/(s.m)；

a—— 动能修正系数，可近似地取为1；

g—— 重力加速度，m/s2；

Rk——相应临界水深时的水力半径，m；

n—— 糙率，计算时采用n?0.012；

hk—— 临界水深，m，按式(4-4)计算；

Rk—— 相应临界水深的水力半径，m； Xk—— 临界湿周，m；

Ck—— 谢才系数，m12/s，按式(4-5)计算；

2aqhk?3g21?(1570/30)?39.8?6.54， Xk?b?2hk?30?2?6.54?43.08

1Ak30?6.541161?4.556?107.27 Rk???4.55， Ck?Rk?n0.012Xk43.08q252.32由于ik?0.0012?i?0.05，所以满足要求。 ik?22??0.0012，22hkCkRk6.54?107.27?4.5541

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4.3.2 泄槽水面线计算

计算泄槽水面线时，计算断面定在堰下收缩段面，由于该泄槽没有设置收缩断面，起始计算断面设定在坝轴线往下5m，计算起始断面如图4.3所示。

坝轴线起始断面堰陡槽50+00图4.3泄槽起始计算断面

以20m作为一个计算断面进行计算，起始断面水深h1按式(4-6)用能量方程求得：

q (4-6) H1??2g(H0?h1cos?)式中：

?—— 考虑从进口到计算起始断面间沿程和局部阻力损失的流速系数，取??0.95。

H0—— 起始计算断面渠底以上总水头，m； 其余未说明的与前面一致。

(1)设计泄洪流量水面线

q38.3在实际计算过程中通过Excelh1???2g(H0?h1cos?)0.95?2?9.8(9.5?h1?0.9988)试算，最后试算得H1?3.82m。

泄槽的水面线根据能量方程用分段求和法计算，计算公式如(4-7)

2a2v2a1v12(h2cos??)?(h1cos??)2g2g?l1?2? (4-7)

i?JJ?n2vR42 (4-8)

3式中:

?l1-2—— 分段长度，m；

h1\\、h2—— 分段始、末断面水深，m； v1、v2——分段始、末断面平均流速，m/s； a1、a2——流速分布不均匀系数，取1.05；

?—— 泄槽底坡底角，(0)；

i——泄槽底坡，i?tg?；

J——分段内平均摩阻坡降，按式(4-8)计算；

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v——分段平均流速，v?(v1?v2)/2，m/s；

R——分段内平均水力半径，R?(R1?R2)/2，m；

在计算过程中采用试算法： 假定h2?3.5

已知：v1?Q/A?1150/(3.82?30)?10.03 v2?Q/A?1150/(3.5?30)?10.95

v?(v1?v2)/2?(10.03?10.95)/2?10.49

R1?2h1?B?3.82?2?30?37.94 R2?2?h2?B?2?3.5?30?37

R?(R1?R2)/2?(37.94?37)/2?37.32

J?n2vR42?0.0122?10.492/(37.323)?0.00012432a2v2a1v12(h2cos??)?(h1cos??)2g2g?l1?2??i?J

221.05?10.491.05?10.03(3.5?0.9988?)?(3.82?0.9988?)2?9.82?9.8?14.270.05?0.00012再假设h2?3.4

已知：v1?Q/A?1150/(3.82?30)?10.03 v2?Q/A?1150/(3.4?30)?11.28

v?(v1?v2)/2?(10.03?11.28)/2?10.65

R1?2?h1?B?2?3.82?30?37.94 R2?2?h2?B?2?3.4?30?36.8

R?(R1?R2)/2?(37.94?36.8)/2?37.22

J?n2vR42?0.0122?10.652/(37.323)?0.00013432a2v2a1v12(h2cos??)?(h1cos??)2g2g?l1?2??i?J

221.05?11.281.05?10.03(3.5?0.9988?)?(3.82?0.9988?)2?9.82?9.8?19.910.05?0.00013 由于其很接近原先取定的距离，因此桩号为0+47的泄槽断面的水深为h2?3.4，其它断面的计算同理。最终计算结果如表4.1所示：

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表4.1 设计洪水下泄流量水面线 断面 0+27 0+47 0+67 0+87 0+107 0+127 0+147 0+167 0+187 0+207 Cosθ 0.9988 0.9988 0.9988 0.9988 0.9988 0.9988 0.9988 0.9285 0.9285 0.9285 i 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.4 0.4 0.4 n 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 V1(m/s) 10.03 11.28 11.78 13.17 13.99 14.74 15.46 19.97 23.52 26.62 R1(m) 37.64 36.8 36.24 35.82 35.48 35.34 34.96 33.84 33.26 32.88 h1cosθ+a1V12/2g 9.21 10.2 11.2 12.2 13.22 14.24 15.28 23.14 31.14 39.3 h1(m) 3.82 3.4 3.12 2.91 2.74 2.6 2.48 1.92 1.63 1.44 hb(m) 3.87 3.44 3.16 2.94 2.77 2.63 2.51 1.94 1.65 1.46 ?h(m) 0.11 0.14 0.16 0.20 0.22 0.25 0.27 0.45 0.63 0.80 边墙高度(m) 5.0 4.59 4.31 4.14 4.0 3.87 3.78 3.4 3.27 3.26 (2)校核泄洪流量水面线

q52.3在实际计算过程中通过 H1???2g(H0?h1cos?)0.95?2?9.8(11.68?h1?0.9988)Excel试算，最后试算得H1?4.71m。计算方法同上，计算结果如表4.2所示：

表4.2 校核洪水下泄流量水面线 断面 0+27 0+47 0+67 0+87 0+107 0+127 0+147 0+167 0+187 0+207 Cosθ 0.9988 0.9988 0.9988 0.9988 0.9988 0.9988 0.9988 0.9285 0.9285 0.9285 i 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.4 0.4 0.4 n 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 V1(m/s) 11.11 12.26 13.21 14.06 14.84 15.18 16.2 20.52 24.1 26.98 R1(m) 39.42 38.54 37.92 37.44 37.05 36.74 36.46 35.1 34.36 34.12 h1cosθ+a1V12/2g 11.32 12.31 13.31 14.06 15.31 16.3 17.28 24.93 32.9 40.79 h1(m) 4.71 4.27 3.96 3.72 3.53 3.37 3.23 2.55 2.18 1.94 hb(m) 4.77 4.32 4.01 3.76 3.57 3.41 3.27 2.58 2.21 1.96 ?h(m) 0.14 0.17 0.20 0.22 0.25 0.26 0.30 0.48 0.66 0.83 边墙高度(m) 5.91 5.49 5.2 4.99 4.82 4.67 4.56 4.06 3.86 3.78 掺气后水深的计算：

由于泄洪水流流速比较大，需要设置掺气，波动及掺气后的水深按式(4-9)计算

?vhb?(1?)h (4-9)

100式中：

h、hb—— 泄槽计算断面的水深及掺气后的水深，m；

v—— 不掺气情况下泄槽计算断面的流速，m/s；

?—— 修正系数，取??1.2s/m；

1.2?10.03)?3.82?4.28，同理可以

100100计算出其它断面的掺气后的水深，计算结果见表4.1及4.2。

弯道最大断面横向水面差：

设计泄洪量起始断面掺气后水深hb?(1??v)h?(1?由于在布置中设置了弯道，因此弯道会产生横向水面差，其计算按式(4-10)计算：

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v2b (4-10) ?h?Kgr0式中：

?h—— 弯道外侧水面线与中心线水面的高差，m；

b—— 弯道宽度，m；

r0—— 弯道中心线曲率半径，取r0?9B?9?30?270m；

K—— 超高系数，简单圆曲线取K?1.0

v2b10.032?30设计泄洪量起始断面的横向水面差?h?K?1.0??0.04，同理可以计算

gr09.8?270出其它断面的横向水面差，计算结果见表4.1及4.2。

由于弯道边墙转折，水流方向改变，产生冲击波。为了使断面内的流量分布趋于均匀，消除或抑制冲击波。采用渠底超高法，即将外侧渠底抬高，造成一个横向坡比，泄槽弯曲段外侧相对内侧的槽底超高值?z??h 4.3.3 泄槽变坡连接

为了减少工程量，对泄槽进行了变坡，前面长120m的泄槽采用i?0.05的纵坡，后面的60m采用i?0.4的纵坡。在变坡处采用抛物线连接，抛物线方程如式(4-12)所示：

x2 (4-12) y?xtan??K(4H0cos?)av2 (4-13) h0?h?2g式中：

x、y—— 以缓坡泄槽段末端为原点的抛物线横、纵坐标，m；

H0—— 抛物线起始断面比能，m；

h—— 抛物线起始断面水深，m；

v——抛物线起始断面流速，m/s； a——流速分布不均匀系数，取a?1.0； H0—— 抛物线起始断面比能，m；

K—— 系数，对于落差较大的重要工程，取K?1.5

av21.0?17.282H0?h??3.23??18.64

2g2?9.8x2x22连接段的y?xtan???0.05x??0.05x?0.009x22K(4H0cos?)1.5?4?18.64?0..9988曲线如图4.4所示：

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θθθθ图4.4底坡由缓变陡抛物线连接段

4.4 挑流消能

挑流消能采用连续坎，挑角为200，鼻坎反弧半径R?8h?8?1.94?15.52m。鼻坎坎顶高程为302m。 4.4.1 挑距计算

水舌挑距按水舌外缘计算，计算公式如(4-13)所示：

1L?[v12sin?cos??v1cos?v12sin2??2g(h1cos??h2)]g （4-13） 式中:

L—— 自水流鼻坎末端算起至下游河床床面的挑流水舌外缘挑距，m； ?—— 挑流水舌水面出射角，近似取用鼻坎挑角，(0)；

h1——挑流鼻坎末端法向水深，h1?hcos??1.94?cos25?1.76m；

h2——鼻坎坎顶至下游河床高程，h2?302?279.3?22.7m；279.3为下游河床校贺洪水为。

v1—— 鼻坎坎顶水面流速，m/s；按鼻坎处平均流速v的1.1倍计。

1L?[v12sin?cos??v1cos?v12sin2??2g(h1cos??h2)]?g

1[29.762?sin20cos20?29.67cos2029.762?sin220?2?9.8(1.76cos20?22.7)]?85.49.84.4.2 冲刷坑深度

（P?0.1%）（P?3.33%）下游水位▽=279.3m，▽=277.3m冲刷深度按照式(4-14)计算

t?KqH2114 (4-14)

式中:

t—— 自下游水面至坑底最大深度，m；

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q——鼻坎末端断面单宽流量，m3/(s.m)；

Z——上下游水位差，m；

k——综合冲刷系数，取k?0.8；

计算时采用校核洪水位计算，t?kq2Z114?0.8?52.32?64.82?16.41

114.5 溢洪道造价计算

4.5.1 工程量计算

对溢洪道进行分段计算，以进水渠首端作为起始计算断面，每20m作为一个计算断。下表中的面积以m2计，开挖回填以及浇筑量 m3计，计算结果见表4.3所示：

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桩号 0-60 0-40 断面间距m 20.0 20.0 土方挖方 0.0 317.6 平均 Ｖi 石方挖方 0.0 400.0 平均 Ｖi 填方断面 0.0 103.0 平均 Ｖi 溢洪道砼 0.0 168.9 平均 Ｖi 158.8 3175.6 334.9 6698.3 200.0 662.5 4000.0 13250.3 51.5 1029.9 114.1 2281.9 84.4 1688.5 168.7 3373.3 0-20 20.0 0+00 20.0 0+20 20.0 0+40 20.0 0+60 20.0 0+80 20.0 0+100 20.0 0+120 20.0 0+140 20.0 0+160 0+180 20.0 352.3 365.3 7306.0 378.3 383.6 7671.1 388.8 390.7 7814.4 392.7 377.2 7543.3 361.7 340.0 6800.2 318.4 304.5 6089.8 290.6 292.1 5841.7 293.5 295.3 5905.3 297.0 310.7 6213.0 324.3 280.0 302.2 6043.1 925.0 1094.4 1263.8 1273.6 1283.4 1315.2 1347.1 1378.0 1408.9 1410.5 1412.0 1181.6 951.2 949.4 947.5 948.3 949.0 539.3 129.6 1221.3 675.4 13508.7 48 125.2 21888.4 144.0 25472.0 139.5 26304.9 124.3 27560.2 157.5 28209.3 152.7 23632.4 25.2 18987.3 19.1 18965.4 35.6 10786.0 34.4 32.5 33.5 669.0 35.0 700.0 27.3 546.6 22.1 442.7 89.0 1779.3 155.1 3102.4 140.9 2817.9 131.9 2637.7 141.7 2834.7 134.6 2691.7 168.5 168.5 3369.6 168.5 168.5 3369.6 168.5 153.3 3065.7 138.1 134.1 2681.8 130.1 126.2 2523.9 122.3 90.5 1809.2 58.6 55.8 1116.3 53.0 58.8 1176.1 64.6 62.6 1251.0 60.5 67.3 63.9 1278.0 2008届水利水电工程专业毕业设计 0+200 0+220

20.0 267.6 20.0 239.5 273.8 5475.8 857.8 253.6 5071.0 80105.3 643.3 1039.6 750.6 20791.3 34.1 15011.5 240807.5 35.7 33.3 34.9 666.0 58.7 698.0 20079.8 20079.8 64.3 63.0 1260.0 61.5 1230.0 26511.2 ? 49

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