金2水电站施工组织设计方案[导流方案比选]

'WORD格式整理版学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：2014年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在_________年解密后适用本授权书。2、不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：2014年月日导师签名：2014年月日学习参考好帮手 WORD格式整理版目录前言2概述31工程概况32自然条件42.1地形地貌42.2工程地质42.3水文地质52.4水文气象63工程建设期有关要求103.1施工期通航及向下游供水要求103.2业主关于工期的要求104本设计的主要内容101施工导流方案的比选111.1导流设计流量的选择111.1.1导流方式与时段划分111.1.2导流建筑物级别111.1.3导流标准131.2导流隧洞的布置141.2.1洞线布置141.2.2进出口高程与断面形式141.2.3隧洞进出口设计151.3导流洞断面比选151.3.1方案一（P=5%）时隧洞的设计情况151.3.2方案二（P=10%）时隧洞的设计情况151.4导流洞断面比选原理161.4.1流量计算公式161.4.2局部损失系数计算公式171.4.3进口损失系数的确定181.4.4流量系数计算公式181.4.5隧洞联合泄流191.5经济洞径的比选201.5.1围堰设计211.5.2地基明挖231.5.3暗挖及衬砌231.5.4经济洞径的选定23学习参考好帮手 WORD格式整理版1.6导流方案比选的确定252选定方案的导流计算262.1导流隧洞特征262.2流态判别272.3长洞、短洞的判断282.4长短洞的判别界限282.5各流态水力计算原理292.6无压流水力计算302.6.11隧洞无压流水力计算302.6.22隧洞无压流水力计算312.7有压流水力计算322.8隧洞泄流曲线的绘制332.9围堰设计342.9.1围堰高程的确定342.9.2围堰断面设计352.10隧洞堵头设计363施工截流设计373.1截流方案比选373.1.1截流时间选择373.1.2截流设计流量选择383.1.3截流方式383.1.4截流戗堤高程383.1.5截流戗堤顶宽393.1.6图解法截流水力计算393.1.7不同龙口宽度泄水能力计算413.1.8截流设计主要成果表473.1.9方案选择473.2选定截流方案的抛投物料计算483.3抛投块石稳定计算483.4截流戗堤抛投所需物料计算49学习参考好帮手 WORD格式整理版附录计算书511弯段局部系数损失计算过程512流量系数计算过程513联合泄流计算过程534施工导流过程量及总造价的计算544.1RCC围堰工程量及造价544.2导流隧洞的工程量及造价（16×19）575半有压流下限流量计算过程596半有压流上限流量计算过程597半有压流下限泄流量的临界水深hk和临界底坡ik的计算过程608长短洞界定计算过程619无压流状态下水面线的推算过程6110有压流状态下的联合泄流计算过程6911作用水头推力计算过程6912混凝土塞的最小长度计算过程7013不同龙口宽度泄水能力计算过程7014龙口断面平均流速计算过程7815石块化引直径计算过程80致谢81参考文献82学习参考好帮手 WORD格式整理版金2水电站施工组织设计(导流方案比选)学生：指导老师：三峡大学水利与环境学院摘要：金2水电站枢纽位于云南省丽江市境内的金沙江中游河段上。本设计为金2水电站的施工组织设计（导流方案比选），主要内容包括导流方案的比选、选定方案的导流计算、截流方案比选、选定方案的截流计算。在本设计中，施工导流设计标准为20年一遇（P=5%），对应流量为9940m/s，按照不过水围堰设计，采用右岸双隧洞导流方式。截流时间为11月中旬，截流标准为10年一遇（P=10%），对应流量为1320m/s。Abstract：Jin2hydropowerstationislocatedinthemiddlereachesofJinshaRiverinLijiang.ThisisadesignabouttheconstructionorganizationoftheJin2hydropowerstation(comparisonofdiversionscheme),includingcomparisonofthediversionscheme,diversioncalculationoftheselectedscheme,comparisonofclosurescheme,closurecalculationoftheselectedscheme.Inthisdesign,constructiondiversionisdesignedwithaNon-Water-PassingCofferdamresistingthefloodandtwotunnelsdischargingthefloodbyrightbank,ofwhichthedesigndischargeis9940m3/s(p=5%).Closureisplanedinmid-November,ofwhichthedesigncutoffis1320m3/s(p=10%).关键词：金2水电站施工导截流方案比选不过水围堰隧洞导流Keywords：Jin2hydropowerstationComparisonofschemeConstructiondiversioncutoffNo-water-passingCofferdamTunneldiversion学习参考好帮手 WORD格式整理版前言用工程实例作为毕业设计，可以使我们将过去在学校所学的理论知识与工程实际相结合，完成从理论学习到工程应用的第一步。完整地完成一个工程项目，可以对大学所学的知识全面、系统的回顾和总结，为今后工作打下坚实的理论基础。通过毕业设计体会从理论知识到工程成果转化的过程，提高了动手能力，培养了专业素养，使我们今后能更快适应我们从事的工作。本此设计是以一大型水电工程——金2水电站为对象，编制导流设计文件。根据所提供的工程概况和初步设计资料，按照设计规范和相关要求，完成金2水电站的施工组织设计（导流方案比选）。施工组织设计针对选定坝址、坝型，枢纽布置，整体优化设计方案，合理组织工程施工，保证工程质量与安全，缩短建设周期，降低工程造价都有十分重要的作用，是研究施工条件、选择施工方案、对工程施工全过程实施组织和管理的指导性文件，是编制工程投资估算、设计概算和招标投标文件的主要依据。所以做好施工组织设计对整个工程的顺利建设和安全运行有着不可估量的重要性。在水利水电工程建设中，水流控制是关键的、首要的问题。施工导流是水利水电工程施工，特别是修建闸坝工程所特有的一项十分重要的工程措施。导流方案的选定，关系到整个工程施工的工期、质量、造价和安全度汛，事先要做出周密的设计，是工程技术人员和管理人员必须掌握的。本设计的主要内容按照相关内容在工程中的先后顺序，共分为五个部分。分别是：概述；第一章：施工导流方案的选取；第二章：选定方案的导流计算：第三章：施工截流设计；第五章：施工总进度。在本设计的进行过程中，得到了许多帮助。同时，还要感谢三峡大学图书馆、中国知网、维普数据库、豆丁网站、百度文库、水力工程网等机构给予的帮助。由于本人水平有限，设计中难免有许多不妥之处，敬请各位老师批评指正，以便我今后改正与提高。学习参考好帮手 WORD格式整理版概述1工程概况金2水电站枢纽建筑物主要由拦河坝、坝后式引水发电系统、右岸溢洪道、冲沙泄洪底孔等永久建筑物组成。拦河坝为碾压混凝土重力坝，坝顶高程1424m，最大坝高158m，坝顶长度640m。坝体上、下游面为变态混凝土防渗层，中间部位为碾压混凝土。从左至右依次为混凝土键槽坝段，左岸非溢流坝段，河床坝段，左岸冲沙底孔坝段、电站进水口坝段、右岸泄洪（冲沙）底孔坝段，右岸溢流坝段，右岸非溢流坝段。非溢流坝段坝顶宽度12m。溢流表孔堰顶高程1394m，采用WES堰型，孔口尺寸为4-14m×20m。堰后接泄洪明槽，设中隔墙，出口采用挑流消能。左岸冲沙底孔进口底高程1322m，孔口尺寸为5m×8m。右岸两孔泄洪（冲沙）底孔进口高程1335m，孔口尺寸为5m×8m。电站进水口为立式坝面进水口，进口高程1370m，进水口段坝顶宽度26m。引水道采用单机单管引水，管径10m，为钢衬压力半背管，外包2m厚钢筋混凝土。坝后主厂房尺寸为224m×28.9m×72.3m(长×宽×高)，从左至右依次布置安装间、主机段及副安装间，厂房一次建成，一期先行安装4台机组，水轮发电机组安装高程1286.00m，发电机层高程1303.50m，机组间距30m。水机副厂房布置在下游尾水管上方，电气副厂房、中控室及GIS大厅布置在上游，厂坝间设主变压器平台，出线场位于GIS楼顶。金2碾压混凝土重力坝共包含21个坝段，其中河床中部为厂房坝段，左右两侧为非溢流坝段，溢流坝段位于河床右侧，厂房坝段与非溢流坝段之间为冲砂坝段。大坝混凝土量为365.33万m3，其中碾压混凝土270.75万m3，常态混凝土94.58万m3。进厂交通布置在左岸，采用隧洞（8m×9m）从安装间端进主厂房。本方案主要工程量为：土石方明挖845.9×104m3，石方洞挖134.5×104m3，混凝土589.4×104m3。学习参考好帮手 WORD格式整理版2自然条件2.1地形地貌本工程枢纽区坝址基岩裸露，其岩性以玄武岩为主，中间夹有火山角砾熔岩和凝灰岩。岩体强风化带深度6m～20m，弱风化带深度20m～50m，河床冲积层厚5.5m。枯期河水面高程1294m，水面宽60m～100m，水深约10m。河谷呈“V”型，为纵向单斜谷，两岸地形基本对称，山体雄厚，地形陡峻，两岸约在高程2000m以上地势才渐缓。因受流层产状和顺河向陡倾角结构面影响，两岸岸坡多形成阶梯状地形。左岸为顺向坡，在1420m高程以下总体坡度40°～45°；高程1420m～1475m为一长约600m，宽150m～200m的缓坡，坡度约20°～25°；高程1475m～1600m地形较陡，分布有30m～40m高的陡崖；高程1600m～1825m地形较缓，坡度约20°～25°。右岸为逆向坡，在高程1320m～1350m之间为长约1500m，宽100m～170m的平缓台地；1350m～1600m高程之间地段山坡，坡度30°～40°；1600m～1700m高程之间分布有高50m～80m的陡崖，因冲沟切割，附近陡崖三面临空。枢纽区地段无深切冲沟，但浅沟发育，左岸有5条，从上游至下游编号为1#、3#、5#、7#、9#；右岸7条，从上游至下游编号为2#、4#、6#、8#、10#、12#、14#。冲沟方向与河流方向近于垂直，多为季节性流水，仅5#、12#冲沟枯期有极少量流水。左岸冲沟直达江边，沟口无洪积物堆积；右岸冲沟多表现为中部切割相对较深，而沟口切割较浅，一般在台地后缘形成小型洪积扇后呈片状水流汇入金沙江。1400m高程以下零星分布有Ⅰ、Ⅱ级河流基座阶地，主要分布在右岸。Ⅰ级阶地高出河水面约10m；Ⅱ级阶地高出河水面30m～45m，因受后期剥蚀，阶地面上仅残留少量冲积物。根据金2电站地形特点，施工场地主要考虑利用下游金安大桥附近、五郎河口左右岸及右岸丽永公路两旁的山坡布置，施工弃渣拟主要堆放在坝址下游沿江两岸及右岸上游美河中。2.2工程地质（1）地层岩性学习参考好帮手 WORD格式整理版坝区出露地层主要为二迭系上统玄武岩组上段(P2β3)，岩性有玄武岩、杏仁状玄武岩、火山角砾熔岩和凝灰岩。在右岸高处分布有二迭系上统黑泥哨组(P2h)地层。第四系地层在坝区也分布较广。（2）地质构造枢纽区岩层呈单斜构造。玄武岩流层呈舒缓波状，其总体产状近南北，倾向西，倾角12°～30°。枢纽区以坚硬的玄武岩为主，构造形迹主要表现为断裂构造，断层等破裂结构面较发育。坝段内无区域性的Ⅰ级结构面，分布的Ⅱ级结构面断层有3条(F5、F8、F29)，已发现的Ⅲ级结构面断层有F1等42条，其它还有属Ⅳ级结构面的小断层(f)、挤压面（g）、绿帘石石英脉错动面(EP)和广泛发育的属Ⅴ级结构面的节理裂隙。（3）物理地质现象枢纽区物理地质作用较强烈，主要物理地质现象有崩塌、岩体风化和卸荷。枢纽区内规模较大的崩塌堆积体有B1、B2、B20，一般厚度达20m～40m，最厚达60余米。枢纽区岩体风化带厚度不大，并以表层均匀风化为主，由地表向深处风化程度逐渐减弱。坝段岩体风化不强烈，风化作用以物理风化为主，岸坡一般无全风化层，河床部位无强风化层且一般无弱风化上带。两岸强风化带厚度一般小于15m，局部达20m～25m；弱风化带厚度一般30m～50m，其中上带一般厚10m～25m，下带一般厚20m～40m，但河床部位一般小于20m。总的规律是：河床部位风化最浅，其次是右岸陡坡地段，右岸滩地及左岸风化相对较深。由于枢纽区河谷深切、岸坡陡峻，岩石坚硬，并在岩体中普遍发育有与河道近于平行和正交的陡倾角节理，两岸坡岩体卸荷现象明显。卸荷裂隙一般宽1cm～3cm，最宽可达10cm～15cm。卸荷裂隙中一般有次生泥和岩石碎屑充填，少量张开呈架空状。2.3水文地质坝段地处亚热带边缘气候区，属干热河谷地带，降水量集中在6月～10学习参考好帮手 WORD格式整理版月期间。地下水主要受大气降水补给，金沙江是本地区地下水的最低排泄基准面。枢纽区水文地质条件简单，含水层较为单一，主要为基岩裂隙含水层，局部为第四系松散堆积物含水层。枢纽区地下水和河水、沟水的化学类型主要为重碳酸钙型水或重碳酸钙钾(钠)型水，少量重碳酸硫酸钙钾(钠)型水，属弱碱性淡水，对混凝土无腐蚀性。2.4水文气象坝址处控制流域面积23.74×104km2，年径流量527×108m3，多年平均流量1670m3/s，多年平均降雨量954mm。洪水由暴雨形成，6月至10月为汛期，11月至次年5月为枯水期，实测月平均最大流量7120m3/s，实测月平均最小流量397m3/s。多年各月平均流量、最大流量和最小流量见表2.4-1，各频率施工洪水成果见表2.4-2。坝址处多年平均输沙量3919×104t，其中汛期输沙量占全年的97.6%，多年平均含沙量0.74kg/m3。坝区属北亚热带边缘气侯，多年平均气温12.6℃，绝对最高气温32.3℃，绝对最低气温-10.3℃；多年平均相对湿度63%；风向多为南风，多年平均风速3.5m/s。金2坝址河段径流量主要来自降雨，石鼓以上有溶雪补给，径流丰沛稳定。洪水由暴雨形成。主要气象资料统计见表2.4-3及表2.4-4。表2.4-1坝址多年月流量统计表单位m3/s月项目123456789101112多年多年月平均流量582155086419781860342038503590216011407521670月平均最大流量799696761888135030205580712055703470161010302200月平均最小流量44640539747358697817701840170014108245601230学习参考好帮手 WORD格式整理版表2.4-2坝址施工洪水成果表单位m3/s频率(%)时段P=0.2P=0.33P=0.5P=1P=2P=3.33P=5P=10P=20全年146001390013300123001130010600994088707720最大流量11～4月233021101930174011～5月247022402060186012～4月160014401310116012～5月2260206018801680月平均流量11月13801340128012月9228828351月7216886492月6686305873月6326055734月8798147445月147013501210旬平均流量11月上旬16301580148011月中旬13301320126011月下旬11701130107012月上旬103099093312月中旬93288983812月下旬8418247441月上旬7607486851月中旬7136906441月下旬6756446082月上旬6506225892月中旬6166095692月下旬6095905663月上旬6025825543月中旬6245945583月下旬7156285904月上旬7426686284月中旬8797927524月下旬103010108725月上旬1340116010405月中旬149013501200学习参考好帮手 WORD格式整理版5月下旬173015801300学习参考好帮手 WORD格式整理版表2.4-3永胜站气象要素统计表月项目123456789101112年多年平均气温(℃)6.18.411.314.418.419.119.118.416.914.09.66.113.5多年平均最高气温(℃)15.618.620.724.127.626.125.024.724.122.818.515.920.0多年平均最低气温(℃)-6.3-3.001.88.310.412.713.011.45.9-1.5-5.47.4多年平均相对湿度(%)58525256597582848479726768多年平均日照(h)246.8221.5246.6229.6230.8158.8140.9156.7140.3185.8213.9233.92408.2多年平均降雨量(mm)2.94.07.814.449.9152.8237.5230.0138.076.716.34.8934.8月最大降雨量(mm)19.030.528.640.5118.2291.7388.9455.6293.9153.661.024.91172.0月最小降雨量(mm)0001.52.949.5102.297.034.46.600593.1降雨日数≥0.1mm1.42.44.56.89.819.222.121.918.912.74.11.7125.6≥5.0mm0.30.20.40.93.18.311.511.47.34.20.80.348.7≥10.0mm0.00.000.31.65.17.87.74.72.90.50.130.7≥25.0mm00000.41.62.82.71.10.4009.1学习参考好帮手 WORD格式整理版表2.4-4丽江站气象要素统计表月项目123456789101112年多年平均气温(℃)5.97.610.213.116.618.018.117.315.913.29.26.312.6多年平均最高气温(℃)13.614.717.520.323.223.323.222.821.519.716.514.319.2多年平均最低气温(℃)-0.51.74.67.711.113.814.613.712.48.73.1-0.17.6多年平均相对湿度(%)46464954597481838374615263多年平均日照(h)265.0230.5255.6235.6229.1156.2140.9162.7144.2199.5234.5260.22514多年平均降雨量(mm)1.45.711.921.256.5179.4233.2201.6153.472.812.54.3954.0月最大降雨量(mm)14.034.237.183.9174.5358.5394.5403.8295.4219.667.035.41213.3月最小降雨量(mm)0000.52.554.498.1123.550.71.800648.1降雨日数≥0.1mm1.63.66.38.011.421.224.623.021.311.94.21.5138.6≥5.0mm0.10.30.71.13.710.513.312.39.24.10.70.256.2≥10.0mm0.00.00.10.41.86.68.37.05.62.30.40.132.6≥25.0mm0000.10.31.42.01.61.10.5007.0学习参考好帮手 WORD格式整理版3工程建设期有关要求3.1施工期通航及向下游供水要求坝址河段施工期无通航要求。为满足下游攀枝花河段航运及城市生产、生活用水需求，施工期间不允许长时间断流,要求供水最小流量为400m3/s，一,计入区间补给后，要求本电站施工期向下游供水流量约250m3/s。根据国务院关于金沙江中上游水土保持及严禁砍伐森林的有关政策法规，本工程不考虑过木要求。3.2业主关于工期的要求根据目前云南省水电建设及“云电外送”形势，业主及有关各方要求金JSJ站开工建设后（包括施工准备）第6年首台机组发电。工程总工期7年（包括施工准备）。4本设计的主要内容本设计为金2水电站的施工组织设计(导流方案比选)，主要内容包括：概述：介绍工程概况，工程自然条件及设计主要内容；第一章：施工导流方案的比选。通过对坝址处地形地质、水文情况的了解选择合适的导流方案，并对两种方案进行比较。第二章：选定方案的导流计算。通过水力学计算和对三种隧洞导流方案进行经济比较。对选定的隧洞导流方案进行具体的水力学计算得出其泄流能力，然后确定RCC主围堰及土石围堰的具体设计；第三章：施工截流设计。采用图解法对两个不同时段的截流设计标准进行截流戗堤的设计与计算，比选两种截流方案，对选定的截流方案进行施工组织设计。学习参考好帮手 WORD格式整理版1施工导流方案的比选1.1导流设计流量的选择1.1.1导流方式与时段划分导流时段是指按导流程序所划分的各施工阶段的延续时间，主要是指围堰挡水而保证基坑干地施工的时间，也称为挡水时段。金2水电站坝址处河床狭窄，河床水面宽60m～100m，坝址河段施工期无通航要求，也无需考虑过木要求，所以采用河床一次拦断施工导流方式。河床一次拦断导流方式，又可根据导流时段划分不同，围堰断流的时间不等，分为以下几种情况：（1）全年断流围堰，筑高围堰挡汛期洪水，基坑内可全年施工；（2）枯水期断流围堰，筑低围堰挡水，汛期利用坝体挡水；（3）枯水期断流围堰，汛期围堰过水，淹没基坑导流。金2水电站工程量巨大，业主及各方要求提前发电，不全年施工不能满足控制工期的要求，又由于河床狭窄，汛期洪峰量和水位变幅较大，难以在一个枯水期内将坝体抢至临时挡水高程，故施工导流采用全年断流围堰的方式。坝址地河谷呈“V”型，为山区河流，左岸地形陡峭，右岸较左岸平缓，两岸坡度在20°～45°之间，两岸山体雄厚，岩石主要为玄武岩，基岩完整坚硬，适合隧洞导流。枯水期水面高程1294m，水面宽60m～100m，水深约10m，虽然右岸在高程1320m～1350m间有一平缓地台，具备修建导流明渠的条件，但明渠导流准备期开挖量巨大，考虑到业主对工期有要求，故不适宜采用明渠导流。由于导流流量大，参考以建工程实例，选择布置两条导流隧洞导流。1.1.2导流建筑物级别根据《水工建筑物》（第5版）中水利水电工程分等指标表如下表1-1，金2枢纽工程等别为一等大（1）型工程，根据表1-2可知主要永久建筑物为I级。该工程的下游有一个重要的城市攀枝花市，由于业主及各方提前发电的迫切要求，综合各方面的要求，根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）中的规定，如表1-1，本工程导流建筑物等级为III级。学习参考好帮手 WORD格式整理版表1-1水利水电工程分等指标工程等别工程规模水库总库容（亿）防洪治涝灌溉供水发电保护城镇及工矿企业重要性保护农田（万亩）治涝面积（万亩）灌溉面积（万亩）供水对象重要性装机容量（万KW）Ⅰ大（1）型≥10特别重要≥500≥200≥150特别重要≥120Ⅱ大（2）型10～1.0重要500～100200～60150～50重要120～30Ⅲ中型1.0～0.1中等100～3060～1550～5中等30～5Ⅳ小（1）型0.1～0.01一般30～515～35～0.5一般5～1Ⅴ小（2）型0.01～0.001﹤5﹤3﹤0.5﹤1注1.水库总库容指水库最高水位以下的静库容。2.治涝面积和灌溉面积均指设计面积。表1-2永久性水工建筑物的级别工程等别永久性建筑物的级别主要建筑物次要建筑物Ⅰ13Ⅱ23Ⅲ34Ⅳ45Ⅴ55表1-3导流建筑物级别划分表级别保护对象失事后果使用年限围堰工程规模高度m库容亿m33有特殊要求的1级永久性水工建筑物淹没重要城镇、工矿企业、交通干线，或推迟总工期及第一台（批）机组发电工期，造成重大灾害和损失>3>50>1.041级、2级永久建筑物淹没一般城镇、工矿企业，或影响总工期及第一台（批）机组发电工期，造成较大损失1.5~315~500.1~1.0学习参考好帮手 WORD格式整理版53级、4级永久性水工建筑物淹没基坑，但对总工期及第一台（批）机组发电工期影响不大，经济损失较小<1.5<15<0.1注1：导流建筑物中的挡水建筑物和泄水建筑物，两者级别相同。注2：表列四项指标均按导流分期划分，保护对象一栏中所列永久性水工建筑物级别系按《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）划分。注3：有、无特殊要求永久性水工建筑物均系针对施工期而言，有特殊要求的1级永久性水工建筑物系指施工期不应过水的土石坝及其它有特殊要求的永久性水工建筑物。注4：使用年限系指导流建筑物每一导流分期的工作年限，两个或两个以上导流分期共用的导流建筑物，如分期导流一期、二期共用的纵向围堰，其使用年限不能叠加计算。注5：导流建筑物规模一栏中，围堰高度指挡水围堰的最大高度，库容指堰前设计水位所拦蓄的水量，二者应同时满足。1.1.3导流标准根据水文地质条件，坝段地属干热河谷地带，降雨量集中在6月至10月，由表2.4-1可以看出6月至10月为汛期，11月至次年5月为枯水期。如果采用土石围堰，由于汛期流量较大，经初步计算围堰的高度将大于60m，围堰体积巨大，考虑到围堰失事后果严重以及工程工期较紧，所以采取修建碾压混凝土围堰挡水，其具有施工迅速、体积小等优点。修建RCC围堰需要在其前面修建土石子围堰，根据表1-3，土石子围堰的等级为Ⅳ级。金2水电站导流建筑物中RCC等级为III级，土石子围堰的等级为Ⅳ级，根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）中的规定，如下表1-4RCC围堰洪水重现期为20～10年，土石子围堰洪水重现期为20～10年。前期土石围堰挡水，时间为11月到次年5月，设计标准取P=5%，查坝址施工洪水成果表2.4-2，枯水期最大流量为2240m3/s。汛期混凝土围堰挡水，挡水时间为全年，这里设计标准取选取P=5%（方案一）和P=10%（方案二）两种方案进行比选，查表2.4-2，设计流量分别为9940m3/s和8870m3/s。表1-4导流建筑物洪水标准[重现期（年）]导流建筑物类型导流建筑物级别345土石结构50～2020～1010～5混凝土、浆砌石结构20～1010～55～3学习参考好帮手 WORD格式整理版1.2导流隧洞的布置1.2.1洞线布置根据《水利水电工程施工组织设计》P428中相关规定，本工程洞线的选择应注意以下要求：（1）在满足枢纽总布置要求的条件下，洞线应选在线路短、沿线地质构造简单、岩体完整稳定、上覆岩层厚度适中、水文地质条件有利及施工方便的地区。（2）洞线与岩层、构造断裂面及主要软弱带走向宜有较大的交角,最好在45°以上。（3）当洞线必须转弯时，应尽量避免急弯，其弯曲半径一般不小于5倍洞宽。洞线方位应便于上下游水流衔接，进出口与河床主流流向的交角不宜太大，出口交角宜小于30°，上游进口处的要求可酌情放宽。（4）相邻两隧洞洞间的岩体厚度不宜小于2.0倍开挖洞径(或洞宽)。（5）隧洞应有一定的埋藏深度，包括洞顶覆盖厚度和傍山隧洞靠边坡一侧的岩体厚度（统称为围岩厚度），对于有压隧洞，围岩厚度应不小于三倍洞径。洞线的具体的布置还需要知道上下游围堰的位置，本工程采用的是全段围堰法导流，基坑是由上、下游横向围堰和两岸围成的。通常，基坑坡趾与主体工程轮廓之间的距离不应小于20～30m。进、出口距围堰坡脚应有一定的安全距离，一般不小于10～20m。根据坝址处地形、地质、水文等条件，左岸为顺向坡，右岸为逆向坡，考虑到施工的安全性，且右岸为凸岸，导流隧洞较易布置在右岸，在右岸平行布置两条导流洞。具体布置参见附图1。1.2.2进出口高程与断面形式枯水期河水面高程1294m，水深约10米，根据以往工程实例，进口高程一般在枯水位以下1m～5m左右，为了便于排水和防止泥沙影响，一般出口高程与河堤齐平或略高。对于有压隧洞，为了便于施工和排水，隧洞底坡在1‰～3‰居多，本工程两条隧洞均选取3‰。1隧洞初步拟定进水口底板高程为1291m，出水口底板高程为1288.18m，隧洞初步拟定进水口底板高程为1291m，出水口底部高程为1287.45m。金2水电站导流隧洞采用城门洞型，顶拱中心角采用120°，断面的高宽比一般为1～1.5。学习参考好帮手 WORD格式整理版1.2.3隧洞进出口设计导流隧洞一般为明满流交替出现，进口按进流方式包含开敞式和深水式进口的特点，进口段分为引水渠段、进口、渐变段。为了隧洞封堵，进口常设置封堵闸门和启闭平台，渐变段长度常为1～3倍洞径或洞宽。引水渠段为平底三面收缩，翼墙为扭面。金2水电站1#导流隧洞进口引水渠段长度大约为193m，渐变段设计为30m长，出口扩散段长度大约为172m；2#导流隧洞进口引水渠段长度大约为186m，渐变段设计为30m长，出口扩散段长度大约为105m。导流隧洞出口型式选择应结合隧洞水力特征、出口地形地质条件及其下游防冲保护要求等因素综合确定，隧洞出口一般采用扩散方式。对于出口水流流速不大时，可采用简单的平底扩散消能方式；对于出口水流流速高时，出口一般采用水跃消能方式。1.3导流洞断面比选隧洞的断面面积A=Q/V,需要先拟定断面断面流速。隧洞开挖时前面山体会留一段，完成后爆破会有碎石，当流速不大时会有堵塞，流速太大时又会产生气蚀，所以需要选取适当的断面流速。参考近年来已建工程断面流速大多选取在12～18m/s。1.3.1方案一（P=5%）时隧洞的设计情况当P=5%时，导流设计流量为9940m/s初步拟定两条隧洞流速均为为17m/s，可算得两条隧洞断面面积大约为292m。据此拟定导流洞断面分别为16.0m×19.0m、16.0m×20.0m、17.0m×19.0m（宽×高）三种方案进行比选。1.3.2方案二（P=10%）时隧洞的设计情况初步拟定两条隧洞流速均为为17m/s，可算得两条隧洞断面面积大约为292m。据此拟定导流洞断面分别为16.0m×19.0m、16.0m×20.0m、17.0m×19.0m（宽×高）三种方案进行比选。以上两种设计流量情况下三种隧洞导流隧洞的布置情况如下表1-5所示学习参考好帮手 WORD格式整理版表1-5导流隧洞布置情况方案一（P=5%）方案二（P=10%）洞型洞长（1#/2#）转弯/角（1#/2#）转弯R（1#/2#）底坡i拱顶中心角16×1916×18城门洞987/124531°/25°120/1203‰120°16×2016×19987/124531°/25°120/1203‰120°17×1917×18987/124531°/25°120/1203‰120°1.4导流洞断面比选原理1.4.1流量计算公式隧洞按有压隧洞进行设计，选用有压隧洞泄流能力公式进行方案比选。公式如下：Q=——《水力计算手册》P395……………………（1-1）式中：Q——隧洞泄流量，m/s；——流量系数，具体计算见附录计算过程2；——过水断面面积，m2；g——重力加速度，取9.8m/s；T0——上游水面与隧洞出口底板高程差T及上游行进流速水头之和，一般可认为T0≈T；hp——隧洞出口断面水流的平均单位势能，一般认为hp=a，a为隧洞出口断面洞高。由水位流量关系表如下表1-6，当为设计流量9940m/s时，用内插法算得下游水位为1312.67m；当设计流量为8870m/s时，用内插法算得下游水位为1310.97m。表1-6坝址水位流量关系成果表流量（m3/s）水位（m）流量（m3/s）水位（m）4881293.6766901307.545001293.7870001308.047471294.8273901308.6610001295.7280001309.63学习参考好帮手 WORD格式整理版流量（m3/s）水位（m）流量（m3/s）水位（m）10301295.8681001309.7713601296.9188201310.9017501297.9596101312.0220001298.60104001313.1321601298.99112001314.2625901300.03121001315.3830001300.99130001316.4930601301.08139001317.6235601302.12148001318.7440001302.99157001319.8541001303.16167001320.9747201304.20176001322.1050001304.67186001323.2153501305.30195001324.3360101306.421.4.2局部损失系数计算公式ξ=——《水利水电工程施工组织设计手册》P………………（1-2）式中：b——弯段处洞宽；R——转弯半径；——转弯角；通过以上公式可以计算出两种设计流量情况下三种洞径方案弯段局部损失系数ξ，计算过程见附录计算过程1，计算结果分别如下表1-7、表1-8。学习参考好帮手 WORD格式整理版表1-7方案一（P=5%）时三种方案弯段局部损失系数ξ计算结果导流洞方案弯段损失系数ξ1#导流隧洞16m×19m0.07316m×20m0.07317m×19m0.0732#导流隧洞16m×19m0.06616m×20m0.06517m×19m0.065表1-8方案二（P=10%）时三种方案弯段局部损失系数ξ计算结果导流洞方案弯段损失系数ξ1#导流隧洞16m×18m0.07316m×19m0.07317m×18m0.0732#导流隧洞16m×18m0.06616m×19m0.06517m×18m0.0651.4.3进口损失系数的确定进口为棱角形，由表查得ξ=0.25（《水利水电施工组织设计手册》P500）1.4.4流量系数计算公式流量系数计算公式：——《水利水电工程施工组织设计手册》……………（1-3）式中：l——管道总长；学习参考好帮手 WORD格式整理版——进口及管内局部水头损失之和；C——谢才系数；R——水力半径；水力半径R的计算公式为：——《水力学》P149A——过水断面面积，m2；——湿周，m；谢才系数计算公式：C=——曼宁公式；查水力学附录表n取0.02；通过以上公式可以分别计算出两种设计流量情况下两条导流洞的流量系数，计算过程见附录计算过程2，计算结果分别如下表1-9和表1-10。表1-9方案一（P=5%）时流量系数计算结果表方案16m×19m16m×20m17m×19m1#导流洞0.6460.6510.6522#导流洞0.6120.6170.619表1-10方案二（P=10%）时流量系数计算结果表方案16m×18m16m×19m17m×18m1#导流洞0.6410.6460.6472#导流洞0.6070.6120.6131.4.5隧洞联合泄流在该工程中，两条隧洞联合泄流，在设计流量9940m/s和8870m/s下，左右洞洞前上游水位相同，泄流量之和为设计值，由公式2-1知：……………………（1-4）学习参考好帮手 WORD格式整理版式中，Z上为上游水位，H下为下游出口底板高程，a为隧洞出口断面高，故对于每一个方案，均有如下方程组，由该方程组即可解出Z上、Q1、Q2三个未知量。…………………………………………………（1-5）对于两种设计流量下的三个方案，分别带入数据进行列表计算，具体计算见附录计算过程3，计算结果分别列于表1-11和表1-12如下所示表1-11方案一（P=5%）隧洞联合泄流计算结果方案一（P=5%）Q设计（m3/s）Q1（m3/s）Q2（m3/s）Z上（m）Z下（m）16m×19m99405105.34834.71346.61312.4816m×20m99405076.84863.21342.51312.4817m×19m99405068.34853071342.31312.48表1-12方案二（P=10%）隧洞联合泄流计算结果方案二（p=10%）Q设计（m3/s）Q1（m3/s）Q2（m3/s）Z上（m）Z下（m）16m×18m88704533.54336.51341.581310.9716m×19m88704531.64338.41338.561310.9717m×18m88704563.34306.71338.151310.971.5经济洞径的比选在金2工程中上下游的土石围堰相对于隧洞和RCC围堰来说很小，因此在经济方案比较时可不计入，而只考虑隧洞和RCC围堰的经济比较，所涉及包括明挖、暗挖、衬砌和碾压混凝土的铺筑各方面。各项工程措施的综合单价列于表1-13。学习参考好帮手 WORD格式整理版表1-13各工程措施综合单价项目明挖暗挖衬砌土料石料碾压混凝土单价（元/m）47.51207002535175~200注：表中所列为2001年物价水平。对于两种设计流量情况下经济洞径的比选方法相同，这里以方案一（P=5%）为例介绍计算方法。当设计流量Q设计=9940m/s（P=5%）时三种不同洞径的比选，在进行经济比较时重要的是进行工程量计算。工程量所涉及的方面包括以下几个方面的问题：围堰的设计，明挖工程量的计算，暗挖及衬砌的工程量计算,先分别介绍计算方法，并列出最终的经济比较表格及结果。1.5.1围堰设计围堰的高程按下式计算：H=h+z+h+——《水利工程施工》P25…………………………………………（1-6）式中：H——为上游围堰堰顶高程,m；h——为下游水位高程；z——为上下游水位差，m；h——为波浪爬高；——为围堰的安全超高。围堰的剖面根据《水利水电工程围堰设计导则》和《水利水电工程施工组织设计手册》第一卷进行设计。根据《水利水电工程围堰设计导则》，混凝土围堰的堰顶宽度B在3~6m之间，考虑到工程挡水较深（初步计算上游水深62.6m），且工程重要，在该工程中取堰顶宽B=7m。参考《水利水电工程施工组织设计手册》第一卷P592，重力式围堰合理的基本断面为三角形，背水面坡度为1:0.6~1：0.8，迎水面坡度常设为1:0.1~学习参考好帮手 WORD格式整理版1：0.25以利用水重，折坡的起点常取在1/3~2/3堰高处。对该工程，取迎水面坡度为1：0.18，折坡点在堰顶以下1/2堰高处，背水面坡度取为0.72。折坡点取在堰顶以下9.72m处。由此可得RCC围堰的断面图如图1-1。·图1-1RCC围堰断面图围堰体积（即RCC工程量）采用分段近似叠加而得，在地形图上量得围堰堰顶长度为268.58m，绘出围堰所在河道的立视图如图4-2，总剖图近似按图4-3进行计算。图1-2RCC围堰立视图学习参考好帮手 WORD格式整理版图1-3RCC围堰立视图RCC工程量即围堰体积，可根据围堰所在河段的地形条件，通过分段叠加进行求取。根据地形条件，围堰的纵剖图近似按图2-3进行简化，在此图中，围堰被分为I、II、III三个部分，其中I、III两部分近似用棱锥体体积公式计算，II部分近似用棱柱体体积公式计算，则的RCC工程量为V=VI+VII+VIII。1.5.2地基明挖地基明挖包括RCC围堰的地基明挖和隧洞进出口处的明挖。围堰的地基明挖是为了清除地基中工程条件不良的图层，以保证建筑物在良好的地基上建设。其工程量的计算近似按照长方体公式计算，通过地址资料近似确定明挖厚度，并在地形图上量得开挖面积，从而可求得工程量。隧洞进出口处的明挖是为了保证隧洞进出口的稳定，以确保导流隧洞的安全工作，其工程量也近似按长方体进行计算。1.5.3暗挖及衬砌在工程量的计算中，暗挖及衬砌部分是可以精确计算的，按照主体体积公式进行计算。首先参考《水工建筑物》P396对隧洞进行衬砌设计，这里采用单层衬砌，根据工程经验，混凝土及钢筋混凝土的厚度，一般为洞径或洞宽的1/8~1/12，且不小于25cm，这里取衬砌厚度为1.5m，从而可以确定各方案的暗挖和衬砌面积，则其工程量分别按公式进行计算。1.5.4经济洞径的选定按照以上所介绍的方法对各方案的各种工程量进行计算，然后将各部分的造价进行计算累加即可得到各方案的总造价。详细计算见附录计算过程4，现将设计流量Q设计=9940m学习参考好帮手 WORD格式整理版/s（P=5%）时三种不同洞径的工程量及造价列表比较如下表1-14。表1-14方案一（P=5%）时方案的经济比较项目方案一（P=5%）16m×19m16m×20m17m×19mRCC围堰明挖工程量3.4353.2133.195明挖造价163.2152.61151.76RCC工程量22.89418.58617.786RCC造价4578.83717.23557.2汇总4742.03869.823708.96导流隧洞明挖工程量92.14103.56108.46明挖造价4376.654919.15151.85暗挖工程量87.61591.2291.302暗挖造价10513.810946.410956.24衬砌工程量24.53524.60624.606衬砌造价17174.517224.217224.2汇总32064.9533089.733332.29总造价36806.9536959.5236889.49结论经比较，方案16m×19m较经济注：上表中所有工程量的单位为万m，所有工程造价单位为万元。当Q设计=8870m/s（P=10%）时三种不同洞径的工程量及造价计算方法同上，其计算结果如下表1-15。表1-15方案二（P=10%）时方案的经济比较项目方案二（P=10%）16m×18m16m×19m17m×18mRCC围堰明挖工程量3.3263.1263.015明挖造价157.98148.48143.21RCC工程量21.26317.45416.562RCC造价4252.63490.83312.4汇总4410.5853639.2853455.6125导流隧洞明挖工程量81.5692.1495.65明挖造价3874.14376.654543.375暗挖工程量84.53887.61591.302暗挖造价10144.5610513.810956.24衬砌工程量24.45324.53524.535衬砌造价17117.117174.517174.5学习参考好帮手 WORD格式整理版汇总31135.7632064.9532674.115总造价35546.34535704.23535986.515结论经比较，方案16m×18m较经济注：上表中所有工程量的单位为万m，所有工程造价单位为万元。1.6导流方案比选的确定由表1-10和表1-11将选定洞径的工程量及造价列于表1-16中如下所示。表1-16不同设计流量时的方案比较项目方案一（P=5%）方案二（P=10%）16×1916×18RCC围堰明挖工程量3.4353.326明挖造价163.2157.98RCC工程量22.89421.263RCC造价4578.84252.6汇总4742.04410.585导流隧洞明挖工程量92.1481.56明挖造价4376.653874.1暗挖工程量87.61584.538暗挖造价10513.810144.56衬砌工程量24.53524.453衬砌造价17174.517117.1汇总32064.9531135.76总造价36806.9535546.345注：上表中所有工程量的单位为万m，所有工程造价单位为万元。由上表可以看出方案二的工程量及总造价均较方案一底，但相差都不大，考虑到金沙江河流的洪水期流量较大，及该工程的重要性，导流建筑物失事将会淹没下游的重要城镇，并且会推迟总工期及第一台机组发电工期，造成重大灾害和损失，故选择方案一（P=5%），设计流量为Q设计=9940m/s，隧洞断面尺寸为16m×19m。选定方案的设计流量为Q设计=9940m/s（P=5%），导流隧洞断面尺寸为16m×19m（宽×高），城门洞型断面，两条隧洞平行布置在右岸,采用全年断流围堰的导流方式。水力计算时隧洞的长度分别为，L1=987m和L2=1245m。底坡i对于两条隧洞均为3‰。综合糙率n两条隧洞均为0.02。流量系数由表2-3查得分别为，学习参考好帮手 WORD格式整理版，隧洞的过流面积为。2选定方案的导流计算2.1导流隧洞特征导流隧洞断面尺寸为16m×19m（宽×高），城门洞型断面。水力计算时隧洞的长度分别为，L1=987m和L2=1245m。底坡i对于两条隧洞均为3‰。综合糙率n两条隧洞均为0.02。流量系数，，隧洞的过流面积为。两条隧洞基本情况列于表2-1中，断面尺寸见图2-1。表2-1导流隧洞的布置情况隧洞洞型洞长（m）尺寸（m×m）转弯角（°）转弯半径（m）底坡i顶拱中心角（°）1#隧洞城门洞98716×1931°1203‰120°2#隧洞城门洞124516×1925°1203‰120°图2-1选定方案导流隧洞横断面图学习参考好帮手 WORD格式整理版2.2流态判别水流流态可分为无压流、有压流、半有压流。其中：无压流至半有压流的界限值为＜1.2，即为无压流；半有压流至有压流的界限值为＞1.5，即有压流。根据《水利水电工程施工组织设计手册》P，半有压流下限泄流量计算公式为=——《水利水电工程施工组织设计手册》P………（2-1）式中：——半有压流的下限临界雍高比，为管道进口底槛以上水深与管深高度之比，近似计算时可采用经验值1.2；——流量系数；——进口竖向收缩系数，为0.715~0.740，粗略计算时可采用0.70；——管道断面面积；d——管道高度；计算可得1、2隧洞半有压流下限泄流量分别为：，，计算过程见附录计算过程5。下面计算半有压流上限流量，可用有压流公式计算——《水利水电工程施工组织设计手册》………………（2-2）式中：——谢才系数；——局部损失系数；——有压流出口水头比，大气中射流情况下取0.5；——半有压流与有压流分界点的上游临界雍高比，近似计算可采用经验值1.5；学习参考好帮手 WORD格式整理版计算可得1、2隧洞半有压流上限泄流量分别为：，，计算过程见附录计算过程6。2.3长洞、短洞的判断长洞、短洞的判定参照《水力计算手册》相关规定进行，首先求出半有压下限流量下的临界水深和临界底坡，公式分别为：………………………………………………………………（2-3）………………………………………………………………（2-4）式中：q——单宽流量，q=Q/B，B为过流宽度；——动能修正系数，=1.05～1.10此处取1.05；、、——分别表示水深为时的谢才系数、湿周、水面宽。其余符号同前。计算可得1、2隧洞的临界水深分别为13.6m、13.2m，临界底坡分别为5.9‰、5.8‰，计算过程见附录计算过程7。故1、2隧洞均存在i﹤ik，所以在半有压流下限流量时均为缓坡。通过进一步试算，可知当1、2隧洞内过流流量都小于其相应的半有压流下限流量时均存在i﹤ik，所以均为缓坡。2.4长短洞的判别界限长短洞长度界定公式=（64-163m）H——《水利计算手册》……………………………………（2-5）式中：lk——长管的下限长度；H——上游水深，m；m——学习参考好帮手 WORD格式整理版进口流量系数，一般取值在0.32～0.36之间，这里参照《施工组织设计手册》相关表格取为0.335；通过上述计算1、2隧洞的洞型判别结果列于表2-2，计算过程见附录计算过程8。表2-21、2隧洞洞型判别及计算方法流量（m/s）0~23512351~24882488~36383638~3782﹥37821#隧洞底坡i﹤ik，缓坡不需判断流态及洞型无压流，长洞半有压流有压流计算方法推水面线平滑连接有压洞公式2#隧洞底坡i﹤ik，缓坡不需判断流态及洞型无压流，长洞半有压流有压流计算方法推水面线平滑连接有压洞公式2.5各流态水力计算原理①当隧洞为长洞时，一般需要由下游向上游推水面曲线，以求得进口断面处的水深，然后利用淹没宽顶堰公式计算上游水深：——《水利水电工程施工组织设计手册》P503……………（2-6）式中：——流速系数，由于隧洞进口底板为平底，故取值为1；A——进口he处过水断面的面积；he——进口断面处水深，按水面线推算，其推算过程如下：在推求水面线之前应该首先判断相应水面线的型式，以确定是跌水曲线或壅水曲线，根据《水力计算手册》中的相关规定，判断标准如下：若hs﹥h0﹥hk，则为a1型跌水曲线，计算时出口断面以hs为控制水深向上游推算学习参考好帮手 WORD格式整理版若h0﹥hs﹥hk，则为b1型壅水曲线，计算时出口断面以hs为控制水深向上游推算；若h0﹥hk﹥hs，则为b1型壅水曲线，计算时出口断面以hk为控制水深向上游推算。其中h0、hs、hk为均匀流水深、隧洞出口底板处水深和临界水深。其中h0、hs、hk的计算过程见附录计算过程9。该工程中，水面线采用分段求和法进行推求，基本公式为：——《水利水电工程施工组织设计手册》P492…………………………（2-7）式中：E——上游断面与下游断面的比能差；——两端面之间的平均水力坡度，其计算式为：……………………………………………………（2-8）、、——两端面的平均流速、平均谢才系数、平均水力半径。②当隧洞为有压状态时，按有压隧洞公式进行计算，公式见1-1。2.6无压流水力计算2.6.11隧洞无压流水力计算由表2-2知，1隧洞在整个无压流范围内均为长洞，下面列表进行水面线推求。在推求过程中需要设定若干流量，然后由下游向上游逐段推求，1隧洞自下游向上游按水深每增加一定值分出一个断面，直至推算至进口断面停止。1隧洞长洞流量范围为0~2488m/s，每隔500m/s设定一个流量进行推求，得到相应的上游水位与流量的关系点，再用平滑曲线进行连接。首先对所要进行推求的4个流量所对应的线型和控制水深进行判定结果列于表2-3。然后对各个流量进行水面线的推求，推求表格见附录计算过程9。然后根据公式2-6得出相应流量对应的上游水深从而可得上游水位，其结果集中列于表2-4。学习参考好帮手 WORD格式整理版表2-31隧洞水面曲线的推求控制水深及线型的判定Q（m/s）B（m）hs（m）h0（m）hk（m）水深比较控制水深线型500167.685.284.71hs﹥h0﹥hk7.68a110001610.568.797.48hs﹥h0﹥hk10.56a115001612.9512.029.80hs﹥h0﹥hk12.95a120001614.9515.1411.87h0﹥hs﹥hk14.95b124881616.5918.1213.73h0﹥hs﹥hk16.59b1表2-41#隧洞无压流水力计算成果表上游水深H0（m）进口底板高程（m）上游水位（m）Q（m/s）7.231291.001298.2350011.601291.001302.60100015.291291.001306.29150018.581291.001309.58200021.511291.001312.5124482.6.22隧洞无压流水力计算2#隧洞无压流计算方法与1隧洞相同。无压流范围为0~2351m/s，对设定的流量时的控制水深及线型的判定如表2-5所示，然后求得的相应流量对应的上游水深以及上游水位如表2-6所示。学习参考好帮手 WORD格式整理版表2-52#隧洞水面曲线的推求控制水深及线型的判定Q（m/s）b（m）hs（m）h0（m）hk（m）水深比较控制水深线型500168.455.284.71hs﹥h0﹥hk8.45a110001611.338.797.48hs﹥h0﹥hk11.33a115001613.7212.029.80hs﹥h0﹥hk13.72a120001615.7315.1411.87hs﹥h0﹥hk15.73a123511616.9117.2913.23h0﹥hs﹥hk16.91b1表2-62#隧洞无压流水力计算成果表上游水深H0（m）进口底板高程（m）上游水位（m）Q（m/s）7.261291.001298.2650011.671291.001302.67100015.401291.001306.40150018.741291.001309.74200020.891291.001311.8923512.7有压流水力计算当隧洞为有压状态时，依前所述按照有压隧洞公式进行计算，分别对1、2#隧洞的列表计算成果如下表2-7，计算过程见附录计算过程10。表2-71#、2#隧洞有压流水力计算成果表下游水位水位差上游水位学习参考好帮手 WORD格式整理版（m/s）（m/s）（m/s）（m）（m）（m）80834131.313951.691309.7522.901332.6584004293.334106.671310.2424.731334.9887004446.674253.331310.7126.531337.2490004600.004400.001311.1528.391339.5593004753.334546.671311.5830.321341.9096004906.674693.331312.0032.301344.3199405080.444859.561312.4834.631347.122.8隧洞泄流曲线的绘制水力计算需要绘制1#、2#隧洞各自的泄流曲线，然后绘制两洞的联合泄流曲线，根据上表2-4、2-6和2-7的计算结果可绘制1#、2#隧洞的泄流曲线如图2-2和2-3所示。图2-21隧洞泄流曲线学习参考好帮手 WORD格式整理版图2-32隧洞泄流曲线根据以上两图，可以读出任意水位对应的两洞的泄流量，其和即为对应水位下两洞联合泄流的流量，现读出一组数据列于表2-12，用于联合泄流曲线的绘制。表2-8隧洞联合泄流水位流量关系表上游水位Z上（m）（m/s）（m/s）（m/s）129100012952622585201300675670134513051324130526291310198020704050133236601309756013343816130978821337396613108191133941101310848913424249131187771344438413119056134745151312932613494642131295891352481213129940根据上表可以绘出隧洞联合泄流曲线如图2-4所示。学习参考好帮手 WORD格式整理版图2-41、2#隧洞联合泄流曲线2.9围堰设计2.9.1围堰高程的确定根据设计流量9940m/s，查图2-4可得上游水位Z上=1352.24m，查坝址处的水位流量关系表可得下游水位为Z下=1312.48m。根据前面2.4.1小节所述，围堰高程的确定分别如下：①上游土石子围堰土石子围堰级别为IV级，查《水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）得土石围堰为0.5m，波浪爬高h取0.3m。土石子围堰的作用是枯水期挡水，保护RCC围堰的修筑。挡水时间为11月到次年5月，考虑到工程的重要性，设计标准取P=5%，查坝址施工洪水成果表2.4-2，枯水期最大流量为2240，查图2-4隧洞联合泄流曲线可得，枯水期最大上游水位为1304.2m，故上游子围堰堰顶高程为1305.0m，覆盖层高程为约为1284.00m，围堰高度约为21m。②RCC围堰RCC围堰级别为III级，查《水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）得RCC围堰为0.4m，波浪爬高h取0.3m。计算得上游RCC围堰堰顶高程约为1353.00m，覆盖层高程约为1284.00m，冲积层为5.5m厚，围堰高大约为74m。③下游围堰下游围堰级别为IV级，查《水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）得土石围堰学习参考好帮手 WORD格式整理版为0.5m。计算可得围堰高程约为1313.0m，覆盖层高程为1284m，故下游围堰高度为29m。2.9.2围堰断面设计①上游土石子围堰根据《水利水电工程围堰设计导则》，围堰顶宽主要考虑施工和防汛抢险要求，土石围堰高度一般在20m~50m，堰顶宽度多在7m~10m之间取值，防渗土料心墙顶宽1m~2m。土石子围堰的堰顶宽取10m，防渗结构采用斜墙式。土石围堰堰体高度8~10m，增设一道宽1.5m~2m的马道，但考虑此处设计为临时子围堰，所以取消马道，迎水面和背水面的边坡分别取1：3.0和1:1.5。地基防渗采用双排高压旋喷灌浆防渗墙进行处理。在截流戗堤基础上拓宽的从上游面到下游面分别为水中抛填堆石，水中石渣，水中抛填砂砾石，在拓宽后的基础上加高的围堰从上游面到下游面分别为堆石，过渡料，防渗墙，过渡料，堆石。围堰的详细断面见附图。②上游RCC围堰根据《水利水电工程围堰设计导则》，混凝土围堰的堰顶宽度B在3~6m之间，考虑到工程挡水较深（上游水深68.22m），且工程重要，在该工程中取堰顶宽B=7m。参考《水利水电工程施工组织设计手册》第一卷P592，重力式围堰合理的基本断面为三角形，背水面坡度为1:0.6~1：0.8，迎水面坡度常设为1:0.1~1：0.25以利用水重，折坡的起点常取在1/3~2/3堰高处。对该工程，取迎水面坡度为1：0.18，折坡点在堰顶以下1/2堰高处，背水面坡度取为0.72。折坡点取在堰顶以下9.72m处。具体尺寸图见2-5。学习参考好帮手 WORD格式整理版图2-5RCC围堰断面图③下游围堰围堰迎水面和背水面边坡均取1.8，考虑到工程重要性以及堰顶会有交通需求，堰顶宽度取12m，防渗结构采用混凝土防渗墙，厚度取1m。围堰的详细断面见附图3。2.10隧洞堵头设计在施工后期，当坝体已经修筑拦洪高程以上，能够发挥挡水作用时，其他工程项目如混凝土坝已经完成了基础灌浆坝体纵缝灌浆，库区清理、水库塌岸和渗漏处理均已完成，建筑物质量和闸门设施等也都检查合格，这时，整个工程就进入所谓完建期。根据各种综合要求，应确定竣工运用日期，有计划的进行导流临时泄水建筑物的封堵和蓄水工作。导流隧洞并不需要全孔堵死，只浇筑一定长度的混凝土塞，就足以起到永久挡水的作用。混凝土塞的最小长度可根据极限平衡条件由下式求出：——《水利工程施工》P47………………………………（2-9）式中：学习参考好帮手 WORD格式整理版K——安全系数，一般取1.1~1.3，因工程重要且工期长，此处取1.2；P——作用水头的推力，N，经计算为341.86×106N，计算过程见计算书计算过程11；——导流隧洞的断面积，282.46m2；——混凝土密度，此处取2400kg/m3；g——9.81m/s2；f——混凝土与岩石的（或混凝土）的摩阻系数，一般取0.60~0.65，此处取0.60；——隧洞的周长，64.10m；c——混凝土与岩石（或混凝土）的黏结力，一般取20~200kPa，此处取105Pa。将相应数据代入公式2-9，具体计算见计算书计算过程12，可求得l=34m。但根据工程经验，堵头长度一般为3倍洞径左右，故取堵头长度为60m。3施工截流设计3.1截流方案比选3.1.1截流时间选择根据《水利水电工程施工组织设计》P526中的相关规定，截流时段尽可能选在枯水期较小流量时段。河道的枯水期按水文特性一般可分为汛后退水期（前段）、稳定枯水期（中段）和汛前迎水期（后段）。当枯水期较长时，或截流后至汛前所需填筑的围堰工程量不大时，截流时间可选在枯水期中段，尽可能利用稳定的枯水期截流；当围堰工程量很大时，需在枯水期前段（汛后退水期）截流；选在汛后退水期，流量呈递减趋势，可降低截流风险，选在稳定枯水期，河道流量较小且变幅不大，选在枯水期后段，有利于分流建筑物的施工，单由于流量不断增大，不利于合龙闭气，对围堰施工所冒风险也很大。截流时段的选择应考虑围堰施工工期，确保围堰安全度汛。河道截流是围堰施工的第一道工序，通常在截流后必须在汛前将围堰修筑至设计要求的断面，以确保围堰安全度汛。截流时段的选择还应考虑对河流的综合利用影响最小。对通航、灌溉、供水等综合利用的河道，截流时段的选择应全面兼顾，使截流对河道通航、灌溉、供水等综合利用影响最小。学习参考好帮手 WORD格式整理版3.1.2截流设计流量选择截流设计流量，应根据河流水文特性及施工特性选择。根据SL303-2004《水利水电施工组织设计规范》，截流流量标准可采用截流时段重现期5~10年的月或旬平均流量。根据坝址地形，料场位置和道路布置条件，确定在上游围堰截流，截流设计标准采用两套方案：一、截流时段选在汛期刚结束的11月中旬，采用10年一遇旬平均流量1320m3/s；二、截流时段选在汛期刚结束的12月中旬，采用10年一遇的旬平均流量889m3/s。3.1.3截流方式河道截流的基本方法有立堵法和平堵法两种。立堵法截流是将截流材料，从龙口一端向另一端或从两端向中间抛投进占，逐渐束窄龙口，直至全部拦断。平堵法事先要在龙口架设浮桥或栈桥，用自卸汽车沿龙口全线从浮桥或栈桥上均匀、逐层抛填截流材料，直至戗堤高出水面为止。一般情况下应优先考虑立堵法截流，立堵法准备工作简单，造价较低，是传统的截流方式，已积累了丰富的截流经验，随着截流理论和实践的发展，立堵法某些不利的条件（如水力学条件较差，河床冲刷和抛投体重量较大）逐步得到了改善。平堵法截流龙口流速分布较均匀，流速较小，可使用单个重量较小的截流材料，自卸汽车在浮桥或栈桥上全线抛投截流材料，可加大抛投强度和施工进度，但假设浮桥或修筑栈桥，将增加工程造价，且其可行性受束窄河床（或龙口）水流条件制约，在通航上影响航运。从国内外实际工程统计来看，60年代前，立堵与平堵两者均有采用；70年代后，由于大型机械的发展，多采用立堵截流。本工程截流流量较大，且河道狭窄，根据两岸的地形地质条件，初步拟定采用单戗双向进占、立堵截流方式。3.1.4截流戗堤高程在截流工程中，河床逐渐被束窄，使上游水位壅高。当合龙闭气后，偏于安全考虑，排除地基和戗堤的渗水，可认为所有来水由导流洞下泄，此时堤前水位为截流期间最高水位，由导流建筑物的联合泄流能力查得方案一、二的上游水位分别为Z上Q=1320m3/s=1299.8m,、Z上Q=1297.5m，加上安全超高0.5m，得方案一截流戗堤高程为1300.5m，方案二截流戗堤高程为为1298m。方案一、二戗堤的高度分别为16.5m、14m。根据下游水位流量关系曲线，查的两方案在设计流量时的下游水位分别为学习参考好帮手 WORD格式整理版Z下Q=889m3/s=1296.78m、Z下Q=889m3/s=1295.32m。3.1.5截流戗堤顶宽顶宽的确定须考虑施工机械及施工强度等原因。参考国内外立堵截流经验，堤头有两个卸料点同事供10t级自卸车抛投，顶宽一般为10~15m；堤头有三个卸料点同时供自卸车（配合使用推土机）抛投，顶宽一般为15~20m；当用30t级以上自卸车时，为20~25m。本工程截流戗堤设计三车道，顶宽设为20m。3.1.6图解法截流水力计算绘制龙口上游水位流量关系曲线截流时的水量平衡方程为Q0=Q1+Q2——《水力工程施工》P40………………………………………（3-1）式中：Q0——截流设计流量；Q1——分流建筑物的泄流量；Q2——龙口泄流量；由分流建筑物水位流量关系曲线和水位流量平衡方程可得龙口泄流量与上游水位的关系，计算成果列于下表3-1，表3-2表3-1Q设=1320m/s时龙口上游水位流量关系表Z上（m）Qd（m/s）Qg（m/s）129666265812978085121298966354129911401801299.813200表3-2Q设=889m/s时龙口上游水位流量关系表Z上（m）Qd（m/s）Qg（m/s）学习参考好帮手 WORD格式整理版12955183711295.559029912966622271296.57401491297808811297.58890通过表3-1、3-2可分别画出龙口上游水位流量关系图，见图3-1、图3-2。图3-1Q设=1320m/s上游水位与龙口泄流量关系图图3-2Q设=889m/s上游水位与龙口泄流量关系图3.1.7不同龙口宽度泄水能力计算随着截流的进行，河床束窄，过流断面从梯形断面过度到三角形断面，为计算龙口泄流量Q2需要先判断龙口断面型式，再按照堰流公式进行计算：学习参考好帮手 WORD格式整理版——《水利水电施工组织设计手册》第一卷P532……（3-2）式中：Qg——龙口泄流量，m3/s；——龙口平均过水宽度，m；对于梯形断面：对于三角形断面：B——龙口宽度，m；m——流量系数；当﹤0.3时，为淹没出流，此时；当0.3时，为非淹没出流，此时m=0.385；Z——龙口上下游水头差，m；H0——龙口上游水头，m；对于梯形断面：H0=Z上-Z底；对于三角形断面：H0=Z上-Z底-（nHB-0.5B）/n；Z上——上游水位，m；Z底——龙口处护底顶部高程，其值为1284m；HB——护底顶部以上的戗堤高度，m；n——戗堤端部边坡系数，其值取为1；根据以上所介绍的原理，当Q设=1320m/s时，对B=（70,60,50,40，35,30,25,20,15,12,8）m等几种情况进行计算；当Q设=889m/s时，对B=（50,40，35,30,25,20,15,12,8）m等几种情况进行计算，计算过程见附表计算过程13，将计算成果绘制成龙口泄流量曲线簇分别如图所示。学习参考好帮手 WORD格式整理版图3-3Q设=1320m/s时龙口泄流能力曲线簇学习参考好帮手 WORD格式整理版图3-4Q设=889m/s时龙口泄流能力曲线簇学习参考好帮手 WORD格式整理版图3-3、3-4中的曲线簇与龙口流量Qg曲线的交点坐标，即为不同龙口宽度B下的龙口水位流量关系，将成果分别列于表3-3，表3-4中。表3-3Q设=1320m/s时不同龙口宽度龙口的水位流量关系B（m）Z上（m）Qg（m/s）701296.83560601296.85532501296.9527401297.0512351297.1493301297.4454251297.8385201298.4283151299.2156121299.49281299.731表3-4Q设=889m/s时不同龙口宽度龙口的水位流量关系B（m）Z上（m）Qg（m/s）501295.35321401295.38316301295.4300251295.9245201296.0222151296.5144121296.99281297.333合龙过程中龙口断面平均流速计算——《水利水电施工组织设计手册》第一卷P532……（3-3）——龙口平均流速，m/s；——龙口平均过水宽度，m学习参考好帮手 WORD格式整理版h——龙口断面计算水深，m；对于梯形断面，取其值与护底以上的下游侧水深相等，h=Z下-Z底；对于三角形断面淹没流，；对于三角形断面非淹没流，；两方案龙口断面平均流速计算成果如下表表3-5Q设=1320m/s时龙口断面平均流速表B(m)706050403530252015128V(m/s)0.881.041.382.002.553.214.014.534.524.233.37根据表3-3可以得出V~B的关系曲线如图3-5所示图3-5Q设=1320m/s时V~B的关系曲线图表3-6Q设=889m/s时龙口断面平均流速表B(m)504030252015128V(m/s)0.851.201.982.753.474.003.833.33根据表3-3可以得出V~B的关系曲线如图3-4所示学习参考好帮手 WORD格式整理版图3-6Q设=889m/s时V~B的关系曲线图3.1.8截流设计主要成果表表3-8Q设=1320m/s时截流设计主要成果表B(m)706050403530252015128Z(m)0.050.070.120.220.320.621.021.622.422.622.92V(m/s)0.881.041.382.002.553.214.014.534.524.233.37Qg(m/s)5605325275124934543852831569231表3-9Q设=889m/s时截流设计主要成果表B(m)504030252015128Z(m)0.050.080.10.60.71.21.62V(m/s)0.851.201.982.753.474.003.833.33Qg(m/s)3213163002452221449233由以上成果可知，Q设=1320m/s时龙口上下游最大落差2.92m，最大流速为4.6m/s，发生在龙口宽度B=20处；Q设=889m/s时龙口上下游最大落差2.0m，最大流速为4m/s，发生在龙口宽度B=15m处。3.1.9方案选择学习参考好帮手 WORD格式整理版比较两方案的截流设计成果，两种方案的最大落差与最大流速流速相差并不大，考虑到截流尽可能尽早进行,为后续施工争取时间，所以选择第一种方案，11月中旬截流，截流设计流量Q设=1320m/s。3.2选定截流方案的抛投物料计算抛投物料应优先选用石料，并尽量利用本工程建筑物石方开挖料，不足部分可另辟料场开采或另外制备其他抛投块体。截流材料的尺寸或重量主要取决于龙口的流速，各种不同材料的适用流速，即抵抗水流冲动的经验流速列于表3-10中。表3-10截流材料的适用流速截流材料适用流速（m/s）截流材料适用流速（m/s）土料0.5~0.73t重大石块或钢筋石笼3.520~30kg重石块0.8~1.04.5t重混凝土六面体4.550~70kg重石块1.2~1.35t重大石块，大石串或钢筋石笼4.5~5.5麻袋装土1.50.5m×2m装石竹笼2.012~15t重混凝土四面体7.20.6m×4m装石竹笼2.5~3.020t重混凝土四面体7.50.8m×6m装石竹笼3.5~4.01.0m×15m装石竹笼7~83.3抛投块石稳定计算立堵截流时截流材料的抵抗水流冲动的流速可按下时估算：——《水利工程施工》P41………………………………（3-4）式中：v——水流速度m/s；K——综合稳定系数，根据材料类型查得，一般取值在0.86~1.20之间，此处取1.1；g——重力加速度，9.81m/s2；学习参考好帮手 WORD格式整理版——石块容重，取26kN/m3；——水的容重，取10kN/m3；D——石块折算成球体的化引直径，m；通过上式可得到对应流速下石块的最小粒径D的计算公式：………………………………………………………………（3-5）式中各符号意义同上。将龙口宽度分为以下几个区，分别求其对应的最大粒径D，流速采用各区对应的最大流速，B=[﹥70m],[50~70m],[30~50m],[30~10m],[﹤10m],分别求其对应的最大材料粒径D，（3-2）式中流速采用各区对应最大流速。表3-11抛投材料分区分区龙口宽度B（m）vmax（m/s）D（m）选用材料预进占﹥700.880.02650~70kg重石块I50~701.40.104麻袋装土II30~503.210.2843t重大石块或钢筋石笼III30~104.550.5524.5t重混凝土六面体IV﹤103.50.3023t重大石块或钢筋石笼3.4截流戗堤抛投所需物料计算通过粗略估算，截流戗堤投各区所需方量如下表3-12所示表3-12截流戗堤所需抛投物料数量表分区抛投料方量（m3）总方量（m3）预进占2547856334I11214II10448III8546学习参考好帮手 WORD格式整理版IV648注表中抛投量未考虑材料损失量，备料系数取1.2。选定的截流方案，截流时段选择在汛期刚结束的11月中旬，选取截流标准P=10%，设计流量为Q设=1320m/s。截流方式采用的是单戗双向进占、立堵截流方式。截流的戗堤高程我1300.5m，戗堤高度为16.5m，戗堤顶宽设计为20m。截流戗堤所需抛投料总量大约为56334m（未考虑备料系数时的抛投量）。学习参考好帮手 WORD格式整理版附录计算书1弯段局部系数损失计算过程弯段局部损失系数计算公式：ξ=——《水利水电工程施工组织设计手册》P…………………………（附-1）式中：b——弯段出洞宽；R——转弯半径；——转弯角；附表1-1方案一（P=5%）弯段局部损失系数计算过程表方案转弯半径转弯半径转弯角转弯角系数系数16×1912012031°25°0.0730.06616×2012012031°25°0.0730.06617×1912012031°25°0.0730.065附表1-2方案二（P=10%）弯段局部损失系数计算过程表方案转弯半径转弯半径转弯角转弯角系数系数16×1912012031°25°0.0730.06616×2012012031°25°0.0730.06617×1912012031°25°0.0730.0652流量系数计算过程流量系数计算公式：学习参考好帮手 WORD格式整理版——《水利水电工程施工组织设计手册》…………………（附-2）式中：l——管道总长；——进口及管内局部水头损失之和；C——谢才系数；R——水力半径；水力半径R的计算公式为：——《水力学》P149A——过水断面面积，m2；——湿周，m；谢才系数计算公式：C=——曼宁公式；查水力学附录表n取0.02；附表2-1方案一（P=5%）水力半径及谢才系数计算过程表方案A(m2)(m)R(m)C16×19282.4764.104.4164.0216×20298.4766.104.5264.2817×19298.6965.734.5464.35附表2-2方案二（P=10%）水力半径及谢才系数计算过程表方案A(m2)(m)R(m)C16×18268.4662.104.2963.7416×19282.4664.104.4164.0217×18281.6963.734.4264.05学习参考好帮手 WORD格式整理版附表2-3方案一（P=5%）流量系数计算过程表方案L（1#/2#）R（1#/2#）C（1#/2#）（1#/2#）流量系数（1#/2#）16×19987/12454.41/4.4164.020.32/0.320.646/0.61216×20987/12454.51/4.5164.280.32/0.320.651/0.61717×19987/12454.54/4.5464.350.32/0.320.652/0.619附表2-4方案二（P=10%）流量系数计算过程表方案L（1#/2#）R（1#/2#）C（1#/2#）（1#/2#）流量系数（1#/2#）16×18987/12454.29/4.2963.740.32/0.320.641/0.60716×19987/12454.41/4.4164.020.32/0.320.646/0.61217×18987/12454.42/4.4264.050.32/0.320.647/0.6133联合泄流计算过程在该工程中，两条隧洞联合泄流，在设计流量9940m/s下，左右洞洞前上游水位相同，泄流量之和为设计值，由公式2-1知：……………………（附-3）式中，Z上为上游水位，H下为下游出口底板高程，a为隧洞出口断面高，故对于没一个方案，均有如下方程组，由该方程组即可解出Z上、Q1、Q2三个未知量。………………………………………………（附-4）学习参考好帮手 WORD格式整理版附表3-1方案一（P=5%）隧洞联合泄流计算结果方案一（P=5%）Q设计（m3/s）Q1（m3/s）Q2（m3/s）Z上（m）Z下（m）16m×19m99405105.34834.71346.61312.4816m×20m99405076.84863.21342.51312.4817m×19m99405068.34853071342.31312.48附表3-2方案二（P=10%）隧洞联合泄流计算结果方案二（p=10%）Q设计（m3/s）Q1（m3/s）Q2（m3/s）Z上（m）Z下（m）16m×18m88704533.54336.51341.581310.9716m×19m88704531.64338.41338.561310.9717m×18m88704563.34306.71338.151310.974施工导流过程量及总造价的计算在金2工程中上下游的土石围堰相对于隧洞和RCC围堰来说很小，因此在经济方案比较时可不计入，而只考虑隧洞和RCC围堰的经济比较，所涉及包括明挖、暗挖、衬砌和碾压混凝土的铺筑各方面。各项工程措施的综合单价列于附表4-1。附表4-1各工程措施综合单价项目明挖暗挖衬砌土料石料碾压混凝土单价（元/m）47.51207002535175~200注：表中所列为2001年物价水平。下面对方案一（P=5%）工程量及造价的计算过程如下：4.1RCC围堰工程量及造价学习参考好帮手 WORD格式整理版对于方案一（P=5%）三个不同洞径的导流洞而言，上游RCC围堰和导流洞的尺寸均不同，但其工程量和造价的计算方法及过程均相同，这里以16×19方案为例介绍计算过程，并列出方案的计算结果汇总。RCC围堰包括地基明挖和RCC铺筑量部分，其对应的工程量和造价在这里分别记作V1、V2和P1、P2。①地基明挖根据金2工程的基本资料，河床处冲击层厚约5.5m，大致可取明挖层平均厚度为h=3m，根据坝址处的平面地形图，可以比例尺量取得开挖面积约为1.145万。因此根据明挖工程量V1=1.145×3=3.435m，由附表4-1知明挖单价为47.5元/m，故RCC围堰的明挖造价为P1=47.5×3.435=163.2万元。②RCC混凝土由表2-4可知，对于16×19方案，在设计流量下上游围堰堰前水位为Z上=1346.6m，围堰安全超高0.4m，波浪爬高取0.3m，带入可求得堰顶高程为H上=1347.3m。拟定RCC围堰的剖面相应的基本数据位：堰高h上=68.3m，堰顶宽B=7m，迎水面坡度为1：0.18，折坡点在堰顶以下1/2堰高处，背水面坡度取为0.72。折坡点取在堰顶以下9.72m处。其横断面如图4-1。附图4-1RCC围堰（16×19）横断面示意图学习参考好帮手 WORD格式整理版围堰体积（即RCC工程量）采用分段近似叠加而得，在地形图上量得围堰堰顶长度为268.58m，绘出围堰所在河道的立视图如图4-2，总剖图近似按图4-3进行计算。附图4-2RCC围堰立视图附图4-3RCC围堰（16×19）纵剖面计算简图在图4-3中，围堰被分为I、II、III三个部分，其中I、III两部分近似用棱锥体体积公式计算，II近似用棱柱体体积公式计算，得围堰RCC工程量为V2=VI+VII+VIII。其中，棱锥体I、III的底面积分别为SI=988.0，SIII=1333.39，高分别为hI=81.92m，hIII=90.8m，棱柱体II的底面积为SII=1656.43，高hII=96.13m。因此可求得各部分体积如下：VI=1/3SI×hI=2.698万mVII=SII×hII=15.923万mVIII=1/3SIII×hIII=4.273万m。故RCC围堰V2=VI+VII+VIII=22.894万m，根据附表4-1混凝土的价格取200元/m学习参考好帮手 WORD格式整理版，所以造价P2=200×V2=4578.8万元。综上，16×19方案的上游围堰明挖及混凝土总造价为P围堰=P1+P2=4742.0万元。4.2导流隧洞的工程量及造价（16×19）如前所述，导流洞的工程量及造价包括明挖、暗挖和衬砌三个部分，其工程量及造价分别记作V1、V2、V3和P1、P2、P3。以下分别计算，每个部分均包括两条洞的内容。①明挖明挖的范围及开挖厚度分别由地形图和两条导流洞地质纵剖面图确定，由于是初步确定导流方案，精度要求较低，因此在确定范围及厚度时同样采取按比例尺量取的方法。由于两条隧洞的进出口较近，所以明挖共有2个部分，分别是1#、2#隧洞的进出口，均按照立方体体积公式，公式中、、分别为明挖体厚度、宽度和长度的平均值。对这个部分的数据分别进行近似量取，将其带入公式计算可得：方案16×19明挖工程量为V1=53.46+38.68=92.14万m，故其明挖造价为P1=92.14×47.5=4376.65万元。②暗挖暗挖工程量可按柱体体积公式计算，，式中为暗挖断面的加权平均值，L1、L2分别为1#、2#导流洞的暗挖长度，此处计算以地质长度为准。衬砌的厚度为1.5m，暗挖断面为图4-4外围曲线所围成的区域，其面积为=392.44。故：暗挖工程量为：暗挖造价为：P2=120×87.615=10513.8万元③衬砌衬砌的工程量亦按柱体公式计算，，其中衬砌断面积可用减去隧洞过流面积得到，，其断面如图4-4中两方圆形曲线之间部分。故：衬砌工程量为衬砌造价为：P3=700×24.535=17174.5万元综上，16×19方案的导流隧洞的造价为：P隧洞=P1+P2+P3=4376.65+10513.8+17174.5=32064.95万元学习参考好帮手 WORD格式整理版所以，16×19方案的工程总造价为P总=P隧洞+P围堰=36806.95万元。后面两个方案的计算方法同上，将三个方案的工程量及造价列表比较如下表附表4-2方案一（P=5%）时方案的经济比较项目方案一（P=5%）16m×19m16m×20m17m×19mRCC围堰明挖工程量3.4353.2133.195明挖造价163.2152.61151.76RCC工程量22.89418.58617.786RCC造价4578.83717.23557.2汇总4742.03869.823708.96导流隧洞明挖工程量92.14103.56108.46明挖造价4376.654919.15151.85暗挖工程量87.61591.2291.302暗挖造价10513.810946.410956.24衬砌工程量24.53524.60624.606衬砌造价17174.517224.217224.2汇总32064.9533089.733332.29总造价36806.9536959.5236889.49结论经比较，方案16×19较经济注：上表中所有工程量的单位为万m，所有工程造价单位为万元。当Q设计=8870m/s（P=10%）时三种不同洞径的工程量及造价计算方法同上，其计算结果如下表1-11。附表4-3方案二（P=10%）时方案的经济比较项目方案二（P=10%）16m×18m16m×19m17m×18mRCC围堰明挖工程量3.3263.1263.015明挖造价157.98148.48143.21RCC工程量21.26317.45416.562RCC造价4252.63490.83312.4汇总4410.5853639.2853455.6125导流隧洞明挖工程量81.5692.1495.65明挖造价3874.14376.654543.375暗挖工程量84.53887.61591.302暗挖造价10144.5610513.810956.24学习参考好帮手 WORD格式整理版衬砌工程量24.45324.53524.535衬砌造价17117.117174.517174.5汇总31135.7632064.9532674.115总造价35546.34535704.23535986.515结论经比较，方案16×18较经济注：上表中所有工程量的单位为万m，所有工程造价单位为万元。5半有压流下限流量计算过程半有压流下限泄流量计算公式为：=——《水利水电工程施工组织设计手册》P………………（附-5）式中：——半有压流的下限临界雍高比，为管道进口底槛以上水深与管深高度之比，近似计算时可采用经验值1.2；——流量系数；——进口竖向收缩系数，粗略计算时可采用0.70；——管道断面面积；d——管道高度；附表5半有压流下限流量计算表隧洞A(m2)d(m)(m3/s)1#隧洞0.65282.461.20.71924482#隧洞0.61282.461.20.71923516半有压流上限流量计算过程半有压流上限流量公式计算公式为：学习参考好帮手 WORD格式整理版——《水利水电工程施工组织设计手册》……………………（附-6）式中：——谢才系数；——局部损失系数；——有压流出口水头比，大气中射流情况下取0.5；——半有压流与有压流分界点的上游临界雍高比，近似计算可采用经验值1.5；附表6半有压流上限流量计算表隧洞A(m2)dil(m)(m3/s)1#隧洞0.65282.461.50.5190.00398737822#隧洞0.61282.461.50.5190.003124536327半有压流下限泄流量的临界水深hk和临界底坡ik的计算过程半有压下限流量下的临界水深和临界底坡的计算公式分别为：…………………………………………………………………………（附-7）…………………………………………………………………………（附-8）式中：q——单宽流量，q=Q/B，B为过流宽度；——动能修正系数，=1.05～1.10此处取1.05；、、——分别表示水深为时的谢才系数、湿周、水面宽。附表7半有压流下限流量及以下时的临界水深和临界底坡的计算表隧洞Q(m3/s)BK(m)q(m3/s)hk(m)(m)Ckik学习参考好帮手 WORD格式整理版1#隧洞244816153.0013.5843.1665.460.0059200016125.0011.8739.7464.890.005515001693.759.8035.6064.010.005110001662.507.4830.9662.640.00465001631.254.7125.4259.930.00412#隧洞235116146.9413.2242.4465.350.0058200016125.0011.8739.7464.890.005515001693.759.8035.6064.010.005110001662.507.4830.9662.640.00465001631.254.7125.4259.930.00418长短洞界定计算过程长短洞长度界限计算公式=（64-163m）H——《水利计算手册》……………………………………（附-9）式中：lk——长管的下限长度；H——上游水深，m；m——进口流量系数，一般取值在0.32～0.36之间，这里参照《施工组织设计手册》相关表格取为0.335；1#隧洞半有压流下限流量时的临界长度lk=（64-163×0.335）×18.12=170.23m；2#隧洞半有压流下限流量时的临界长度lk=（64-163×0.335）×17.29=162.43m。9无压流状态下水面线的推算过程当隧洞为长洞时，一般需要由下游向上游推水面曲线，以求得进口断面处的水深，然后利用淹没宽顶堰公式计算上游水深：——《水利水电工程施工组织设计手册》P503……………（附-10）式中：学习参考好帮手 WORD格式整理版——流速系数，由于隧洞进口底板为平底，故取值为1；A——进口he处过水断面的面积；he——进口断面处水深，按水面线推算，其推算过程如下：若hs﹥h0﹥hk，则为a1型跌水曲线，计算时出口断面以hs为控制水深向上游推算若h0﹥hs﹥hk，则为b1型壅水曲线，计算时出口断面以hs为控制水深向上游推算；若h0﹥hk﹥hs，则为b1型壅水曲线，计算时出口断面以hk为控制水深向上游推算。其中h0、hs、hk分别为均匀流水深、隧洞出口底板处水深和临界水深。计算公式分别如下：——《水力计算手册》P94）………………………………（附-11）……………………………………………………………（附-12）……………………………………………………………………（附-13）该工程中水面线采用分段求和法进行推求，基本公式为：……………………………………………（附-14）按照以上公式对1#、2#隧洞水面曲线的判定以及水力计算的成果分别如下附表9-1、9-2、9-3、9-4所示。附表9-11隧洞水面曲线的推求控制水深及线型的判定Q(m3/s)B(m)hs(m)h0(m)hk(m)水深比较控制水深线型500167.685.284.71hs﹥h0﹥hk7.68a1学习参考好帮手 WORD格式整理版10001610.568.797.48hs﹥h0﹥hk10.56a115001612.9512.029.80hs﹥h0﹥hk12.95a120001614.9515.1411.87h0﹥hs﹥hk14.95b124881616.5918.1213.73h0﹥hs﹥hk16.59b1附表9-21#隧洞无压流水力计算成果表上游水深H0（m）进口底板高程（m）上游水位（m）Q（m/s）7.231291.001298.2350011.601291.001302.60100015.291291.001306.29150018.581291.001309.58200021.511291.001312.512448附表9-32隧洞水面曲线的推求控制水深及线型的判定Q(m3/s)B(m)hs(m)h0(m)hk(m)水深比较控制水深线型500168.455.284.71hs﹥h0﹥hk8.45a110001611.338.797.48hs﹥h0﹥hk11.33a115001613.7212.029.80hs﹥h0﹥hk13.72a120001615.7315.1411.87hs﹥h0﹥hk15.73a123511616.9117.2913.23h0﹥hs﹥hk16.91b1附表9-42#隧洞无压流水力计算成果表上游水深进口底板高程（m）上游水位Q（m/s）学习参考好帮手 WORD格式整理版H0（m）（m）7.261291.001298.2650011.671291.001302.67100015.401291.001306.40150018.741291.001309.74200020.891291.001311.892351学习参考好帮手 WORD格式整理版附表9-51#隧洞水面线的推求（Q=500m/s）断面hωVRC17.68122.884.073.9262.788.5227.48119.684.183.8762.644.123.8962.710.00118.370.1540.001981.6481.6437.28116.484.293.8162.494.243.8462.560.00128.220.1500.001883.27164.9047.08113.284.413.7662.344.353.7862.410.00138.070.1460.001785.24250.1556.88110.084.543.7062.184.483.7362.260.00147.930.1410.001687.69337.8466.68106.884.683.6462.014.613.6762.100.00157.800.1360.001590.80428.6476.48103.684.823.5861.844.753.6161.930.00167.670.1300.001494.89523.5386.28100.484.983.5261.664.903.5561.750.00187.540.1230.0012100.47623.9996.0897.285.143.4561.485.063.4961.570.00197.430.1160.0011108.54732.54105.8894.085.313.3961.285.233.4261.380.00217.320.1070.0009121.26853.80115.69391.0885.493.3361.095.403.3661.180.00237.230.0910.0007133.81987.61附表9-61#隧洞水面线的推求（Q=1000m/s）断面hωVRC110.56168.965.924.5564.3712.35210.36165.766.034.5164.285.984.5364.320.001912.220.1300.0011118.91118.91310.16162.566.154.4864.196.094.4964.230.002012.090.1260.0010126.34245.2549.96159.366.284.4464.096.214.4664.140.002111.970.1220.0009136.09381.3459.76156.166.404.4064.006.344.4264.040.002211.850.1170.0008149.48530.8269.56152.966.544.3663.906.474.3863.950.002311.740.1120.0007168.99699.8179.36149.766.684.3163.796.614.3363.840.002511.630.1060.0005200.09899.9089.285148.566.734.3063.756.704.3163.770.002611.600.0380.000487.99987.89学习参考好帮手 WORD格式整理版附表9-71#隧洞水面线的推求（Q=1500m/s）断面hωVRC112.95207.27.244.9565.2615.62212.85205.67.304.9365.237.274.9465.250.002515.570.0580.0005119.46119.46312.752047.354.9265.207.324.9265.210.002615.510.0570.0004130.74250.19412.65202.47.414.9065.167.384.9165.180.002615.450.0560.0004145.35395.54512.55200.87.474.8965.137.444.8965.150.002715.400.0550.0003165.04560.59612.45199.27.534.8765.107.504.8865.110.002715.340.0540.0003193.01753.59712.351197.6167.594.8665.067.564.8665.080.002815.290.0520.0002233.22987.20附表9-81#隧洞水面线的推求（Q=2000m/s）断面hωVRC114.95239.28.365.2165.8418.52214.97239.528.355.2165.848.365.2165.840.003118.530.0100.00009116.47116.47314.99239.848.345.2265.858.345.2165.840.003118.540.0110.00008131.77248.24415.01240.168.335.2265.858.335.2265.850.003118.550.0110.00007151.43399.66515.03240.488.325.2265.868.325.2265.850.003118.560.0110.00006177.61577.27615.05240.88.315.2265.868.315.2265.860.003018.570.0110.00005214.21791.48715.065241.048.305.2365.868.305.2265.860.003018.580.0080.00004195.53987.01学习参考好帮手 WORD格式整理版附表9-91#隧洞水面线的推求（Q=2448m/s）断面hωVRC116.59265.449.375.4066.2221.07216.69267.049.325.4166.249.355.4066.230.003721.120.0460.0006867.8267.82316.79268.649.265.4266.269.295.4166.250.003621.170.0470.0006375.06142.88416.89270.249.215.4366.299.235.4266.280.003621.210.0480.0005883.42226.30516.99271.849.155.4466.319.185.4366.300.003521.260.0490.0005393.22319.52617.09273.449.105.4566.339.135.4466.320.003521.310.0500.00048104.83424.35717.19275.049.055.4666.359.075.4566.340.003421.360.0510.00043118.82543.17817.29276.648.995.4766.379.025.4666.360.003421.420.0520.00038136.01679.18917.39278.248.945.4866.398.975.4766.380.003321.470.0530.00033157.63836.801017.472279.5528.905.4966.408.925.4866.400.003321.510.0440.00029149.90987.21附表9-102#隧洞水面线的推求（Q=500m/s）断面hωVRC18.45135.23.704.1163.289.14828.15130.43.834.0463.093.774.0763.190.00098.9000.2480.0021116.41116.4137.85125.63.983.9662.903.914.0062.990.00108.6590.2420.0020118.54234.9447.55120.84.143.8862.694.063.9262.790.00118.4240.2340.0019121.21356.1557.251164.313.8062.474.223.8462.580.00128.1980.2260.0018124.66480.8166.95111.24.503.7262.244.403.7662.350.00137.9820.2160.0017129.27610.0876.65106.44.703.6361.994.603.6862.110.00157.7770.2050.0015135.73745.8286.35101.64.923.5461.734.813.5961.860.00177.5860.1910.0013145.43891.2496.0596.85.173.4461.455.043.4961.590.00197.4110.1740.0011161.511052.75105.75192.0165.433.3561.155.303.4061.300.00227.2570.1540.0008192.571245.33学习参考好帮手 WORD格式整理版附表9-112#隧洞水面线的推求（Q=1000m/s）断面hωVRC111.33181.285.524.6964.6912.88211.13178.085.624.6564.615.574.6764.650.001612.740.1440.0014101.68101.68310.93174.885.724.6264.535.674.6464.570.001712.600.1410.0013105.02206.69410.73171.685.824.5864.445.774.6064.480.001712.460.1370.0013109.01315.70510.53168.485.944.5564.355.884.5664.400.001812.330.1340.0012113.87429.57610.33165.286.054.5164.275.994.5364.310.001912.200.1300.0011119.91549.48710.13162.086.174.4764.176.114.4964.220.002012.070.1260.0010127.63677.1189.93158.886.294.4364.086.234.4564.130.002111.950.1210.0009137.82814.9399.73155.686.424.3963.986.364.4164.030.002211.840.1160.0008151.93966.86109.53152.486.564.3563.886.494.3763.930.002411.720.1110.0006172.721139.58119.422150.756.634.3363.836.604.3463.850.002511.670.0570.0005106.271245.85附表9-122#隧洞水面线的推求（Q=1500m/s）断面hωVRC113.72219.526.835.0565.5016.10213.62217.926.885.0465.476.865.0565.480.002216.040.0650.000878.5178.51313.32213.127.045.0065.386.965.0265.420.002315.850.1900.0007255.02333.53413.12209.927.154.9765.327.094.9865.350.002415.730.1220.0006192.14525.66512.92206.727.264.9465.257.204.9665.290.002515.610.1190.0005217.91743.58612.72203.527.374.9165.197.314.9365.220.002615.490.1150.0004256.651000.22712.563201.007.464.8965.147.424.9065.160.002615.400.0870.0004245.161245.38学习参考好帮手 WORD格式整理版附表9-132#隧洞水面线的推求（Q=2000m/s）断面hωVRC115.73251.687.955.3066.0318.95215.68250.887.975.3066.027.965.3066.020.002718.920.0290.00025114.09114.09315.63250.088.005.2966.007.985.2966.010.002818.890.0290.00023123.64237.73415.58249.288.025.2965.998.015.2966.000.002818.860.0290.00021135.24372.97515.53248.488.055.2865.988.045.2865.990.002818.840.0290.00019149.64522.61615.48247.688.075.2765.978.065.2865.970.002818.810.0290.00017167.99690.60715.43246.888.105.2765.968.095.2765.960.002918.780.0280.00014192.18882.79815.38246.088.135.2665.948.115.2765.950.002918.750.0280.00012225.521108.30915.354245.668.145.2665.948.135.2665.940.002918.740.0150.00010135.551245.32附表9-142#隧洞水面线的推求（Q=2351m/s）断面hωVRC116.91270.568.695.4366.2920.76216.94271.048.675.4366.308.685.4366.290.003220.780.0160.00016104.17104.17316.97271.528.665.4466.308.675.4466.300.003120.800.0160.00014114.50218.684172728.645.4466.318.655.4466.310.003120.810.0170.00013126.90345.58517.03272.488.635.4466.318.645.4466.310.003120.830.0170.00012142.05487.63617.06272.968.615.4566.328.625.4466.320.003120.840.0170.00010160.99648.62717.09273.448.605.4566.338.615.4566.320.003120.860.0170.00009185.33833.95817.12273.928.585.4566.338.595.4566.330.003120.880.0170.00008217.791051.74917.143274.288.575.4566.348.585.4566.340.003120.890.0130.00007197.051245.56注：表9-5到9-14中隧洞宽度B=16m，底坡i=3‰，隧洞糙率n=0.002。学习参考好帮手 WORD格式整理版10有压流状态下的联合泄流计算过程计算公式：——《水利水电工程施工组织设计手册》P516…………（附-15）附表10-1有压流联合泄流计算表Z0Q1Q2Q联H下H上23.000.6539000.61366075601308.931331.9325.000.6540660.61381678821309.451334.4527.000.6542260.61396681921309.921336.9229.000.6543790.61411184901310.381339.3831.000.6545280.61424987771310.831341.8333.000.6546720.61438490561311.231344.2335.000.6548110.61451593261311.621346.6237.000.6549470.61464295891311.991348.9939.760.6551280.61481299401312.481352.24附表10-2隧洞联合泄流水力计算成果上游水位Z上12910001295262258520130067567013451305132413052629131019802070405013323660130975601334381613097882133739661310819113394110131084891342424913118777134443841311905613474515131293261349464213129589135248121312994011作用水头推力计算过程P=103×9.8×（1424-1300.5）×282.46=341.86×106N学习参考好帮手 WORD格式整理版12混凝土塞的最小长度计算过程m13不同龙口宽度泄水能力计算过程——《水利水电施工组织设计手册》第一卷P532………（附-16）式中：Qg——龙口泄流量，m3/s；——龙口平均过水宽度，m；对于梯形断面：对于三角形断面：B——龙口宽度，m；m——流量系数；当﹤0.3时，为淹没出流，此时；当0.3时，为非淹没出流，此时m=0.385；Z——龙口上下游水头差，m；H0——龙口上游水头，m；对于梯形断面：H0=Z上-Z底；对于三角形断面：H0=Z上-Z底-（nHB-0.5B）/n；Z上——上游水位，m；Z底——龙口处护底顶部高程，其值为1284m；HB——护底顶部以上的戗堤高度，m；不同龙口宽度泄水能力计算表如下附表13-1、13-2所示学习参考好帮手 WORD格式整理版附表13-1Q设=1320m/s时的计算表龙口宽Z上Z下Z底ZH0Z/H0出流流态mHBQg701296.81296.81284012.80.000梯形淹没0.00016.549.801296.91296.812840.112.90.008梯形淹没0.08716.549.98951297.01296.812840.2130.015梯形淹没0.12216.55012681297.11296.812840.313.10.023梯形淹没0.14816.550.115561297.21296.812840.413.20.030梯形淹没0.16916.550.218001297.31296.812840.513.30.038梯形淹没0.18716.550.320171297.41296.812840.613.40.045梯形淹没0.20216.550.422131297.51296.812840.713.50.052梯形淹没0.21616.550.523961297.61296.812840.813.60.059梯形淹没0.22816.550.62566601296.81296.81284012.80.000梯形淹没0.00016.539.801296.91296.812840.112.90.008梯形淹没0.08716.539.971512971296.812840.2130.015梯形淹没0.12216.54010141297.11296.812840.313.10.023梯形淹没0.14816.540.112451297.21296.812840.413.20.030梯形淹没0.16916.540.214421297.31296.812840.513.30.038梯形淹没0.18716.540.316161297.41296.812840.613.40.045梯形淹没0.20216.540.417741297.51296.812840.713.50.052梯形淹没0.21616.540.519211297.61296.812840.813.60.059梯形淹没0.22816.540.62059501296.81296.81284012.80.000梯形淹没0.00016.529.801296.91296.812840.112.90.008梯形淹没0.08716.529.953612971296.812840.2130.015梯形淹没0.12216.5307611297.11296.812840.313.10.023梯形淹没0.14816.530.19351297.21296.812840.413.20.030梯形淹没0.16916.530.210831297.31296.812840.513.30.038梯形淹没0.18716.530.312151297.41296.812840.613.40.045梯形淹没0.20216.530.413351297.51296.812840.713.50.052梯形淹没0.21616.530.514471297.61296.812840.813.60.059梯形淹没0.22816.530.61552学习参考好帮手 WORD格式整理版401296.81296.81284012.80.000梯形淹没0.00016.519.801296.91296.812840.112.90.008梯形淹没0.08716.519.935712971296.812840.2130.015梯形淹没0.12216.5205071297.11296.812840.313.10.023梯形淹没0.14816.520.16241297.21296.812840.413.20.030梯形淹没0.16916.520.27241297.31296.812840.513.30.038梯形淹没0.18716.520.38141297.41296.812840.613.40.045梯形淹没0.20216.520.48961297.51296.812840.713.50.052梯形淹没0.21616.520.59721297.61296.812840.813.60.059梯形淹没0.22816.520.61045351296.81296.81284012.80.000梯形淹没0.00016.514.8012971296.812840.2130.015梯形淹没0.12216.5153801297.21296.812840.413.20.030梯形淹没0.16916.515.25451297.41296.812840.613.40.045梯形淹没0.20216.515.46761297.61296.812840.813.60.059梯形淹没0.22816.515.67911297.81296.81284113.80.072梯形淹没0.25016.515.889612981296.812841.2140.086梯形淹没0.26816.5169941298.21296.812841.414.20.099梯形淹没0.28316.516.210871298.41296.812841.614.40.111梯形淹没0.29616.516.41176301296.81296.81284011.30.000三角形淹没0.00016.511.3012971296.812840.211.50.017三角形淹没0.13016.511.52571297.21296.812840.411.70.034三角形淹没0.17916.511.73701297.41296.812840.611.90.050三角形淹没0.21316.511.94611297.61296.812840.812.10.066三角形淹没0.24016.512.15421297.81296.81284112.30.081三角形淹没0.26216.512.361612981296.812841.212.50.096三角形淹没0.28016.512.56851298.21296.812841.412.70.110三角形淹没0.29516.512.77521298.41296.812841.612.90.124三角形淹没0.30816.512.98171298.61296.812841.813.10.137三角形淹没0.32016.513.1880251296.81296.8128408.80.000三角形淹没0.00016.58.801297.11296.812840.39.10.033三角形淹没0.17616.59.11941297.41296.812840.69.40.064三角形淹没0.23716.59.4284学习参考好帮手 WORD格式整理版1297.71296.812840.99.70.093三角形淹没0.27616.59.735912981296.812841.2100.120三角形淹没0.30516.5104271298.31296.812841.510.30.146三角形淹没0.32616.510.34921298.61296.812841.810.60.170三角形淹没0.34216.510.65541298.91296.812842.110.90.193三角形淹没0.35416.510.96161299.21296.812842.411.20.214三角形淹没0.36416.511.26761299.51296.812842.711.50.235三角形淹没0.37116.511.5737201296.81296.8128406.30.000三角形淹没0.00016.56.301297.11296.812840.36.60.045三角形淹没0.20416.56.61011297.41296.812840.66.90.087三角形淹没0.26916.56.91491297.71296.812840.97.20.125三角形淹没0.30916.57.219112981296.812841.27.50.160三角形淹没0.33616.57.52291298.31296.812841.57.80.192三角形淹没0.35416.57.82671298.61296.812841.88.10.222三角形淹没0.36716.58.13031298.91296.812842.18.40.250三角形淹没0.37516.58.43401299.21296.812842.48.70.276三角形淹没0.38016.58.73761299.51296.812842.790.300三角形淹没0.38316.59413151296.81296.8128403.80.000三角形淹没0.00016.53.801297.21296.812840.44.20.095三角形淹没0.27916.54.2451297.61296.812840.84.60.174三角形淹没0.34516.54.66912981296.812841.250.240三角形淹没0.37216.55921298.41296.812841.65.40.296三角形淹没0.38316.55.41151298.81296.8128425.80.345三角形淹没0.38516.55.81381299.21296.812842.46.20.387三角形非淹没0.38116.56.21621299.61296.812842.86.60.424三角形非淹没0.38516.56.6191121296.81296.8128402.30.000三角形淹没0.00016.52.301297.31296.812840.52.80.179三角形淹没0.34716.52.8201297.81296.8128413.30.303三角形非淹没0.38516.53.3341298.31296.812841.53.80.395三角形非淹没0.38516.53.8481298.81296.8128424.30.465三角形非淹没0.38516.54.3651299.31296.812842.54.80.521三角形非淹没0.38516.54.886学习参考好帮手 WORD格式整理版1299.81296.8128435.30.566三角形非淹没0.38516.55.311081296.81296.8128400.30.000三角形淹没0.00016.50.301297.31296.812840.50.80.625三角形非淹没0.38516.50.811297.81296.8128411.30.769三角形非淹没0.38516.51.331298.31296.812841.51.80.833三角形非淹没0.38516.51.871298.81296.8128422.30.870三角形非淹没0.38516.52.3141299.31296.812842.52.80.893三角形非淹没0.38516.52.8221299.81296.8128433.30.909三角形非淹没0.38516.53.334附表13-2Q设=889m/s时的计算表龙口宽Z上Z下Z底ZH0Z/H0出流流态mHBQg501295.31295.31284011.30.000梯形淹没0.0001433.301295.41295.312840.111.40.009梯形淹没0.0931433.45291295.51295.312840.211.50.017梯形淹没0.1301433.57501295.61295.312840.311.60.026梯形淹没0.1571433.69211295.71295.312840.411.70.034梯形淹没0.1791433.710671295.81295.312840.511.80.042梯形淹没0.1971433.811961295.91295.312840.611.90.050梯形淹没0.2131433.9131412961295.312840.7120.058梯形淹没0.227143414241296.11295.312840.812.10.066梯形淹没0.2401434.11527401295.31295.31284011.30.000梯形淹没0.0001423.301295.41295.312840.111.40.009梯形淹没0.0931423.43701295.51295.312840.211.50.017梯形淹没0.1301423.55261295.61295.312840.311.60.026梯形淹没0.1571423.66471295.71295.312840.411.70.034梯形淹没0.1791423.77501295.81295.312840.511.80.042梯形淹没0.1971423.88421295.91295.312840.611.90.050梯形淹没0.2131423.992712961295.312840.7120.058梯形淹没0.227142410051296.11295.312840.812.10.066梯形淹没0.2401424.11079学习参考好帮手 WORD格式整理版301295.31295.31284011.30.000梯形淹没0.0001413.301295.51295.312840.211.50.017梯形淹没0.1301413.53021295.71295.312840.411.70.034梯形淹没0.1791413.74341295.91295.312840.611.90.050梯形淹没0.2131413.95391296.11295.312840.812.10.066梯形淹没0.2401414.16311296.31295.31284112.30.081梯形淹没0.2621414.37161296.51295.312841.212.50.096梯形淹没0.2801414.57951296.71295.312841.412.70.110梯形淹没0.2951414.78711296.91295.312841.612.90.124梯形淹没0.3081414.9943251295.31295.3128409.80.000三角形淹没0.000149.801295.51295.312840.2100.020三角形淹没0.13914101941295.71295.312840.410.20.039三角形淹没0.1901410.22801295.91295.312840.610.40.058三角形淹没0.2261410.43501296.11295.312840.810.60.075三角形淹没0.2541410.64121296.31295.31284110.80.093三角形淹没0.2761410.84691296.51295.312841.2110.109三角形淹没0.29414115231296.71295.312841.411.20.125三角形淹没0.3091411.25751296.91295.312841.611.40.140三角形淹没0.3221411.4626201295.31295.3128407.30.000三角形淹没0.000147.301295.61295.312840.37.60.039三角形淹没0.191147.61351295.91295.312840.67.90.076三角形淹没0.255147.91981296.21295.312840.98.20.110三角形淹没0.295148.22521296.51295.312841.28.50.141三角形淹没0.323148.53011296.81295.312841.58.80.170三角形淹没0.342148.83481297.11295.312841.89.10.198三角形淹没0.357149.13951297.41295.312842.19.40.223三角形淹没0.367149.4440151295.31295.3128404.80.000三角形淹没0.000144.801295.61295.312840.35.10.059三角形淹没0.228145.1591295.91295.312840.65.40.111三角形淹没0.296145.4891296.21295.312840.95.70.158三角形淹没0.335145.71151296.51295.312841.260.200三角形淹没0.358146140学习参考好帮手 WORD格式整理版1296.81295.312841.56.30.238三角形淹没0.372146.31641297.11295.312841.86.60.273三角形淹没0.380146.61881297.41295.312842.16.90.304三角形淹没0.384146.9213121295.31295.3128403.30.000三角形淹没0.000143.301295.61295.312840.33.60.083三角形淹没0.265143.6291295.91295.312840.63.90.154三角形淹没0.332143.9441296.21295.312840.94.20.214三角形淹没0.364144.2581296.51295.312841.24.50.267三角形淹没0.379144.5721296.81295.312841.54.80.312三角形淹没0.384144.8861297.11295.312841.85.10.353三角形非淹没0.384145.11001297.41295.312842.15.40.389三角形非淹没0.385145.41161297.71295.312842.45.70.421三角形非淹没0.385145.713281295.31295.3128401.30.000三角形淹没0.000141.301295.61295.312840.31.60.187三角形淹没0.352141.651295.91295.312840.61.90.316三角形淹没0.384141.981296.21295.312840.92.20.409三角形非淹没0.378142.2121296.51295.312841.22.50.480三角形非淹没0.385142.5171296.81295.312841.52.80.536三角形非淹没0.385142.8221297.11295.312841.83.10.581三角形非淹没0.385143.1291297.41295.312842.13.40.618三角形非淹没0.385143.436学习参考好帮手 WORD格式整理版将计算成果绘制成龙口泄流量曲线簇分别如图所示附图13-1Q设=1320m/s时龙口泄流能力曲线簇附图13-2Q设=889m/s时龙口泄流能力曲线簇上两图中的曲线簇与龙口泄流量Qg曲线的交点坐标，即为不同龙口宽度B下的龙口水位流量关系，将成果分别列于附表13-3，附表13-4中。学习参考好帮手 WORD格式整理版附表13-3Q设=1320m/s时不同龙口宽度龙口的水位流量关系B（m）Z上（m）Qg（m/s）701296.83560601296.85532501296.9527401297.0512351297.1493301297.4454251297.8385201298.4283151299.2156121299.49281299.731附表13-4Q设=889m/s时不同龙口宽度龙口的水位流量关系B（m）Z上（m）Qg（m/s）501295.35321401295.38316301295.4300251295.9245201296.0222151296.5144121296.99281297.33314龙口断面平均流速计算过程龙口断面平均流速计算公式——《水利水电施工组织设计手册》第一卷P532……（附-17）——龙口平均流速，m/s；——龙口平均过水宽度，m；h——龙口断面计算水深，m；学习参考好帮手 WORD格式整理版对于梯形断面，取其值与护底以上的下游侧水深相等，h=Z下-Z底；对于三角形断面淹没流，；对于三角形断面非淹没流，；龙口断面平均流速计算表附表14-1Q设=1320m/s时的计算表BQghv7056049.8312.780.886053239.8512.781.045052729.912.781.38405122012.782.003549315.112.782.553045411.911.93.21253859.89.84.01202837.97.94.53151566.25.484.5212924.94.444.238313.22.873.37附表14-2Q设=889m/s时的计算表BQhv5032133.3511.30.854031623.3811.31.203030013.411.31.982524510.410.42.7520222883.4715144664.0012924.94.43.838333.32.93.03计算成果列于表附表14-3，附表14-4。学习参考好帮手 WORD格式整理版附表14-3Q设=1320m/s时龙口断面平均流速成果表B706050403530252015128V0.881.041.382.002.553.214.014.534.524.233.37附表14-4Q设=889m/s时龙口断面平均流速成果表B504030252015128V0.851.201.982.753.474.003.833.3315石块化引直径计算过程计算公式为……………………………………………………（附-18）式中v——水流速度m/s；K——综合稳定系数，根据材料类型查得，一般取值在0.86~1.20之间，此处取1.1；g——重力加速度，9.81m/s2；——石块容重，取26kN/m3；——水的容重，取10kN/m3；D——石块折算成球体的化引直径，m；附表15石块化引直径计算表vmax（m/s）KD（m）0.91.126100.021.41.126100.053.31.126100.284.61.126100.553.41.126100.30学习参考好帮手 WORD格式整理版致谢光阴似箭，白驹过隙。转眼间四年大学本科生活即将结束，期间得到了众多老师、同学和亲友的帮助、支持和关心。籍此论文完成之际，我想向四年来陪我一起走过困难，分享喜悦的众多老师、同学致以我最诚挚的谢意！首先，我要感谢我的指导老师——，在我做毕业设计的半年时间里，是赵老师悉心的指导和耐心的解惑使我对本专业知识有了更好的了解，除了敬佩老师的专业水平以外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作，我才得以解决毕业设计中遇到的种种问题。其次，要特别感谢四年来所有教育我的老师们……是你们的辛勤教育让我获得了丰富的知识,是你们的明道解惑让我对生命有了越来越明确的认识和把握。我更要感谢我的家人，他们不断的鼓励以及支持是我不断前进的坚强后盾。最后感谢在整个毕业设计期间给予我帮助的同学们，正是由于你们的帮助，才让我不仅学到了本次课题所涉及的新知识，同时培养了良好的社交能力，让我在大学这最后的日子里有了一段不一般的回忆。学习参考好帮手 WORD格式整理版参考文献[1]康世荣等.水利水电工程施工组织设计手册.中国水利水电出版社，1996.8[2]SL252—2000.水利水电工程等级划分及洪水标准.中国水利水电出版社，2000.7[3]SL303—2004.水利水电工程施工组织设计规范.中国水利水电出版社，2004.11[4]SL279—2002.水工隧洞设计规范.北京：中国水利水电出版社，2002.12[5]武汉水利电力大学水力教研室编.水力计算手册.中国水利水电出版社，1980.12[6]郑守仁等.导流截流及围堰工程.中国水利水电出版社，2004.10[7]袁光裕，胡志根.水利工程施工第五版.中国水利水电出版社，2008.8[8]吴持恭.水力学第四版.高等教育出版社，2007.5[9]任德记.土木工程图学.黄河水利出版社，2009[10]DL/5087-1999.水利水电工程围堰设计导则.中国电力出版社[11]卢廷浩.土力学第二版.南京：河海大学出版社，2005.5[12]成都科技大学编著.施工导流图集.北京：高等教育出版社，1981.2学习参考好帮手'