水庫工程施工組織設(shè)計水利方案

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◆施工組織設(shè)計計算書◆目錄第一章導(dǎo)流洞的水力算…………………………………………………………………………2第一節(jié)洞身水力計算…………………………………………………………………………4第二節(jié)上、下游水位計算……………………………………………………………………...5第三節(jié)進(jìn)口過流流量校核……………………………………………………………………...5第二章圍堰的水力計算8第一節(jié)下游圍堰8第二節(jié)上游圍堰9第三章隧洞內(nèi)力及配筋計算12第一節(jié)山巖壓力計算………………………………………………………………………...第二節(jié)隧洞內(nèi)力及配筋13第四章調(diào)洪演算12第一節(jié)調(diào)洪演算的基本原理12第二節(jié)調(diào)洪演算方法及計算12第三節(jié)壩頂高程的復(fù)核計算13第5頁

1◆施工組織設(shè)計計算書◆第一章導(dǎo)流洞的水力計算第一節(jié)洞身水力計算（1）、導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)某水庫工程是以供水為主兼顧農(nóng)田灌溉和環(huán)境用水的綜合利用工程，按《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252—2000）的規(guī)定，按供水規(guī)模應(yīng)為Ⅳ等工程，根據(jù)水庫總庫容為532萬m3，應(yīng)屬Ⅳ等工程，其主要建筑物大壩、溢洪道、取水口及輸水洞為4級建筑物，根據(jù)頒部規(guī)范SDJ338---89的規(guī)定，相應(yīng)的臨時建筑物為五級建筑物，考慮到該工程規(guī)模較小，選取設(shè)頻率P=20%，相應(yīng)流量18m3/s。（2）、洞身水力計算從導(dǎo)流的布置情況來看，在枯水期一般設(shè)為無壓隧洞，但為了考慮洪水期度汛時的過流能力，故采用縱坡i=1.5/100；經(jīng)過多方案的比較，采用i=1.5/100比較合理，經(jīng)濟(jì)。導(dǎo)流隧洞按明渠均勻流設(shè)計，由明渠均勻流的流量公式：Q=AC(Ri)1/2=Ki1/2式中Q——設(shè)計流量（m3/s）A——洞身過水?dāng)嗝婷娣e（m2）R——水力半徑（m），R=A/X，X為過水?dāng)嗝鏉裰?；C——謝才系數(shù)（m1/2/s），其值按曼寧公式計算，C=R1/6/n，n為糙率。為了考慮在第一個洪水期的泄洪，假設(shè)隧洞洞身的斷面尺寸如下圖所示：洞寬b=3.8m，H=4.3m。流量模數(shù)：K=ACR1/2=Q/i1/2則K=18/(1.5/100)1/2=146.97m3/s糙率n值表襯砌材料n第5頁

2◆施工組織設(shè)計計算書◆現(xiàn)澆混凝土襯砌0.014預(yù)制裝配式混凝土襯砌0.017漿砌石襯砌0.017經(jīng)過修整的不襯砌斷面0.03~0.035未經(jīng)過修整的不襯砌斷面0.04~0.045由《施工組織設(shè)計規(guī)范》，對現(xiàn)澆砼襯砌，n=0.014則b2.67/nK=3.82.67/（0.014×146.97）=17.20采用高等教育出版社《水力學(xué)》上冊附圖Ⅱ，由b2.67/nK與h0/b的關(guān)系曲線，當(dāng)b2.67/nK=17.2時，在m=0.0的曲線上查得h0/b=0.211，故導(dǎo)流洞中的實際水深為h0=0.211×3.8=0.802m根據(jù)假設(shè)的隧洞斷面圖與洞身水力計算結(jié)果，圓拱直墻式斷面尺寸為：洞寬b=3.8m；直墻高3.197m；圓拱半徑r=2.194m；洞內(nèi)水深h=0.802m；水面以上凈空高度3.498m。凈空面積=A總－A=3.8×2.1＋2×1.9×1.097×1/2＋（1200×3.14×1.92）/3600－3.8×0.802=12.05（m2）則ΔA/A=（12.05/15.1）×100%=79.81%故凈空高度及凈空面積均符合明渠規(guī)范要求，并且實際過水?dāng)嗝嫘螤钌蠟榫匦?，故假設(shè)隧洞為明渠是正確的。當(dāng)Q=18.0m3/s時的相應(yīng)臨界水深hk及臨界坡ik，=[ΑQ2/(gb2)]1/3hk=[1×182/(9.8×3.82)]1/3=1.32m，h0=0.802m，由h0＜hk時、Fr＞1為急流。臨界斷面面積Ak=bhk=3.8×1.32=5.016m2臨界過水寬度Bk=b=3.8m臨界濕周Xk=b＋2hk=3.8＋2×1.32=6.44m臨界水力半徑Rk=Ak/Xk=5.016/6.44=0.78m臨界謝才系數(shù)Ck=RK/61/n=0.781/6×1/0.014=68.52則臨界縱坡ik=gXk/(αCk2Bk)=9.8×6.44/（1×68.522×3.8）=0.0036由ik=0.35%＜i=1.5%，所以為陡坡。第5頁

3◆施工組織設(shè)計計算書◆第二節(jié)上、下游水位計算1）、下游水位由基本資料—岔河水庫壩下水位流量關(guān)系曲線可知，當(dāng)流量Q=18m3/s時相對應(yīng)的水位為1423.01m，故下游水位為1423.01m，下游設(shè)計洪水靜水位為：1423.01m。2）、上游水位由ik=0.35%＜i=1.5%，隧洞長L=184.79m，取隧洞進(jìn)口底板高程為：1426m，則隧洞出口高程為：1426-Li=1426-184.79×1.5/100=1423.30m因隧洞出口底板高程與下游水位高程之差大于零，即1423.15-1423.01=0.14＞0。故泄流量為自由出流。采用中國城市出版社《施工組織設(shè)計與施工規(guī)范實用全書》上冊，泄流量按短管自由出流，即按非淹沒堰流計算。非淹沒堰流公式Q=mBK2g1/2H02/3m——流量系數(shù)H0——計入行近流速的上游水頭Bk————臨界水深下的平均過水寬度H0=(Q2/2gm2Bk2)1/3=[182/(2×9.8×0.32×3.82)]1/3=2.33m則上游水位：1424.38+2.33+△Z=1424.38+2.38+1.62=1428.38m△Z為河底高程與進(jìn)口底板之差。故上游設(shè)計洪水靜水位為：1428.38m。第三節(jié)進(jìn)口過流流量校核采用中國城市出版社《施工組織設(shè)計與施工規(guī)范實用全書》上冊以及SL297—2002水工隧洞設(shè)計規(guī)范，進(jìn)口過流流量按寬頂堰公式計算：Q=σSε1mnb’(2g)1/2H03/2式中m——流量系數(shù)m=0.32+0.01×（3－P1/H）/（0.46+0.75×P1/H）=0.32+0.01×（3－1.63/2.38）/（0.46+0.75×1.63/2.38）=0.34σS——淹沒系數(shù)，自由出流時，σS=1ε1——側(cè)收縮系數(shù)第5頁

4◆施工組織設(shè)計計算書◆ε1=1－[α0/(0.2+p1/H)3]（b/B）4（1－b/B）=1―[0.19/(0.2+1.63/2.38)3](3.7/4.22)4(1―3.7/4.22)=0.98故Q=1×0.98×0.34×1×3.7×（2×9.8）1/2×2.383/2=20.00m3/s＞18m3/s所以滿足要求。第5頁

5貴州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計水利水電建筑工程2001級◆施工組織設(shè)計◆第二章圍堰的水力計算第一節(jié)下游圍堰計算考慮到下游圍堰擋水保證基坑干地施工，且該工程規(guī)模較小，導(dǎo)流期間不允許基坑淹沒，故下游圍堰設(shè)計成不過水圍堰。查圍堰設(shè)計規(guī)范DL/T5087—1999，圍堰斷面設(shè)計要求表7.1.1，不過水圍堰堰頂安全超高下限值，對于Ⅳ－Ⅴ級土石圍堰，δ=0.5m。表2—1不過水圍堰堰頂安全超高下限值圍堰形式圍堰級別ⅢⅣ土石圍堰0.70.5砼圍堰0.40..3土石圍堰防滲體頂部在設(shè)計洪水靜水位以上的超高值：斜墻式防滲體為0.8~0.6m；心墻式防滲體為0.6~0.3m。取防滲體超高值為0.3m。根據(jù)規(guī)范規(guī)定：無行車要求的堰頂寬度，當(dāng)堰高在6~10m時，堰頂寬度取3~4m，當(dāng)堰高>10m時堰頂寬度取5m。該工程圍堰考慮工程自卸汽車運輸土石料與推土機(jī)工作等因素，堰頂寬為4.5~5m，取堰頂寬為4.5m。圍堰采用塑性心墻圍堰，填筑時做成梯形斷面，坡度為1：0.2~1：0.6的陡坡。心墻的斷面是梯形的，上部厚度不小于0.8~1.0m，下部厚度不小于1/10水頭，且不能少于3m。由資料可知，河床的覆蓋層厚度取1.5m。查壩址處水位流量關(guān)系曲線得：當(dāng)Q=18m3/s時，其相應(yīng)的水位高程為1423.01m，則下游圍堰的堰頂高程為：Hd=hd+ha+δhd------下游水位高程ha------波浪爬高（此處忽略不計）δ------安全超高，按表2—1選用心墻式防滲體為0.6~0.3m，即取0.3m，則頂部高程為1423.31m。則下游圍堰的堰頂高程：Hd=1423.01+0.5=1423.51m下游圍堰高度為：h=Hd－1419.34=1423.51－1419.34=4.17m注：1419.34m為下游圍堰的河底高程。下游圍堰的底寬計算：B=2×4.17+4.5+1.5×4.17=19.095m下游圍堰心墻底寬計算：B=2×0.3×4.45+2=4.66m貴州大學(xué)土木建筑工程學(xué)院第9頁

6貴州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計水利水電建筑工程2001級◆施工組織設(shè)計◆第二節(jié)上游圍堰計算考慮到上游圍堰擋水保證基坑干地施工，且該工程規(guī)模較小，導(dǎo)流期間不允許基坑淹沒，故上游圍堰設(shè)計成不過水圍堰。查圍堰設(shè)計規(guī)范DL/T5087—1999，圍堰斷面設(shè)計要求表7.1.1，不過水圍堰堰頂安全超高下限值，對于Ⅳ－Ⅴ級土石圍堰，δ=0.5m。不過水圍堰堰頂安全超高下限值圍堰形式圍堰級別ⅢⅣ土石圍堰0.70.5砼圍堰0.40..3土石圍堰防滲體頂部在設(shè)計洪水靜水位以上的超高值：斜墻式防滲體為0.8~0.6m；心墻式防滲體為0.6~0.3m。取防滲體超高值為0.3m。根據(jù)施工組織設(shè)計規(guī)范規(guī)定：無行車要求的堰頂寬度，當(dāng)堰高在6~10m時，堰頂寬度取3~4m，當(dāng)堰高>10m時堰頂寬度取5m，本工程考慮到自卸汽車運輸土石料與推土機(jī)工作等因素，堰頂寬為4.5~5m，堰頂寬取4.5m。取下游面坡度為1：2.0，上游面坡度為1：1.5；圍堰心墻的斷面是梯形，上部厚度不小于0.8~1.0m，或由施工要求決定，下部厚度不小于1/10水頭，且不小于3m。塑性心墻圍堰心墻圍堰用的粘土及粘壤土，或砂和粘土按比例配合的土料，填筑時做成梯形斷面，坡度為1：0.2~1：0.6的陡坡。因此，本工程的心墻頂寬取為1.5m，兩邊的坡度取為1：0.3。由資料可知，河床的覆蓋層厚度取1.5m。由上游水位計算可知，導(dǎo)流隧洞進(jìn)口底板高程為1426.00m，按規(guī)范要求，導(dǎo)流隧洞進(jìn)、出口高程選擇需要考慮截流、通航、放木要求，以及封堵條件，泥沙淤積或磨損，方便施工等。導(dǎo)流隧洞進(jìn)高程通常取枯水位以下1.0~1.5m。上游的水位高程為：1428.33m由i=1.5%，L=184.79m,所以上、下游導(dǎo)流隧洞的進(jìn)、出口的高差為：Δh=i×L=1.5%×184.79=2.77m則導(dǎo)流隧洞的出口高程為：1426.00－2.77=1423.23m故上游圍堰的堰頂高程由下式?jīng)Q定：Hu=hd＋Z＋ha＋δ式中Hu——上游圍堰堰頂高程，m；Z——上下游水位差，m；Hu=hd＋Z＋ha＋δ=1423.01＋(1428.33－1423.01)＋0.5=1423.01+5.32+0.5=1428.33m上游圍堰的河底高程為1423.57m，則上游圍堰的高度為：1428.83－1423.57=5.26m貴州大學(xué)土木建筑工程學(xué)院第9頁

7貴州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計水利水電建筑工程2001級◆施工組織設(shè)計◆上游圍堰的底寬計算：B=2×5.26+4.5+1.5×5.26=20.28m下游圍堰心墻底寬計算：b=2×0.3×4.45+2=4.66m第三章隧洞內(nèi)力及配筋計算第一節(jié)山巖壓力由于山巖壓力是不壓隧洞襯砌設(shè)計中起決定作用的荷載，因此山巖壓力值的計算選定，直接關(guān)系到襯砌尺寸是否經(jīng)濟(jì)合理。采用《水工隧洞設(shè)計規(guī)范》建議的山巖壓力計算，對于Ⅲ~Ⅳ類圍巖，可以按松動介質(zhì)平衡理論估算三巖壓力?？紤]到進(jìn)出口的地質(zhì)條件不是很好，屬于Ⅲ~Ⅳ類圍巖，不能形成壓力拱，當(dāng)洞室埋深度（由襯砌頂部至地面的垂直距離）H小于2倍壓力拱高度或小于壓力拱跨度的2.5倍。為了使用設(shè)計便于安全，對于不能形成壓力拱的巖體，允許按全部巖柱重量（不考慮兩側(cè)磨阻力）來計算垂直壓力，即采取q=γH。分別取隧洞進(jìn)、出口往里15m所對應(yīng)的覆蓋層厚度分別為H1=15.45m，H2=12.49m。按水利電力出版社高昌俠、熊啟鈞編著《隧洞》表3—2巖石堅固系數(shù)及其它力學(xué)指標(biāo)表查得：對于中等堅硬的巖石及堅硬的石灰?guī)r，不堅硬的沙石和石灰?guī)r，軟礫巖相應(yīng)的巖石堅固系數(shù)f=4，巖石容重γ=24~28（KN/m3）,取巖石容重γ=26KN/m3。所以進(jìn)、出口垂直壓力強(qiáng)度為：q1=γH1=26×15.45=401.70KN/m2；q2=γH2=26×12.49=324.74KN/m2。為了便于計算，取單位長度計算，則進(jìn)、出口頂部垂直均布荷載Q1=401.70KN/mQ2=324.74KN/m。為了便于計算，單位的換算關(guān)系近似采用Kg=10KN。故Q1=40.170T/m，Q2=32.474T/m。第二節(jié)隧洞襯砌內(nèi)力及配筋計算采用張校正（新疆水利廳）改編，黃凱申（新疆兵團(tuán)水利局）校核Ｇ－１２隧洞襯砌內(nèi)力及配筋計算通用程序。一、程序功能貴州大學(xué)土木建筑工程學(xué)院第9頁

8貴州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計水利水電建筑工程2001級◆施工組織設(shè)計◆本程序采用屠規(guī)彰等提出的襯砌結(jié)構(gòu)的非線性常微分方程組，應(yīng)用初參數(shù)數(shù)值解法，解算隧洞襯砌在水壓力、山巖壓力及襯砌自重等荷載作用下彈性抗力分布，算出變位和內(nèi)力，并按水工鋼筋混凝土規(guī)范進(jìn)行配筋計算。對于11種隧洞過水?dāng)嗝?參閱附圖)，程序?qū)⒁r砌（左半部）的底板、頂板、邊墻、側(cè)底拱、側(cè)頂拱等每部分10等分段，輸出每個計算點的軸向力、剪力、彎矩、受壓鋼筋面積、受拉鋼筋面積、抗裂安全系數(shù)以及裂縫開展寬度。軸向力的單位：t；剪力的單位：t彎矩的單位：t.m；受壓鋼筋面積的單位:cm2；受拉鋼筋面積的單位:cm2；裂縫開展寬度的單位:cm貴州大學(xué)土木建筑工程學(xué)院第9頁

9貴州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計水利水電建筑工程2001級◆施工組織設(shè)計計算書◆二、計算原理參閱《水工隧洞設(shè)計規(guī)范(SD134－84)》附錄七。配筋計算按照《水工鋼筋混凝土設(shè)計規(guī)范》的公式計算偏心受壓和偏心受拉構(gòu)件。計算中不受最小配筋率的限制，實際采用時，可按照規(guī)范規(guī)定的最小配筋率或按少筋混凝土計算。三、使用方法1、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：參看附圖。A＄工程名，如“SUANLI”A斷面形狀編號，參閱附圖。Ky鋼筋砼偏心受壓安全系數(shù)K1鋼筋砼偏心受拉安全系數(shù)R#混凝土標(biāo)號，如250#應(yīng)為“250”Rg鋼筋強(qiáng)度（kg/cm2）Eg鋼筋彈性模量（kg/cm2）A鋼筋毛保護(hù)層（cm）D鋼筋直徑（cm），用以計算裂縫開展寬度L1半跨底寬（m）H2側(cè)墻高度（m）R1弧形底板半徑（m）R2側(cè)底拱半徑（m）R4側(cè)頂拱半徑（m）a1弧型底板半中心角（角度）a2側(cè)底拱中心角（或半中心角）（角度）a4側(cè)頂拱中心角（或半中心角）（角度）D1底板厚度（m）D2側(cè)底拱厚度（第九類斷面為側(cè)底拱起點厚度）D3側(cè)墻厚度（m）D4側(cè)頂拱起點厚度（m）（第一類斷面為側(cè)頂拱厚度）D5頂板厚度（m）（或側(cè)頂拱終點厚度）Q4頂部垂直均布荷載（t/m）Q3側(cè)向分布荷載上端點值（t/m）Q2側(cè)向分布茶載下端點值（t/m）Q1底部垂直均布荷載（t/m）H0水壓荷載水頭值（內(nèi)壓為正）（m）P灌漿壓力（各邊均布法向荷載，外壓為正）（m）Rh襯砌容重（t/m3）Eh襯砌彈性模量（t/m2）K1底板、側(cè)底拱部位圍巖彈抗系數(shù)（t/m3）K2側(cè)墻部位圍巖彈抗系數(shù)（t/m3）K3頂板、側(cè)頂拱部位圍巖彈抗系數(shù)（t/m3）[注]各類斷面形狀無某項數(shù)據(jù)時填0貴州大學(xué)土木建筑工程學(xué)院第22頁

10貴州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計水利水電建筑工程2001級◆施工組織設(shè)計計算書◆2、內(nèi)力符號規(guī)定如下：面向基巖取微分段，圖示內(nèi)力為正四、算例及計算成果本程序的算例全部采用陜西省水電設(shè)計院馬躍堂同志的算例資料，以便于成果比較。經(jīng)比較誤差很小，現(xiàn)計算進(jìn)出口城門洞形的計算成果。隧洞進(jìn)口數(shù)據(jù)文件為G-12.INT1.6，2.5，250，3100，2000000，5，2.2，1.9，3.4，0，0，0，2.39，0，0，60，.4，0，.4，.4，.4，40.17，0，0，0，0，0，2.4，2550000，50000，50000，50000計算結(jié)果文件為G-12.OUT***************************************************************************隧洞進(jìn)口內(nèi)力及配筋計算書G-12***************************************************************************一.基本數(shù)據(jù)(A=4)Ky=1.6KL=2.5R#=250Rg=3100Eg=2000000貴州大學(xué)土木建筑工程學(xué)院第22頁

11貴州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計水利水電建筑工程2001級◆施工組織設(shè)計計算書◆a=5d=2.2L1=1.9H2=3.4R1=0R2=0R4=2.39a1=0a2=0a4=60D1=.4D2=0D3=.4D4=.4D5=.4Q4=40.17Q3=0Q2=0Q1=0Ho=0P=0rh=2.4Eh=2800000K1=50000K2=50000K3=50000二.計算結(jié)果:迭代計算第1次迭代第2次迭代第3次迭代位移狀態(tài)1111111111111111111110000000000--------------------------------------------------------------------------------底板(M=10)軸向力剪力彎矩受壓鋼筋受拉鋼筋抗裂K裂縫寬0-30.9250.00021.3820.00026.9390.4560.019531-30.9251.75121.2200.00026.6350.4590.019602-30.9253.99120.6860.00025.6420.4710.019823-30.9257.20219.6410.00023.7170.4950.020244-30.92511.84617.8580.00020.4810.5440.020885-30.92518.35515.0210.00015.4600.6500.021946-30.92527.10510.7410.0008.1480.9410.022337-30.92538.3934.5600.0000.0003.1430.000008-30.92552.394-4.0210.0000.0004.0080.000009-30.92569.115-15.5230.00016.3370.6280.0215910-30.92588.331-30.4440.00044.8820.3310.01619-------------------------------------------------------------------------------側(cè)墻(M=10)軸向力剪力彎矩受壓鋼筋受拉鋼筋抗裂K裂縫寬0-88.331-30.925-30.4440.00034.7060.3740.015491-88.005-29.229-20.0930.00011.7040.5860.021932-87.679-24.341-10.9350.0000.0001.5430.000003-87.352-18.301-3.6750.0000.00099.9990.000004-87.026-12.0691.4860.0000.00099.9990.000005-86.700-5.7904.5260.0000.00099.9990.000006-86.3740.9305.3740.0000.00099.9990.000007-86.0488.7433.7710.0000.00099.9990.000008-85.72218.248-0.7600.0000.00099.9990.000009-85.39629.643-8.8460.0000.0002.4910.0000010-85.07042.299-21.0520.00014.2870.5490.02249貴州大學(xué)土木建筑工程學(xué)院第22頁

12貴州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計水利水電建筑工程2001級◆施工組織設(shè)計計算書◆側(cè)頂拱(M=10)軸向力剪力彎矩受壓鋼筋受拉鋼筋抗裂K裂縫寬0-94.822-5.903-21.0520.00012.3090.5680.020321-88.935-13.582-18.4320.0008.1340.6560.022142-82.144-18.406-14.3870.0001.7930.8910.219253-74.848-21.425-9.3580.0000.0001.7980.000004-67.461-22.611-3.8020.0000.00099.9990.000005-60.389-22.0221.8260.0000.00099.9990.000006-54.012-19.8047.0980.0000.0002.2450.000007-48.669-16.17911.6340.0005.0390.9610.025658-44.640-11.43615.1130.00012.1720.6860.025089-42.136-5.91617.3000.00016.7260.5850.0230010-41.2870.00018.0460.00018.2930.5580.02213隧洞出口數(shù)據(jù)文件為G-12.INT貴州大學(xué)土木建筑工程學(xué)院第22頁

13貴州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計水利水電建筑工程2001級◆施工組織設(shè)計計算書◆1.6，2.5，250，3100，2000000，5，2.2，1.9，3.4，0，0，0，2.39，0，0，60，.4，0，.4，.4，.4，32.47，0，0，0，0，0，2.4，2550000，50000，50000，50000***************************************************************************隧洞出口內(nèi)力及配筋計算書G-12***************************************************************************一.基本數(shù)據(jù)算例(A=4)Ky=1.6KL=2.5R#=250Rg=3100Eg=2000000a=5d=2.2L1=1.9H2=3.4R1=0R2=0R4=2.39a1=0a2=0a4=60D1=.4D2=0D3=.4D4=.4D5=.4Q4=32.47Q3=0Q2=0Q1=0Ho=0P=0rh=2.4Eh=2800000K1=50000K2=50000K3=50000二.計算結(jié)果:迭代計算第1次迭代第2次迭代第3次迭代位移狀態(tài)1111111111111111111110000000000--------------------------------------------------------------------------------底板(M=10)軸向力剪力彎矩受壓鋼筋受拉鋼筋抗裂K裂縫寬0-25.3510.00017.5430.00021.3030.5430.021171-25.3511.43717.4100.00021.0660.5470.021212-25.3513.27516.9720.00020.2920.5610.021363-25.3515.90916.1150.00018.7870.5910.021584-25.3519.71914.6520.00016.2460.6510.021655-25.35115.05912.3250.00012.2810.7810.020806-25.35122.2398.8130.0006.4581.1370.02846貴州大學(xué)土木建筑工程學(xué)院第22頁

14貴州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計水利水電建筑工程2001級◆施工組織設(shè)計計算書◆7-25.35131.5003.7420.0000.0003.8280.000008-25.35142.987-3.2990.0000.0004.8810.000009-25.35156.706-12.7360.00012.9740.7540.0209110-25.35172.472-24.9780.00035.0600.3890.01816--------------------------------------------------------------------------------側(cè)墻(M=10)軸向力剪力彎矩受壓鋼筋受拉鋼筋抗裂K裂縫寬0-72.472-25.351-24.9780.00025.0590.4370.019241-72.146-23.959-16.4930.0008.1000.7010.024052-71.820-19.949-8.9870.0000.0001.8700.000003-71.494-14.995-3.0370.0000.00099.9990.000004-71.168-9.8871.1910.0000.00099.9990.000005-70.841-4.7493.6820.0000.00099.9990.000006-70.5150.7404.3810.0000.00099.9990.000007-70.1897.1093.0800.0000.00099.9990.000008-69.86314.849-0.6060.0000.00099.9990.000009-69.53724.122-7.1860.0000.0003.0790.0000010-69.21134.417-17.1190.0009.9680.6610.02485--------------------------------------------------------------------------------側(cè)頂拱(M=10)軸向力剪力彎矩受壓鋼筋受拉鋼筋抗裂K裂縫寬0-77.147-4.799-17.1190.0008.1530.6840.023461-72.343-11.057-14.9840.0005.2140.7950.023442-66.809-14.973-11.6920.0000.5591.0890.018643-60.868-17.422-7.6020.0000.0002.2160.000004-54.857-18.381-3.0850.0000.00099.9990.000005-49.105-17.8991.4900.0000.00099.9990.000006-43.920-16.0945.7750.0000.0002.7590.000007-39.576-13.1469.4600.0003.7111.1740.027858-36.302-9.29112.2870.0009.3550.8320.022029-34.267-4.80714.0640.00012.9410.7080.0233210-33.5770.00014.6700.00014.1710.6740.02290第四章調(diào)洪演算第一節(jié)調(diào)洪演算的基本原理調(diào)洪演算的基本原理是水庫水量平衡。在時段Δt內(nèi)，入庫流量、出庫流量和水庫水量之間變化的關(guān)系，可用下列水量平衡方程式表示：貴州大學(xué)土木建筑工程學(xué)院第22頁

15貴州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計水利水電建筑工程2001級◆施工組織設(shè)計計算書◆式中Q1，Q2——時段Δt始末入庫流量，m/s；q1，q2——時段Δt始末出庫流量，m/s；V1，V2——時段Δt始末的水庫蓄水量，m3；Δt——時段長，s，取值的大小視水庫流量的變幅而定。水量平衡方程式中，Q1與Q2由復(fù)核的設(shè)計洪水和校核洪水過程線中查取，Δt可根據(jù)具體情況而定，小河庫站一般取1小時為一個時段。q1與V1由起調(diào)條件確定，只有q2與V2是未知數(shù)，由于方程式有兩個未知數(shù)，不能獨立求解，還必須另外建立第二個方程，。即水庫下泄q與水庫溢洪水位以上蓄水量V的關(guān)系。因q是水庫水位Z的函數(shù)，而V也是Z的函數(shù)，故q是V的函數(shù)，用下面等式表示：q=f(z)=f(V)——（2）上式稱為水庫蓄洪關(guān)系。式中f是表示函數(shù)關(guān)系的符號。由式（1）和式（2）可建立聯(lián)立方程：q=f(V)洪水調(diào)節(jié)計算，實際上就是聯(lián)立求解，建立以上兩個方程式，以求得兩個待定的未知數(shù)V2和q2值。當(dāng)本時段的q2和V2求得后，即作為下一時段的起始條件q1和V1，繼續(xù)往前計算。因此，水庫調(diào)洪計算從起始條件開始，通過逐時段的水量平衡計算，便可眼求出下泄流量過程q~t和水庫蓄水量變化過程V~t通過水庫水位容積關(guān)系曲線換算得出。起調(diào)水位與調(diào)洪最高水位之間的庫容，稱為調(diào)洪庫容。第二節(jié)調(diào)洪演算方法及計算此次調(diào)洪演算的方法采用半圖解法，將水量平衡方程式變換如下：q2＋2V2/Δt=Q1＋Q2－2q1＋（q1＋2V1/Δt）——（4）令M=q＋2V/Δt則式（4）變?yōu)镸2=Q1＋Q2－2q1＋M1——（5）在式（5）中右邊均已知，計算前，先建立q~M曲線，q~M曲線即為解決調(diào)洪演算的輔助曲線，調(diào)洪演算按下列步驟進(jìn)行。（1）由已知起調(diào)條件確定q查q~M曲線得出M1。貴州大學(xué)土木建筑工程學(xué)院第22頁

16貴州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計水利水電建筑工程2001級◆施工組織設(shè)計計算書◆（1）由式（5）計算M2。（2）由M2查q~M曲線得出q2.（3）重復(fù)（2）、（3），直至計算時段末。（4）求調(diào)洪庫容和設(shè)計洪水位。1、泄流能力計算，按有壓自由出流計算：Q=μAd[2g(T0－h(huán)p)1/2Hp——底板以上的計算水深，自由出流時hp=ηd.由《施工組織設(shè)計與施工組織規(guī)范實用全書》對η=hp/d的取值有壓流出口η=hp/d值泄流狀態(tài)η大氣中射流0.5出口有頂托，側(cè)墻不約束0.7出口有頂托，側(cè)墻約束0.85H0――計入行進(jìn)流速水頭在內(nèi)的總水頭μ――流量系數(shù)，在自由出流且管道斷面沿程不變時，μ=1/[1+∑ξ+2g/cd2(L/Rd)]1/2L――管道總長（179.79m）∑ξ――進(jìn)口及管內(nèi)局部水頭損失之和cd————謝才系數(shù)Rd――水力半徑因行進(jìn)流速水頭α1V0/(2g)一般很小，可以忽略不計。Ad＝A＝3.8×3.197+1200×3.14×2.1932/360＝17.182m2X＝3.8＋2×3.197＋1200×3.14×2.193/360＝12.489mRd＝Ad/x＝17.182/12.489＝1.376mCd＝Rd1/6×1/n=1.3761/6×1/0.014=75.331隧洞洞長L=179.79m則貴州大學(xué)土木建筑工程學(xué)院第22頁

17貴州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計水利水電建筑工程2001級◆施工組織設(shè)計計算書◆μ=1/[1+∑ξ+2g/cd2(L/Rd)]1/2=1/(1+0.5+2×9.8×179.79/75.3312×1.376)1/2=0.716則下泄流量：Q=μAd[(T－h(huán)p)2g]1/2=0.716×17.182×[（▽上―1426―0.7×4.3）×2×9.8]1/2=54.46（▽上―1429.01）1/2故q=Q=54.46（▽上―1429.05）1/2水位庫容關(guān)系曲線，見Z~~V關(guān)系曲線圖2、q~m關(guān)系曲線的計算下泄流量按有壓流自由出流公式：q=μAd[(T0－h(huán)p)2g]1/2=54.46（▽庫―1429.01）q~m曲線的計算見表4—1，表中M=q+2v’/σt，△t=1h=3600s；表4—1q~m關(guān)系曲線表庫水位（m）水庫容積V（萬m3）進(jìn)口底板1426以上的容積V’(萬m3)2v’/△t出流量q(m3/s)M(m3/s)(1)(2)(3)(4)(5)(6)14263.610000143010.717.0939.454.293.6143529.525.89143.8133.3277.1144059.555.89310.5180.5491.01445100.5196.9538.3217.8756.11450154150.39835.5249.51085.01455221.91218.31212.8277.61490.41460307303.391685.5303.21988.7貴州大學(xué)土木建筑工程學(xué)院第22頁

18貴州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計水利水電建筑工程2001級◆施工組織設(shè)計計算書◆表4—1中：第（1）欄：庫水位。計算q~m曲線，要求庫水位取隧洞進(jìn)口底板高程至壩頂高程。第（2）欄：相應(yīng)水位的水庫容積。第（3）欄：隧洞進(jìn)口底板以上庫容，其值等于水庫容積減去進(jìn)口底板以下高程。如在1430水位時，水庫容積10.7萬m3，則該水位進(jìn)口底板以上庫容為：10.7－3.16＝7.09萬m3。第（4）欄：（3）欄×2/3600第（5）欄：出流量q用式q＝54.46（▽庫―1429.01）1/2，將庫水位：1430、1435、1440、1445、1450、1455、1460代入分別得相應(yīng)的q值。第（6）欄：（4）欄＋（5）欄3、調(diào)洪演算：假定設(shè)計洪水來之前，庫水位與隧洞進(jìn)口底板水位平齊，此時起始條件q=0，下泄過程線推求：表4—2下泄洪水過程線推求序號時間t(h)入流量Q5%（m3/s）Q1+Q2（m3/s）出流量q（m3/s）m2=Q2+Q1－2g1+m100.511.31001.10011.588.8269.857.7100.122.5181340129.4254.533.5159276149.0335.744.5117196.9143.5313.755.579.9142.1115.4223.666.562.2111.376.2134.977.549.190.354.293.888.541.276.444.275.799.535.264.437.263.71010.529.253.331.6153.71111.524.143.525.843.81212.519.4貴州大學(xué)土木建筑工程學(xué)院第22頁

19貴州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計水利水電建筑工程2001級◆施工組織設(shè)計計算書◆表4—2第（1）欄：入流量采用20年一遇的設(shè)計洪水（已知）。第（2）欄：是相鄰兩個時段的入流量之和。計算時由起始條件的q1=0，查q~m曲線得M1=0，再根據(jù)M2=Q1＋Q2－2q1＋M1來計算M2，即M2=Q1＋Q2－2q1＋M1=100.1－0－0=100.1m3/s。再由M2查q~m曲線得q2=57.7。由此類推，可求出整個下泄過程。繪下泄流量q與時間t的關(guān)系曲線見下圖表4、調(diào)洪庫容V調(diào)洪與設(shè)計水位Z設(shè)計的復(fù)核計算（1）調(diào)洪庫容計算由表4—2與Q~t、q~t關(guān)系曲線得：當(dāng)qmax出現(xiàn)時，一定是q=Q，此時Z、V均達(dá)最大值。顯然，qmax將出現(xiàn)在第3.5小時與第4.5小時之間，由Q~t、q~t關(guān)系曲線可知：在第3小時xx分鐘處，qmax=Q=148.4m3/s，查q~m曲線得Mmax=332.9m3/s。由M=2V’/△t＋q得出V‘=(M－q)△t/2V調(diào)洪=V’=(332.9－148.4)×3600/2=33.21萬m3(2)復(fù)核洪水位計算復(fù)核洪水位的總庫容為：貴州大學(xué)土木建筑工程學(xué)院第22頁

20貴州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計水利水電建筑工程2001級◆施工組織設(shè)計計算書◆V=V調(diào)洪+隧洞進(jìn)口底板以下的庫容=65.36+3.61=36.82萬m3查Z~V曲線得Z調(diào)洪=1436.47m貴州大學(xué)土木建筑工程學(xué)院第22頁

21貴州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計水利水電建筑工程2001級◆施工組織設(shè)計計算書◆?說??明　星欣設(shè)計圖庫資料專賣店擁有最新最全的設(shè)計參考圖庫資料，內(nèi)容涉及景觀園林、建筑、規(guī)劃、室內(nèi)裝修、建筑結(jié)構(gòu)、暖通空調(diào)、給排水、電氣設(shè)計、施工組織設(shè)計等各個領(lǐng)域的設(shè)計素材和設(shè)計圖紙等參考學(xué)習(xí)資料。是為廣大藝術(shù)設(shè)計工作者優(yōu)質(zhì)設(shè)計學(xué)習(xí)參考資料。本站所售的參考資料包括設(shè)計方案和施工圖案例已達(dá)幾十萬套以上，總量在數(shù)千G以上。?圖庫網(wǎng)址http://www.xingsc.cnftp://xingxin.gnway.net聯(lián)系QQ：447255935電話：13111542600貴州大學(xué)土木建筑工程學(xué)院第22頁