第五节 截流工程——工程施工课件PPT
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截流设计计算说明书1 基本资料某工程截流设计流量Q=4150 m3/s,相应下游水位为39.51m,采用单戗立堵进占,河床底部高程30m,戗堤顶部高程是44m,戗堤端部边坡系数n=1,龙口宽度220m,合龙中戗堤渗透流量按如下公式计算,Qs(Z为上下游落差,Z0为合龙闭气前最终上下游落差),请设计该工程在河床在无护底情况下的截流方案。
此外,上游水位~下泄流量关系曲线见表1。
截流材料为容重26KN/m3的花岗岩,截流戗堤两侧的边坡为1:1.5。
截流设计是施工导流设计重要组成部分,其设计过程比较复杂,目前我国水利水电工程截流多采用立堵截流,本次设计按立堵截流设计,有多种设计方法。
其设计分为:截流水力计算、截流水力分区和备料量设计。
截流设计流量的确定,通常按频率法确定,也即根据已选定的截流时段,采用该时段内一定频率的某种特征流量值作为设计流量。
一般地,多采用截流时段5%~10%的月平均或者旬平均流量作为设计标准。
截流的水力计算中龙口流速的确定一般采用图解法(详细见《水利工程施工》P39~42),以下对于图解法及图解法的量化法----三曲线法做如下介绍。
2 截流的水力计算(图解法)立堵截流进占过程中,龙口水流呈淹没或非淹没堰流的形式,通常是由前者过渡到后者直至合龙。
戗堤进占划分为两个阶段:①第1阶段——戗堤进占直至坡脚接触龙口对岸形成三角形断面为止,即b≥2 ms hs;②第2阶段——戗堤坡脚已接触龙口对岸而形成三角形断面后直至最后合龙,即b<2 ms hs 。
2.1.作Q-▽H上关系曲线一般情况下,截流设计流量Q0由四部分组成:Q0= Q+ Q d+ Q s+ Q ac式中Q——龙口流量;Q d——分流量(分流建筑物中通过的流量);Q s——戗堤渗透流量;Q ac——上游河槽中的调蓄流量。
其中,戗堤最大渗透流量Q s和上游河槽中的调蓄流量Q ac可以忽略。
于是有:Q0= Q+ Q d由Q0= Q+ Q d可计算上游水位与相应流量的关系,于是可绘制得到下表:表2上游水位与相应流量表上游水位▽H上(m) 落差Z(m)设计流量Q0(m³/s)下泄流量Q d(m³/s)龙口流量Q(m³/s)40.85 1.34 4150 700 3450.0041.04 1.53 4150 1220 2930.0041.28 1.77 4150 1620 2530.0041.45 1.94 4150 1700 2450.0041.75 2.24 4150 2160 1990.0042.05 2.54 4150 2670 1480.0042.35 2.84 4150 3420 730.0042.74 3.23 4150 3930 220.00 根据上表可绘制上游水位和下泄流量与龙口流量关系曲线:图1上游水位与下泄流量关系曲线图2上游水位与龙口流量关系曲线2.2. 计算Qg~f(B,Z)水流通过束窄河床,其进口由于竖向收缩(有坎)或横向收缩(无坎)而形成宽顶堰流时,视其出流是否淹没,分别按下式计算其泄流能力Q。
施工导流与截流施工导流是水利枢纽工程总体设计的主要组成部分,是选定枢纽布置、永久建筑物形式、施工程序和施工总进度的重要因素。
施工导流贯穿于工程施工的全过程。
施工导流的主要任务是:周密地分析研究水文、地形、地质、水文地质、枢纽布置及施工条件等基本资料;在保证上述要求的前提下,选定导流标准,划分导流时段,确定导流设计流量;选定导流方案及导流建筑物的形式,确定导流建筑物的布置、构造及尺寸;拟定导流建筑物的修建、拆除、堵塞的施工方法以及截断河床水流、拦洪度汛及基坑排水的措施等。
第一节施工导流标准1.导流建筑物级别(1)导流建筑物系指枢纽工程施工期所使用的临时性挡水和泄水建筑物。
根据其保护对象、失事后果、使用年限和工程规模等因素划分为Ⅲ~Ⅴ级,具体按表17-1确定。
表17-1 导流建筑物级别划分注 1.导流建筑物包括挡水建筑物和泄水建筑物,两者级别相同。
2.表中所列四项指标均按施工阶段划分。
3.有、无特殊要求的永久建筑物均系针对施工期而言,有特殊要求的Ⅰ级永久建筑物系指施工期不允许过水的土坝及其他有特殊要求的永久建筑物。
4.使用年限系指导流建筑物每一施工阶段的工作年限,两个或两个以上施工阶段共用的导流建筑物,如分期导流一、二期共用的纵向围堰,其使用年限不能叠加计算。
5.围堰工程规模一栏中,堰高指挡水围堰最大高度,库容指堰前设计水位所拦蓄的水量,两者必须同时满足。
(2)当导流建筑物根据表17-1 指标分属不同级别时,应以其中最高级别为准。
但列为Ⅰ级导流建筑物时,至少应有两项指标符合要求。
(3)规模巨大且在国民经济中占有特殊地位的水利枢纽工程,其导流建筑物的级别和设计洪水标准,经充分论证后报上级批准。
(4)不同级别的导流建筑物或同级导流建筑物的结构形式不同时,应分别确定洪水标准、堰顶超高值和结构设计安全系数。
(5)应根据不同的施工阶段,按表17-1 划分导流建筑物级别;同一施工阶段中的各导流建筑物的级别应根据其不同作用划分;各导流建筑物的洪水标准必须相同,一般以主要挡水建筑物的洪水标准为准。