某枢纽工程导截流设计水力学计算(带格式)

Word文档可编辑初步设计阶段水电建设项目截流设计大纲范本工程文帮1目录1. 引言 (4)2. 设计依据文件和规范 (4)2.1 有关工程文件 (4)2.2 主要设计规范 (4)3. 设计基本资料 (4)3.1 工程等级 (4)3.2 地形地貌 (5)3.3 地质 (5)3.4 水文资料 (5)3.5 冰情 (5)3.6 施工条件 (5)3.7 截流时有关通航、灌溉、供水、过木等要求 (5)3.8 导流建筑物 (5)3.9 工程工期 (5)3.10 提供围堰的布置图 (5)4. 截流时段选择 (5)4.1 一般原则 (5)4.2 截流时段选择 (6)5. 截流流量的选择 (6)6. 截流方式及方案选择 (6)7. 截流戗堤和龙口选择 (8)7.1 截流戗堤位置选择 (8)7.2 龙口位置选择 (9)7.3 预留龙口宽度 (9)7.4 戗堤设计 (9)8 截流水力计算 (10)8.2 分流建筑物的泄流计算 (10)8.3 几种典型水流计算 (11)8.5 截流戗堤的渗流量估算 (12)8.6 戗堤预进占阶段水力计算和预留龙口宽度确定 (13)9 截流材料的选择、尺寸和数量 (13)9.1 龙口预抛护底用散料材料的稳定计算 (13)9.2 截流材料的尺寸 (14)9.3 截流材料数量 (14)10 截流闭气 (15)10.1 截流闭气 (15)10.2 闭气施工 (15)11 确保顺利截流的常用技术措施 (15)12 截流施工 (16)12.1 控制性进度 (16)12.2 截流施工布置 (16)13 截流水文观测 (16)14 应提供的设计成果 (17)14.1 图纸 (17)14.2 报告与计算书 (17)附录A 截流水力计算 (18)A1 立堵截流水力计算 (18)(1) 不考虑调蓄流量和渗流量的计算 (18)2(2) 考虑调蓄流量和渗流量的计算 (18)A2 平堵截流水力计算 (18)A3 双戗堤立堵截流水力参数估算 (18)(1) 双戗堤间距较大的情况 (18)(2) 双戗间距较小情况 (18)A4 混合式截流计算 (19)附录B 确保顺利截流的常用技术措施 (20)B1 预先平抛 (21)B2 集中落差的分散和不利水势的调整 (21)(1) 双戗或多戗截流 (21)(2) 宽戗堤截流 (21)B3 拦石栅 (21)B4 锚系措施和串体的采用 (22)31. 引言工程位于 , 是以为主, 等综合利用的水利水电枢纽工程。

水利常用专业计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算：Q=B0δεm（2gH03）1/2式中：m —堰流流量系数ε—堰流侧收缩系数2、明渠恒定均匀流的基本公式如下：流速公式：u＝RiC流量公式Q＝Au＝A RiC流量模数K＝A RC式中：C—谢才系数，对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定，即C ＝6/1n 1RR —水力半径（m ）；i —渠道纵坡；A —过水断面面积（m 2）；n —曼宁粗糙系数，其值按SL 18确定。

3、水电站引水渠道中的水流为缓流。

水面线以a1型壅水曲线和b1型落水曲线最为常见。

求解明渠恒定缓变流水面曲线，宜采用逐段试算法，对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。

逐段试算法的基本公式为△x=f21112222i -i 2g v a h 2g v a h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 式中：△x ——流段长度（m ）；g ——重力加速度（m/s ²）；h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深（m ）；v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s ）；a 1、a 2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数；f i ——流段的平均水里坡降，一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R 式中：h f ——△x 段的水头损失（m ）； n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时，则n 1=n 2=n ； R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径（m ）；A 1、A 2——分别为上、下游断面的过水断面面积（㎡）；4、各项水头损失的计算如下：（1）沿程水头损失的计算公式为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=3/4222223/412121f v n v n 2x h R R （2）渐变段的水头损失，当断面渐缩变化时，水头损失计算公式为：L f 2122c f c i g 2v g 2v f h h h -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ω 5、前池虹吸式进水口的设计公式（1）吼道断面的宽高比：b 0/h 0=1.5—2.5；（2）吼道中心半径与吼道高之比：r 0/h 0=1.5—2.5；（3）进口断面面积与吼道断面面积之比：A 1/A 0=2—2.5；（4）吼道断面面积与压力管道面积之比：A 0/A M =1—1.65；（5）吼道断面底部高程（b 点）在前池正常水位以上的超高值：△z=0.1m —0.2m ；（6）进口断面河吼道断面间的水平距离与其高度之比：l/P=0.7—0.9；6、最大负压值出现在吼道断面定点a 处，a 点的最大负压值按下式确定：γανp *w 20a h g 2h h -+++Z +∆Z =∑、B式中：Z —前池内正常水位与最低水位之间的高差（m ）；h 0—吼道断面高度（m ）；∑w h —从进水口断面至吼道断面间的水头损失（m ）； γ/p *—因法向加速度所产生的附加压强水头（m ）。

,截流设计计算书一 基本资料某工程截流设计流量Q=4150 m 3/s ，相应下游水位为，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，Q S = Z 为上下游落差，Z 0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/m 3的花岗岩，截流戗堤两侧的边坡为1:。

表一：上游水位~下泄流量关系曲线二 图解法的截流水力计算 （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，B>28m ；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 ≤28m 。

1、作Q~Z 关系曲线 将已知的泄流水位~Q Hd ∆上转化为~QZ d 关系，其中：戗堤渗透流量Q S =；由+s 0d Q Q Q Q =+（忽略上游河槽中的调蓄流量）绘制龙口流量与下游落差Q~Z 关系曲线，曲线由以下表绘制：2、计算~(,)Q f B Z !龙口泄水能力按宽顶堰公式计算：32Q = 其中： B ––龙口平均过水宽度； H 0––龙口上游水头；m ––流量系数，按下式计算：0Z H ＜，淹没流， (10Z m H =-0Z H ≥ ，非淹没流 ，m = , Z ––上下游落差； |Z ––合龙后闭气前最终上下游落差,取。

假设戗堤顶部宽度B 为不同值时，龙口流量同水位落差Z 的函数关系，用C 语言编程实现，编写程序如下： #include<> #include<> void main() {float SJX(float x,float y); float TX(float a,float b);'float B;int i;printf("请输入龙口的宽度B=");scanf("%f",&B);float Z[17]={,,,,,,,,,,,,,,,,};float Q[17];if(B>28){/for(i=0;i<17;i++){Q[i]=TX(B,Z[i]);printf(" Q=%.1f\n",Q[i]);}}else{|for(i=0;i<17;i++){Q[i]=SJX(B,Z[i]);printf(" Q=%.1f\n",Q[i]);}}}float SJX(float x,float y)]{float H0,m,Bp,Q;H0=y+*x);if(y/H0<m=(1-(y/H0))*sqrt(y/H0);elsem=;Bp=H0;"Q=m*Bp*sqrt(2**pow(H0,;return(Q);}float TX(float a,float b){float H0,m,Bp,Q;H0=b+;if(b/H0<:m=(1-(b/H0))*sqrt(b/H0);elsem=;Bp=a-28+H0;Q=m*Bp*sqrt(2**pow(H0,;return(Q);}。

4施工截流水力计算4.1截流流量和方法的选择对于江坪河水利枢纽工程,枯水系列天然河道的流量变幅小，较稳定，截流的时间初定在2007年的11月上旬，根据《施工组织设计规范》规定，截流标准采用从现期5~10年月或旬平均流量，江坪河水利枢纽工程采用2007年11月上旬的5年一遇的平均流量61.2m 3/s 。

作为截流设计流量。

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，采用单戗立堵进占的方式，截流体和上游临时土石围堰相结合。

4.2戗堤顶部高程的确定查H 上~Q 关系曲线，r Q =61.2m 3/s 应的上游水位为H 上=293.8m ，考虑施工安全取安全加高及风浪爬高为 1.5m 则戗堤顶部高程H=H 上+1.5=295.3m 。

下游水深H 下=291.06m4.3截流的水力计算合龙过程的水力学实质是非恒定流。

对于这种非恒定流，当其流量变化率和水位变化率不大时，可以分段当作恒定流处理。

合龙截流设计流量按下式计算：r d ac s Q Q Q Q Q =+++式中 r Q ——截流设计流量Q ——龙口流量d Q ——分流建筑物中通过的流量 ac Q ——上游河槽中的调蓄流量，忽略 s Q ——戗堤渗透量，忽略（1）龙口泄水能力计算1.5Q = 式中 m ——流量系数当00.3ZH <，为淹没流，01Z m H ⎛=- ⎝当0.3ZH ≥，为非淹没流，0.385m = B ——龙口平均过水宽度梯形断面：02B B B nH nH =-+ 三角形断面：0B nH =0H ——龙口上游水头梯形断面：0H Z Z =-上底三角形断面：()00.5B H Z Z nH B n =---上底其中 Z ——龙口上下游水位差B H ——戗堤高度n ——戗堤端部边坡系数，取 1.0n = Z 上——龙口上游水位Z 底——河道底板高程，取290Z m =底梯形龙口断面H BB BH 0三角形龙口断面图4-2图4-3图4-1 梯形龙口断面H 0梯形龙口断面三角形龙口断面图4-2图4-3图4-2 三角形龙口断面（2）龙口平均流速Q Bhυ=淹没流时：s h h =，s h ——龙口底板以上的下游水头 非淹没流时：c h h =，c h ——龙口断面的水深 而计算得dQ Z 分流关系见表4-1：龙口流量Q 与下游落差Q~Z 关系曲线计算如下表4-2表4-2 龙口流量与水位差的关系Qd 9.28 16.78 33.45 48.32 61.2 设计流 量Q0 61.2 61.2 61.2 61.2 61.2 水位差 1.45 1.697 2.138 2.47 2.733龙口流量Q51.9244.4227.7512.88Q~Z 关系曲线如下图4-3表4-3 龙口流量与水位差的关系曲线4.4三曲线法计算龙口流速推导龙口流速公式分两步进行。

截流设计计算书一基本资料某工程截流设计流量Q=4150 m7s,相应下游水位为，采用单俄立堵进占，河床底部高程30m,俄堤顶部高程是44m,俄堤端部边坡系数n=l,龙口宽度220m,合龙中钱堤渗透流量按如下公式计算，Qs = 220Jz/Z° Z为上下游落差，乙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，截流钱堤两侧的边坡为1：。

二图解法的截流水力计算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。

俄堤进占划分为两个阶段：①第1阶段——俄堤进占直至坡脚接触龙口对岸形成三角形断面为止，B>28m；②第2阶段一一俄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£28m。

1、作Q~Z关系曲线将已知的泄流水位0/ ~血|.转化为0〃〜Z关系，其中：钱堤渗透流量Qs = 220Jz/Z° ；由Qo=Q + Qd+Qs（忽略上游河槽中的调蓄流量）绘制龙口流量与下游落差Q辽关系曲线，曲线由以下表绘制：0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Q (m3/s)龙口流量与上下游水位差关系曲线龙口泄水能力按宽顶堰公式计算:其中：B - ■龙口平均过水宽度；Ho - -龙口上游水头；m--流量系数，按下式计算：%0 <•淹没流,m = 页%。

> ,非淹没流，m =,z--上下游落差；z0 - -合龙后闭气前最终上下游落差•取。

假设俄堤顶部宽度B为不同值时，龙口流量同水位落差Z的函数关系，用C语言编程实现，编写程序如下：SincludeO#include<>void main()float SJX(float x,float y)； float TX(float a,float b): float B；int i;printfC请输入龙口的宽度B=B)； scanf(H%f\&B)；float Z[17] = {, ..... . .....float Q[17]；if(B>28)for(i二0；i<17；i++){Q[i]=TX(B,Z[i]);printf(n Q=%・ lf\n"・Q[i])； }}elsefor(i=0；i<17；i++){Q[i]=SJX(B,Z[i])； printfQ=%・lf\n M,Q[i])； }}}float SJX(float x,float y) float H0,m,Bp.Q；H0=y^*x)；if(y/H0<m= (l-(y/H0))*sqrt(y/HO)； elsem=；Bp二HO；Q=m*Bp*sqrt(2**pow(H0,；return(Q)；}float TX(float a,float b){float HO t m,Bp.Q；HO二b+；if(b/H0<m=(l-(b/HO))*sqrt(b/HO)； elsem=；Bp=a-28+H0；Q=m*Bp*sqrt(2**pow(HO,；return(Q)；}根据表中数据绘制各曲线图如下:图解法3s内插法用内插法取出出图中的交点，得到龙口流速Q和上游水位Z上，求出龙口流速v。

水利工程施工课程设计计算说明书题目：截流水力计算（水工钢筋）学院：中央电大伊犁分校班级：2011年春指导老师：姓名：张玉一、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Q s0=220m3/s,合龙口的渗流量可近似按如下公式计算，Qs= Q s00/zz(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设计。

已知上游水位~下泄流量关系如下：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，一般有多种设计方法，本次设计针对立堵截流。

一般设计步骤分为：戗堤设计及截流水力分区设计，本次设计只涉及截流水力计算。

截流的水力计算中龙口流速的确定一般有图解法和三曲线法两种。

以下采用三曲线法设计。

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5%~10%的月平均或者旬平均流量作为设计标准。

二、计算过程含附图（三曲线法）无护底时绘制V~Z 和V~B 曲线步骤：1、作Q~Z 关系曲线，将已知的泄流水位Q d ~△H 上转化为Q d ~Z 关系，并做Q d ~Z 曲线；其中：Qs= Q s0/z z =22023.3/z ；Q d 可根据Z 值在Q d ~Z 曲线上查得；由Q 0=Q+Q d +Q s 绘制龙口流量与下游落差Q~Z 关系曲线，曲线由以下表格绘制：2、计算Z B 和Z C（1）、B 点为非淹没流梯形断面与三角形断面分界点。

Z B =22241ϕαϕg +（224αn Q g ）2/5-h s其中，α为断面动能修正系数，常取1.0；ψ为流量系数，为0.85—0.95；此时取0.91； n 为戗堤端部边坡系数，取n=1; h s =39.51-30=9.51m ； g 取9.81m/s 2；先假设Q=450m 3/s,带入上面公式求得Z B ，再分别假设Q 值求Z B 。

水利常用专业计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算：Q=B0δεm（2gH03）1/2式中：m —堰流流量系数ε—堰流侧收缩系数2、明渠恒定均匀流的基本公式如下：流速公式：u＝RiC流量公式Q＝Au＝A RiC流量模数K＝A RC式中：C—谢才系数，对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定，即C ＝6/1n 1RR —水力半径（m ）；i —渠道纵坡；A —过水断面面积（m 2）；n —曼宁粗糙系数，其值按SL 18确定。

3、水电站引水渠道中的水流为缓流。

水面线以a1型壅水曲线和b1型落水曲线最为常见。

求解明渠恒定缓变流水面曲线，宜采用逐段试算法，对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。

逐段试算法的基本公式为△x=f21112222i -i 2g v a h 2g v a h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 式中：△x ——流段长度（m ）；g ——重力加速度（m/s ²）；h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深（m ）；v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s ）；a 1、a 2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数；f i ——流段的平均水里坡降，一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R 式中：h f ——△x 段的水头损失（m ）； n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时，则n 1=n 2=n ； R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径（m ）；A 1、A 2——分别为上、下游断面的过水断面面积（㎡）；4、各项水头损失的计算如下：（1）沿程水头损失的计算公式为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=3/4222223/412121f v n v n 2x h R R （2）渐变段的水头损失，当断面渐缩变化时，水头损失计算公式为：L f 2122c f c i g 2v g 2v f h h h -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ω 5、前池虹吸式进水口的设计公式（1）吼道断面的宽高比：b 0/h 0=1.5—2.5；（2）吼道中心半径与吼道高之比：r 0/h 0=1.5—2.5；（3）进口断面面积与吼道断面面积之比：A 1/A 0=2—2.5；（4）吼道断面面积与压力管道面积之比：A 0/A M =1—1.65；（5）吼道断面底部高程（b 点）在前池正常水位以上的超高值：△z=0.1m —0.2m ；（6）进口断面河吼道断面间的水平距离与其高度之比：l/P=0.7—0.9；6、最大负压值出现在吼道断面定点a 处，a 点的最大负压值按下式确定：γανp *w 20a h g 2h h -+++Z +∆Z =∑、B式中：Z —前池内正常水位与最低水位之间的高差（m ）；h 0—吼道断面高度（m ）；∑w h —从进水口断面至吼道断面间的水头损失（m ）； γ/p *—因法向加速度所产生的附加压强水头（m ）。

水利枢纽工程导截流设计结合我国以往的治洪防洪方面的经验来看，我国水利枢纽工程中的导流截流措施都得到很好的发展和应用，并累积了丰富的经验，为提高工程质量提供了技术支持，本文将讨论导流、截流技术在水利枢纽工程中应用的技术和要点。

标签：水利施工；导截流；技术1、水利枢纽截流导流概述河道截流有平堵法、立堵法、下闸截流、平立堵法、定向爆破等多种方法，但主要方法为立堵法和平堵法两种，立堵截流方法是指将截流材料从龙口的一端向另一端或者从两端向中间抛投进占，逐渐束窄龙口宽度，直至全部拦断的截流方法。

平堵截流法则要求预先要在龙口架设栈桥亦或是浮桥，沿龙口全线采用自卸型汽车逐层并且尽量均匀的抛填适宜的截流材料，直至戗堤高出水面为止。

一般说来，当工程位于峡谷地带，岩石较为坚硬，交通不便利，坡陡峻，缺乏运输设备，则可采取定向爆破截流；而人工泄水道截流，需要在泄水道里面事先修建闸墩，随后开始进行下闸截流；天然河道，也可设置截流闸，随后下闸截流；采用投抛块料施工法截流是最为常用的一种截流方法，投抛石块或人工块体截流，被迫促使河水经过导流使得建筑物下泄。

在水中修建建筑物之前，需要先修建屏障，将水按照原来的流入方式导入下游，创造干净整洁施工环境。

施工导流容易受到外界因素影响，因此导流方式的选择，需考虑以下因素：1）水文条件：过程线特征、河流流量大小、水位变幅、洪水和枯水情况、流冰等直接影响方案选择；2）地形地质条件。

河床宽阔，有通航要求，采用分期导流；此外，还应该尽量利用永久水工建筑物的泄水建筑物，进行施工导流，满足施工期通航、灌溉给水等需求。

2、技术发展动态近年来大河大江截流的理论与技术的进步，带动了导截流技术的发展：1）立堵代替平堵，平堵需要架栈桥或浮桥，耗时长，投资大，阻碍通航运行。

立堵截流，施工简单，机械化作業，就地取材，安全可靠，准备工作少，成为常用的截流方法。

2）实现高水头截流。

现代吊装运输机械的发展，使得采用更高抛投强度更大块重可以有效的运用于高水头截流。

截流流量如何计算公式在水利工程中，截流是指通过建筑物或设备将水流截断或控制的过程。

截流可以用于水库、河道、渠道等水利工程中，以实现灌溉、防洪、发电等目的。

在进行水利工程设计和规划时，计算截流流量是非常重要的一项工作。

本文将介绍截流流量的计算公式及其相关知识。

截流流量的计算公式通常是根据流体力学的基本原理和公式推导而来。

在水利工程中，常用的截流流量计算公式有多种，其中最常见的是根据斯托克斯定理和贝努利方程推导的公式。

下面将分别介绍这两种公式的推导和应用。

首先，根据斯托克斯定理，当水流通过一个管道或孔洞时，其流量可以通过管道或孔洞的几何形状和流速来计算。

斯托克斯定理的数学表达式为：\[Q = A \times v\]其中，\(Q\)代表流量，\(A\)代表管道或孔洞的横截面积，\(v\)代表水流的流速。

这个公式适用于一些简单的情况，比如圆形管道或孔洞的流量计算。

然而，在实际的水利工程中，管道或孔洞的形状往往是复杂的，而且水流的流速也不是恒定的。

因此，斯托克斯定理的简单公式并不能满足实际需求。

在这种情况下，我们可以利用贝努利方程来推导截流流量的计算公式。

贝努利方程是流体力学中的基本方程之一，它描述了流体在流动过程中的能量守恒。

根据贝努利方程，流体在不受外力作用的情况下，其总能量保持不变。

贝努利方程的数学表达式为：\[p + \frac{1}{2} \rho v^2 + \rho gh = \text{常数}\]其中，\(p\)代表流体的压力，\(\rho\)代表流体的密度，\(v\)代表流体的流速，\(g\)代表重力加速度，\(h\)代表流体的高度。

根据贝努利方程，我们可以推导出截流流量的计算公式。

假设水流通过一个复杂形状的管道或孔洞，其流速在不同位置上可能是不同的。

我们可以将管道或孔洞分成若干个小段，分别计算每个小段的流量，然后将它们相加得到总的截流流量。

假设第\(i\)个小段的流速为\(v_i\)，横截面积为\(A_i\)，则第\(i\)个小段的流量可以用斯托克斯定理的公式计算：\[Q_i = A_i \times v_i\]然后将所有小段的流量相加，得到总的截流流量：\[Q = \sum_{i=1}^{n} Q_i\]这个公式可以用于计算复杂形状管道或孔洞的截流流量，是实际工程中常用的计算方法。

水利工程施工课程设计******学号：********指导老师：张振华李娴张瑞钢2015年03月10日1 基本资料大渡河上某水电工程（枢纽布置图详见“基本资料-图件.dwg”）采用单戗立堵进占，河床的剖面图见图1。

戗堤处水位~流量关系见表1和图2。

戗堤端部边坡系数n=1，截流戗堤两侧的坡比为1:1.5。

截流材料采用当地的中粒黑云二长花岗岩，容重为26kN/m3。

该工程采用左右岸各布置一条导流洞导流，左、右导流隧洞联合泄流的上游水位和泄流流量关系见表2和图3。

图1 河床剖面图表1 坝址处天然水位~流量关系表2 上游水位~导流隧洞泄流量关系2 截流的水力计算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。

本次截流的水力计算中龙口流速的确定采用图解法计算。

2.1 基本水位的确定（1）戗堤顶部高程的确定：安全超高本次节流设计流量Q 0 = 323 (m 3/s)，则，设计流量下的上游水位：m 23.95703.957)300323(*30041003.957-958上=+--=Z由资料得到河床底部高程为951.00m ，则由计算得戗堤高度为：7m77.0951957.23安全超高Z H 底上B =+-=+-=Z安全超高取值范围0.5～1.0m ，这里取0.77m 。

则戗堤顶部高程戗Z =951+7=958m（2）下游水位的确定：设计流量下的下游水位：Z下=71.952)317-323(*317-.4171.95248.953+-=952.76m（3）通过EXCEL 表上作业（见表3），可得导流洞下泄流量曲线及龙口泄水曲线（如图4和图5所示）。

一般情况下，合龙过程中截流设计流量0Q 由四部分组成：d s ac Q Q Q Q Q =+++式中 Q ——龙口流量；d Q ——分流量（分流建筑物中通过的流量） ac Q ——上游河槽中的调蓄流量；s Q ——戗堤渗透流量。

水利专业常用计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算:Q=B 0δεm（2gH 03）1/2式中:m -堰流流量系数ε—堰流侧收缩系数2、 明渠恒定均匀流的基本公式如下：流速公式：u ＝ RiC 流量公式Q ＝Au ＝A RiC 流量模数K ＝A RC 式中：C —谢才系数，对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定，即C ＝6/1n 1RR —水力半径（m)；i —渠道纵坡；A —过水断面面积（m 2）；n-曼宁粗糙系数，其值按SL 18确定。

3、水电站引水渠道中的水流为缓流。

水面线以a1型壅水曲线和b1型落水曲线最为常见。

求解明渠恒定缓变流水面曲线，宜采用逐段试算法，对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。

逐段试算法的基本公式为△x=f21112222i -i 2g v a h 2g v a h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 式中:△x ——流段长度(m ）；g —-重力加速度（m/s ²）；h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深（m ）；v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s ）；a 1、a 2-—分别为流段上游和下游断面的动能修正系数；f i ——流段的平均水里坡降，一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R式中：h f —-△x 段的水头损失（m ）； n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时，则n 1=n 2=n;R 1、R 2-—分别为上、下游断面的水力半径(m ）；A 1、A 2——分别为上、下游断面的过水断面面积(㎡）；4、各项水头损失的计算如下：(1）沿程水头损失的计算公式为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=3/4222223/412121f v n v n 2x h R R （2）渐变段的水头损失,当断面渐缩变化时,水头损失计算公式为：L f 2122c f c i g 2v g 2v f h h h -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ω 5、前池虹吸式进水口的设计公式（1）吼道断面的宽高比:b 0/h 0=1.5—2。

大学2015届毕业设计（论文）题目：某大型水利枢纽工程导截流设计院（系）：专业：小组名称：施工导截流姓名：学号：指导教师：完成时间：摘要松涛水利枢纽位于柳河干流上的松涛峡，系一级建筑物。

此工程的河流属于山区河流，河宽较窄，并且在施工期没有通航要求。

故选择一次拦断，即全段围堰法。

导流建筑物级别为4级。

导流方式选择双洞导流，洞型为城门洞型，顶拱圆心角为120°。

因为考虑到上游围堰的布置，隧洞若布置在右岸，其进水口不好布置，且洞长将更长，导流洞的布置选择双洞都布置在左岸。

本设计围堰材料经计算使用隧洞开挖后的石料满足要求。

本设计依据《水利水电工程施工组织设计规范》（SDJ338-89）第二章施工导流的有关规定编写。

在对坝址区域的地形、地质资料，水文气象资料分析的基础上通过对堰型、隧洞型的定性分析比较，定出隧洞轴线、堰轴线的位置。

由于坝址附近有丰富的料场，并且距坝址较近，交通运输较方便等，综合考虑最终拟建心墙土石围堰。

该工程主要由上下游围堰以及导流隧洞组成，河床高程410m，上游围堰高程取442.3m，下游围堰高程取428.2m。

隧洞尺寸取 11×13.5。

坡降取0.004，导流隧洞1号长590m 2号洞长720m双洞的进口高程都为417m设计最终成果：计算说明书一份、设计图纸4张及其他计算附图和附表等。

关键词施工导流调洪演算隧洞导流围堰填筑AbstractSongtao Liuhe river hub is located in Greenfield gorge, a building. The river of this project belongs to the river of the mountains, the river is wider and narrower, and has no requirement for navigation during the construction period.. The choice of a broken, the whole cofferdam method. Diversion building level is 4. The diversion tunnel diversion hole type double choice, as the gate hole, the top arch central angle of 120 degrees. Because of considering the layout of the upstream cofferdam tunnel if arranged in the right bank, the water inlet is not good layout and tunnel length will be longer, the layout of the diversion tunnel choose double hole are arranged on the left bank. This design cofferdam material is calculated using the stone material after excavation.This design is based on the "water conservancy and hydropower engineering construction design code" (SDJ338-89) second chapter of the relevant provisions of the diversion of construction. In the dam site area of terrain, geological information, the hydrological and meteorological data analysis based on the weir type, tunnel type of qualitative analysis, set the position of the tunnel axis, weir axis. Due to the near the dam site is rich in material field, and apart from the dam site is near, transportation is convenient, to consider the final proposed homogeneous earth rock cofferdam.Tunnel size 11 x 13.5. The slope is 0.004, No. 1, No. 2 long tunnel diversion tunnel lengthDouble hole inlet height are 417mThe final results of design: a manual,4 pieces of design drawings and other drawings and calculation schedule etc..Key wordConstruction diversion diversion diversion diversion cofferdam filling目录第1章.基本资料11.1工程概况11.2 施工场地及运输条件11.2.1施工场地11.2.2 运输条件21.3气候特征21.3.1气温21.3.2降雨31.3.3冰期41.3.4风向及风速41.4 水文条件41.5 工程地质条件61.6 当地建筑情况61.7 坝体混凝土主要特征61.8 其他资料7第2章施工导流设计82.1 施工导流的方式及适用条件82.1.1 分段围堰法导流82.1.2 全段围堰法导流82.1.3 淹没基坑法导流92.1.4 导流方案的确定92.2 导流方案选择102.2.1水温特性102.2.2 导流方案的拟定112.2.3 导流标准122.2.4 导流时段划分12第3章.隧洞设计143.1 隧洞路线的选择与布置原则143.1.1隧洞路线的选择143.1.2 隧洞的布置153.2 隧洞的断面形式与尺寸选择153.3 隧洞的进口高程及坡降173.4隧洞的进口设计173.5 隧洞的出口设计183.6 隧洞的气蚀破坏及防止措施183.7 围堰设计193.7.1常用围堰形及其适用条件193.7.2 围堰形式的选择213.7.3 围堰的平面布置213.8土石围堰设计223.8.1土石围堰的结构形式223.8.2 土石围堰填料选择233.9土石围堰断面尺寸设计233.9.1上下游围堰断面尺寸设计233.9.2 堰顶宽度及围堰边坡拟定253.10 围堰的拆除26第4章隧洞的隧洞的水力计算274.1 隧洞界面参数274.2 判别流态284.3 隧洞泄流能力计算324.3.1 自由出流泄流能力计算324.3.2 半有压流水力计算364.3.3 有压流水力计算384.3.4各种流态的泄流计算成果394.4 调洪演算404.5隧洞开挖量估算454.6 上下游围堰高程的确定464.6截流计算484.7截流时段、截流标准534.8戗堤布置和龙口位置选择534.9截流方式比较选择544.10抛投料稳定计算544.11截流施工工序554.12截流的施工方法和设备554.13施工期通航和过筏措施554.14施工期排冰度汛、过冰措施（标准）55 4.15围堰的填筑554.16围堰的施工工艺584.16.1、围堰施工作业流程584.16.2、围堰施工594.17方案比选60第5章.隧洞封堵625.1封堵体位置及结构体形625.2堵头长度及稳定计算62第6章.基坑排水计算646.1初期排水646.2经常性排水646.3排水设备的选取65第7章.概预算66第8章.进度控制768.1项目主要工程工期安排768.1.1准备工程768.1.2施工导流工程76.参考文献78第1章.基本资料1.1工程概况某工程水利枢纽位于柳河干流上的松涛峡，系一级建筑物，由河床混凝土重力坝、溢洪道，右岸土坝和坝后厂房等部分组成。

水利专业常用计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算：Q=B 0δεm（2gH 03）1/2式中：m —堰流流量系数ε—堰流侧收缩系数2、 明渠恒定均匀流的基本公式如下：流速公式：u ＝ RiC 流量公式Q ＝Au ＝A RiC 流量模数K ＝A RC 式中：C —谢才系数，对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定，即C ＝6/1n 1RR —水力半径（m ）；i —渠道纵坡；A —过水断面面积（m 2）；n —曼宁粗糙系数，其值按SL 18确定。

3、水电站引水渠道中的水流为缓流。

水面线以a1型壅水曲线和b1型落水曲线最为常见。

求解明渠恒定缓变流水面曲线，宜采用逐段试算法，对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。

逐段试算法的基本公式为△x=f21112222i -i 2g v a h 2g v a h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 式中：△x ——流段长度（m ）；g ——重力加速度（m/s ²）；h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深（m ）；v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s ）；a 1、a 2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数；f i ——流段的平均水里坡降，一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R式中：h f ——△x 段的水头损失（m ）； n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时，则n 1=n 2=n ； R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径（m ）；A 1、A 2——分别为上、下游断面的过水断面面积（㎡）；4、各项水头损失的计算如下：（1）沿程水头损失的计算公式为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=3/4222223/412121f v n v n 2x h R R （2）渐变段的水头损失，当断面渐缩变化时，水头损失计算公式为：L f 2122c f c i g 2v g 2v f h h h -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ω 5、前池虹吸式进水口的设计公式（1）吼道断面的宽高比：b 0/h 0=1.5—2.5；（2）吼道中心半径与吼道高之比：r 0/h 0=1.5—2.5；（3）进口断面面积与吼道断面面积之比：A 1/A 0=2—2.5；（4）吼道断面面积与压力管道面积之比：A 0/A M =1—1.65；（5）吼道断面底部高程（b 点）在前池正常水位以上的超高值：△z=0.1m —0.2m ；（6）进口断面河吼道断面间的水平距离与其高度之比：l/P=0.7—0.9；6、最大负压值出现在吼道断面定点a 处，a 点的最大负压值按下式确定：γανp *w 20a h g 2h h -+++Z +∆Z =∑、B式中：Z —前池内正常水位与最低水位之间的高差（m ）；h 0—吼道断面高度（m ）；∑w h—从进水口断面至吼道断面间的水头损失（m ）； γ/p *—因法向加速度所产生的附加压强水头（m ）。

某水利枢纽工程施工截流某水利枢纽工程位于我国南方某河流上，是一项具有综合利用功能的水利工程，包括发电、灌溉、防洪等。

工程主要由拦河坝、泄洪洞、灌溉供水洞、发电厂房等组成。

其中，拦河坝是工程的关键部位，对于确保工程安全、发挥工程效益具有重要意义。

拦河坝采用混凝土面板堆石坝结构，坝高约150米，坝长约为300米。

为了确保拦河坝的安全稳定，施工过程中采用了多种先进技术和措施。

首先，施工方在坝基处理方面下了很大功夫。

由于坝基地质条件复杂，存在大量的软弱层和裂隙，施工方采用了固结灌浆、锚固桩、排水孔等加固措施，提高了坝基的承载能力和稳定性。

其次，施工方在坝体结构设计方面也做了精心策划。

混凝土面板堆石坝结构具有较高的安全性和适应性，能够适应地基的不均匀变形和施工过程中的各种风险。

此外，面板堆石坝还有较好的抗震性能，能够有效应对地震等自然灾害。

在施工过程中，施工方严格遵循施工规范和操作规程，确保了施工质量和安全。

针对面板堆石坝的施工特点，施工方采用了自下而上的施工顺序，确保了坝体的稳定性和安全性。

同时，施工方还采用了多种施工设备和技术，如混凝土搅拌站、泵车、振动碾等，提高了施工效率和质量。

在截流施工中，施工方采取了分期围堰的方法。

首先，在河床中央建造一道临时围堰，将河水引流至两侧，形成两个施工区域。

然后，分别对两个区域进行堆石填筑，逐步提高坝体高度。

最后，在两侧坝体合龙处进行截流，将河水引入已建成的发电厂房。

截流施工过程中，施工方遇到了一些挑战。

由于河水流量较大，截流过程中河水对围堰的冲击力较强，给施工带来了较大困难。

为了解决这一问题，施工方采取了加强围堰结构、优化施工方案等措施，确保了截流施工的安全和顺利进行。

经过一段时间的紧张施工，某水利枢纽工程拦河坝终于实现了顺利截流。

这一成果标志着工程取得了重要进展，为后续施工奠定了坚实基础。

未来，施工方将继续努力，确保整个工程按期完成，为我国水利事业的发展作出更大贡献。

截流水力计算（课程设计资料）土木水电学院水利水电工程系二零零六年十二月截流水力计算一切将河道水流截断的工程措施，统称截流。

截流的方法很多，用的最多的是抛石截流。

抛石截流又分为平堵截流和立堵截流。

由于立堵截流不需要架桥，施工简单，截流费用低，因此现在国内外绝大部分工程均采用立堵截流。

下面仅研究立堵截流水力计算。

抛石截流计算最主要的任务是确定抛投体的尺寸的重量，而抛投块的稳定计算国内外广泛采用的是兹巴什公式，即V = （1） 式中 V ——石块极限抗冲流速； d ——石块化引为球形的粒径； s γ、γ——分别为石块和水的容重； K ——综合稳定系数。

由（1）式可知，抛投块体的粒径与抗冲流速的平方成正比。

也就是说，抛投块体的粒径在很大程度上取决于龙口流速，因此研究龙口流速变化规律有重要的意义。

下面介绍两种计算龙口流速的方法。

一、图解法计算龙口流速（方法一）一般情况下，合龙过程中截流设计流量0Q 由四部分组成：d s ac Q Q Q Q Q =+++ （2） 式中 Q ——龙口流量；d Q ——分流量（分流建筑物中通过的流量） ac Q ——上游河槽中的调蓄流量；s Q ——戗堤渗透流量。

当s Q 和ac Q 不计算，则有：0d Q Q Q =+ （2-1）龙口流量按宽顶堰公式计算：32Q m-=（3）式中B-——龙口平均过水宽度；H——龙口上游水头（龙口如有护底，应从护底顶部算起）；m——流量系数，按下式计算：(1Zm H=-ZH小于0.3 淹没流0.385m=ZH大于或等于0.3 非淹没流（3-1）由连续方程可得龙口流速计算公式：QVBh-=（4）式中V——龙口计算断面平均流速；h——龙口计算断面水深（从护底顶部算起）；在立堵截流中，常常规定：当出现淹没流时，sh h=，sh为龙口底部（或护底）以上的下游水深（图一）；当出现非淹没流时，ch h=，ch为临界水深。

h的计算按下列四种情况考虑：1．梯形断面淹没流：sh h=由于进占过程中龙口底部高程不变，sh为常数。