1、水利水电工程专业毕业设计1目录第一节调洪计算2第二节大坝高程的确定7第三节土石料的设计13第四节渗流计算18第五节稳定分析25第六节细部结构计算31第七节泄水建筑物的计算33第八节施工组织设计38心墙土石坝水利枢纽工程设计2第一节调洪计算主要建筑物为2级，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级。永久建筑物洪水标准正常运用（设计）洪水重现期100年；非常运用（校核）洪水重现期2000年。采用隧洞泄洪方案水库运用方式洪水来临时用闸门控制下泄流量等于来流量，水库保持汛前限制水位不变，当来流量继续加大，则闸门全开，下泄流量随水位的升高而加大，流态为自由泄流。调洪演算原理采用以峰控制的同倍比放大法对典型洪水
2、进行放大，得出设计与校核洪水过程线。拟定几组不同堰顶高程及孔口宽度B的方案。堰顶自由泄流公式QBM2G1/2H3/2可确定设计洪水和校核洪水情况下的起调流量Q起，由Q起开始，假定三条泄洪过程线（为简便计算，假设都为直线），在洪水过程线上查出Q泄，并求出相应的蓄水库容V。根据库容水位关系曲线可得相应的库水位H，由三组（Q泄，H）绘制的QH曲线与由QBM2G1/2H3/2绘制的QH曲线相交，所得交点即为所要求的下泄流量及相应水位。方案一I2818M,B7M起调流量232HGMBQ起0905781921082349522M3/S设计洪水时Q设1680M3/S计算QH曲线列表如下表11设计水位流量关系
3、表（方案一）假设泄水流量Q泄（3M/S）水库拦蓄洪水V（1063M）水库总水量V（1063M）水库水位H（M）560338579828301700289574928299980208566828296QH曲线与QBM2G1/2H3/2的交点为Q泄585M3/S，H283006M校核洪水时Q校2320M3/S计算QH曲线列表如下表12校核水位流量关系表（方案一）水利水电工程专业毕业设计3假设泄水流量Q泄（3M/S）水库拦蓄洪水V（1063M）水库总水量V（1063M）水库水位H（M）582461860782831377665245984283099707441590128306QH曲线与QBM2
4、G1/2H3/2的交点为Q泄660M3/S，H2831125M图11方案一调洪演算结果方案一2828282852829282952830283052831283152832283253004005006007008009001000流量（M3/S）上游水位（M）QH设计情况校核情况方案二I2819M,B7M起调流量232HGMBQ起090578192982342805M3/S设计洪水时Q设1680M3/S计算QH曲线列表如下表13设计水位流量关系表（方案二）假设泄水流量Q泄（3M/S）水库拦蓄洪水V（1063M）水库总水量V（1063M）水库水位H（M）49038758472830456035
5、8581828302700304576428300心墙土石坝水利枢纽工程设计4980217567728296QH曲线与QBM2G1/2H3/2的交点为Q泄530M3/S，H2830275M校核洪水时Q校2320M3/S计算QH曲线列表如下表14校核水位流量关系表（方案二）假设泄水流量Q泄（3M/S）水库拦蓄洪水V（1063M）水库总水量V（1063M）水库水位H（M）485470261622831877665456005283109707455591528307QH曲线与QBM2G1/2H3/2的交点为Q泄610M3/S，H2831425M图12方案二调洪演算结果方案二282828292830
6、2831283228333004005006007008009001000流量（M3/S）上游水位（M）QH设计情况校核情况方案三I2819M,B8M起调流量232HGMBQ起09058819298234892M3/S设计洪水时Q设1680M3/S计算QH曲线列表如下表15设计水位流量关系表（方案三）假设泄水流量Q泄（3M/S）水库拦蓄洪水V（1063M）水库总水量V（1063M）水库水位H（M）490365582528303560340580028302700291575128299980209566928297QH曲线与QBM2G1/2H3/2的交点为Q泄590M3/S，H2830125M
7、水利水电工程专业毕业设计5校核洪水时Q校2320M3/S计算QH曲线列表如下表16校核水位流量关系表（方案三）假设泄水流量Q泄（3M/S）水库拦蓄洪水V（1063M）水库总水量V（1063M）水库水位H（M）582462060802831377665265986283109707443590328306QH曲线与QBM2G1/2H3/2的交点为Q泄675M3/S，H283115M图13方案三调洪演算结果方案三2828282928302831283228333004005006007008009001000流量（M3/S）上游水位（M）QH设计情况校核情况方案四I2820M,B8M起调流量232
8、HGMBQ起090588192882341627M3/S设计洪水时Q设1680M3/S计算QH曲线列表如下表17设计水位流量关系表（方案四）假设泄水流量Q泄（3M/S）水库拦蓄洪水V（1063M）水库总水量V（1063M）水库水位H（M）490392585228304560362582228303700307576728300980218567828296QH曲线与QBM2G1/2H3/2的交点为Q泄535M3/S，H283034M心墙土石坝水利枢纽工程设计6校核洪水时Q校2320M3/S计算QH曲线列表如下表18校核水位流量关系表（方案四）假设泄水流量Q泄（3M/S）水库拦蓄洪水V（1063
9、M）水库总水量V（1063M）水库水位H（M）582465261122831577665486008283109707457591728307QH曲线与QBM2G1/2H3/2的交点为Q泄620M3/S，H28314M图14方案四调洪演算结果方案四2828282928302831283228333004005006007008009001000流量（M3/S）上游水位（M）QH设计情况校核情况水利水电工程专业毕业设计7第二节大坝高程的确定坝顶在水库静水位以上的超高按下式确定AERY其中Y坝顶超高；R最大波浪在坝顶的爬高；E最大风壅水面高度；A安全超高。该坝为二级建筑物，设计时取A10，校核时取
10、A05坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应按以下运用条件计算，取其最大值1设计水位加正常运用条件下的坝顶超高2正常蓄水位加正常运用条件下的坝顶超高3校核洪水位加非常运用条件下的坝顶超高；4正常蓄水位加非常运用条件下的坝顶超高。波浪的平均波高和平均波周期宜采用莆田试验站公式GHM/W2702MWGH7013TH0TH702M4502WGH7013TH0WGD00180TM4438HM50LMMMLHTHGT222HM平均波高，MTM平均波周期，SD风区长度KMMH水域平均水深，MW计算风速,M/S风壅高度可按下式计算COS22MGHDKWE心墙土石坝水利枢纽工程设计8式中E计算处的风壅水面高
11、度MD风区长度KMK综合摩阻系数36103计算风向与坝轴线的夹角225（1）设计水位加正常运用条件下的坝顶超高设计水位2830275M吹程D15风速W25M/S坝前水深HM80275M225解得HM131423MTM4438HM5050877SLMMMLHTHGT2224041439MMGHDKWEM01980522COS2758081921525360COS222波浪爬高设计波浪爬高值应根据工程等级确定，2级坝采用累积频率为1的爬高值正向来波在单坡上的平均波浪爬高可按下式或有关规定计算M2505,51MMWMLHMKKR21077104143940314231/25212084M式中RM平均
12、波浪爬高M单坡的坡度系数,若坡角为A,即等于COTAK斜坡的糙率渗透性系数，根据护面类型查规范得077KW经验系数,查规范得10查规范1累积频率下的爬高与平均爬高的比值为223RP/RM223R122320844648M水利水电工程专业毕业设计9因风向与坝轴线的法线成225,波浪爬高应按等于正向来波计算爬高值乘以折减系数K查规范得095KR10954648442M坝顶在水库静水位以上的超高按下式确定YREA4420019810054398M坝顶高程28302755439828357M坝高283572750857M为预防坝体竣工后的沉陷,预留04的坝高坝高04沉陷2835785700042836
13、M（2）校核洪水位加非常运用条件下的坝顶超高校核洪水位2831425M吹程D15风速W14M/S坝前水深HM81425M225解得HM068904MTM4438HM503683905SLMMMLHTHGT2222118877MMGHDKWEM006120522COS4258181921514360COS222波浪爬高设计波浪爬高值应根据工程等级确定，2级坝采用累积频率为1的爬高值正向来波在单坡上的平均波浪爬高可按下式或有关规定计算M25MMWMLHMKKR21077101887721689040/25211093M心墙土石坝水利枢纽工程设计10查规范不同累积频率下的爬高与平均爬高的比值为223
14、RP/RM223R12231093244M因风向与坝轴线的法线成225,波浪爬高应按等于正向来波计算爬高值乘以折减系数K查规范得095KR10952442315M坝顶在水库静水位以上的超高按下式确定YREA231500061205282M坝顶高程2831425282283425M坝高28342527508425M为预防坝体竣工后的沉陷,预留04的坝高坝高04沉陷2834258425000428346M（3）正常蓄水位加正常运用条件下的坝顶超高正常蓄水位28288M吹程D15风速W25M/S坝前水深HM788M225解得HM131381MTM4438HM50508SLMMMLHTHGT22240
15、4014MMGHDKWEM020170522COS87881921525360COS222波浪爬高设计波浪爬高值应根据工程等级确定，2级坝采用累积频率为1的爬高值正向来波在单坡上的平均波浪爬高可按下式或有关规定计算M2505,51水利水电工程专业毕业设计11MMWMLHMKKR2107710401440131381/25212083M查规范不同累积频率下的爬高与平均爬高的比值为223RP/RM223R122320834646M因风向与坝轴线的法线成225,波浪爬高应按等于正向来波计算爬高值乘以折减系数K查规范得095KR10954646441M坝顶在水库静水位以上的超高按下式确定YREA441
16、002017100543M坝顶高程2828854328342M坝高283422750842M为预防坝体竣工后的沉陷,预留04的坝高坝高04沉陷283428420004283457M（4）正常蓄水位加非常运用条件下的坝顶超高正常蓄水位28288M吹程D15风速W14M/S坝前水深HM788M225解得HM0689MTM4438HM5036835SLMMMLHTHGT2222118409MMGHDKWEM006320522COS87881921514360COS222心墙土石坝水利枢纽工程设计12波浪爬高设计波浪爬高值应根据工程等级确定，2级坝采用累积频率为1的爬高值正向来波在单坡上的平均波浪爬高
17、可按下式或有关规定计算M25MMWMLHMKKR210771018409216890/25211093M查规范不同累积频率下的爬高与平均爬高的比值为223RP/RM223R12231093244M因风向与坝轴线的法线成225,波浪爬高应按等于正向来波计算爬高值乘以折减系数K查规范得095KR10952442315M坝顶在水库静水位以上的超高按下式确定YREA23150006320502821M坝顶高程282882821283162M坝高28316227508162M为预防坝体竣工后的沉陷,预留04的坝高坝高04沉陷283162816200042832M坝顶高程计算成果表表21坝顶高程计算成果表
18、计算情况计算项目正常运用情况非常运用情况上游静水位（M）正常蓄水位设计洪水位正常蓄水位校核洪水位282882830275282882831425河底高程（M）27502750水利水电工程专业毕业设计13坝前水深H（M）7888027578881425吹程D（KM）1515风向与坝轴线法向的夹角225225风浪引起坝前壅高EM00201700198000632000612风速V（M/S）2514平均波高HM）13138113142306890689护坡粗糙系数077077上游坝面坡角COT1/25CO1/25波浪沿坝坡爬高（M）44144223152315安全超高A（M）1005坝顶高程（M）2
19、834228357283162283425坝顶高程加04沉陷（M）2834572836283228346坝顶高程取为2836M。第三节土石料的设计31粘土料的设计311计算公式粘壤土用南京水利科学研究所标准击实试验求最大干容重、最优含水量。应该使土样最优含水量接近其塑限含水量，据此确定击数，得出多组平均最大干容重DMAX和平均最优含水量W，设计干容重为MAXMDD设计填筑干容重DMAX标准击实试验最大干容重M施工条件系数，或称压实度，M值对于一二级坝或高坝采用096099，三四级坝或低坝采用093096。本设计的M098。设计最优含水量为0W0W312计算结果心墙土石坝水利枢纽工程设计14粘性
20、土料设计的计算成果见表31。表31粘性土料设计成果表料场比重S最大密度DMA（G/CM3）设计干密度（G/CM3）塑限含水量P流限塑性指数IP填筑含水量自然含水量最优含水量1下2671601568231442601946220724822072下2671651617222043902170210224221021上2651561529250049572457223025622302上2741541509263049902350238026323803下270180176420003400140016901591690料场孔隙比E内摩擦角渗透系数106CM/S有机含量灼热法可溶盐含量凝聚力KPA
21、固结压缩系数CM2/KG1下07342467432173007024000212下07212550480190001923000201上09902317190220011025000262上10932150396025011038000333下0580280030019000801700010313土料的选用上下游共有5个粘土料场，储量丰富。因地理位置不同，各料场的物理性质，力学性质和化学性质也存在一定差异，土料采用以“近而好”为原则。规范指出粘土的渗透系数小于10106CM/S,所有料场均满足要求。规范指出塑性指数大于20和液限大于40的冲击粘土不宜作为坝的防渗体填筑材料，2上和2下料场因此
22、不满足要求不予选用。1上料场土料的有机质含量为220超过了规范规定的2也不予采用。3下与1下相比，3下的渗透系数较小，更有利于防渗，设计干密度较大，压缩性能更好。因此采用3下料场作为主料场，1下料场作为辅助及备用料场。32坝壳砂砾料设计321计算公式坝壳砂砾料填筑的设计指标以相对密实度表示如下水利水电工程专业毕业设计15DREMAXE/EMAXEMIN或DRRDRMINRMAX/RMAXRMINRDEN/1N式中EMAX为最大孔隙比；EMIN为最小孔隙比；E为填筑的砂、砂卵石或地基原状砂、砂卵石的孔隙比；RD为填筑的砂、砂卵石或原状砂、砂卵石干容重。设计相对密实度DR要求不低于070075；地
23、震情况下，浸润线以下土体按设计烈度大小DR不低于075080。322计算结果砂砾料的计算成果见表324。表32砂砾料的计算成果料场不均匀系数5MM砾石含量（）比重S天然孔隙比相对密实度DR设计干容重DG/CM3设计孔隙比E1上4885302750481073218604802上4405302740531061217905303上2504802760449080919104504上3885482750460078418804601下4895502750481073218604802下3935802730475074818504753下6385702730481073218404804下45055
24、02720511066200510料场保持含水量（）湿容重G/CM3浮容重G/CM3内摩擦角粘聚力CKPA渗透系数K（102CM/S）1上519011835100202上518211436000203上519512135400204上519412036300201下519011835200202下518911736400203下518811735500204下51831143710020心墙土石坝水利枢纽工程设计16各沙石料场的级配曲线如下图31各沙石料场的级配曲线1000100101010204060801001上砂砾石级配曲线大于某粒径砂粒P（）1000100101010204060801
25、002上砂砾石级配曲线大于某粒径砂粒P（）1000100101010204060801003上砂粒石级配曲线大于某粒径砂粒P（）1000100101010204060801004上砂粒石级配曲线大于某粒径砂粒P（）水利水电工程专业毕业设计171000100101010204060801001下砂粒石级配曲线大于某粒径颗粒P（）1000100101010204060801002下砂粒石级配曲线大于某粒径颗粒P（）1000100101010204060801003下砂砾石级配曲线大于某粒径颗粒P（）1000100101010204060801004下砂砾石级配曲线大于某粒径颗粒P（）323砂砾料的
26、选用土石坝的坝壳材料主要为了保持坝体的稳定性，要求有较高的强度。根据规心墙土石坝水利枢纽工程设计18范要求砂砾石的相对密实度DR要求不低于075，上述料场中只有3上和4上料场满足要求，其余料场不符合要求不予采用。下游坝壳水下部位和上游坝壳水位变动区宜有较高的透水性，且具有抗渗和抗震稳定性，应优先选用不均匀和连续级配的砂石料。认为不均匀系数30100时较易压实，25THENIFYBYA/XBXAY4YA/X4XAORY6YB/X6XBY6Y2/X6X2ORYBY5THENGOTO10ELSEIFYBYA/XBXAY5Y4/X5X4ORY6YB/X6XBY6Y2/X6X2ORYBY5THENGOT
27、O10ENDIFXDXBIFXDH1THENXA2XBXA1245X4245YA/Y40XH113725H145XH2XBXH3XCXBH1YB/YCYBXBXD2XCXBYDYB/YCYBXBSSS1XCX5XD2XDY5YD/2XD2XDXH3XH2YDH1/2SSS2XH3XH2H1YB/2SSS3XH2XH1YDH1/2SSS4X4X3XA1XA25YA/2YDYAXA2XA/2YBYAXA2XA/2G1SSS1GANSSS2HUG2SSS3GANSSS4SSS3HUELSEIFYBH1THENXD2XCXBYDYB/YCYBXBSSS1XCX5XD2XDY5YD/2XD2XDYDYB
28、/2SSS4X4X3XA1XA25YA/2YDYAXA2XA1/2YBYAXBXA/2XB013725YB45XH113725H145XH2XAXBH1YB/YAYBXBSSS2XBXB0YDYB/2XBXB0XH2XH1YBH1/2G1SSS1GAN水利水电工程专业毕业设计29G2SSS2GANSSS4SSS2HUENDIFIFOPTION1VALUETRUETHEN加上地震条件，地震按7度设防KH215Y1YBYD/3/Y51KH115YBYDY5/3/Y51PD101025KH1G1PD201025KH2G2ELSEPD10PD20ENDIFFORK1TO3STEP001假设不同的K值试
29、算过程F1TAN1/KF2TAN2/KF3TAN3/KFI1ATNF1FI2ATNF2FI3ATNF3P1G1SINFI1PD1COSFI1/COSFI1FI3P2G2SINFI2PD2COSFI2/COSFI2FI3P1ABSP1P2ABSP2PPABSP1P2/P1PPPABSP1P2/P2心墙土石坝水利枢纽工程设计30IFPPKTHENKCKXXAXAYYAYAXXBXBYYBYBXXCXCYYCYCENDIFGOTO20ENDIFNEXTK20NEXTN10NEXTMNEXTJNEXTIPRINT“A“XXA“,“YYA“XXB“,“YYB“XXC“,“YYC“TEXT2TEXTVAL
30、KCENDSUBPRIVATESUBCOMMAND2_CLICKTEXT1TEXT“TEXT2TEXT“OPTION1VALUEFALSEOPTION2VALUEFALSEENDSUBPRIVATESUBCOMMAND3_CLICKENDENDSUB水利水电工程专业毕业设计31PRIVATESUBFORM_LOADOPTION1VALUEFALSEOPTION2VALUEFALSEENDSUB53工况选择与稳定计算成果稳定计算中需选取不利工况和不利部位进行稳定计算，本设计中对上下游坡分别计算以下几种工况下的安全系数上游坡1）2/3坝高水深H570M；2）正常蓄水位28288M；3）正常蓄水位施
31、工期；4）正常蓄水位地震；5）设计洪水位6）设计洪水位地震计算以上几种工况下的上下游坝坡的最小安全系数，计算成果见表51。表51计算成果上游坡工况最小安全系数正常蓄水位28288M202正常蓄水位施工期292正常蓄水位地震191设计洪水位214设计洪水位地震2032/3坝高水深H570M23554稳定成果分析主要建筑物土坝的等级为级，查规范可知其坝坡抗滑稳定的安全系数应满足以下条件正常运用条件下不低于125，非常运用条件时不低于115，非常运用条件时不低于105。表51中各工况下的安全系数均满足要求，且坝坡的稳定安全系数偏大，就此而言，可考虑加陡坝坡以节省工程量。但鉴于进行稳定计算时所作的假设
32、条件可能与实际不符等因素，故而不改变坝坡，维持原拟定剖面尺寸不变。第六节细部结构计算61反滤层的设计计算心墙土石坝水利枢纽工程设计32反滤层的设计要满足两个条件（1）滤土要求；（2）排水要求。防渗墙的反滤层按照规范，被保护土是粘性土，小于0075MM颗粒含量71，在40到85之间。由滤土要求15D07MM由排水要求15D415D，且要满足15D01MM求出其上下包线如下表表61上下包线计算表最大D0D007510D041715D0560D2590D20最小D0D001510D008315D0160D0590D4第一层反滤料从已经探明的料场中可以选择1下将大于20MM的粗料筛去即可。第一层反滤层
33、与坝壳之间8515DD5460505350501515DD不满足反滤要求，还需要设置二层反滤层。坝壳与棱体排水，以及地基与棱体排水之间的反滤层的设计反滤层所保护的为无粘性土，不均匀系数为UC418，5MM的含量为4640，按规范要求取5MM以下的细颗粒（满足UC5）的85D，15D作为计算粒径。85342802111515DD第一层反滤层的级配548515DD；51515DD由这两个条件可以求得15D175，15D78975，取15D5MM。在料场中没有合适的土料可供使用，故需要人工配置。按规范粘土心墙反滤层取50CM厚棱体排水斜向段取50CM厚水平段取30CM厚。护坡设计本工程采用开挖出的石
34、料作为护坡材料，砌石护坡在最大局部浪压力下所需要的球形直径和质量，平均粒径平均质量和厚度的计算水利水电工程专业毕业设计33250108510182WTPTWMDDKHMM其中M25，取TK13，PH累计频率5的波高。PH19513142325627MD21251101813256272977125252041M厚度为PMHL404143925627157715DKTT821TK1318204113T058M第七节泄水建筑物的计算71隧洞的水力计算711进口堰面曲线（以堰顶为坐标原点）采用WES型堰面曲线,坝面铅直方程为XNKHDN1Y，X18520HD085Y式中HD定型设计水头，按堰顶最大作
35、用水头HMAX的7595计算HD（28314252819）75959318751180375取HD11MK，N与上游面有关的系数和指数,当坝面铅直时,K20,N1,850X18520HD085Y2011085YX1851535Y堰顶上游段采用椭圆曲线，其方程为X2/AHD2BHDY2/BHD21。其中A为02803之间取A030,AHD33A/B0873A087090177B017BHD187上游段椭圆曲线方程为X2/332187Y2/18721心墙土石坝水利枢纽工程设计34712隧洞的水力计算平洞底坡的确定假定过水断面为城门洞型下部的矩形断面，矩形断面的水面宽与底宽相等，则HC计算公式为23
36、CQHG2310610/7981918M7M需试算，经试算得HC880448M2223575998CCBHMA222749357735ARCSIN35CCCHHH61047X2479MRA/X61047/247916246611RNCC1/00142461/683M05/SN糙率系数取0014C谢才系数CCCCBCGI2000589计算得到临界坡降CI000589,设计平洞底坡为陡坡，取底坡CI0006。713隧洞水面曲线的计算2022002CCHGQHT0T2831425275279425M794252022087142981095CCHH式中T0堰前总有效水头；流速系数；水利水电工程专业毕
37、业设计350CH反弧段最低点水深；经过试算得0CH236M表71分段求和法水面曲线计算表格断面HMAM2MRR1/6CM1/2/SVM/S123616521172140955610588817563434369249422618212214918031068937763526133516483281961261555556107641876886993112245432113161538510832177372142904762532224134167164210894087781485272321463379452365615137589171933410945287818054257861
38、17342381381724638109509782206825630258362521421774648110031978594232420635938266146182191811051517893933229323310428151866667110962979259212178571断面V2/2GESESV均R均C均J均169492927185292257255595985559119973335220711450687599348014807234936834521683476872532319471523679766198011677644300531460053161630330
39、085031585477712957009596253779764409976450076742813988164351377593500800246338900837269533728112650912169548877997700681297334816436881640387883257081817219867820061006276182986483346483416844249183174964378407460057726926803863060386286093523569341798283787667800497911024190492819049241337722359021
40、84429279099270043324断面IJ均SS考虑掺气后H1042216162014207284445638444563419661330110776693946915384034221808心墙土石坝水利枢纽工程设计3640089962685067322234742778725007402467649262899963435768860062129600058935000224445256700567616833572356835844561078005172666056442289224569326900437916533161488223846944831000373246465
41、97755288354829388经整理得出平洞段水面曲线，见表72表72平洞段水面曲线LM000844515384222352900035000HM236260280300320338由于隧洞泄流时流速较大，应次必须考虑高速水流掺气的影响。掺气后的水深按以下公式计算HAHHHKHGRV2式中V、R为不计掺气时断面的平均流速和水力半径；HA考虑掺气后的水深。K掺气系数取0008按上式计算得掺气后平洞段的水面曲线,成果见表73表73掺气后水面曲线计算成果LM000844515384222352900035000HM42242042242843644572出口消能计算721扩散角为减小单宽流量，减
42、轻下游冲刷，利于消能，隧洞出口采用扩散段布置。为防止高速水流脱离边壁而发生空蚀，扩散角不宜过大。设计中采用以下公式来控制TG1/KFRFRV/GH2578611/9813379454478TG1/KFR1/24478011637取5水利水电工程专业毕业设计37式中扩散角；FR弗劳德数，FRV/GH，V、H为扩散段起始断面处流速和水深；K经验系数，可取1530本设计取K20最终确定扩散角5，扩散段布置见图751。722挑距计算挑距L可用下面估算公式212222SINCOSCOSSIN1HHGVVVGL式中L挑距（M），鼻坎末端至冲坑最深点的水平距离；V1坎顶水面流速（M/S），可取为坎顶平均流速
43、的11倍；鼻坎挑射角度；H1坎顶平均水深H在铅直方向投影，即H1HCOS；H2坎顶至河床表面高差；G重力加速度。已知隧洞出口断面（掺气后）H445M,V2578611M/S由能量方程GVHZGVHBBAA22222222135881926106819278611251454BBHH试算BH313M即坎顶平均水深H313M838225COS133COS1HHM62HMV11113313586102633M/S68382819225SIN332625COS332625COS25SIN33268191222L69013M723冲坑深度冲坑稳定深度TR与水流冲刷能力和河床抗冲能力有关，采用以下估算公式
44、TKKRQ05H025T心墙土石坝水利枢纽工程设计38TKKRQ05H025T12610/8135052831425275502552572M式中T下游水位；H上下游水位差；设计中，考虑到隧洞较长，沿程水头损失很大，H以坎顶水流的总有效水头计算；KR冲刷坑系数。对于坚硬岩石取KR0912；坚硬但不完整岩石KR1215；软弱破碎的岩石KR1520。设计中取KR12。计算得出最大冲刷坑深度为TR2572M。724计算结果分析L/TK69013/2572268安全挑距以确保冲坑不会危及建筑物的安全,一般安全挑距约为冲刷坑深度的2550倍。本设计中冲坑离鼻坎边界的挑距L69013M,L/TK26825
45、满足设计要求。第八节施工组织设计导流建筑物等级的确定导流建筑物所保护的主要建筑物是2级土坝，淹没损失较小，围堰高度25M,使用年限3年，确定为4级。按照20年一遇的洪水设计。在坝址选择时进行多方案技术经济比较，最终选择隧洞导流的方案。上游围堰与坝体结合，以节省费用。由技术经济比较，和其他工程经验，确定的导流隧洞，底宽7M，有效高度105M,求导流隧洞泻洪能力曲线有压段按照有压流计算公式LIRCVGVHH1222220其中2H出口计算水深；自由出流2H085D淹没出流2H下H局部水头损失之和，喇叭进口取025水利水电工程专业毕业设计39611RNCN取0014有压临界条件ALIGAVRCGLKM
46、2221211其中L560M,025,210573199A49052R6823RA6823/31992133MK19582H1958AH195810520582H085AHLIRWCQGWQ122222222试算得2Q83624SM3无压段按照明渠计算临界条件1H12AH12105126M2312HGBMQ49923SM3表81无压段计算QIQK00672NKBBH00HWQVGVZ22200ZH00ZH100119521078502851995716408607511995200239055393048336850575911150330035857359506344197275211931
47、785绘出QH曲线1L通过调洪演算，确定洪水期的拦洪水位（1）定三条隧洞泻水曲线，1AB，2AB，3AB（见附图1）；（2）求出相应的库容1V，2V，3V和下泻流量1Q，2Q，3Q；心墙土石坝水利枢纽工程设计40（3）根据1V，2V，3V在库容曲线上查得1H，2H，3H；（4）在隧洞泻水曲线上绘出点1P（1Q，1H），2P（2Q，2H），2P（3Q，3H），过1P，2P，2P绘曲线2L交曲线1L与P点，对应的Q即为泄Q，H即为拦H。由图表法可以得到泄Q785SM3，拦H27742M。下泻流量也满足要求。粘土开挖表82粘土开挖11121234日历天数303131293130因气温停工天数0000
48、00因雨停工天数433334假日天数433643有效工日222525202423总计139粘土填筑表82粘土填筑11121234日历天数303131293130因气温停工天数000000因雨停工天数222223假日天数644754有效工日222525202423总计139沙石料的开采表83沙石料的开采11121234日历天数303131293130因气温停工天数000000因雨停工天数111111假日天数455766有效工日252525212423总计143沙石料的填筑水利水电工程专业毕业设计41表84沙石料的填筑11121234日历天数303131293130因气温停工天数00000因雨停工天数111111假日天数455766有效工日252525212423总计143粘土心墙按照每天上升025M的强度施工，在
