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1、目 錄第一章 導(dǎo)流洞的水力算2第一節(jié) 洞身水力計(jì)算4第二節(jié) 上、下游水位計(jì)算.5第三節(jié) 進(jìn)口過(guò)流流量校核.5第二章 圍堰的水力計(jì)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(jì)算12第一節(jié) 山巖壓力計(jì)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(jì)算12第三節(jié) 壩頂高程的復(fù)核計(jì)算13第一章 導(dǎo)流洞的水力計(jì)算第一節(jié) 洞身水力計(jì)算（1）、導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)某水庫(kù)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(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)（SL2522000）的規(guī)定，按供水規(guī)模應(yīng)為等工程，根據(jù)水庫(kù)總庫(kù)容為532萬(wàn)m3，應(yīng)屬等工程2、，其主要建筑物大壩、溢洪道、取水口及輸水洞為4級(jí)建筑物，根據(jù)頒部規(guī)范SDJ338-89的規(guī)定，相應(yīng)的臨時(shí)建筑物為五級(jí)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(jì)算從導(dǎo)流的布置情況來(lái)看，在枯水期一般設(shè)為無(wú)壓隧洞，但為了考慮洪水期度汛時(shí)的過(guò)流能力，故采用縱坡i=1.5/100；經(jīng)過(guò)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(jì)，由明渠均勻流的流量公式：Q=AC(Ri)1/2=K i1/2式中 Q設(shè)計(jì)流量（m3/s） A洞身過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（m2） R水力半徑（m），R=A/X，X為過(guò)水?dāng)嗝鏉裰埽?C謝才系數(shù)（m1/2/s），3、其值按曼寧公式計(jì)算，C=R1/6 /n，n為糙率。為了考慮在第一個(gè)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=3.8 m ，H=4.3 m 。流量模數(shù)：K=ACR1/2=Q/i1/2則 K=18/(1.5/100)1/2=146.97 m3/s 糙率n值表 襯 砌 材 料 n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(guò)修整的不襯砌斷面 0.030.035 未經(jīng)過(guò)修整的不襯砌斷面 0.040.045由施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)現(xiàn)澆砼襯砌，n=0.014 則 b2.67/nK=3.82.67/（0.014146.97）=17.20采用高等教育出版4、社水力學(xué)上冊(cè)附圖，由b2.67/nK與h0/b的關(guān)系曲線，當(dāng)b2.67/nK=17.2時(shí)，在m=0.0的曲線上查得h0/b=0.211，故導(dǎo)流洞中的實(shí)際水深為h0=0.2113.8=0.802m 根據(jù)假設(shè)的隧洞斷面圖與洞身水力計(jì)算結(jié)果，圓拱直墻式斷面尺寸為：洞寬b =3.8 m ；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=3.82.121.91.0971/2（12003.141.92）/36003.80.802=12.05 （m2） 則A/ A=（12.05/15.1）100%=79.81%故凈空高度及凈空面積均符5、合明渠規(guī)范要求，并且實(shí)際過(guò)水?dāng)嗝嫘螤钌蠟榫匦危始僭O(shè)隧洞為明渠是正確的。當(dāng)Q=18.0m3/s時(shí)的相應(yīng)臨界水深hk及臨界坡ik， =Q2/( gb2)1/3hk=1182/(9.83.82)1/3=1.32 m， h0=0.802 m，由h0hk時(shí)、Fr1為急流 。 臨界斷面面積Ak=bhk=3.8 1.32=5.016 m2 臨界過(guò)水寬度Bk=b=3.8 m 臨界濕周Xk=b2hk=3.821.32=6.44 m 臨界水力半徑Rk=Ak/Xk=5.016/6.44=0.78 m 臨界謝才系數(shù)Ck=RK/6 1/n=0.781/61/0.014=68.52 則臨界縱坡ik=gXk/(Ck2 B6、k)=9.86.44/（168.5223.8）=0.0036由ik=0.35%i=1.5%，所以為陡坡。第二節(jié) 上、下游水位計(jì)算1）、下游水位 由基本資料岔河水庫(kù)壩下水位流量關(guān)系曲線可知，當(dāng)流量Q=18m3/s時(shí)相對(duì)應(yīng)的水位為1423.01m，故下游水位為1423.01m ，下游設(shè)計(jì)洪水靜水位為：1423.01 m。2）、上游水位 由ik=0. 35%i=1.5%，隧洞長(zhǎng)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. 791.5/100=1423.30 m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=7、0.140。故泄流量為自由出流。采用中國(guó)城市出版社施工組織設(shè)計(jì)與施工規(guī)范實(shí)用全書(shū)上冊(cè)，泄流量按短管自由出流，即按非淹沒(méi)堰流計(jì)算。非淹沒(méi)堰流公式 Q=mBK2g1/2H02/3 m流量系數(shù) H0計(jì)入行近流速的上游水頭 Bk臨界水深下的平均過(guò)水寬度 H0=(Q2/2gm2Bk2)1/3=182/(29.80.323.82)1/3=2.33m則上游水位：1424.38+2.33+Z =1424.38+2.38+1.62 =1428.38 m Z為河底高程與進(jìn)口底板之差。故上游設(shè)計(jì)洪水靜水位為：1428.38m。第三節(jié) 進(jìn)口過(guò)流流量校核采用中國(guó)城市出版社施工組織設(shè)計(jì)與施工規(guī)范實(shí)用全書(shū)上冊(cè)以及SL2978、2002水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范，進(jìn)口過(guò)流流量按寬頂堰公式計(jì)算： Q=S1mnb(2g)1/2H03/2式中 m流量系數(shù) m=0.32+0.01（3P1/H）/（0.46+0.75P1/H） =0.32+0.01（31.63/2.38）/（0.46+0.751.63/2.38） =0.34S淹沒(méi)系數(shù)，自由出流時(shí)，S=11側(cè)收縮系數(shù) 1=10/(0.2+p1/H)3（b/B）4（1b/B） =10.19/(0.2+1.63/2.38)3(3.7/4.22)4(13.7/4.22) =0.98故Q=10.980.3413.7（29.8）1/22.383/2 =20.00m3/s18m3/s 所以滿足要求。9、 第二章 圍堰的水力計(jì)算第一節(jié) 下游圍堰計(jì)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(méi)，故下游圍堰設(shè)計(jì)成不過(guò)水圍堰。查圍堰設(shè)計(jì)規(guī)范DL/T 50871999，圍堰斷面設(shè)計(jì)要求表7.1.1，不過(guò)水圍堰堰頂安全超高下限值，對(duì)于級(jí)土石圍堰，=0.5m。 表21 不過(guò)水圍堰堰頂安全超高下限值圍堰 形式圍堰級(jí)別土石圍堰0.70.5砼圍堰0.40.3土石圍堰防滲體頂部在設(shè)計(jì)洪水靜水位以上的超高值：斜墻式防滲體為0.80.6m；心墻式防滲體為0.60.3m。取防滲體超高值為0.3m。根據(jù)規(guī)范規(guī)定：無(wú)行車(chē)要求的堰頂寬度，當(dāng)堰高在610m時(shí)，堰頂寬度取34m，當(dāng)堰高10m時(shí)堰頂10、寬度取5m。該工程圍堰考慮工程自卸汽車(chē)運(yùn)輸土石料與推土機(jī)工作等因素，堰頂寬為4.55m，取堰頂寬為4.5m。圍堰采用塑性心墻圍堰，填筑時(shí)做成梯形斷面，坡度為1：0.21：0.6的陡坡。心墻的斷面是梯形的，上部厚度不小于0.81.0m，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(shí)，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+hd-下游水位高程ha-波浪爬高（此處忽略不計(jì)）-安全超高，按表21選用 心墻式防滲體為0.60.3m，即取0.3m，則頂部高程為1423.31m。則下11、游圍堰的堰頂高程 ：Hd=1423.01+0.5=1423.51m下游圍堰高度為：h=Hd1419.34=1423.511419.34=4.17 m注：1419.34m為下游圍堰的河底高程。下游圍堰的底寬計(jì)算：B= 24.17+4.5+1.54.17 =19.095 m下游圍堰心墻底寬計(jì)算： B=20.34.45+2=4.66 m第二節(jié) 上游圍堰計(jì)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(méi)，故上游圍堰設(shè)計(jì)成不過(guò)水圍堰。查圍堰設(shè)計(jì)規(guī)范DL/T 50871999，圍堰斷面設(shè)計(jì)要求表7.1.1，不過(guò)水圍堰堰頂安全超高下限值，對(duì)于級(jí)土石圍堰，=0.5m。 不過(guò)水圍堰12、堰頂安全超高下限值圍堰 形式圍堰級(jí)別土石圍堰0.70.5砼圍堰0.40.3土石圍堰防滲體頂部在設(shè)計(jì)洪水靜水位以上的超高值：斜墻式防滲體為0.80.6m；心墻式防滲體為0.60.3m。取防滲體超高值為0.3m。根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：無(wú)行車(chē)要求的堰頂寬度，當(dāng)堰高在610m時(shí)，堰頂寬度取34m，當(dāng)堰高10m時(shí)堰頂寬度取5m，本工程考慮到自卸汽車(chē)運(yùn)輸土石料與推土機(jī)工作等因素，堰頂寬為4.55m，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0.81.0m，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13、土及粘壤土，或砂和粘土按比例配合的土料，填筑時(shí)做成梯形斷面，坡度為1：0.21：0.6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(jì)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1.01.5m。上游的水位高程為：1428.33 m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：h=iL=1.5%184. 79=2.77 m則導(dǎo)流隧洞的出口高程為：1414、26.002.77=1423.23 m故上游圍堰的堰頂高程由下式?jīng)Q定： Hu=hdZha式中 Hu上游圍堰堰頂高程，m； Z 上下游水位差，m； Hu=hdZha=1423.01(1428.331423.01)0.5 =1423.01+5.32+0.5 =1428.33 m上游圍堰的河底高程為1423.57m，則上游圍堰的高度為：1428.831423.57=5.26 m上游圍堰的底寬計(jì)算：B= 25.26+4.5+1.55.26 = 20.28 m下游圍堰心墻底寬計(jì)算：b=20.34.45+2=4.66 m第三章 隧洞內(nèi)力及配筋計(jì)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(jì)中起決定作用的15、荷載，因此山巖壓力值的計(jì)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(jì)規(guī)范建議的山巖壓力計(jì)算，對(duì)于類(lèi)圍巖，可以按松動(dòng)介質(zhì)平衡理論估算三巖壓力。考慮到進(jìn)出口的地質(zhì)條件不是很好，屬于類(lèi)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(jì)便于安全，對(duì)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(lái)計(jì)算垂直壓力，即采取q=H 。分別取隧洞進(jìn)、出口往里15m所對(duì)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32巖石堅(jiān)固系數(shù)及其它力學(xué)指標(biāo)表查得：對(duì)于中等堅(jiān)16、硬的巖石及堅(jiān)硬的石灰?guī)r，不堅(jiān)硬的沙石和石灰?guī)r，軟礫巖相應(yīng)的巖石堅(jiān)固系數(shù)f=4，巖石容重=2428（KN/m3）,取巖石容重=26 KN/m3。所以進(jìn)、出口垂直壓力強(qiáng)度為：q1=H1=2615.45=401.70KN/m2；q2=H2=2612.49=324.74 KN/m2 。為了便于計(jì)算，取單位長(zhǎng)度計(jì)算，則進(jìn)、出口頂部垂直均布荷載Q1=401.70 KN/mQ2=324.74 KN/m 。為了便于計(jì)算，單位的換算關(guān)系近似采用Kg=10KN。故Q1=40.170T/m ，Q2=32.474 T/m 。第二節(jié) 隧洞襯砌內(nèi)力及配筋計(jì)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17、核隧洞襯砌內(nèi)力及配筋計(jì)算通用程序。一、程序功能本程序采用屠規(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(jì)算。對(duì)于11種隧洞過(guò)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(gè)計(jì)算點(diǎn)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(kāi)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(kāi)展寬度的單位:cm二、計(jì)算原理 參閱18、水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范(SD13484)附錄七。 配筋計(jì)算按照水工鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范的公式計(jì)算偏心受壓和偏心受拉構(gòu)件。計(jì)算中不受最小配筋率的限制，實(shí)際采用時(shí)，可按照規(guī)范規(guī)定的最小配筋率或按少筋混凝土計(jì)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(hào)，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(hào)，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(jì)算裂縫開(kāi)展寬度 L1 半跨底寬（m） H2 側(cè)墻高度（m） R1 弧形底板19、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(lèi)斷面為側(cè)底拱起點(diǎn)厚度） D3 側(cè)墻厚度（m） D4 側(cè)頂拱起點(diǎn)厚度（m）（第一類(lèi)斷面為側(cè)頂拱厚度） D5 頂板厚度（m）（或側(cè)頂拱終點(diǎn)厚度） Q4 頂部垂直均布荷載（t/m） Q3 側(cè)向分布荷載上端點(diǎn)值（t/m） Q2 側(cè)向分布茶載下端點(diǎn)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） R20、h 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(lèi)斷面形狀無(wú)某項(xiàng)數(shù)據(jù)時(shí)填0 2、內(nèi)力符號(hào)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(jì)算成果本程序的算例全部采用陜西省水電設(shè)計(jì)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(jì)算進(jìn)出口城門(mén)洞形的計(jì)算成果。隧洞進(jìn)口數(shù)據(jù)文件為G-12.INT 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，.4，421、0.17，0，0，0，0，0，2.4，2550000，50000，50000，50000 計(jì)算結(jié)果文件為G-12.OUT* 隧洞進(jìn)口內(nèi)力及配筋計(jì)算書(shū) G-12 * 一. 基 本 數(shù) 據(jù) (A= 4 )Ky= 1.6 KL= 2.5 R#=250 Rg= 3100 Eg= 2000000 a= 5 d= 2.2 L1= 1.9 H2= 3.4 R1= 0 R2= 0 R4= 2.39 a1= 0 a2= 0 a4= 60 D1= .4 D2= 0 D3= .4 D4= .4 D5= .4 Q4= 40.17 Q3= 0 Q2= 0 Q1= 0 Ho= 0 P= 0 rh= 2.4 Eh= 28022、0000 K1= 50000 K2= 50000 K3= 50000 二. 計(jì) 算 結(jié) 果: 迭 代 計(jì) 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 -30.925 0.000 21.382 0.000 26.939 0.456 0.01953 1 -30.925 1.751 21.220 0.000 26.635 0.459 0.01960 2 -30.925 3.991 20.686 0.000 25.642 0.4723、1 0.01982 3 -30.925 7.202 19.641 0.000 23.717 0.495 0.02024 4 -30.925 11.846 17.858 0.000 20.481 0.544 0.02088 5 -30.925 18.355 15.021 0.000 15.460 0.650 0.02194 6 -30.925 27.105 10.741 0.000 8.148 0.941 0.02233 7 -30.925 38.393 4.560 0.000 0.000 3.143 0.00000 8 -30.925 52.394 -4.021 0.000 0.000 4.024、08 0.00000 9 -30.925 69.115 -15.523 0.000 16.337 0.628 0.02159 10 -30.925 88.331 -30.444 0.000 44.882 0.331 0.01619- 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 -30.444 0.000 34.706 0.374 0.01549 1 -88.005 -29.229 -20.093 0.000 11.704 0.586 0.02193 2 -87.679 -24.341 -10.935 0.000 0.00025、 1.543 0.00000 3 -87.352 -18.301 -3.675 0.000 0.000 99.999 0.00000 4 -87.026 -12.069 1.486 0.000 0.000 99.999 0.00000 5 -86.700 -5.790 4.526 0.000 0.000 99.999 0.00000 6 -86.374 0.930 5.374 0.000 0.000 99.999 0.00000 7 -86.048 8.743 3.771 0.000 0.000 99.999 0.00000 8 -85.722 18.248 -0.760 0.000 0.0026、0 99.999 0.00000 9 -85.396 29.643 -8.846 0.000 0.000 2.491 0.00000 10 -85.070 42.299 -21.052 0.000 14.287 0.549 0.02249 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 -21.052 0.000 12.309 0.568 0.02032 1 -88.935 -13.582 -18.432 0.000 8.134 0.656 0.02214 2 -82.144 -18.406 -14.387 0.000 1.27、793 0.891 0.21925 3 -74.848 -21.425 -9.358 0.000 0.000 1.798 0.00000 4 -67.461 -22.611 -3.802 0.000 0.000 99.999 0.00000 5 -60.389 -22.022 1.826 0.000 0.000 99.999 0.00000 6 -54.012 -19.804 7.098 0.000 0.000 2.245 0.00000 7 -48.669 -16.179 11.634 0.000 5.039 0.961 0.02565 8 -44.640 -11.436 15.113 0.28、000 12.172 0.686 0.02508 9 -42.136 -5.916 17.300 0.000 16.726 0.585 0.02300 10 -41.287 0.000 18.046 0.000 18.293 0.558 0.02213 隧洞出口數(shù)據(jù)文件為G-12.INT 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(jì)算書(shū) G-12 * 一. 基 本 數(shù) 據(jù) 算例(A= 29、4 )Ky= 1.6 KL= 2.5 R#=250 Rg= 3100 Eg= 2000000 a= 5 d= 2.2 L1= 1.9 H2= 3.4 R1= 0 R2= 0 R4= 2.39 a1= 0 a2= 0 a4= 60 D1= .4 D2= 0 D3= .4 D4= .4 D5= .4 Q4= 32.47 Q3= 0 Q2= 0 Q1= 0 Ho= 0 P= 0 rh= 2.4 Eh= 2800000 K1= 50000 K2= 50000 K3= 50000 二. 計(jì) 算 結(jié) 果: 迭 代 計(jì) 算 第 1 次迭代 第 2 次迭代 第 3 次迭代 位 移 狀 態(tài) 111111111130、111111111110000000000- 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 -25.351 0.000 17.543 0.000 21.303 0.543 0.02117 1 -25.351 1.437 17.410 0.000 21.066 0.547 0.02121 2 -25.351 3.275 16.972 0.000 20.292 0.561 0.02136 3 -25.351 5.909 16.115 0.000 18.787 0.591 0.02158 4 -25.351 9.719 14.652 0.000 16.246 031、.651 0.02165 5 -25.351 15.059 12.325 0.000 12.281 0.781 0.02080 6 -25.351 22.239 8.813 0.000 6.458 1.137 0.02846 7 -25.351 31.500 3.742 0.000 0.000 3.828 0.00000 8 -25.351 42.987 -3.299 0.000 0.000 4.881 0.00000 9 -25.351 56.706 -12.736 0.000 12.974 0.754 0.02091 10 -25.351 72.472 -24.978 0.000 35.032、60 0.389 0.01816- 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 -24.978 0.000 25.059 0.437 0.01924 1 -72.146 -23.959 -16.493 0.000 8.100 0.701 0.02405 2 -71.820 -19.949 -8.987 0.000 0.000 1.870 0.00000 3 -71.494 -14.995 -3.037 0.000 0.000 99.999 0.00000 4 -71.168 -9.887 1.191 0.000 0.00033、 99.999 0.00000 5 -70.841 -4.749 3.682 0.000 0.000 99.999 0.00000 6 -70.515 0.740 4.381 0.000 0.000 99.999 0.00000 7 -70.189 7.109 3.080 0.000 0.000 99.999 0.00000 8 -69.863 14.849 -0.606 0.000 0.000 99.999 0.00000 9 -69.537 24.122 -7.186 0.000 0.000 3.079 0.00000 10 -69.211 34.417 -17.119 0.000 9.934、68 0.661 0.02485- 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 -17.119 0.000 8.153 0.684 0.02346 1 -72.343 -11.057 -14.984 0.000 5.214 0.795 0.02344 2 -66.809 -14.973 -11.692 0.000 0.559 1.089 0.01864 3 -60.868 -17.422 -7.602 0.000 0.000 2.216 0.00000 4 -54.857 -18.381 -3.085 0.000 0.035、00 99.999 0.00000 5 -49.105 -17.899 1.490 0.000 0.000 99.999 0.00000 6 -43.920 -16.094 5.775 0.000 0.000 2.759 0.00000 7 -39.576 -13.146 9.460 0.000 3.711 1.174 0.02785 8 -36.302 -9.291 12.287 0.000 9.355 0.832 0.02202 9 -34.267 -4.807 14.064 0.000 12.941 0.708 0.02332 10 -33.577 0.000 14.670 0.000 36、14.171 0.674 0.02290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(kù)水量平衡。在時(shí)段t內(nèi)，入庫(kù)流量、出庫(kù)流量和水庫(kù)水量之間變化的關(guān)系，可用下列水量平衡方程式表示：式中Q1，Q2時(shí)段t始末入庫(kù)流量，m/s； q1，q2時(shí)段t始末出庫(kù)流量，m/s； V1，V2時(shí)段t始末的水庫(kù)蓄水量，m3； t時(shí)段長(zhǎng)，s，取值的大小視水庫(kù)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(jì)洪水和校核洪水過(guò)程線中查取，t可根據(jù)具體情況而定，小河庫(kù)站一般取1小時(shí)為一個(gè)時(shí)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(gè)未知數(shù)，不能獨(dú)立求解，還必須另外建立第二37、個(gè)方程，。即水庫(kù)下泄q與水庫(kù)溢洪水位以上蓄水量V的關(guān)系。因q是水庫(kù)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(kù)蓄洪關(guān)系。式中f是表示函數(shù)關(guān)系的符號(hào)。由式（1）和式（2）可建立聯(lián)立方程： q=f(V) 洪水調(diào)節(jié)計(jì)算，實(shí)際上就是聯(lián)立求解，建立以上兩個(gè)方程式，以求得兩個(gè)待定的未知數(shù)V2和q2值。當(dāng)本時(shí)段的q2和V2求得后，即作為下一時(shí)段的起始條件q1和V1，繼續(xù)往前計(jì)算。因此，水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算從起始條件開(kāi)始，通過(guò)逐時(shí)段的水量平衡計(jì)算，便可眼求出下泄流量過(guò)程qt和水庫(kù)蓄水量變化過(guò)程V t通過(guò)水庫(kù)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38、之間的庫(kù)容，稱為調(diào)洪庫(kù)容。 第二節(jié) 調(diào)洪演算方法及計(jì)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/t=Q1Q22q1（q12V1/t） （4）令M= q2V/t 則式（4）變?yōu)?M2= Q1Q22q1M1 （5）在式（5）中右邊均已知，計(jì)算前，先建立qM曲線，qM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qM曲線得出M1 。（2） 由式（5）計(jì)算M2 。（3） 由M2查qM曲線得出q2 .（4） 重復(fù)（2）、（3），直至計(jì)算時(shí)段末。（5） 求調(diào)洪庫(kù)容和設(shè)計(jì)洪水位。1、泄流能力計(jì)算，按有壓自由出流計(jì)算：Q=Ad2g(T0h39、p)1/2Hp底板以上的計(jì)算水深，自由出流時(shí)hp=d.由施工組織設(shè)計(jì)與施工組織規(guī)范實(shí)用全書(shū)對(duì)=hp/d的取值 有壓流出口=hp/d值 泄流狀態(tài) 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(jì)入行進(jìn)流速水頭在內(nèi)的總水頭流量系數(shù)，在自由出流且管道斷面沿程不變時(shí)，=1/1+2g/ cd2 (L/Rd)1/2L管道總長(zhǎng)（179.79m）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1V0/(2g) 一般很小，可以忽略不計(jì)。AdA3.83.197+12003.142.1932/36017.182 m2X3.823.19712003.142.140、93/36012.489 mRdAd/x17.182/12.4891.376 mCdRd1/61/n =1.3761/61/0.014=75.331隧洞洞長(zhǎng)L=179.79 m則=1/1+2g/ cd2 (L/Rd)1/2 =1/(1+0.5+29.8179.79/75.33121.376)1/2=0.716則下泄流量：Q= Ad(Thp)2g1/2=0.71617.182（上14260.74.3）29.81/2=54.46（上1429.01）1/2故q=Q=54.46（上1429.05）1/2水位庫(kù)容關(guān)系曲線，見(jiàn)ZV關(guān)系曲線圖 2、qm關(guān)系曲線的計(jì)算下泄流量按有壓流自由出流公式：q=Ad(T41、0hp)2g1/2 =54.46（庫(kù)1429.01）qm曲線的計(jì)算見(jiàn)表41，表中M=q+2v/t ，t=1h=3600 s ； 表41 qm關(guān)系曲線表庫(kù)水位（m）水庫(kù)容積V（萬(wàn)m3）進(jìn)口底板1426以上的容積V(萬(wàn)m3)2v/t出流量q(m3/s)M(m3/s)(1)(2)(3)(4)(5)(6)14263.610000143010.717.0939.454.293.6143529.525.89143.8133.3277.1144059.555.89310.5180.5491.01445100.5196.9538.3217.8756.11450154150.39835.5249.51085.042、1455221.91218.31212.8277.61490.41460307303.391685.5303.21988.7表41中：第（1）欄：庫(kù)水位。計(jì)算qm曲線，要求庫(kù)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(kù)容積。第（3）欄：隧洞進(jìn)口底板以上庫(kù)容，其值等于水庫(kù)容積減去進(jìn)口底板以下高程。如在1430水位時(shí)，水庫(kù)容積10.7萬(wàn)m3，則該水位進(jìn)口底板以上庫(kù)容為： 10.73.167.09萬(wàn)m3。第（4）欄：（3）欄2/3600第（5）欄：出流量q用式q54.46（庫(kù)1429.01）1/2，將庫(kù)水位：1430、1435、1440、1445、1450、1455、1460代入分別43、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(jì)洪水來(lái)之前，庫(kù)水位與隧洞進(jìn)口底板水位平齊，此時(shí)起始條件q=0，下泄過(guò)程線推求： 表42 下泄洪水過(guò)程線推求序號(hào)時(shí)間t(h)入流量Q5%（m3/s）Q1+Q2（m3/s）出流量q（m3/s）m2=Q2+Q12g1+m100.511.31001.10011.588.8269.857.7100.122.5181340129.4254.533.5159276149.0335.744.5117196.9143.5313.755.579.9142.1115.4223.666.562.2111.376.2134.977.549.190.354.44、293.888.541.276.444.275.799.535.264.437.263.71010.529.253.331.6153.71111.524.143.525.843.81212.519.4表42第（1）欄：入流量采用20年一遇的設(shè)計(jì)洪水（已知）。第（2）欄：是相鄰兩個(gè)時(shí)段的入流量之和。計(jì)算時(shí)由起始條件的q1=0，查qm曲線得M1=0，再根據(jù)M2=Q1Q22q1 M1來(lái)計(jì)算M2，即M2=Q1Q22q1M1=100.100=100.1 m3/s 。再由M2查qm曲線得q2=57.7。由此類(lèi)推，可求出整個(gè)下泄過(guò)程。繪下泄流量q與時(shí)間t的關(guān)系曲線見(jiàn)下圖表4、調(diào)洪庫(kù)容V調(diào)洪與設(shè)計(jì)水位Z設(shè)計(jì)的復(fù)核計(jì)算（1） 調(diào)洪庫(kù)容計(jì)算由表42與Qt、qt關(guān)系曲線得：當(dāng)qmax出現(xiàn)時(shí)，一定是q=Q，此時(shí)Z、V均達(dá)最大值。顯然，qmax將出現(xiàn)在第3.5小時(shí)與第4.5小時(shí)之間，由Qt、qt關(guān)系曲線可知：在第3小時(shí)xx分鐘處，qmax=Q=148.4m3/s，查qm曲線得Mmax=332.9 m3/s 。由M=2V/tq 得出V=(Mq) t/2V調(diào)洪=V=(332.9148.4)3600/2 =33.21萬(wàn)m3(2) 復(fù)核洪水位計(jì)算復(fù)核洪水位的總庫(kù)容為：V=V調(diào)洪+隧洞進(jìn)口底板以下的庫(kù)容 =65.36+3.61 =36.82萬(wàn)m3 查ZV曲線得Z調(diào)洪=1436.47 m