根据可行性研究成果,本工程为 等工程,泄洪洞为 级建筑物。 3.2 设计洪水标准
(1) 泄洪洞设计洪水重现期为 a; (2) 泄洪洞校核洪水重现期为 a。 3.3 宣泄流量及相应上、下游水位
(1)校核洪水位 m,宣泄流量 m3/s,相应下游水位 m; (2)设计洪水位 m,宣泄流量 m3/s,相应下游水位 m; (3)正常蓄水位 m,相应下游水位 m。 3.4 泄洪隧洞主要结构尺寸
(1)泄洪隧洞全长 m,其中引渠段 m,控制段(含闸室、溢流堰和渐变段) m,隧洞段 m,出口明渠 m;
(2)控制段闸门尺寸 m,闸门底坎高程 m;
(3)进口底板高程 m,隧洞净宽 m,净高 m,隧洞底坡i= ; (4)进口顶板曲线 ,侧墙曲线 ; (5)溢流堰型式 。 3.5 地形、地质资料
(1)工程地质和水文地质报告; (2)枢纽地形图(1/1000~1/2000); (3)坝址地质平面图(1/1000~1/500);
(4)泄洪洞地质纵、横剖面图(1/1000~1/500); (5)围岩分类及物理力学特性,见表1
表1 围岩分类及物理力学特性表
围岩分洞段 岩性 类 容重 kN/m3 单位弹性 抗力系数K0 MPa/cm 坚硬系数 f 弹性模量 E 泊桑比μ GPa 抗剪断强度 c′ f′ MPa 渗透系数k cm/s (6)沿泄洪洞轴线所有断层、软弱夹层及溶洞资料; (7)河床岩体抗冲流速 m/s; (8)地震烈度 度; (9)有关地应力资料。 3.6 水工建筑物设计资料 (1)枢纽总平面布置图;
(2)可行性研究阶段本工程有关的设计图; (3)泄洪洞平面布置及纵、横剖面图。 3.7 水流泥沙资料
(1)水容重 kN/m3;
5
(2)年均输沙量 万t,含沙量 kg/m; (3)推移质含量 %,悬移质含量 %; (4)泥沙容重 kN/m3,干容重 kN/m3; (5)泥沙颗粒级配曲线;
(6)矿物成分有 、 、 。 3.8 水工模型试验资料
(1)枢纽整体水工模型试验报告; (2)泄洪洞水工模型试验报告。 3.9 闸门门槽、启闭机布置与荷载资料 (1)门槽尺寸 ;
(2)启闭机型式 ,重量 t;
(3)作用于闸门的总水推力 t,夹角 (°);
(4)闸门开启时地脚螺栓受力分别为 t、 t、 t、 t。 3.10 建筑材料 3.10.1 混凝土
(1)混凝土标号C ; (2)线膨胀系数 ℃-1; (3)容重 kN/m3;
(4)允许抗压强度 MPa; (5)允许抗拉强度 MPa; (6)泊桑比 ; (7)弹性模量 GPa; (8)抗渗标号S (9)抗冻标号D ;
(10)抗磨损强度 kg/ (h·m3); (11)抗空蚀强度 h·m/kg。 3.10.2 钢筋
(1)钢材品种 ; (2)弹性模量 GPa; (3)抗拉强度 MPa; (4)抗剪强度 MPa。
2
3
4 设计原则与假定
4.1 设计原则
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(1)泄洪隧洞属地下建筑物,设计前应深入现场踏勘,认真收集、分析研究有关水文、泥沙、地形、地质、施工条件等有关设计资料;
(2)认真复核可行性研究阶段的设计成果;
(3)设计除执行本《大纲》外,还应符合有关规范、标准的规定和要求; (4)充分考虑泄洪洞频繁运行的特殊性与维护检修的可能性;
(5)隧洞衬砌按限制裂缝开展宽度设计,如渗水对环境和建筑物的安全无影响时可按开裂设计;
(6)在枢纽布置时应按“一洞多用”原则,尽量利用临时建筑物改建成泄洪洞; (7)高流速泄洪洞应通过水工模型试验确定平面布置、竖曲线进出口体型、门槽型式等。 4.2 设计假定
(1)泄洪隧洞断面的结构计算一般按平面问题分析;
(2)泄洪洞进、出口边坡、底板基础抗滑稳定,按刚体极限平衡法采用抗剪或抗剪断公式计算;
(3)泄洪洞断面设计按基本荷载组合控制,由特殊荷载组合复核;
(4)泄洪洞进、出口一倍洞径或洞宽的长度内结构计算不计围岩的弹性抗力。
5 水力设计
5.1 泄洪洞泄量复核计算
5.1.1 无压明流隧洞泄量计算公式 (1)非淹没堰流:
Q??cmb2gH032(1)
(2)淹没堰流:
Q??c?smb2gH032(2)
式中: Q——流量,m3/s; σc——侧收缩系数; σs——淹没系数; m——流量系数; b——溢流面净宽,m;
H0——计入行进流速水头的堰前水头,m; g——重力加速度,m/s2 5.1.2 有压短管出口泄量计算公式
Q??A2g(H0?hc0)(3)
式中: μ——流量系数;
A——控制断面孔口面积,m2;
7
hc0——闸门全开时的收缩断面水深,m; 其余符号同(1)式。 5.1.3 有压隧洞泄量计算公式
(1)非淹没出流:
Q???2gH2gZ0(4) (5)
(2)淹没出流:
Q???
0?c?1?1??i(??i)?2?2gliCRi2i(??i)2(6)
当非淹没出流时,ω/ωi=1
式中: Z0——上、下游水位差(计入行进流速水头的有效水头),m; μc——流量系数;
ξi——某一局部能量损失系数; li——隧洞某一段长度,m; ω——隧洞出口断面面积,m; Ci——谢才系数; Ri——水力半径; ωi——断面面积; g——重力加速度。 5.2 沿程水面线计算
5.2.1 进水口闸室段水面线计算
无压开敞式进水口需计算控制断面(图1和图2的C-C断面)水深hK:
hk?q2
(7)
?2g(H0?hkcos?式中: hk——控制断面水深,m;
q——计算断面单宽流量,m3/(s·m); H0——计算断面渠底以上的总水头,m; ψ——泄槽底板与水平面的夹角,(°); φ——考虑了水头损失的流速系数。
提示:实用堰控制断面为反弧末端处断面;宽顶堰控制断面可近似为连接点以下3hk处断面。 5.2.2 无压、有压短进口隧洞洞身段水面线计算
(1)计算洞口断面水深
提示:根据进口型式及进口段水面线计算结果确定。 8
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