发电引水隧洞设计计算书(doc 43页).doc

编号 SG 隧洞 01 工程名称 xxx 电站工程 设计阶段 施工图设计 发电引水隧洞设计计算书发电引水隧洞设计计算书 签 名 日 期 审查 校核 计算 目 录 1 1 引言引言 3 2 2 设计依据文件和规范设计依据文件和规范 4 2 1 有关本工程的文件 4 2 2 主要设计规范 4 2 3 主要参考资料 4 3 3 设计基本资料设计基本资料 5 3 1 工程等别与建筑物级别 5 3 2 洪水标准 5 3 3 地震烈度 5 3 4 工程地质及水文地质资料 5 3 5 取水口水位流量及泥沙含量 5 3 6 风速 风向 5 4 4 隧洞线路布置设计隧洞线路布置设计 6 4 1 洞线平面布置 6 4 2 洞线纵 横剖面布置 6 5 5 隧洞水力学计算隧洞水力学计算 9 5 1 洞身段过流能力 9 5 2 正常运用情况隧洞水面线计算 10 5 3 设计洪水情况隧洞水力学计算 16 5 4 非常运用情况 校核洪水 隧洞水力学计算 20 6 6 结构计算结构计算 23 6 1 计算程序与方法 23 6 2 有关的计算系数 23 6 3 计算工况和荷载组合 23 6 4 桩号 0 000 0 060 段结构与配筋计算成果 24 7 7 工程量计算工程量计算 37 7 1 桩号 0 000 0 060 段 37 7 2 桩号 0 060 0 070 段 38 7 3 桩号 0 070 0 120 段 38 7 4 桩号 0 120 0 450 段 39 7 5 工程量汇总 39 8 8 本次设计方案与本次设计方案与 XXXXXX 方案工程量 投资 发电量比较方案工程量 投资 发电量比较 39 8 1 XXX方案正常运行情况水面线计算 39 8 2 工程量及投资比较表 40 8 3 发电量比较 41 9 9 隧洞取水口与出口压力前池设计方案的初步考虑隧洞取水口与出口压力前池设计方案的初步考虑 43 9 1 隧洞取水口 43 9 2 压力前池 43 1 引言 xx 水电站位于 xx 县境内的舞阳河中下游河段上 工程任务以发电为主 电站装机容量 2 3200kW 年发电量 3455 万 kW h 发电无压隧洞长 450m 引水流量 57m3 s xx 电站工程原由 xxx 院 以下简称 xxx 院 设计 2004 年 8 月 受业主单 位委托 由本项目组承担该工程发电引水系统和厂房枢纽工程的施工图设计 根据 xxx 设计 xx 电站水库正常蓄水位 412m 大坝采用水力自控翻板闸 坝 闸门坝段总长 120m 固定坝堰顶高程 407m 闸门高度 5m 单扇宽度 10m 共 12 扇 发电引水系统布置于右岸 设计引用流量 57m3 s 发电引水隧 洞后接压力前池 压力前池直接接厂房 相当于河床式厂房 发电引水隧洞采 用无压隧洞 按自动调节渠道设计 即前池未设溢流堰 隧洞洞长 L 450m 底坡 i 1 2000 进口洞底高程 405 3m 出口洞底高程 405 07m 隧洞断面型式 采用圆拱直墙型 城门洞型 衬砌后断面尺寸为 B H 5 5 8 188m 直墙高 度 6 6m 隧洞进口未设检修闸门 上述发电引水系统布置存在的主要问题 隧洞进口未设拦污栅和检修闸门 闸坝固定坝堰顶高程 407m 隧洞进口高程 405 3m 即隧洞底板比固定坝堰顶 低 1 7m 隧洞无检修维护条件 目前发电引水隧洞已按照 xxx 的设计完成了隧洞 0 000 0 120 段的开挖 施工 通过对施工单位实测的隧洞断面资料 0 000 0 085 复核 隧洞平均 开挖宽度为 7m 平均开挖高度 8 1m 隧洞洞底开挖高程 405 3m 经征询业主意见 本次设计维持无压隧洞方案 但结合本工程实际情况 本次设计对发电引水系统进行了优化设计 隧洞进口设拦污栅和平板检修闸 门 根据 57m3 s 的设计引用流量对未开挖段隧洞断面进行优化调整 2 设计依据文件和规范 2 1 有关本工程的文件 xx 省 xx 县 xx 水电站项目建议书 xxx 编写 xx 省 xx 县 xx 水电站初步设计阶段工程地质勘察报告 根据设计项目部与业主签订的合同书 本次设计所需的 工程任务 枢 纽布置 水库 河道 特征水位 隧洞引用流量 隧洞级别和防洪标准资料 区域地质资料 地震基本烈度 隧洞进 出口及沿线的地形地质和水文地质 资料 有关的水文 气象资料及水文 水能设计成果等均采用 xx 省 xx 县 xx 水电站项目建议书 xx 省 xx 县 xx 水电站初步设计阶段工程地质勘察报告 相关部分资料 2 2 主要设计规范 水利水电工程等级划分及洪水标准 SL252 2000 水工隧洞设计规范 SL279 2002 水工混凝土结构设计规范 SL T 191 96 水工建筑物荷载设计规范 DL5077 1997 水电站引水渠道及前池设计规范 SL T 205 97 水利水电工程进水口设计规范 SL 285 2003 2 3 主要参考资料 水力学计算手册 武汉水利电力学院水力学教研室编 水力学 成都科技大学水力学教研室编 水电站建筑物设计参考资料 张治滨编 高等学校教材 水电站 河海大学 张洪楚编 水工隧洞的设计理论和计算 第二版 汪胡侦编 取水输水建筑物丛书 隧洞 熊启钧编 3 设计基本资料 3 1 工程等别与建筑物级别 工程等别为 IV 等 建筑物级别 4 级 3 2 洪水标准 设计洪水重现期 30 年 校核洪水重现期 200 年 3 3 地震烈度 地震基本烈度 小于 6 度 设计地震烈度 不考虑地震设防 3 4 工程地质及水文地质资料 发电引水隧洞全线穿越 Pt3q 板岩 岩石强度高 结构上多属中厚层板岩 围岩工程特性较好 除进出口强风化段外 其余属 III 类围岩 隧洞通过地层为单斜构造 岩石走向基本与洞线斜交 角度约 30 40 地下水位在洞线以下 对成洞条件无影响 详见有关报告与图件 3 5 取水口水位流量及泥沙含量 取水口底板高程 405 6m 设计引用流量 57m3 s 泥沙含量 0 154kg m3 3 6 风速 风向 多年平均风速 1 0m s 多年最大风速 10m s 风向 NE 4 隧洞线路布置设计 4 1 洞线平面布置 根据原 xxx 设计 发电引水系统布置于右岸 设计引用流量 57m3 s 发电 引水隧洞后接压力前池 压力前池直接接厂房 相当于河床式厂房 发电引用 隧洞采用无压隧洞 按自动调节渠道设计 即前池未设溢流堰 轴线方位角 N73 24 E 隧洞洞长 L 450m 底坡 i 1 2000 进口洞底高程 405 3m 出口洞 底高程 405 07m 隧洞断面型式采用圆拱直墙型 城门洞型 衬砌后断面尺寸 为 B H 5 5 8 188m 直墙高度 6 6m 由于发电引水隧洞目前已经按照 xxx 的设计完成了隧洞 0 000 0 120 段 的开挖施工 经征询业主意见 本次设计维持原洞线平面布置 洞身无压方案 不变 本次设计根据隧洞地形地质条件 过流能力 目前隧洞 0 000 0 085 段 的开挖现状对隧洞纵 横剖面布置进行适当优化 4 2 洞线纵 横剖面布置 根据水力学计算并结合桩号 0 000 0 085 段开挖现状 本次设计考虑将 隧洞纵向分为两段 第一段为桩号 0 000 至 0 060 段 纵坡 i 1 2000 进口底 板高程 405 6m 末端底板高程 405 570m 第二段为桩号 0 070 至 0 450 段 纵坡 i 1 2000 进口底板高程 405 865m 末端底板高程 405 675m 中部 0 060 至 0 070 段为渐变段 桩号桩号 0 000 至至 0 060 段 段 根据业主提供的隧洞 0 000 0 085 段的开挖实 测断面资料复核 桩号 0 000 至 0 060 段隧洞平均开挖宽度为 7m 平均开挖 高度 8 1m 隧洞洞底平均开挖高程 405 3m 洞顶平均开挖高程 413 4m 该段 围岩为中风化砂质板岩 岩层产状 N75 W NE 15 与洞轴线交角 32 岩层较平缓 围岩类别为 III 类 岩石弹性抗力系数 k0 10 15MPa cm 坚固系 数 f 4 0 根据开挖揭露的地质条件来看 该段围岩稳定性较好 可以采用底板与边 墙部分现浇砼 顶拱挂网喷锚的衬砌型式 但考虑到校核洪水时若厂房未发电 此种情况下隧洞将会形成静水有压 洞顶水头 0 64m 另外上游水位在 413 4m 414 04m 时 该段隧洞也处于全断面有压状态 结合开挖现状本次设 计仍考虑用 0 3m 厚的钢筋砼全断面衬砌 断面如下 45回填灌浆孔 排距4m 300 1 1横剖面图 引0 000 0 060 300 300 C20砼 7000 6400 8400 59521848 孔深4m 45排水孔 排距5m 300 120 002 R3695 30 1 100 405 300 405 270 405 600 405 570 间 排距2m 梅花形布置 M20水泥砂浆锚杆 25 长度L 5m 45回填灌浆孔 排距4m 45排水孔 排距5m 413 700 413 770 413 400 413 370 孔深4m 桩号桩号 0 060 至至 0 070 段 段 为渐变段 断面型式如下 2 2横剖面图 引0 060 0 070 45排水孔 排距5m 间 排距2m 梅花形布置 M20水泥砂浆锚杆 25 长度L 5m 300 600 1848 1518 8400 8700 300 600 300 600 7000 6200 6400 5000 C20砼 300 600 5952 5982 1 100 桩号桩号 0 070 至至 0 120 段 段 围岩为砂质板岩 该段出露有 F1 F2 F3 F4共 4 条断层 受断层影响 岩层风化程度高 结构松散 目前桩号 0 085 处已经 发生顶拱塌方 围岩类别 V 类 岩石弹性抗力系数 k0 0MPa cm 坚固系数 f 0 5 根据 0 070 至 0 085 段的实测开挖断面图 隧洞平均开挖宽度为 6m 平均开挖高度 8 0m 隧洞洞底平均开挖高程 405 3m 洞顶平均开挖高程 413 3m 结合开挖现状该段采用 0 6m 厚的钢筋砼衬砌 断面如下 C20砼 1 100 3 3横剖面图 引0 070 0 120 600 600 45排水孔 排距5m 8700 59821518 孔深4m 600 405 265 405 640 405 865 405 840 6200 5000600 45回填灌浆孔 排距4m 45回填灌浆孔 排距4m 孔深4m 45排水孔 排距5m 413 965 413 940 413 365 413 340 R2818 125 036 30 桩号桩号 0 120 至至 0 450 段 段 围岩为该段围岩为中风化砂质板岩 岩层产状 N45 15 W SW 25 35 岩层较平缓 地表尚未发现明显断层 施 工中有可能出现小断裂结构 围岩类别为 III 类 岩石弹性抗力系数 k0 10 15MPa cm 坚固系数 f 4 0 考虑水流平稳衔接 该段隧洞衬砌后的断 面尺寸与桩号 0 070 0 120 段相同 钢筋砼衬砌厚度 0 4cm 断面如下 45排水孔 排距5m 间 排距2m 梅花形布置 M20水泥砂浆锚杆 25 长度L 5m 45回填灌浆孔 排距4m 孔深4m 45排水孔 排距5m 413 740 413 575 413 340 413 175 405 840 405 675 405 440 405 275 4 4横剖面图 引0 120 0 450 C20砼 400 400400 5800 5000 30 125 036 1 100 8300 59821518 孔深4m 400 R2818 45回填灌浆孔 排距4m 5 隧洞水力学计算 5 1 洞身段过流能力 由于第一段 桩号 0 000 0 060 的洞身断面较第二段 桩号 0 70 0 450 大 而两段纵坡一致 所以洞身段的过流能力由第二段控制 无压隧洞 长洞 洞身段的过流能力 按明渠均匀流公式计算 RiCQ 对于矩形断面 bh0 x b 2h0 R x C R1 6 n 第二段隧洞底坡 i 1 2000 断面宽度 b 5 0m 满足无压净空面积界限 15 时的水深 h0 5 95m 对于钢筋砼衬砌 n 0 015 bh0 5 0 5 95 29 75m2 x b 2h0 5 0 2 5 95 16 9m R x 29 75 16 9 1 760m C R1 6 n 1 7601 6 0 015 73 256 RiCQ 29 75 73 256 1 760 2000 1 2 64 65m3 s Q设 57m3 s 洞身过流能力满足要求 5 2 正常运用情况隧洞水面线计算 第一段 桩号第一段 桩号 0 000 0 060 正常运用情况隧洞洞前水位 412m 引用流量 Q 57m3 s 隧洞长度 L1 60m 进口底板高程 405 6m 纵坡 i 1 2000 宽度 b 6 4m 单宽流量 q 57 6 4 8 906m3 s m n 0 015 长短洞判别 长短洞判别 判别公式 lk 5 12 H 上游水深 H 412 405 6 6 4m lk 5 12 6 4 32 76 8m 取 lk 76 8m L1 60m 属短洞 隧洞底坡的判别 隧洞底坡的判别 根据 水力学计算手册 武汉水利电力学院 P394 页 对隧洞底坡的判 别 可设无压均匀流水深 h0趋于洞高 a 求此时的流量 继求出临界水深 hk 当 h0 hk 为缓坡 反之为陡坡 h0 a 7 8m 过水断面面积 46 482m2 湿周 x 26 044m R x 46 482 26 044 1 785m C R1 6 n 1 7851 6 0 015 73 424 RiCQ 46 482 73 424 1 785 2000 1 2 101 959m3 s 临界水深 3 2 2 3 2 2 4 681 9 959 1010 1 gb Q hk 2 958m h0 hk 为缓坡隧洞 泄流能力复核泄流能力复核 由于该段隧洞为短洞 泄流能力不受洞长的影响 进口水流为宽顶堰流 泄流能力按宽顶堰流公式计算 2 3 0 2 HgbmQ s 式中 s为淹没系数 当进口断面处的水深 hc 0 75H0时 为淹没出流 s与 hc H0有关 可通过查 水力学计算手册 武汉水利电力学院 P403 页图 6 1 8 求取 当 hc 0 75H0时 为自由出流 s 1 当 hc H0 0 75 即 hc 0 75H0 0 75 6 4 4 8 时 s 1 取流量系数 m 0 36 b 6 4m H0 6 4m 将以上数值代入上式可求当上游水位为 412m 时 隧洞的极限过流能力 2 3 0 2 HgbmQ s 2 3 4 681 9 24 60 136 0 165 235m3 s Q设 57 满足要求 求求 Q 57m3 s 时洞内正常水深时洞内正常水深 h0 计算公式 i hbn bh Q 3 2 0 3 5 0 2 经试算 h0 4 055m 求求 Q 57m3 s 时洞内临界水深时洞内临界水深 hk 计算公式 hk 3 2 g aq 1 0 经计算 hk 2 007m 求求 Q 57m3 s 时洞内水面线 即求进口断面处的水深时洞内水面线 即求进口断面处的水深 hc 与隧洞末端水与隧洞末端水 深深 h hs s 由于隧洞的实际过流流量 Q设 57m3 s 小于淹没出流与自由出流界限时的 流量 165 235m3 s 所以此时洞内应为淹没出流 进口断面处水深 hc 的计算公式 2 3 0 2 HgbmQ s 即 2 3 0 2 Hgmb Q s 根据进口条件 流量系数 m 取 0 36 隧洞进口底板高程起算的上游总水头 H0 412 405 6 6 4m b 6 4m Q 57m3 s 2 3 4 681 9 24 636 0 57 s 0 345 查 水力学计算手册 武汉水利电力学院 P403 页图 6 1 8 可知 s 0 345 时 hc H0 0 98 则 hc 0 98H0 0 98 6 4 6 272m 即隧洞进口断面处水面高程为 411 872m 隧洞末端断面处水深 hs的计算 按明渠非均匀流用分段求和法计算 即已 知隧洞起始断面水深 h1 假设系列 h2 h3 hn hn 1 求 Sn n 1与 S S1 2 S2 3 Sn n 1 当 S 等于隧洞长度时对应断面的水深即为 hs 计算公式 1 1 nn nn Ji EE S g v hE n nn 2 2 g v hE n nn 2 2 1 11 RC v J nn 2 2 1 2 1 nn vv v 2 1 nn CC C 2 1 nn RR R 经计算 hs 6 293m 计算详见表 1 即该段隧洞末端断面处水面高程为 411 863m hk 2 007m h0 4 055m hs 6 293m 洞内为 a1型雍水曲线 净空面积和净空高度复核 净空面积和净空高度复核 该段隧洞洞内水深为 6 272m 进口断面处 6 293m 末端断面处 净 空高度 1 507m 1 528m 均大于 0 4m 满足净空高度要求 隧洞净空面积 6 279m2 6 405m2 隧洞总面积 46 481m2 净空面积为总面积的 13 51 13 8 考虑到洞内流速不大 仅为 1 42m s 基本满足要求 第二段 桩号第二段 桩号 0 070 0 450 隧洞洞前水位即为第一段末端水位 411 863m 引用流量 Q 57m3 s 隧洞长度 L2 380m 进口底板高程 405 865m 纵坡 i 1 2000 宽度 b 5 0m 单宽流量 q 57 5 0 11 4m3 s m n 0 015 长短洞判别 上游水深 H 411 863 405 865 5 998m lk 5 12 5 998 29 99 71 976m 取 lk 71 976m L2 380m 属长洞 隧洞底坡的判别 h0 a 7 5m 过水断面面积 35 326m2 湿周 x 23 115m R x 35 326 23 115 1 528m C R1 6 n 1 5281 6 0 015 71 55 RiCQ 35 326 71 55 1 528 2000 1 2 69 863m3 s 临界水深 3 2 2 3 2 2 0 581 9 863 690 1 gb Q hk 2 71m h0 hk 为缓坡隧洞 求 Q 57m3 s 时洞内正常水深 h0 计算公式 i hbn bh Q 3 2 0 3 5 0 2 经试算 h0 5 359m 求 Q 57m3 s 时洞内临界水深 hk 计算公式 hk 3 2 g aq 1 0 经计算 hk 2 366m 求 Q 57m3 s 时洞内水面线 根据进口条件 流量系数 m 取 0 36 隧洞进口底板高程起算的上游总水头 H0 411 863 405 865 5 998m b 5 0m Q 57m3 s 2 3 998 581 9 20 536 0 57 s 0 486 查 水力学计算手册 武汉水利电力学院 P403 页图 6 1 8 可知 s 0 486 时 hc H0 0 965 则 hc 0 965H0 0 965 5 998 5 788m 隧洞出口断面处水深 hs的计算 按明渠非均匀流用分段求和法计算 经计算 hs 5 825m 计算详见表 2 即隧洞末端断面处水面高程为 411 5m 净空面积和净空高度复核 该段隧洞洞内水深为 5 788m 进口断面处 5 825m 末端断面处 净 空高度 1 68m 1 798m 均大于 0 4m 满足净空高度要求 隧洞净空面积 6 226m2 6 816m2 隧洞总面积 35 326m2 净空面积为总面积的 17 6 19 3 满足要求 hk 2 366m h0 5 359m hs 5 825m 洞内为 a1型雍水曲线 表 1 正常情况第一段 桩号 0 000 0 060 无压隧洞水面曲线表 部 位 hbdr 1 2 XRnCQvJEsi Es S S 出口 断面 6 293 6 45 952 3 695120 002107 39840 19919 1182 103 0 01575 458 571 418 0 000176 395 0 6 291 6 45 952 3 695120 002107 45640 1919 1142 103 0 01575 458 571 418 0 000176 39350 000170 00050 000330 00154 5454 545 6 290 6 45 952 3 695120 002107 51340 18219 112 103 0 01575 458 571 419 0 000176 39210 000170 00050 000330 00144 2428 787 6 288 6 45 952 3 695120 002107 57140 17319 1062 103 0 01575 458 571 419 0 000176 39060 000170 00050 000330 00154 54513 332 6 287 6 45 952 3 695120 002107 62940 16419 1032 103 0 01575 457 571 419 0 000176 38920 000170 00050 000330 00144 24217 574 6 285 6 45 952 3 695120 002107 68640 15519 0992 102 0 01575 457 571 420 0 000176 38770 000170 00050 000330 00154 54522 119 6 284 6 45 952 3 695120 002107 72540 14919 0972 102 0 01575 456 571 420 0 000176 38670 000170 00050 000330 0013 0325 149 6 283 6 45 952 3 695120 002107 76340 14319 0942 102 0 01575 456 571 420 0 000176 38580 000170 00050 000330 00092 72727 876 6 282 6 45 952 3 695120 002107 80140 13719 0922 102 0 01575 456 571 420 0 000176 38480 000170 00050 000330 0013 0330 906 6 281 6 45 952 3 695120 002107 8440 13119 0892 102 0 01575 456 571 420 0 000176 38380 000170 00050 000330 0013 0333 936 6 280 6 45 952 3 695120 002107 87840 12519 0872 102 0 01575 455 571 421 0 000176 38290 000170 00050 000330 00092 72736 663 6 279 6 45 952 3 695120 002107 91740 11919 0842 102 0 01575 455 571 421 0 000176 38190 000170 00050 000330 0013 0339 693 6 278 6 45 952 3 695120 002107 95540 11319 0822 102 0 01575 455 571 421 0 000176 38090 000170 00050 000330 0013 0342 723 6 277 6 45 952 3 695120 002107 99340 10719 0792 102 0 01575 455 571 421 0 000176 37990 000170 00050 000330 0013 0345 753 6 276 6 45 952 3 695120 002108 03240 10119 0772 102 0 01575 454 571 421 0 000176 3790 000170 00050 000330 00092 72748 48 6 275 6 45 952 3 695120 002108 0740 09519 0742 102 0 01575 454 571 422 0 000176 3780 000170 00050 000330 0013 0351 51 6 274 6 45 952 3 695120 002108 10840 08919 0722 102 0 01575 454 571 422 0 000176 3770 000170 00050 000330 0013 0354 54 6 273 6 45 952 3 695120 002108 14640 08319 0692 102 0 01575 454 571 422 0 000176 37610 000170 00050 000330 00092 72757 267 进口 断面 6 272 6 45 952 3 695120 002108 18540 07719 0672 102 0 01575 453 571 422 0 000176 37510 000170 00050 000330 0013 0360 297 备注 h 为洞内水深 b 为洞底宽度 d 为直墙高度 1 2 x 等断面参数根据 水力学计算手册 武汉水利电力学院 P404 P405 页公式计算 JJi 表 2 正常情况第二段 桩号 0 070 0 450 无压隧洞水面曲线表 部 位 hbdr 1 2 XRnCQvJEsi Es S S 出口 断面 5 824855 98242 818125 036132 1529 11216 6151 752150 01573 1988571 9580 000416 0202 0 5 822855 98242 818125 036132 23929 10116 6111 751910 01573 1971571 95870 000416 01830 000410 00050 000090 001921 1121 111 5 820855 98242 818125 036132 32729 09116 6061 751840 01573 1966571 95940 000416 01650 000410 00050 000090 00182041 111 5 818855 98242 818125 036132 41629 08116 6021 751660 01573 1954571 960 000416 01460 000410 00050 000090 001921 1162 222 5 816855 98242 818125 036132 50529 07116 5971 751580 01573 1948571 96070 000416 01270 000410 00050 000090 001921 1183 333 5 814855 98242 818125 036132 59429 0616 5931 751340 01573 1932571 96150 000416 01090 000410 00050 000090 001820103 333 5 812855 98242 818125 036132 68329 0516 5891 751160 01573 1919571 96210 000416 0090 000410 00050 000090 001921 11124 444 5 810855 98242 818125 036132 77229 03916 5841 751030 01573 191571 96290 000416 00720 000410 00050 000090 001820144 444 5 808855 98242 818125 036132 8629 02916 581 750840 01573 1897571 96360 000416 00530 000410 00050 000090 001921 11165 555 5 806855 98242 818125 036132 94929 01916 5761 750660 01573 1884571 96420 000416 00340 000410 00050 000090 001921 11186 666 5 804855 98242 818125 036133 03829 00816 5711 750530 01573 1875571 9650 000416 00160 000410 00050 000090 001820206 666 5 802855 98242 818125 036133 12628 99816 5671 750350 01573 1863571 96570 000415 99970 000410 00050 000090 001921 11227 777 5 800855 98242 818125 036133 21528 98816 5631 750170 01573 185571 96630 000415 99790 000410 00050 000090 001820247 777 5 798855 98242 818125 036133 30428 97716 5581 750030 01573 184571 96710 000415 9960 000410 00050 000090 001921 11268 888 5 796855 98242 818125 036133 39228 96716 5541 749850 01573 1828571 96780 000415 99420 000410 00050 000090 001820288 888 进口 断面 5 78855 98242 818125 036133 78228 92216 5351 749140 01573 1778571 97080 000415 9860 000410 00050 000090 008291 11379 999 JJi 5 3 设计洪水情况隧洞水力学计算 第一段 桩号第一段 桩号 0 000 0 060 设计洪水情况隧洞洞前水位 412 88m 引用流量 Q 57m3 s 隧洞长度 L1 60m 进口底板高程 405 6m 纵坡 i 1 2000 宽度 b 6 4m 单宽流量 q 57 6 4 8 906m3 s m n 0 015 进口断面处水深 hc 的计算公式 2 3 0 2 HgbmQ s 即 2 3 0 2 Hgmb Q s 根据进口条件 流量系数 m 取 0 36 隧洞进口底板高程起算的上游总水头 H0 412 88 405 6 7 28m b 6 4m Q 57m3 s 2 3 28 7 81 924 636 0 57 s 0 28 查 水力学计算手册 武汉水利电力学院 P403 页图 6 1 8 可知 s 0 28 时 hc H0 0 982 则 hc 0 982H0 0 982 7 28 7 149m 即隧洞进口断面处水面高程为 412 749m 隧洞末端断面处水深 hs的计算 按明渠非均匀流用分段求和法计算 经计 算 hs 7 171m 计算详见表 3 即该段隧洞末端断面处水面高程为 412 741m 第二段 桩号第二段 桩号 0 070 0 450 隧洞洞前水位即为第一段末端水位 412 741m 引用流量 Q 57m3 s 隧洞长度 L2 380m 进口底板高程 405 865m 纵坡 i 1 2000 宽度 b 5 0m 单宽流量 q 57 5 0 11 4m3 s m n 0 015 隧洞进口底板高程起算的上游总水头 H0 412 741 405 865 6 876m b 5 0m Q 57m3 s 2 3 876 681 9 20 532 0 57 s 0 45 查 水力学计算手册 武汉水利电力学院 P403 页图 6 1 8 可知 s 0 45 时 hc H0 0 964 则 hc 0 964H0 0 964 6 876 6 628m 隧洞出口断面处水深 hs的计算 按明渠非均匀流用分段求和法计算 经计算 hs 6 702m 计算详见表 4 即隧洞末端断面处水面高程为 412 377m 表 3 设计洪水情况第一段 桩号 0 000 0 060 无压隧洞水面曲线表 部 位 hbdr 1 2 XRnCQvJEsi Es S S 出口 断面 7 171 6 45 952 3 695120 00267 84744 7221 6682 064 0 01575 224 571 275 0 000147 2538 0 7 170 6 45 952 3 695120 00267 93144 71421 6632 064 0 01575 225 571 275 0 000147 25230 000140 00050 000360 00154 1674 167 7 168 6 45 952 3 695120 00268 01444 70821 6582 064 0 01575 226 571 275 0 000147 25080 000140 00050 000360 00154 1678 334 7 167 6 45 952 3 695120 00268 09744 70221 6522 065 0 01575 228 571 275 0 000147 24940 000140 00050 000360 00143 88912 223 7 165 6 45 952 3 695120 00268 1844 69521 6472 065 0 01575 229 571 275 0 000147 24790 000140 00050 000360 00154 16716 39 7 164 6 45 952 3 695120 00268 26344 68921 6412 065 0 01575 231 571 276 0 000147 24640 000140 00050 000360 00154 16720 557 7 163 6 45 952 3 695120 00268 31844 68521 6382 065 0 01575 232 571 276 0 000147 24540 000140 00050 000360 0012 77823 335 7 162 6 45 952 3 695120 00268 37344 68121 6342 065 0 01575 233 571 276 0 000147 24440 000140 00050 000360 0012 77826 113 7 161 6 45 952 3 695120 00268 42944 67721 6312 065 0 01575 233 571 276 0 000147 24350 000140 00050 000360 00092 528 613 7 160 6 45 952 3 695120 00268 48444 67221 6272 066 0 01575 234 571 276 0 000147 24250 000140 00050 000360 0012 77831 391 7 159 6 45 952 3 695120 00268 53944 66821 6242 066 0 01575 235 571 276 0 000147 24150 000140 00050 000360 0012 77834 169 7 158 6 45 952 3 695120 00268 59444 66421 622 066 0 01575 236 571 276 0 000147 24050 000140 00050 000360 0012 77836 947 7 157 6 45 952 3 695120 00268 64944 6621 6172 066 0 01575 237 571 276 0 000147 23950 000140 00050 000360 0012 77839 725 7 156 6 45 952 3 695120 00268 70444 65621 6132 066 0 01575 238 571 276 0 000147 23850 000140 00050 000360 0012 77842 503 7 155 6 45 952 3 695120 00268 75944 65221 6092 066 0 01575 239 571 277 0 000147 23760 000140 00050 000360 00092 545 003 7 154 6 45 952 3 695120 00268 81444 64721 6062 066 0 01575 239 571 277 0 000147 23660 000140 00050 000360 0012 77847 781 7 153 6 45 952 3 695120 00268 86944 64321 6022 067 0 01575 241 571 277 0 000147 23560 000140 00050 000360 0012 77850 559 7 152 6 45 952 3 695120 00268 92344 63921 5992 067 0 01575 241 571 277 0 000147 23460 000140 00050 000360 0012 77853 337 进口 断面 7 149 6 45 952 3 695120 00269 0644 62921 592 067 0 01575 244 571 277 0 000147 23210 000140 00050 000360 00256 94460 281 备注 h 为洞内水深 b 为洞底宽度 d 为直墙高度 1 2 x 等断面参数根据 水力学计算手册 武汉水利电力学院 P404 P405 页公式计算 JJi 表 4 设计洪水情况第二段 桩号 0 070 0 450 无压隧洞水面曲线表 部 位 hbdr 1 2 XRnCQvJEsi Es S S 出口 断面 6 70255 98242 818125 03688 41433 16818 7661 767450 01573 3049571 71850 000316 8525 0 6 755 98242 818125 03688 5333 1618 761 767590 01573 3059571 71890 000316 85060 000310 00050 000190 00191010 6 69855 98242 818125 03688 64733 15218 7551 767640 01573 3063571 71940 000316 84870 000310 00050 000190 00191020 6 69655 98242 818125 03688 76333 14418 7491 767770 01573 3072571 71980 000316 84670 000310 00050 000190 00210 5330 526 6 69455 98242 818125 03688 87933 13618 7431 767910 01573 3081571 72020 000316 84480 000310 00050 000190 00191040 526 6 69255 98242 818125 03688 99533 12918 7371 768110 01573 3095571 72050 000316 84290 000310 00050 000190 00191050 526 6 6955 98242 818125 03689 11133 12118 7321 768150 01573 3098571 7210 000316 8410 000310 00050 000190 00191060 526 6 68855 98242 818125 03689 22733 11318 7261 768290 01573 3107571 72140 000316 8390 000310 00050 000190 00210 5371 052 6 68655 98242 818125 03689 34333 10518 721 768430 01573 3117571 72180 000316 83710 000310 00050 000190 00191081 052 6 68455 98242 818125 03689 45833 09718 7151 768470 01573 312571 72220 000316 83520 000310 00050 000190 00191091 052 6 68255 98242 818125 03689 57433 08918 7091 768610 01573 313571 72260 000316 83320 000310 00050 000190 00210 53101 578 6 6855 98242 818125 03689 68933 08118 7031 768750 01573 3139571 7230 000316 83130 000310 00050 000190 001910111 578 6 67855 98242 818125 03689 80533 07318 6981 76880 01573 3143571 72350 000316 82940 000310 00050 000190 001910121 578 6 67655 98242 818125 03689 9233 06518 6921 768940 01573 3152571 72390 000316 82750 000310 00050 000190 001910131 578 6 67455 98242 818125 03690 03533 05718 6861 769080 01573 3162571 72430 000316 82550 000310 00050 000190 00210 53142 104 进口 断面 6 62855 98242 818125 03692 6532 87218 5581 771310 01573 3316571 7340 000326 78120 000320 00050 0001850 0443239 5381 563 备注 h 为洞内水深 b