【水电站闸坝工程溢流坝段设计案例2200字】

水电站闸坝工程溢流坝段设计案例综述目录TOC\o"1-3"\h\u7247水电站闸坝工程溢流坝段设计案例综述 1317101.1泄流建筑物形式选择 1140611.2溢流孔口设计 1274511.2.1洪水标准的确定 114921.2.2设计流量确定 260611.2.3单宽流量确定 2257671.2.4孔口数目确定 2163421.3溢流坝段总长 3191721.4溢流坝段堰顶高程 3274151.5闸门高度 5166021.6泄流能力校核 5279481.7溢流坝段剖面设计 6116051.7.1顶部曲线段 6296111.7.2中间直线段 7188551.7.3底部反弧段 71.1泄流建筑物形式选择本设计中的枢纽工程规模为小（Ⅰ）型，工程等别为Ⅳ等。在设计中为了保证在完全安全和稳定的情况下尽可能减少施工工序和施工难度，缩短部分工期，尽量快稳准的完成目标，在满足泄流能力的情况下，初定采用开敞式溢流孔口的溢流坝型。1.2溢流孔口设计1.2.1洪水标准的确定本设计中挡、泄水级别均为4级，通过查阅任务书及当地水文气象条件得知，设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为200年一遇。1.2.2设计流量确定该枢纽工程坝址处经过水文、水利调洪演算最终确定该坝址处的设计流量为：设计洪水流量为2470，校核洪水流量为3335。1.2.3单宽流量确定因本设计中坝基岩层为一般岩层，基岩完整且无断层。通过查阅书籍找寻老师答疑可知：当溢流坝段下泄单宽流量较大时，溢流坝泄洪量大，对下游的消能防冲设施造成损耗极大；相反，当溢流坝下泄单宽流量较小时，溢流坝泄洪量小，其冲击力对于下游的消能防冲设施来说在可承受范围之内。当基岩情况较差时，溢流坝下泄单宽流量为：对于一般的岩石基础，溢流坝下泄单宽流量为：；对于较完好的基岩基础，溢流坝下泄单宽流量为：。根据溢流坝泄流量及下游消能防冲设施影响两重互相影响，结合当地地形地貌条件为一般岩层的情况，故单宽流量取。1.2.4孔口数目确定 式（32）溢流段净宽，单位：；单宽流量，单位：由任务书可知：在设计洪水位工况下，下泄流量为：，故溢流段净宽取值为：。在校核洪水位工况下，下泄流量为：，故溢流段净宽取值为：。结合设计洪水位和校核洪水位两种工况的下泄流量计算可知溢流段净宽的取值范围，本设计中最终确定取溢流坝段长度。根据实践中的大、中型工程中的溢流孔口宽度常取为，且为了安全起见，孔口数一般取奇数为好。再根据该枢纽工程规模为小（Ⅰ）型，故在本设计中取孔口宽度，则孔口数为。1.3溢流坝段总长溢流坝段总长可按式（33）计算。 式（33）根据规范SL74-2013，溢流坝孔口中墩厚度取为3m，边墩厚度取为2m。则该溢流坝段的总长为：。1.4溢流坝段堰顶高程本设计中溢流坝段采用实用堰中的WES型剖面，可用式（33）进行计算。式（33），，；，，；m=0.42-0.5之间，而该设计采用WES堰型，故取m=0.502。侧收缩系数按式（34）计算。式（34）中墩系数，由表6查得；边墩系数，由表7查得。表6闸墩系数闸墩头部形状矩形尖角形0.800.860.920.981.00半圆形0.450.510.570.630.69尖角形0.250.320.390.460.53本设计中中间闸墩选用半圆形闸墩。表7边墩系数边墩平面形状直角形圆弧形斜角形1.000.70.70本设计中边上闸墩选用圆弧形，根据资料，边墩系数取。设计洪水位工况下，由式（34）可得，将其代入式（33）可得联立上2式可解得故：校核洪水位工况下，由式（34）可得将其代入式（33）可得，联立上2式可解得故：设计定型水头的取值为：。在本设计中取。1.5闸门高度故本设计中溢流坝孔口闸门高度为27.20m。1.6泄流能力校核运用泄流公式对两种工况下的泄流能力进行校核。表8与关系0.20.40.60.81.01.21.40.850.900.950.9751.01.0251.07（1）设计洪水位工况下：，由表8得：，则溢流坝的泄流能力满足规范要求。（2）校核洪水位工况下：，由表8得：，则溢流坝的泄流能力满足规范要求。结合以上计算过程及结果，可知在两种工况下的泄流能力均满足规范要求。1.7溢流坝段剖面设计顶部曲线段、中间直线段、底部反弧段设计三者均需考虑。为了能够在保证安全稳定运行的基础上拥有更好的下泄能力，设计时有以下三点设计要求：①下泄水流流速稳定，没有大起大落；溢流堰面尽可能不被负压和空蚀破坏，能够保证自身安全稳定运行；②拥有较大的流量系数，泄流能力强，无论在枯水期还是丰水期均能保证大坝安全稳定；③溢流坝段坝体施工工序少、工艺不繁琐、便于施工、尽量就地取材降低运输成本从而减少造价的要求。1.7.1顶部曲线段溢流坝顶部曲线决定了溢流坝的流量。本设计中选用WES型实用堰型的溢流坝段，该坝段由堰顶上侧的上游段和堰顶下侧的下游段两部分组成。雷同于挡水坝段，溢流坝段的上游堰面垂直，顶部曲线上游段三圆弧形式可分解为三段圆弧相切，如图6所示，下游段由WES幂曲线公式（式35）确定。图6堰顶剖面曲线根据SL319-2018，曲线坐标可按式（35）计算。式（35）与上游堰坡有关的指数，具体数值见表9；当时，值参照表9；当时，。表9堰面曲线参数上游面坡度（△y/△x）3:02.0001.8500.500.1750.200.2823:11.9361.8360.680.1390.210.2373:21.9391.8100.480.1150.220.2143:31.8731.7760.450.119————由于本设计溢流坝段上游面铅直，所以取，则堰顶曲线跟据堰面幂曲线公式坐标计算结果见表10。表10幂曲线坐标表单位：mX0.511.522.531.544.555.5Y0.030.100.210.350.530.751.001.271.581.932.30X66.577.588.599.51010.46-Y2.701.131.594.084.595.145.716.316.947.54-1.7.2中间直线段中间直线段的图像上部与坝顶曲线图像相切，设切点为B点；图像下部与底部反弧段图像相切，设切点为C点，类同于挡水坝段坝坡比率，取。1.7.3底部反弧段设置溢流坝面反弧段的目的在于使排放口沿溢流区平稳旋转，通常