围堰设计计算书

，.1. (3)查围堰布置知B1=985m，水深h=14.1m 附图1：计算简图 160002 Z29.82114363.55192985214.1z2 取φ=0.85时，试算得Z=0.95m φ=0.90时， 试算得Z=0.847m ， 取Z=0.90m。 (4)对比坝址与坝轴线下游405m处的水位-流量关系曲线，知坝址段的水面坡降约为1‰，天然来水量Q=16000m3/s对应的一期上游围堰轴线处水位高于坝轴线水位约53cm。 故围堰堰前静水位=42.66+0.90+0.53=44.09m。 1.2一期围堰堰顶过流面高程计算 堰顶过流按日本车间台形堰公式计算。计算式如下： Q=φp×B×hs2gHhs Q=MP×B×2gH φp——淹没出流的流量系数 B——溢流宽度（m） Mp=0.28+0.37H/P1 假定堰前水位上升到44.20m时，右汊河床过流能力为16000m3/s（偏安全考虑），则一期围堰堰顶过流能力按17100-16000=1100m3/s进行核算。 按选定的流量Q=1100m3/s的过流能力求取所需的堰顶过流面顶高程。具体步骤是：拟定几个不同的堰顶过流顶高程，得到一组过流参数φp、hs、H、P1由此计算出相应的过堰流量Q，若Q＞1100m3/s则说明堰上具备设计过流能力。但是，对于设计流量1100m3/s而言，如32

.2. 果计算值超出太多，则需相应加强过流保护措施，可能导致不经济，因此选定一个合适的过流面顶高程，使得计算流量Q稍大于设计流量1100m3/s是合理的。 根据上述原则计算得一期上游围堰顶高程为42.80是合适的。具体计算参数如下： 该状态下为自由出流。 H=1.4m，P1=14m、B=514m Mp=0.28+0.37H/P1 =0.28+0.37×1.4/14 附图2：计算简图 =0.317 Q=MP×B×2gH =0.317×514×19.61.4 =1194m3/s 稍大于设计过流能力，故可行。 1.3一期充水计算 要解决的问题：①根据所拟定的充水系统结构形式及尺寸，计算洪水翻堰前是否有足够的时间完成基坑充水；②从开始充水的堰前水位起算，当天然来水流量达到17100 m3/s，上游水位是否超过给定的上游水位44.20m。 一期围堰充水系统由堰顶充水和下游坡面泄水槽组成。一期围堰充水口设在上游围堰中部，充水口水流方向避开厂房，朝向11孔闸坝。拟定底板高程为42.0m，低于过流顶面80cm，宽100m，挡水时采用编织袋装土填塞，充水前拆除该段填塞物。 3232

.3. 围堰基坑充水为一个变水头台型堰泄流量计算问题，计算式较为复杂，涉及到多个函数变量。基本计算式如下： W(t)=t0Q(t)tdt Q(t)=Mp(t)·B·2gH(t) Mp(t)=0.28+0.37·H(t)/P1 H(t)=α·t 式中α为水位上涨函数，随时间t发生变化。 为简化计算，选取最不利情况进行计算：当坝址来水流量为16000m3/s，堰前水位达到44.09m，同时接到超标洪水预警，此时打开充水口进行充水，计算所需的充水时间： 不考虑短时间内水位升高使泄流量增加的影响，则充水泄流量按下式计算： H=2.12m， B=100m Mp=0.28+0.37×2.12/14=0.336 Q =0.336×100×19.62.12 =459.17 m3/s 相当于每小时充水能为165.3万m3。基坑35m以下充水量约179.2万m3，约需1.1h完成充水，基坑41.20m（下游围堰堰顶高程）以下充水量约362.5万m3，约需2.2h完成充水。查1994年、1968年典型洪水过程知：洪峰流量由16000 m3/s增加到17100 m3/s所需的历时为12h，期间水位上涨约60cm，水位上涨过程按线性变化计算，则水位上涨速率α=601.39103cm/s，所以充水过程水位上涨△1236003232h=1.39×10-3×2.2×3600=11.01cm，此时堰前水位为44.21m，超出水位44.20m，应考虑提前充水。 因此，偏安全假定堰前水位为 43.50m开始充水，不考虑水位升高对泄流量增加的影响(偏安全考虑)。 堰顶过流的按台形堰计算，采用日本车间试验公式，流态为自由出流。 Q=MPB×2gH

32.4. Mp——自流出流流量系数 B——溢流宽度（m） H——堰前水头（m） P1——堰前水深（m） Mp=0.28+0.37H/P1 =0.28+0.37×1.5/14=0.319 附图3：计算简图 B=100m，H=1.5m Q=0.319×100×19.61.5 =259.45m3/s 相当于每小时充水能为93.4万m3，约需2h完成基坑35m以下充水，约需4h完成基坑41.20m（下游围堰堰顶高程）以下充水。 由于接到洪水预警时的堰前水位是不确定的，因此施工中应根据实际情况计算打开充水口的时间和水位，以留出足够的时间供机械设备和施工人员安全撤退，并保证围堰过水安全。 32

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