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1、一、溢洪道加固设计 溢洪道位于大坝右侧，为开敞式宽顶堰溢洪道。根据安全评价报告及其结论:溢洪道浆砌石外包砼结构边墙，两侧浆砌石衬砌开裂、老化严重，底板冲刷破坏有裂缝，裂缝宽为 2cm；溢洪道尾部出现冲刷坑。经本次水文分析计算，溢洪道泄洪不满足要求。基于溢洪道存在上述的问题，需要对溢洪道进行除险加固处理。5.5.1 溢洪道除险加固设计 溢洪道位于大坝右侧，堰顶高程为 102.87m，堰顶宽度为 20.0m。溢洪道原浆砌石老化严重，底板冲刷破坏有裂缝，尾部出现冲刷坑，且泄洪能力不满足要求。本次初步设计，拟加固溢洪道左岸浆砌石边墙及底板，拆除右岸浆砌石边墙，加宽溢洪道 5m,以致其由原来净宽 20m
2、 增至 25m；并加固溢洪道连接段底板。5.5.2 基本资料 堰顶高程：H=101.87m;正常水位：h正=101.87m;设计水位：h设=103.23m;洪峰流量：h（P=2）=96.90m3/s;最大泄量：Q设=77.52m3/s;校核水位：h校=103.79m;洪峰流量：h（P=）=133.40m3/s;最大泄量：Q校=112.73m3/s。5.5.3 水面曲线计算及边墙高度确定 1、水面曲线计算 本次初步设计，溢洪道分为二段泄水槽计算。第一段泄水槽长度L1=18.50m,进口段水深h1=1.92m 槽底宽度 B=25.0m,坡比 I=（）/=；第二段水深 h2=h1 末，泄水槽长度 L
3、1=3.70m,宽度均为 B=25.0m,坡比 I=（）/=。计算公式采用成都科技大学编写的水力学为：S=(E2-E1)/(I-J)式中：Es1=h0+u12/2g Es2=h1+u22/2g J=(J1+J2)/2 J=u2/C2R C=R1/6/n A=X=b+2h R=A/X S-计算流段长度（m）,E-断面比能（m）,J水力坡度，U断面平均流速（m/s）,A-过水断面面积（m2）,b-断面水面宽度（m）,X-湿周（m）,R-水力半径（m）,C-谢才系数，n泄水槽粗糙系数，浆砌石水泥砂浆抹面取 n=。计算结果如表、表和表。表 第一段水面线计算成果表（坡降 i=,段长 Li=18.5m）计
4、算断面 计算水深（m）过 水 断 面 面 积（m）流 速（m/s）距始端距离（m）1 2 3 4 5 第一段泄水槽：正常水位：h0=0.406m;临界水深：hk=1.275m;临界坡度：Ik=；因 h0 Qa/Va 式中：Qa通气孔的通气量；Vw闸门孔口的水流速（m/s）;A-闸门后隧道面积（m）;Va通气的容许风速，采用 2.0m/s;a-通气孔的断面积（m）。拟采用圆形断面通气孔，通气孔直径（D）为：D=4a/(m)因此，确定选用 1 孔直径 D=10cm。六、结构稳定计算 本次设计为初步设计，因此仅对检修时期和运用时期进行稳定计算。（1）、检修时期稳定计算 计算情况：采用正常水位闸室无水
5、，放水塔外为正常水位进行计算。计算公式为：max=G/F+Ix min=G/Ix 式中：max-最大地基应力（mpa）;min-最小地基应力（mpa）;G-垂直荷载总和（KN）;F底板面积（m）;My-合力重新到形心产生的弯矩（）;yc-底板形心到底板上下游边缘的距离（m）;Ix-底板惯性矩（m4）。经计算，正常水位闸室无水，放水塔外为正常水位的情形，其计算结果为：底板面积：F=（D/2）(m);底板惯性矩：Ix=D4/64（m4）.垂直荷载：G=(kN);以形心为距的弯矩：My=;合力偏心距：e=Mi/Gi;合力与底板上游边缘的距离：y上=h/2-e（m）;合力与底板下游边缘的距离：y下=h
6、/2+e（m）;则，max=G/A+y上M/Ix min=G/A+y下M/Ix 由此可见，放水塔四周均受水压力的作用，水压力相互抵消，故不存在抗滑稳定的问题。再且，上部垂直重量大于浮托力G=(kN)，因此，也不会发生放水塔浮起来。（2）、运用时期稳定计算 计算情况：采用校核水位，放水塔闸室充满水进行计算。计算结果为：垂直荷载：G=(kN);以形心为距的弯矩：My=;合力偏心距：e=Mi/Gi;合力与底板上游边缘的距离：y上=h/2-e;合力与底板下游边缘的距离：y下=h/2+e。则，max=G/A+y上M/Ix min=G/A+y下M/Ix 由此可见，放水塔四周均受水压力的作用，水压力相互抵消
7、，故不存在抗滑稳定的问题。另外，上部垂直重量 G=(kN)，因此，也不会发生放水塔浮起来。三、隧洞设计 5.7.1 隧洞布置 隧洞主要任务是引水灌溉，引水流量 Q=0.10m/s，布置位于大坝的右坝肩。为了减少隧洞长度，隧洞中心线尽可能采用直线，进口与放水塔连接，出口与灌溉渠道连接。总长度 50m,坡降 i=2%,进水口底板高程为 98.00m,出水口高程为 97.00m。5.7.2 断面设计 隧洞采用圆形洞顶及矩形洞身断面，钢筋混凝土衬砌的无压箱涵结构。为便于施工及检修，拟定隧洞圆形洞顶半径 R=0.6m,矩形洞身净宽度为 B=1.20m,净高度为 h=1.0m,衬砌平均厚度为 D=0.25
8、m。（1）、隧洞过水能力计算 本次设计隧洞过水能力计算，采用高等教育出版社，大连理工大学水力教研室编 水力学解题指导及习题集，小孔口自由出流计算公式计算。公式 Q=A2gH0 式中：孔口的流量系数，取=，A-孔口断面面积（m）,H0作用水头（m）,取 H0=0.5m(相应放水流量)，则 Q=2g=1.22m/s 满足设计要求。（2）、隧洞尺寸确定 经计算，隧洞采用圆形洞顶及矩形洞身断面，洞顶半径 R=0.6m,洞身宽度 B=1.20m,高度 h=1.0m。5.7.3 结构计算（1）、基本资料 混凝土衬砌厚度 D=0.25m,隧洞长度 L=50.0m,过水控制流量 Q=0.50m/s,最大作用水
9、头 H=5.79m,工程等别 （小（1）型），混凝土强度设计值 C15,钢筋强度设计值 ，混凝土弹性模量 Ec=105Pa,钢筋弹性模量 Es=105Pa,钢筋保护层 a=30mm,受力钢筋直径 D=12mnm,洞顶土厚 h=5.8m。（2）、计算公式 计算公式采用水利电力出版社涵洞及高等教育出版社，大连理工大学、天津大学编结构力学的力法典型方程进行计算。计算公式：X1+11+1p=0 X2+22+2p=0 X3+33+3p=0 式中：X1、X2、X3-拱顶在弯矩、轴力、剪力作用下的未知力，11、22、33-拱顶在弯矩、轴力、剪力作用下的位移系数，1p、2p、3p-拱顶在弯矩、轴力、剪力作用下
10、的位移。（3）、计算结果 拱顶、拱侧、底板各种内力计算如表 5-5-1。5.7.4 应力计算 计算公式：max=N/A+M/W min=N/A-M/W 表 拱顶、拱侧、底板内力及应力计算成果表 拱 的 部 位 弯矩 M（）轴力 N(10KN)剪力 Q(10KN)最 大 弯 矩 Mmax 最 小 弯矩Mmin 最 大 轴 力 Nmax 最 小 轴 力 Nmi 最大 剪力 Qmax 最小 剪力 Qmin 拱顶 拱侧 底板 上式中：maxmin-分别为最大应力、最小应力（10kN/m）,N-轴力的代数和（10KN）,A-拱计算截面面积（m）,取 A=(m),W-拱计算截面抵抗矩（m）,取 W=（m）。计算结果如表。