水利工程施工——导流.

Q bhs 2g (H 0 hs)
2 v0 H0 H 2g
• (2) 对于非淹没堰流，计算公式为：
Q mBk 2 g H 0
2
3 2 1 2
Q H0 2 2 2 gm B k Ak Bk hk
m——流量系数 H0——计及行近流速的上游水头; Bk——临界水深下的平均过水宽度; hk——临界水深; Ak——临界水深下的过水面积。
束窄河床导流水力学计算 坝体缺口、过水围堰水力学计算 导流明渠水力学计算 导流隧洞水力学计算
1、束窄河床导流水力学计算
当采用分 期导流方 案时，河 床被束窄 造成上游 水位的壅 高。
分期导流的流态随纵向围堰的长度L及上游 水深H而不同，可以分别按宽顶堰或明渠流 处理。一般宽顶堰的极限长度为10倍水深H， 对于临时水工建筑物可以放宽至20倍水深H。
h0——上游围堰转角处(x/L=0) 水深; bi——沿纵向围堰不同部位的相对自 由水面降差，见下表; H——上游水深。
表（3）ai与bi试验值
表（4）岩石及加固工程的平均抗冲流速 m/s 表（3）松散体河床平均允许抗冲流速 m/s
项 目
项 目 细 砂 中 砂 粗 砂 细砾石 中砾石 粗砾石 细卵石 中卵石 粗卵石 细顽石 中顽石 粗顽石 细漂石 中漂石 粗漂石 粒 径 (mm) 0.05 0.25 1.0 2.5 5.0 10 15 25 40 75 100 150 200 300 400 平 均 水 深 1.0M 0.25 0.30 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 1.70 2.10 2.40 2.80 3.00 3.50 3.80 4.00 3.0M 0.30 0.50 0.80 1.00 1.30 1.50 1.80 2.00 2.50 2.80 3.30 3.70 4.00 4.50 5.00 10.0M 0.30 0.70 1.00 1.20 1.60 1.80 2.20 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00
12.0
17.0 21.0
14.0
19.0 23.0
①指新鲜未风化的岩石。
2 、坝体缺口、过水围堰水力学计算
• 坝体缺口泄流见图
宽顶堰
• 当堰顶长度L和水头H的关系在2.5H<L≤20H时，按 宽顶堰公式计算，如自由出流时 (堰顶的下游水深 hs<1.25hk或hs <0.8H0)，泄水流量按下式 计算：
Q Ac 2g(H 0 hs)
或写成：
(1)
Ac——过流断面面积; v0、vc——分别为行近 流速和收缩断面流速; H0——上游水头; H——上游水深; hs——下游水深; b——矩形河槽宽度; Z——上下游水位差。
v v Z 2wenku.baidu.com 2g 2g
2 c
2 0
对于矩形河槽，式 (1) 可写成：
B——堰孔过水宽度； H0——缺口底槛以上的上游水头； ε——侧收缩系数； m——流量系数。
Q mB 2 g H 0
3 2
• 对于锐缘进口、缺口下游面垂直时，m由下式计 算：
3 P 1/H m 0.32 0.01 0.46 0.75P 1/H
施工水力学
导 流
• 在河流上修建水利水电工程时，为了使水 工建筑物能在干地上进行施工，需要用围 堰围护基坑，并将河水引向预定的泄水通 道往下游宣泄。
施工导流设计
包 括
工程施工程序、施工期间不同时段的导流 方式以及与之相应的各种挡水或泄水建筑 物（围堰、引渠、隧洞、底孔等）的设计。
导水建筑物的水力计算
表（1）分期导流的流态界限
宽顶堰 L/H=2.5～20 自由出流 HS<1.25HK HS<0.8H0 淹没出流 HS≥1.25HK HS≥0.8H0 缓流 I<IK H0>HK 明渠流 L/H>20 急流 I>IK k0<hk
H0——上游水头
h0——正常水深
hk——临界水深
• (1)对于淹没堰流，通过束窄河床的泄水流量Q近 似按下式计算：
束窄河床的局部冲刷计算 • 分期导流的束窄河床，从围堰转角处起流 速急剧增加，可能淘刷堰脚。沿纵向围堰 各点的最大流速vi可由下式计算：
Z0 vi v0 1 ai hv 0
v0——上游行近流速; hv0——行近流速水头; Z0——计入行近流速的水头差; ai——沿纵向围堰不同部位的相 对压力差，根据试验列表1。
16
20 2.0
23 2.5
25
梢 笼
柴排护底，厚度
石笼，尺寸不小于 低强度石料，强度 高强度石料，强度
2.5
4.2 3.0 6.5
3.0
5.0 3.5 8.0
3.5
5.7 4.0 10.0 6.2 4.5 12.0
浆 砌 石
混 凝 土
100
150 200
9.0
12.0 14.0
11.0
15.0 18.0
河槽最大底流速一般产生在上游围堰转角处，可由下式计算： Z0 vmax v0 1 a0 hv 0
当vmax超过河槽抗冲流速时，应加以保护，表（3）、（4） 为松散体河床和岩石及加固工程的平均抗冲流速。采用块 石保护时，护脚块石尺寸由下估算：
2 v0 0.16 d 0.22 2 g a0 Z 0 h0 h i＝H - b i Z 0 1.16 max
表（2）流速系数和流量系数M值
布置型式 矩形 梯形 梯形加翼堰 流速系数 0.80 0.80～0.85 0.85～0.95 流量系数M 0.30 0.30～0.32 0.32～0.35 备注 梯形布置加挑流丁坝，其系数相同 梯形布置加顺流丁坝，其系数相同
• 当纵向围堰的长度L与上游水深H之比大于20时， 束窄河床泄流能力可按明渠泄流计算方法计算。 束窄河床泄流水流流态一般为非均匀流，而底坡 又较平缓，可用分段累计法推算水面线。
平均水深 0.4 2.1 3.0 4.0 1.0 2.5 3.5 5.0 2.0 3.0 4.0 6.0 ≥ 3.5 4.5 6.5
砾岩、泥灰岩、泥质板岩、 页岩
岩 石
①
多孔石灰岩、紧密砾岩、石 灰质砂岩、白云石灰岩 白云砂岩、紧密的非成层石 灰岩、硅质石英岩、大理石 花岗岩、正长岩、辉长岩、 斑岩、安山岩、辉绿岩、玄 武岩、石英岩 梢捆褥垫，厚度