平底马蹄形断面的水力计算

平底Ⅱ型马蹄形断面是将标准Ⅱ型马蹄形断面的底拱改成平底而来,是水利水电工程较常用的断面形式之一,但其正常水深和临界水深的水力计算需求解超越方程,无解析解。传统的试算法或查表法计算过程繁琐且计算精度不高。本文通过对平底Ⅱ型马蹄形断面基本方程进行数学变换,并对引入的无量纲参数与无量纲水深的关系进行分析及计算,应用拟合优化原理得到了其水力计算的直接计算公式。该公式不需分段和进行判别选取,直接可得到答案。在工程的适用范围内(即水深与顶拱半径之比:0.05≤h/r≤1.41),计算正常水深的最大误差小于0.41%,计算临界水深的最大误差小于0.20%。其成果对该断面形式的隧洞设计有一定参考价值。

平底Ⅰ型马蹄形断面临界水深的简化计算公式

为了简化平底Ⅰ型马蹄形断面临界水深的计算公式,对平底Ⅰ型马蹄形断面临界水深基本方程进行数学变换,分析无量纲临界水深和无量纲参数之间的关系,以幂函数形式构造公式,采用拟合优化方法得到临界水深的简化计算公式。该简化公式不是分段函数,形式简单,通用性强,水深位于隧洞下部扇形和上部半圆形内都可以直接计算临界水深;在工程适用范围内,临界水深计算值的最大相对误差绝对值为0.485%,具有较高的精度。

平底Ⅰ型马蹄形断面临界水深的直接求解

平底Ⅰ型马蹄形断面由于其形状及其尺寸容易控制,是水利水电工程中较常采用的断面形式之一,但其临界水深是超越方程,无解析解。为此,通过对平底Ⅰ型马蹄形断面临界流方程进行数学变换,对无量纲临界水深和无量纲参数之间的关系进行研究分析,应用拟合原理得到了平底Ⅰ型马蹄形断面临界水深的近似计算公式。该公式克服了传统的试算法或查表法存在的计算繁琐、依赖图表、误差较大等缺陷。在工程的常用范围内(即临界水深与拱顶半径之比:0<h/r≤1.447 1),该公式表达形式最为简洁,最大误差小于0.4%,将为工程设计及水工设计手册的编制提供参考。

平底Ⅰ型马蹄形断面正常水深的显式计算式

平底Ⅰ形马蹄形断面其构造形式简单,在水利水电工程中较为常用,但正常水深的求解涉及到高次隐函数方程,传统的求解方法为查图表或试算法,既费时又费力,而且精度不高。通过对均匀流方程进行数学变换,选择适当的变量及曲线拟合得到平底Ⅰ型马蹄形断面正常水深的显式计算公式,误差分析及实例计算表明,在工程常用范围内,它的最大相对误差均为0.472%。该公式形式简洁、结论精确,具有一定的工程应用价值。

上马相迪A水电站引水隧洞开挖施工技术

尼泊尔上马相迪A水电站为引水式隧洞,开挖断面为中小型,隧洞长度5000 m。受地形地质条件影响,单工作面开挖距离较长,且围岩中不同程度揭露有砂卵石、云母片岩段、破碎断层带、遇水泥化层等现象。本工程克服“近90条断层、渗水量大”等不利条件顺利开挖贯通,过程中所采取的开挖技术可供类似工程参考。