Расчет пионерного перекрытия русла

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Саяно-Шушенский филиал

 

кафедра гидротехнических сооружений

 

Курсовая работа

Расчет пионерного перекрытия русла.

тема

 

 

      

  Руководитель               __________          Мироненков Н.П.

                                         подпись, дата                  инициалы, фамилия

Студент     ГТС 10-01               1011196               __________      В.Е. Никулина

                       номер группы     номер зачетной книжки         подпись, дата      инициалы, фамилия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Черемушки 2013

 

Содержание

 

Введение………………………………………………………………………….3

Расчет пионерного перекрытия русла………...………………………………..4

Исходные данные ……………………………………………………………….4

Заключение………………………………………………………………………9

Список используемой литературы…………………………………………….10

Приложение I и II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Перекрытие русла осуществляется следующими способами: фронтальной отсыпкой каменного банкета в текущую воду (фронтальный способ); пионерной отсыпкой каменного банкета в текущую воду (пионерный способ); намывом песчано-гравийного грунта средствами гидромеханизации (намывной способ); мгновенным обрушением в русло земляных или горных масс (способ направленного взрыва); прочими специальными способами (сбрасыванием крупных бетонных массивов или их опрокидыванием, затоплением плавучих конструкций, забивкой шпунтовых рядов, погружением плетневых или соломенных тюфяков и т. д.).  
Максимальная скорость и максимальные удельные мощности при пионерном перекрытии наблюдаются при смыкании откосов банкета по дну.  
 
Максимальные скорости при фронтальном перекрытии значительно ниже, чем при пионерном. Поэтому он имеет преимущество для применения при перекрытии рек, у которых в русле залегают легкоразмываемые грунты. Но его применение усложняется необходимостью устройства моста через проран для отсыпки банкета. При применении пионерного способа перекрытия, наоборот, утяжеляются гидравлические условия в русле, но упрощаются организация и производство работ, не требуется устройства моста.  
Выбор способа перекрытия в принципе должен осуществляться на основе технико-экономического сравнения вариантов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РАСЧЕТ ПИОНЕРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ РУСЛА

Различают два этапа при перекрытии русла пионерным методом:

1. этап выдвижения дамб (до момента смыкания на дне торцевых откосов дамб);

 

2. этап замыкания дамб (до момента полного смыкания торцевых откосов дамб).

По завершению расчетов данной работы мы должный найти диаметр каменной наброски и ее объем.

а) Конфигурация наброски компактного профиля (трапецеидального, когда гребень используется для движения транспорта при отсыпке дамб) может быть получена на всех этапах возведения наброски при надлежащем размере материала наброски, увеличиваемом по мере сближения пионерных дамб.

б) Пропускная способность прорана

 

 

Qпр=ɣεḂhб

 

 Где m = (1-z/H0 )

 

При  z/H » 0,35 следует принимать m=0,385.

 

 

Исходные данные

Bр	ɣ1	Q	Д	hб	lгр	m	k	ɣводы	ϕc	ε	g	l
80	2,7	400	0,5	5	10	1,4	0,57	1	0,9	0,8	9,81	310

 

где Ḃ — средняя ширина прорана; и ε — коэффициенты скорости и сжатия.

Средняя скорость в проране шириной Ḃ вычисляется по формуле. Отношение Δz/H находится по графику.

в) Фильтрационный расход через пионерные дамбы.

 

Qф=K(Bp-Ḃ)( hб+z)

 

где К — коэффициент турбулентной фильтрации;

Bp и Ḃ — ширина перекрываемого русла и прорана;

hб+z — глубина верхнего бьефа;

z — перепад уровней;

 — средний  гидравлический уклон фильтрационного потока.

 

 

 

 

mcp — среднее заложение откосов.

Ширина дамбы поверху lГР определяется производственными требованиями.

 

 

г) Максимальная скорость в проране наблюдается в момент смыкания дамб у дна. Поэтому расчет пионерного перекрытия достаточно производить только для этапа выдвижения дамб. При смыкании дамб у дна средняя ширина прорана (при заложении откосов mcp)

 

Ḃ=mcp(H-Δz)

 

д) Перепад в момент смыкания дамб определяется путем построения кривой ΣQ=f(z) и отыскания z, отвечающего заданному расходу Qб.

е) Определение площади поперечного сечения наброски и учет аккумулирующей способности верхнего бьефа производятся так же, как и при фронтальной наброске.

 

Неразмываемое прямолинейное русло перекрывается пионерно. Рассчитать перекрытие наброской из каменной наброски ɣ1=2,7 t/m3 при ширине дамб поверху lгр=10 м. Ширина русла Вр=80 м; Qб=400 м3/сек; бытовая глубнна hб=5 м; пропускная способность водоотвода

 

Qот=240* м3/сек

 

Принимаем предварительно D=0,5 м чему соответствует коэффициент фильтрации К = 0,57 м/сек.

 Предельная скорость

 

υмин= ϕc=3,68

 

Перепад бьефов, устанавливающийся после включения в работу отводящего тракта, определяется из уравнения

 

Qб=Qпр+Qот=φεBphб+240*=0,9*0,8*80*5*4,42+240*=

=1512,9*

 

где ε — коэффициент сжатия, равный  ориентировочно  0,8; при использовании крупногабаритных глыб или массивов, придающих резкое очертание входной части дамб.

 

zнач= м

 

Конечный перепад (после смыкания дамб и прекращения фильтрации) определяем по формуле 

 

zкон= м

 

Фильтрационный расход через дамбы

 

Qф=k (Bp-Ḃ)(hб + z)=0,57(80-Ḃ)(5+z) м3/сек

 

При вычислении уклона длина пути фильтрации равна

 

= 2mср (hб + z )+lгр=2*1,4*(5+2,75)+10=31,7 м

Тогда

 

 =

Величину Δz/H найдем по графику

 

 

Суммируя расходы  Qот+Qф+Qпр=ΣQ, строим кривую ΣQ=f(z) и при ΣQ=400 м3/сек определяем перепад в момент смыкания откосов дамб zсмык=0,8 м

 

 

Сведем все расчетные данные в таблицу 1

Таблица 1

 

Z	Qот	H=hб+Z	Z/H	m	iф	ΔZ/H	Ḃ	B-Ḃ	Qф	Qпр	ΣQ
м	м3/сек	м	-	-	-	-	м	м	м3/сек	м3/сек	м3/сек
0,5	169,71	5,50	0,09	0,27	0,13	0,06	7,24	72,76	28,65	113,35	311,70
0,95	233,92	5,95	0,16	0,34	0,17	0,11	7,41	72,59	42,62	160,04	436,58
1,4	283,97	6,40	0,22	0,37	0,21	0,14	7,71	72,29	55,42	201,92	541,32
1,85	326,44	6,85	0,27	0,38	0,24	0,17	7,96	72,04	67,95	239,77	634,16
2,3	363,98	7,30	0,32	0,38	0,27	0,19	8,28	71,72	80,39	278,05	722,41
2,75	397,99	7,75	0,35	0,38	0,29	0,20	8,68	71,32	92,80	318,79	809,58

 

 

Скорость  в  проране  в  момент  смыкания  дамб у дна

 

υ = м/сек

 

Эквивалентный диаметр массива

 

D=

 

Объем массива.

 

Ω=0,5*h(m1+m2)=0,5*5(1,4+2)=6 м3

 

Принимаем коэффициент запаса равный 1,5.С учетом коэффициента наш объем массива будет равен.

 

V=1,5*6=9 м3

 

Различие между заданными и полученными расчетами не очень сильно отличается Dн=0,5 м  Dкон=0,55 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод (заключение).

 

Различие между заданными и полученными расчетами не очень сильно отличается Dн=0,5 м  Dкон=0,55 м, что входит в пределы допустимого.

 

С учетом коэффициента запаса наш объем массива равен 9 м3

 

Подъезд кранов (тракторов) к банкету производится следующими способами:

 

По правому берегу. По строительной площадке через каменный склад.

По левому берегу. С карьера по мосту на тело плотины через водосброс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

 

 

1) «Справочник по гидравлическим расчетам». Издание четвертое, переработанное и дополненное. Под редакцией П.Г. Киселева. Изд. «Энергия»,  Москва 1972г.

2)http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BA%D1%80%D1%8B%D1%82%D0%B8%D0%B5_(%D0%B7%D0%BD%D0%B0%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F)

3) http://www.studentlibrary.ru/ru/documents/ISBN9785930934940-SCN0008.html