立堵截流计算原理、程序编制及工程应用

张 进

(广东省水利电力勘测设计研究院有限公司，广东 广州 510635)

1 概述

截流是水利水电工程的一项关键项目，也是影响工程进度的控制项目。如果截流不能按时完成或失败，将制约围堰施工，失去枯水期施工的黄金季节，直接影响永久建筑物的施工工期。

截流水力学计算应确定截流过程中落差、流速、单宽能量等水力学参数及期变化规律，确定截流抛投材料的尺寸和重量，为截流实施提供指导。

截流方式一般分为立堵、平堵2种，而最常见的就是单戗立堵截流方式。本文以立堵截流水力学计算原理为依据，编制相应的电算程序，并结合工程实例，检验其实用性。

2 立堵截流龙口水力学计算原理及改进

2.1 龙口泄流量

常用的龙口泄流量公式：

(1)

式中B为龙口过水宽度;Ho为龙口上游水头;m为流量系数。

偏简单对不同龙口宽度的水流流态把握不准，计算结果稍差。本文所依据的龙口水力学计算原理源自《施工截流与基坑排水》[1]，其论述的龙口水流流态划分、水力学计算原理清晰，为截流水力学的精确计算提供了依据。

立堵截流过程中，龙口水流呈堰流形式，通常由淹没流过渡到非淹没流直至合龙。龙口进占中，可能出现的流态情况又可详列以下4种：① 第1阶段之1—1，梯形龙口淹没流；② 第1阶段之1—2，梯形龙口非淹没流；③ 第2阶段之2—1，三角形龙口淹没流；④ 第2阶段之2—2，三角形龙口非淹没流。

上述4阶段的龙口泄流量公式分别对应式(2)～(5)。

(2)

(3)

Q=[1-(Z/Zmax)n]Q0

(4)

(5)

2.2 分流建筑物的分流能力

公式如下：

Qf=(Z/Zmax)nQ0

(6)

2.3 截流设计流量

公式如下：