金沙江中游阿海水电站施工详图设计阶段 【截流规划设计报告】 20m，则较为合理的宽戗堤顶宽为40m~60m左右。从方便施工的角度看，根据宽戗堤截流方案的抛投强度要求，戗堤顶宽宜适当加宽。根据本工程抛投强度，需满足戗堤顶8～10辆20t～32t自卸汽车同时抛投作业，另外，根据截流模型试验成果，各项截流水力指标较高，加宽戗堤宽度有利于降低截流难度。综合考虑以上因素，戗堤顶宽定为60m。
根据水力学计算成果，截流闭气后上游水位约1420.10m，考虑预留安全超高及施工需要，戗堤顶高程定为1422m，戗堤最大高度约32m，上、下游边坡为水中自然边坡，设计边坡为1：1.5，龙口进占边坡为1：1.45。
7.3 龙口位置及宽度
龙口位置的布置应能尽量减少龙口合龙工程量，降低截流施工强度，缩短合龙时间，同时使预进占时龙口流速不大，以便于使用开挖石渣料进行预进占，同时应能满足合龙抛投强度所需的交通布置要求。
考虑到阿海水电站的截流备料场地大部分在右岸，右岸施工场地和施工道路布置相对较易。同时考虑到左岸坝基开挖至1420m高程后，左岸上游中线道路难以到达左岸截流戗堤。经综合分析比较，将龙口布置于河床左岸。
由于本工程计划于12月上旬截流，为了尽量减少龙口区抛投工程量，降低截流施工强度，缩短合龙时间，在预进占时由于河道流速不大，回车场区域可以使用石渣料进行预进占，根据截流水力学计算成果及戗堤裹头抛投料物允许的抗冲流速，同时为保证预进占段的防洪要求和导流洞进口的防洪要求，经试算并综合研究，确定龙口宽度为65m。龙口计算平均流速为3.29m/s，不会对堤头形成严重冲刷，截流戗堤轴线中部河床冲积层厚约为1.7～6m，而两岸基岩裸露，龙口段河床和左岸岸坡也不会发生明显冲刷。
7.4 截流水力学计算
7.4.1 计算的基本原则
根据工程截流规划情况，截流水力学计算按上游宽戗堤右岸单向进占方式，进占龙口坡比为1：1.45，截流戗堤顶宽60m，戗堤上、下游坡比为1：1.5。
（1）截流水力学计算中，龙口进占过程中，河道来流量在随时间变化，所
26 金沙江中游阿海水电站施工详图设计阶段 【截流规划设计报告】 以龙口流量和导流洞分流量严格意义上讲均为非恒定流；但考虑截流过程为一个较小时间段，截流计算按恒定流进行计算；
（2）由于电站工程区所在河段为山区河流，河道为狭窄的“长条形”，且坡降较大，所以戗提前进占过程中形成的库容对截流影响较小，所以不考虑上游河槽的调蓄作用；
（3）参与截流的1#导流洞进口明渠最小宽度约30.5m，明渠不会控制隧洞泄流能力；导流隧洞分流按无底坎宽顶堰流计算；龙口分流按有坎宽顶堰流计算。 7.4.2 计算模型
河床截流时，主要通过泄水建筑物（1＃导流洞）和龙口泄流。因此，截流水力计算可以归结为：泄水建筑物、龙口、戗堤渗透流量和河床的调洪流量计算（本阶段不计上游河床的调洪能力而作为安全储备）。
?Qr?Qs?Qlk?Qst?1.5?Qs??s?ms?b?2g?H0?1.5Q?????m?b2g?Hlkcs0?
式中：
Qr??截流设计流量； Qs??泄水建筑物分流量； Qlk??龙口流量； Qst??戗堤渗透流量。
根据上述模型，求解方程方程组即可得到戗堤不同龙口宽度时的各水力参数：龙口流量、落差、龙口流速、单宽功率等，由此确定截流材料的大小和工程量。计算方法简述如下：
（1）由于河道来流量已知，通过河道水位流量关系插值得到下游水位Hd； （2）在某一龙口宽度，假定上游水位Hu，计算导流建筑物分流量、龙口泄流量及戗堤渗透流量，如果三者总和与河道来流量相等，则假定的上游水位正确，否则重新假定，直到相等为止；
（3）计算龙口水力参数及截流抛投材料粒径、数量。 7.4.3 导流洞泄流能力计算
（1）流量系数m
1#导流洞进口明渠最小宽度约30.5m，长度约30m，明渠不会控制隧洞泄流能
27 金沙江中游阿海水电站施工详图设计阶段 【截流规划设计报告】 力；导流隧洞分流按无底坎宽顶堰流计算。根据有关手册及工程实践经验，无底坎宽顶堰取m值为定值，本工程无压流时进水塔前沿视为直角形进口，考虑侧向收缩系数后取m=0.338.
（2）隧洞无压流计算
工程截流时，1#导流洞流态为无压流，按无底坎宽顶堰流计算。
堰后水深按洞身段作为明渠进行水面曲线计算得到流量～水深（水位）关系系列，作为宽顶堰堰后的水位～流量关系曲线。截流设计流量为951m3/s，根据流量水流关系知导流洞出口水位为1411.77，根据前面的计算基本原则，截流计算按恒定流计算，因此，截流过程中，导流洞出口水位按固定在1411.77控制。
无压流短洞泄流量按一般宽顶堰计算：
Q??s?m?b2g?H0
1.5式中：
m ??流量系数；
b ??矩形过水断面的宽度b=2×8（m）；
σs??淹没系数，应根据堰后计算水深hs与上游水头H0的比值来判断是自由出流还是淹没出流：hs/H0<0.8为自由出流；hs/H0≥0.8 为淹没出流。
1#导流洞无压流泄流曲线如下图所示：
1421.00水位(m)1420.001419.001418.001417.001416.001415.001414.001413.001412.001411.000.00100.00200.00300.00400.00500.00600.00700.00800.00流量(m3/s)900.001000.00
图7-4 1＃导流洞泄流曲线
28 金沙江中游阿海水电站施工详图设计阶段 【截流规划设计报告】 根据隧洞泄流能力计算分析和水力学模型试验成果比较，水力学模型试验导流隧洞泄流能力较理论计算值大，截流规划设计1#导流隧洞分流泄流能力采用理论计算值。截流流量951m3/s时1#导流隧洞分流泄流曲线计算值与试验值对比如表7-2。
表7-2 1#导流洞泄流曲线 导流洞流量 (m3/s) 0 200 400 600 800 951 导流洞进口水位(m) 理论值 1411.77 1411.93 1414.41 1416.55 1418.35 1420.10 试验值 / 1412.83 1414.20 1415.96 1418.08 1419.44
7.4.4 龙口泄流能力计算
从水力学观点来看，戗堤加宽后，增加了龙口沿程磨阻损失，减小了龙口流量，降低龙口水流流速，从整体上降低截流难度。
宽戗堤立堵截流计算模型与一般窄戗堤类似。主要差别在于龙口水流流速、落差、流量系数、龙口水流淹没界限的判别等方面。
龙口泄流量按宽顶堰公式计算： 式中：
σc??侧收缩系数，和m统一考虑综合取值；
σs??淹没系数，对于宽戗堤截流，当龙口为梯形断面时：hs/H0>0.67时为淹没出流，否则为自由出流；龙口为三角形断面时：hs/H0>0.71为淹没出流，否则为自由出流。下游的计算水深hs的确定：
hs1为插值计算的龙口下游河道水深，本工程按坝轴线处水位～流量关系曲线插值所得。当hk≥hs1时，按hs=hk计算，否则按hs=hs1计算。hs1为实际的出口水深。
m??流量系数，m?k?；
k??At/Az0的比例系数，其中At为龙口下游水流扩散完毕处断面面积，Az0为戗堤轴线处龙口未束窄时的过水断面面积；
29 Q??c??s?m?b2g?H01.5金沙江中游阿海水电站施工详图设计阶段 【截流规划设计报告】 ???流速系数，在宽戗堤截流计算中，流速系数?在戗堤进口形式及龙口糙率一
定的条件下，主要是面积束窄度MA及a/H0的函数（a为戗堤顶宽，H0为上游水头）。
??(MA,a) H0由于戗堤宽度的影响，?的范围在0.65～0.99之间变化，其规律是：MA越大，?越小；
a 越大，? 越小。具体变化规律可以参见《施工水力学》P109图9-4。 H0上述参数的变化可以最终反映为流量系数的取值变化，根据本工程截流戗堤布置及河道地形情况，经综合考虑，梯形龙口取m＝0.32，三角形龙口取m＝0.33。
b??龙口过流宽度，b=ωk/hk；hk为临界水深；ωk为对应于hk的龙口过水断面面积。
H0??龙口底坎以上的上游水头（含行近流速水头）。 7.4.5 戗堤渗透流量
戗堤渗透流量参
统分析》P52介绍的方Q?Q?Bos?B?H?ssmax 式中：
Bos?Hsmax照《水利水电施工组织设计与系
??ZZsmax法进行计算。公式如下：
Qsmax??最大渗透流量，按5%×Qr计算，Qr为截流设计流量；
Bos??龙口起始平均宽度； B ??截流过程中的龙口平均宽度；
Hsmax??龙口合龙但未闭气时的上游水头； Zsmax??龙口合龙但未闭气时的绝对落差； H ??截流过程中的上游水头；
Z??截流过程中的上下游水位差（绝对落差）。 7.4.6 截流龙口水力参数计算
（1）单宽流量q： q=Qg／B
B——龙口平均过水宽度，Qg——龙口泄流量。 （2）绝对落差Z：
30