松濤水利樞紐工程施工設(shè)計(jì)方案教材

1、 摘 要松濤水利樞紐施工組織設(shè)計(jì)的主要容包括施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)、截流設(shè)計(jì)、施工工藝、施工總布置與進(jìn)度控制四大部分。施工導(dǎo)流主要由確定導(dǎo)流方案，選擇導(dǎo)流方式，劃分導(dǎo)流時(shí)段，設(shè)計(jì)各期導(dǎo)流建筑物，選擇截流方法、截流日期、截流材料，確定壩體攔洪高程，基坑排水、圍堰滲流穩(wěn)定分析等幾部分構(gòu)成。施工工藝則包括料場(chǎng)的選擇、開(kāi)采和運(yùn)輸，計(jì)算臨時(shí)工程工程量，確定主體工程的施工方法與工藝；施工總布置與進(jìn)度控制包括確定施工輔助企業(yè)規(guī)模與布置，制定工程總進(jìn)度計(jì)劃表。關(guān)鍵詞施工導(dǎo)流 施工截流 施工工藝 施工總布置與進(jìn)度控制 Abstract The organization design and construction bu

2、dget of SongTao water conservancy project includes the construction diversion design , closure design,construction technology, construction layout and schedule control.Construction diversion is determined mainly by the construction diversion program, selecting the diversion mode, dividing diversion

3、period, the design of diversion structures , selecting the closure method, the date of closure, closure materials, determing the height of dam Lan Hong, foundation drainage, cofferdam seepage and stability analysis and so on.Field of construction technology include the choice of materials, mining an

4、d transportation, temporary works engineering calculation of the amount, determing the subject construction method and technique.Construction Layout and schedule control include construction of auxiliary enterprises to determine the size and layout, formulation of total project progress schedule.Con

5、struction budget include the preparation of tables, each sub-project budget proposals, sub-annual investment .Key words:Construction diversion；Closure design; Construction technology ；Construction layout and schedule control ；68 / 72目 錄前 言1第一部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)2第1章 工程基本資料概述21.1 工程概況21.2 施工條件2第2章 施工導(dǎo)流、截流設(shè)計(jì)42.1

6、導(dǎo)流方式方案的選擇42.2 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)的選用62.3 初步確定導(dǎo)流方案62.4 具體確定導(dǎo)流方案72.5 施工截流102.6 導(dǎo)流建筑物的施工102.7 其它措施說(shuō)明12第3章 混凝土施工組織設(shè)計(jì)153.1 施工條件分析153.2 骨料的開(kāi)采和加工193.3 混凝土拌和系統(tǒng)223.4 壩體混凝土的分縫與分塊233.5 混凝土運(yùn)輸、澆筑方案273.6 施工總進(jìn)度32第二部分 設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)33第1章 施工導(dǎo)流331.1 初步估算導(dǎo)流隧洞面積331.2 隧洞泄流量計(jì)算331.3 壩體高程的設(shè)計(jì)35第2章 施工截流372.1 選擇截流方式372.2 確定龍口寬度382.3 確定截流材料的粒徑38第3章 滲

7、流分析、穩(wěn)定分析393.1 滲流分析393.2 穩(wěn)定分析43第4章 基坑排水454.1 初期排水454.2 經(jīng)常性排水46第5章 施工輔助企業(yè)465.1 施工機(jī)械465.2 鋼筋加工廠515.3木材加工廠面積確定545.4 水泥倉(cāng)庫(kù)面積確定585.5 汽車(chē)修理廠595.6 砂石料加工系統(tǒng)615.7 混凝土拌和系統(tǒng)61第6章 料場(chǎng)的基本情況616.1 篩洗設(shè)備的選定616.2 堆料場(chǎng)的選定636.3 混凝土拌合系統(tǒng)生產(chǎn)能力646.4 縱縫尺寸確定64參考文獻(xiàn)65 辭66附 錄67附錄一：松濤水利樞紐導(dǎo)流建筑物布置圖67附錄二：松濤水利樞紐施工平面布置圖67附錄三：松濤水利樞紐施工進(jìn)度表67前言施

8、工組織設(shè)計(jì)是水利水電工程設(shè)計(jì)文件的重要組成部分，是確定樞紐布置、優(yōu)化工程設(shè)計(jì)、編制工程概算與國(guó)家控制工程投資的重要依據(jù)，是組織工程建設(shè)和施工管理的指導(dǎo)性文件。做好施工組織設(shè)計(jì)，對(duì)正確選定壩址、壩型、樞紐布置與對(duì)工程設(shè)計(jì)優(yōu)化，對(duì)合理組織工程施工，保證工程質(zhì)量，縮短建設(shè)工期，降低工程造價(jià)，提高工程效益等都有十分重要的作用。工程實(shí)行招投標(biāo)承包后，施工組織設(shè)計(jì)的上述意義和作用仍然繼續(xù)存在，施工組織設(shè)計(jì)是招投標(biāo)的重要依據(jù)之一。導(dǎo)流、截流與施工度汛不僅影響到水利水電工程的施工安全、施工工期與工程造價(jià)，還常對(duì)壩址下游地區(qū)的防洪安全造成不利影響，有些工程還要滿(mǎn)足施工期航運(yùn)以與供水的要求。因此，在水利水電工程建

9、設(shè)中，導(dǎo)流、截流、施工度汛與圍堰是控制性的施工項(xiàng)目之一。施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)是水利水電工程樞紐總體設(shè)計(jì)的重要組成部分，是選定樞紐布置、樞紐建筑物形式、施工程序與施工總進(jìn)度的主要因素之一，是樞紐工程施工組織設(shè)計(jì)的中心環(huán)節(jié)，也是編制施工總進(jìn)度計(jì)劃的主要依據(jù)。施工導(dǎo)流貫穿樞紐建筑物施工的全過(guò)程，導(dǎo)流設(shè)計(jì)要妥善解決從初期導(dǎo)流到后期導(dǎo)流（包括圍堰擋水、壩體臨時(shí)擋水、導(dǎo)流泄水建筑物的封堵和水庫(kù)蓄水）施工全過(guò)程中的擋水、泄水問(wèn)題，對(duì)壩址河道水流進(jìn)行控制。為此，應(yīng)分析研究各期導(dǎo)流特點(diǎn)和相互關(guān)系，全面規(guī)劃，統(tǒng)籌安排，運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)分析的方法處理洪水與施工的矛盾，務(wù)求導(dǎo)流方案經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠，確保樞紐工程建設(shè)順利進(jìn)行。201

10、2年6月第一部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第1章 工程基本資料概述1.1工程概況松濤水利樞紐位于柳河干流上的松濤峽，系一級(jí)建筑物，由河床混凝土重力壩、右岸溢洪道和土壩與壩后廠房等部分組成。樞紐主要任務(wù)是發(fā)電，共裝三臺(tái)機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組150103kW，發(fā)電的最低水位為500米，相應(yīng)庫(kù)容19.5億米3。樞紐右岸適當(dāng)位置布置有排砂放空洞，可滿(mǎn)足封孔蓄水期對(duì)下游供水100m3/s流量的要求。1.2施工條件1.2.1工程地質(zhì)條件壩區(qū)為高山峽谷區(qū)。狹谷由震旦紀(jì)變質(zhì)巖構(gòu)成，其上部為第四紀(jì)礫石巖，含砂礫石層與黃土。柳河流向，在壩址附近轉(zhuǎn)為S260W，河谷呈彎曲形。河谷兩岸變質(zhì)巖頂板出露標(biāo)高，左岸約520米，右岸約515米。在

11、標(biāo)高515米時(shí)，谷寬約135米，壩址左右岸基巖上直接為黃土覆蓋。壩址區(qū)與上下游河床覆蓋層厚512米。表面0.3米左右為黃土覆蓋，以下均由卵礫石夾粗、中砂等物構(gòu)成。河床靠右岸有一深槽，順河呈長(zhǎng)條狀分布，深槽處水深約10米，覆蓋層厚1012米，此深槽系河水沿構(gòu)造裂隙侵蝕沖刷而成。壩址河谷與兩岸的變質(zhì)巖主要由云母石英片巖和角閃巖組成，石質(zhì)堅(jiān)硬，相當(dāng)于16級(jí)巖石分類(lèi)中的第X級(jí)巖石，普氏系數(shù)f=8云母石英片巖極限抗壓強(qiáng)度為10001200公斤厘米2，角閃片巖極限抗壓強(qiáng)度為9001200公斤厘米2。壩址右岸距河邊480米處，有一天然沖刷的鞍狀地形，溢洪道即建此處，該處系古河道的遺址，兩側(cè)有大小沖溝數(shù)條，與

12、它成7080交角。此壩址處水文地質(zhì)情況，地下水屬裂隙補(bǔ)給水，數(shù)量很少，主要在構(gòu)造裂隙與局部破碎帶。在壩區(qū)變質(zhì)頁(yè)巖中還有裂隙承壓水，穩(wěn)定水位432446米，單寬涌水量一般為3升分，最大為120升分，隨巖石裂隙發(fā)育程度、連通情況和深度而變化。松濤是地震波與區(qū)，據(jù)上級(jí)主管部門(mén)提出的松濤水利樞紐地段的地震基本烈度為7度。壩址上、下游均有砂石材料。特別是壩址下游藏量豐富，開(kāi)采運(yùn)輸比較方便，質(zhì)量一般皆符合要求，只有砂質(zhì)土尚未找到理想的產(chǎn)地，必要時(shí)可以采用兩岸的黃土代替。1.2.2施工場(chǎng)地與運(yùn)輸條件（1） 施工場(chǎng)地壩址距下游的仙州市河道長(zhǎng)約100公里，直線距離約50公里，壩址附近皆為高山峽谷地區(qū)。松濤峽長(zhǎng)約

13、12公里，上下游均有比較平坦的山間盆地，可作為施工場(chǎng)地。樞紐選定壩址位于峽谷尾部，距峽谷出口約1.7公里，壩區(qū)河床兩岸山坡陡峻，成V字形。左岸坡度4580，陡緩相間；右岸坡度6085，兩岸山頂均為黃土覆蓋。壩址河床高程一般為410米，枯水季一般水位為418米，河面寬5060米，深槽偏右岸，最深約10米。壩址左岸山峰起伏高出河面約150米以上。右岸壩頭附近為一狹小丘陵階地，高出河面約110米左右。與壩區(qū)階地相連的就是地形平坦面積寬闊的家臺(tái)四級(jí)階地，高程560580米。自峽谷出口起，兩岸地勢(shì)逐漸開(kāi)闊，呈狹長(zhǎng)的二級(jí)階地，高程約430440米，沿柳河右岸距壩址約8公里的舊鎮(zhèn)，附近有寬闊平坦的二級(jí)階地。

14、壩河谷兩岸有很多沖溝，左岸主要有壩址下游200米處的滑溝；右岸主要有壩址上游150米處的紅柳溝，下游的家溝、金溝和銀溝等。這些沖溝切割既深且短，均系沿?cái)鄬优c節(jié)理裂隙發(fā)育而成，與河谷多成7080的交角。由于這些沖溝的切割，使壩區(qū)地形變得非常復(fù)雜，給施工場(chǎng)地布置造成一定困難。壩區(qū)附近可供施工場(chǎng)地布置的地段，有右岸家溝，峽谷出口下游右岸的明壩和左岸的易家灣等階地。（2） 運(yùn)輸條件仙州到松濤的公路線為六級(jí)公路，已建成通車(chē)，路線全長(zhǎng)約50公里。對(duì)于水路交通，因柳河上游為峽谷，河窄水急，不能通行船只。有國(guó)家鐵路干線通過(guò)仙州市，可沿柳河岸邊進(jìn)工地。1.2.3水文氣象（1） 流量柳河的年最小流量多發(fā)生在1、2

15、月份，3月份上游開(kāi)始融雪化冰，流量漸增，6月份以后即進(jìn)入汛期。年最大流量一般發(fā)生在79月間。壩址區(qū)實(shí)測(cè)最大流量為5640米3秒，最小流量為205米3秒，多年平均流量為830米3秒；河水含沙量最大達(dá)5公斤米3（79月），最小為0.01公斤米3（12月）。峽流速最大為7米秒，最小為0.8米秒。（2） 氣溫本區(qū)為大陸性氣候。多年平均溫度為9.6，月平均最高溫度為22.9，最低為6.5；絕對(duì)最高為39.1，絕對(duì)最低為-23.1，日最小變幅1.3。壩址附近歷年氣溫觀測(cè)統(tǒng)計(jì)資料，如表3所示。本地區(qū)雨量稀少，年平均降水量為330.1毫米，最大達(dá)471.9毫米，其中6070集中在79月，最大日降雨量為71.8

16、毫米。最長(zhǎng)一次降水延續(xù)時(shí)間4晝，最大一次降雨量為21毫米。暴雨常在下午或晚間出現(xiàn)。降雪一般于11月下旬開(kāi)始，最大一次為20毫米，積雪最大厚度為6厘米，積雪日期一般從11月下旬到次年3月上旬，年平均積雪日數(shù)為21.6日，土壤冰結(jié)深度約1米。（3） 冰期每年11月底或12月初行凌，12月底封凍，次年2月底或3月初解凍。冰凍期約23個(gè)月。冬季行凌初期，多為針狀，薄片狀冰化閉。流冰速度最大為1.45米秒，最小為0.95米秒。春季流冰多為堅(jiān)硬冰塊，冰厚一般為0.2米，最厚可達(dá)1米。流冰期一般無(wú)過(guò)大冰塊下泄。(4) 風(fēng)向與風(fēng)速本地區(qū)春季多風(fēng)，最大風(fēng)速為17米秒，風(fēng)向多為東北向。第2章 施工導(dǎo)流、截流設(shè)計(jì)2

17、.1導(dǎo)流方式方案的選擇2.1.1導(dǎo)流方式的選擇分段圍堰法。亦稱(chēng)為分期圍堰法，即用圍堰將水工建筑物分段、分期維護(hù)起來(lái)進(jìn)行施工的方法。所謂分段，就是在空間上將永久建筑物分為若干段進(jìn)行施工；所謂分期，就是在時(shí)間上將導(dǎo)流分為若干時(shí)期。分段圍堰法一般適用于河床寬、流量大、工期較長(zhǎng)的工程，尤其適用于通航河流和冰凌嚴(yán)重的河流。全段圍堰法。即在河床主體工程的上下游各建一道圍堰，使水流經(jīng)河床以外的臨時(shí)或永久泄水道下泄。主體工程建成或接近建成時(shí)，再將臨時(shí)泄水道封堵。此工程的河流屬于山區(qū)河流，河寬較窄，并且在施工期沒(méi)有通航要求。故選擇一次攔斷，即全段圍堰法。2.1.2 導(dǎo)流方案的選擇(1) 過(guò)水圍堰即基坑允許過(guò)水，

18、其擋水工作情況下的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，一般以枯水期不過(guò)水為原則。并且在這個(gè)施工時(shí)段，必須完成基坑開(kāi)挖、處理等事項(xiàng)，還應(yīng)澆筑一定厚度的混凝土層以保護(hù)基礎(chǔ)。如采用此方案，則圍堰工程量較小，導(dǎo)流建筑物的費(fèi)用也較小。但是淹沒(méi)損失較大。其中包括：基坑排水與清淤費(fèi)用；圍堰與其他建筑物、道路、線路的修理費(fèi)用；施工機(jī)械撤離和返回基坑所需費(fèi)用；勞動(dòng)力和機(jī)械的窩工損失等；有效施工期縮短而造成的勞動(dòng)力、機(jī)械設(shè)備、生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模、臨時(shí)房屋等多方面費(fèi)用的增加；以與可能產(chǎn)生的延期投產(chǎn)損失等。因此，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較之后，認(rèn)為采用過(guò)水圍不比高水圍堰有明顯的優(yōu)勢(shì)。另外，因本河流為多砂河流，其泥沙問(wèn)題還需專(zhuān)門(mén)研究。(2) 不過(guò)水圍堰分為擋枯

19、水期洪水和擋全年洪水。擋枯水期洪水不過(guò)水圍堰，即基坑的主體建筑物可以在一個(gè)枯水期搶修至攔洪高程以上，圍堰僅在枯水期運(yùn)用。故高度可降低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。表2-1 不同施工期各種頻率的最大流量（m3s）時(shí)段頻率125102011.15.312050192017501610145011.165.10134012701170109099710.16.304710429037103260279010.166.1528402670243022402020擋全年洪水不過(guò)水圍堰，能保證整個(gè)基坑全年干地施工。如果采用此方案，則需要增加導(dǎo)流建筑物費(fèi)用。但是它沒(méi)有淹沒(méi)損失費(fèi)用。圍堰全年擋水，保證主體建筑物全年干地施工

20、，有效工期長(zhǎng)，可連續(xù)施工，施工進(jìn)度干擾小。經(jīng)多方面的比較考慮，決定采用擋全年洪水不過(guò)水圍堰。2.2導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)的選用2.2.1 導(dǎo)流建筑物級(jí)別的選用參考導(dǎo)流建筑物級(jí)別的劃分（SL203-2004）所列各項(xiàng)指標(biāo)確定。（1） 保護(hù)對(duì)象為級(jí)永久建筑物，對(duì)應(yīng)級(jí)別為4級(jí)。（2） 失事造成較大經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)應(yīng)級(jí)別為4級(jí)。（3） 使用年限估計(jì)為2.5年，在1.53年之間，對(duì)應(yīng)級(jí)別為4級(jí)。（4） 圍堰工程規(guī)模為堰高估計(jì)為40m，對(duì)應(yīng)級(jí)別為4級(jí)，庫(kù)容大于1億m3，對(duì)應(yīng)級(jí)別為3級(jí)。綜合考慮各因素，確定導(dǎo)流建筑物的級(jí)別為4級(jí)。2.2.2洪水標(biāo)準(zhǔn)參考導(dǎo)流建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)劃分（SL203-2004）所列各項(xiàng)指標(biāo)確定。導(dǎo)流建筑物

21、的級(jí)別為4級(jí)，圍堰為土石圍堰，查得對(duì)應(yīng)的洪水重現(xiàn)期為2010年，鑒于導(dǎo)流建筑物級(jí)別劃分中屬于本級(jí)別上限值，選定重現(xiàn)期為20年。設(shè)計(jì)洪水流量由該處或附近洪水頻率曲線獲得。對(duì)于重現(xiàn)期為20年，其洪水頻率為5%，查得對(duì)應(yīng)的最大流量為5130m3/s，即為設(shè)計(jì)洪水流量。2.3 初步確定導(dǎo)流方案2.3.1泄流建筑物的選擇此工程壩址處主河道為一“V”形深槽，設(shè)計(jì)流量為=5130/s。如果采用明渠導(dǎo)流，取渠底與河槽底齊平，則渠深需100m左右，還需開(kāi)挖兩岸邊坡，則明渠開(kāi)挖量巨大，不足取。如采用涵管導(dǎo)流，因涵管過(guò)多對(duì)壩身結(jié)構(gòu)不利，其尺寸也不宜過(guò)大，且泄流量也小，不足取。該處壩址區(qū)兩岸變質(zhì)巖主要由云母石英片巖和

22、角閃片巖構(gòu)成，石質(zhì)堅(jiān)硬，極限抗壓強(qiáng)度9001200kg/。普氏系數(shù)f=8，從地質(zhì)條件來(lái)看，采用隧洞導(dǎo)流方案最佳。隧洞的斷面型式主要取決于地質(zhì)條件與設(shè)計(jì)流態(tài)。在本樞紐工程中，地質(zhì)條件較好，無(wú)大的裂隙發(fā)育，地下水亦不發(fā)育，數(shù)量很少。另外，本設(shè)計(jì)中，隧洞工作條件復(fù)雜，圍堰為不過(guò)水圍堰，隧洞的流態(tài)變化復(fù)雜，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)。故采用圓形隧洞比較合適。從國(guó)外的運(yùn)行實(shí)踐來(lái)看，圓形也是較好的。導(dǎo)流方式選擇一洞導(dǎo)流，洞型為圓形洞型。因?yàn)榭紤]到上游圍堰的布置，隧洞若布置在左岸。2.3.2擋水建筑物（圍堰）型式選擇由設(shè)計(jì)原始資料可知：壩址上下游均有砂石材料，而且開(kāi)采運(yùn)輸方便，質(zhì)量一般皆符合要求。雖然砂質(zhì)土未找到理想產(chǎn)地，

23、必要時(shí)可用兩岸黃土代替。故圍堰采用心墻式土石圍堰最為合適。其斷面尺寸確定，堰頂寬度取為10m。圍堰坡度一級(jí)坡取為1:2.0。2.3.3 尺寸初步確定初步估算時(shí)不考慮上游圍堰庫(kù)容調(diào)洪能力，水流全部通過(guò)隧洞導(dǎo)流。通過(guò)水力計(jì)算，初擬三個(gè)方案：方案一：半徑為8m導(dǎo)流洞 + Hu =60.5m高圍堰；方案二：半徑為10m導(dǎo)流洞 + Hu=51.8m高圍堰；方案三：半徑為12m 導(dǎo)流洞 + Hu=39.0m高圍堰。對(duì)三種方案進(jìn)行比較分析，最后選擇方案二：半徑為10m導(dǎo)流洞+H=51.8m高圍堰；導(dǎo)流隧洞取枯水位以下三米，則隧洞進(jìn)口高程為415m,縱坡去2，則出口底高程為415-6002=413.8m。在施

24、工過(guò)程中，戧堤進(jìn)占采用隧洞開(kāi)挖材料。合龍閉氣之后，上下游圍堰的加高培厚也可采用隧洞開(kāi)挖料和基坑開(kāi)挖料。2.4具體確定導(dǎo)流方案2.4.1導(dǎo)流洞泄流能力計(jì)算對(duì)于有壓流，為簡(jiǎn)化計(jì)算，假定一條隧洞泄流能力一樣。通過(guò)水力計(jì)算得有壓流上游水位與泄流量的關(guān)系。對(duì)于無(wú)壓流，為簡(jiǎn)化計(jì)算，也假定一條隧洞泄流能力一樣。通過(guò)水力計(jì)算得明流上游水位與泄流量關(guān)系。半有壓流的泄流量計(jì)算可通過(guò)有壓流與明流擬合得到。2.4.2 調(diào)洪演算采用試算法，然后進(jìn)行調(diào)洪演算，得到之后的設(shè)計(jì)流量為q=4611.04m/s。2.4.3 圍堰高度修正由調(diào)洪演算得qmax=4611.04m3/s，對(duì)應(yīng)的下游水位H下=426.6m下游圍堰高程Hd

25、=426.6+0.5=427.1m，取Hd=427.1m。上游圍堰高程Hu=459.8+1.0+0.5=449.25m，取Hu=461.3m。2.4.4 隧洞設(shè)計(jì)(1) 尺寸設(shè)計(jì)隧洞的尺寸定為半徑10m。導(dǎo)流洞進(jìn)口底板高程取枯水位以下3m，則高程為H1=415m。縱坡取2。(2) 進(jìn)口體型設(shè)計(jì) 隧洞門(mén)前的漸變段為喇叭口段，其作用是使水流平順，減少水頭損失，同時(shí)盡量避免產(chǎn)生空氣漏斗狀的漩渦，防止產(chǎn)生氣蝕破壞。喇喇叭口自進(jìn)口最前端矩形斷面處開(kāi)始，在頂上和兩側(cè)沿水流方向以圓弧曲線或橢圓曲線逐漸收縮，直至與閘門(mén)井的矩形斷面相接，底邊仍采用平底。事實(shí)證明：在喇叭口段與閘門(mén)井之間采用1/4的橢圓曲線，簡(jiǎn)單

26、而有效。(3) 出口消能防沖設(shè)計(jì)隧洞出流后，當(dāng)單寬流量較大時(shí)，如果消能不完全，則有可能引起下游河床的嚴(yán)重沖刷，嚴(yán)重影響建筑物的安全。因此，對(duì)于隧洞出口消能問(wèn)題，應(yīng)予以足夠的重視。隧洞出口的消能方式很多，本設(shè)計(jì)中采用平臺(tái)擴(kuò)散消能。它由水平擴(kuò)散段、銜接段、消力池等部分組成。水平擴(kuò)散段使水流在平面上擴(kuò)散，以降低單寬流量，減少消力池的長(zhǎng)度和深度；銜接段在從剖面上常做成自由射流下降的拋物線，而在平面上沿著平臺(tái)擴(kuò)散段繼續(xù)擴(kuò)散；消力池后面一般還需要做一段保護(hù)段，以保護(hù)河床免受沖刷。(4) 襯砌結(jié)構(gòu)尺寸隧洞襯砌的作用主要有：承受?chē)鷰r壓力與其他荷載，或加固圍巖共同承擔(dān)荷載，保持隧洞安全穩(wěn)定；平整圍巖表面，減少糙

27、率，提高輸水能力；防止?jié)B漏；防止水流、空氣、溫度和干濕變化等對(duì)圍巖的沖刷和破壞作用。在本樞紐中，圍巖條件中等，水頭較高，流速較大，隧洞斷面較大，作用水頭超過(guò)20m，采用鋼筋混凝土襯砌。襯砌的厚度應(yīng)根據(jù)強(qiáng)度、抗?jié)B、構(gòu)造和施工要求分析確定。一般來(lái)說(shuō)，單筋的鋼筋混凝土襯砌不宜小于25cm，雙筋混凝土襯砌不宜小于30cm，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，本工程取厚度為1m。隧洞橫截面如圖所示。2.4.5 圍堰設(shè)計(jì)(1) 材料堰殼材料要求較低，本工程中可采用隧洞開(kāi)挖后的廢渣。防滲體與堰殼之間的反濾層設(shè)計(jì)可以適當(dāng)簡(jiǎn)化，一般采用12層粒徑略加控制的沙礫石混合材料作為過(guò)渡層，以代替材料嚴(yán)格分級(jí)的反濾層。防滲材料一般用粘土，本樞

28、紐中兩岸黃土儲(chǔ)量豐富，可用黃土代替粘土。(2) 設(shè)計(jì)斷面尺寸上游圍堰斷面尺寸確定，考慮到堰高超過(guò)2030m，堰頂寬度取為10m。圍堰坡度一級(jí)坡取為1:2.0。心墻為土質(zhì)心墻，心墻斷面自上而下逐漸加厚，坡度一般為1:0.21:0.4，本設(shè)計(jì)選用1:0.25。頂部厚度不小于0.81.0m，考慮到水頭較高，本設(shè)計(jì)選用3m。心墻頂部應(yīng)高出設(shè)計(jì)水位0.30.6m，本設(shè)計(jì)選用0.5m。心墻和堰殼體之間需設(shè)置反濾層。 圖2-1 上游圍堰斷面圖下游圍堰斷面尺寸確定，堰頂寬度取為4m，圍堰坡度取為1:2.0。心墻為土質(zhì)心墻，心墻斷面自上而下逐漸加厚，坡度一般為1:0.21:0.4，本設(shè)計(jì)選用1:0.25。頂部厚

29、度不小于0.81.0m，本設(shè)計(jì)選用2m。心墻頂部應(yīng)高出設(shè)計(jì)水位0.30.6m，本設(shè)計(jì)選用0.5m。心墻和堰殼體之間需設(shè)置反濾層。 圖2-2 下游圍堰橫截面圖 (3) 防滲結(jié)構(gòu)與地基處理在一般覆蓋層較深的河床上建圍堰，防滲問(wèn)題是保證基坑安全工作的關(guān)鍵。本設(shè)計(jì)中，防滲體采用粘土心墻。另外，圍堰必須根據(jù)需要進(jìn)行地基處理，以滿(mǎn)足滲透穩(wěn)定、靜力和動(dòng)力穩(wěn)定，容許沉降和不均勻沉降等方面的要求，以保證圍堰的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。參考碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)（SL247-2001）的建議：砂礫石層深度在15m以宜采用明挖回填粘土截水槽。因粘性土截水墻結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，防滲效果好，且本工程壩址河床覆蓋層厚512m本設(shè)計(jì)采用粘

30、性土截水槽。截水槽應(yīng)采用與壩體防滲體一樣的土料填筑。截水槽應(yīng)直達(dá)巖基，且基巖緊密連接。截水墻底的寬度，常根據(jù)回填土料的允許滲透坡降確定，一般不小于3m，以利于施工。2.5 施工截流2.5.1截流方式：由于水量大，河面較寬，所以用立堵法。2.5.2截流日期：選在洪水期末，枯水期初，設(shè)計(jì)流量為10%頻率的月平均流量，11月初對(duì)應(yīng)的10%頻率的月平均流量為389m/s，對(duì)應(yīng)的河床水位為418.3m，對(duì)應(yīng)的水深為8.3m。2.6 導(dǎo)流建筑物的施工2.6.1 圍堰的施工導(dǎo)流建筑物的施工(1) 圍堰填筑程序先在河床的一側(cè)或者兩側(cè)向河床中填筑截流戧堤，戧堤填筑到一定程度，把河床束窄，形成流速較大的龍口，最后

31、封堵龍口即為合龍。合龍之后，在戧堤全線上設(shè)置防滲設(shè)施，即為閉氣。然后在此基礎(chǔ)上，對(duì)戧堤進(jìn)行加高培厚，修筑成圍堰。(2) 填筑方法與技術(shù)要求和措施圍堰的水上部分的施工與一般土石壩沒(méi)有太大區(qū)別，通常包括鋪土、平土、灑水、壓實(shí)和質(zhì)檢等工序。為了避免施工干擾，影響施工質(zhì)量，引起窩工，造成人力設(shè)備的浪費(fèi)，延誤施工進(jìn)度，通常采用流水作業(yè)法組織施工。水下部分的施工比較困難。石渣和堆石體等堰殼材料的填筑可以采用進(jìn)占法進(jìn)行施工，粘性防滲材料很難用這種方法。水下材料的拋填可采用各種駁般，水下拋填的堰殼材料容重小、沉陷大，在施工時(shí)必須給予足夠的重視。(3) 所用土、砂、石料場(chǎng)的選定本工程所需土、砂、石料可由壩址上、

32、下游的富家溝、家溝、老虎溝與宛家溝等料場(chǎng)提供，運(yùn)輸較為方便。（4） 圍堰的閉氣施工措施合龍之后，龍口部位的戧堤雖然已高出水面，但是仍有一部分河水穿過(guò)戧堤孔隙下泄，因?yàn)楸仨氝M(jìn)行閉氣工作，才能堵死滲透通道。閉氣施工，一般采用反濾層的鋪設(shè)方法。首先在戧堤迎水坡拋填碎石，然后在碎石層上面拋填砂、粘土或砂壤土，直到基本堵死滲透為止。拋填各種填料時(shí)，盡量使各層鋪料穩(wěn)定、均勻，這是閉氣成功的關(guān)鍵。（5） 圍堰拆除措施圍堰的拆除工作，一般是在運(yùn)用期的最后一個(gè)汛期過(guò)后，隨著上游水位的不斷下降，逐層拆除圍堰背水坡和水上部分。在拆除的過(guò)程中，必須使圍堰的殘留面能夠繼續(xù)擋水，并維持穩(wěn)定，以免發(fā)生事故使基坑過(guò)早淹沒(méi)，影

33、響施工。一般的土石圍堰的拆除可用挖土機(jī)開(kāi)挖、爆破開(kāi)挖或人工開(kāi)挖。圍堰的最后拆除工作通常是在枯水期進(jìn)行的，最后殘留部分的拆除多用爆破法炸開(kāi)一個(gè)缺口，然后逐漸將缺口拓寬，直到完全拆除為止。2.6.2 隧洞的施工（1） 隧洞開(kāi)挖隧洞開(kāi)挖采用鉆爆開(kāi)挖法中的正臺(tái)階法，即把隧洞斷面分成2個(gè)臺(tái)階，自上而下依次開(kāi)挖。上部斷面鉆爆布孔與全斷面法基本一樣，下部臺(tái)階的鉆爆因有兩個(gè)臨空面，爆破效果較好。因隧洞斷面尺寸較大，其下部臺(tái)階開(kāi)挖可以采用露天深孔梯段爆破方法，以提高效率。爆破后的石渣，利用裝巖機(jī)鏟渣，裝入梭式礦車(chē)，然后由牽引機(jī)車(chē)托運(yùn)礦車(chē)至棄渣料場(chǎng)自動(dòng)卸料。（2） 隧洞襯砌本設(shè)計(jì)中隧洞洞軸線較長(zhǎng)，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求

34、和施工能力限制，在襯砌施工時(shí)，一般沿洞軸線方向分段進(jìn)行施工。同時(shí)，在橫斷面上，須分塊進(jìn)行混凝土澆筑，即分封分塊。隧洞襯砌分塊施工時(shí)，接縫一般設(shè)在襯砌結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)附近，或結(jié)構(gòu)力較小的部位。隧洞襯砌的混凝土澆筑采用架立模板的方式。混凝土澆筑完畢后將拱頂未充滿(mǎn)混凝土的空隙和預(yù)留的進(jìn)出窗孔予以封堵。封拱的方法通常采用封拱盒封拱和混凝土泵封拱。2.7其它措施說(shuō)明2.7.1 度汛、過(guò)冰措施本設(shè)計(jì)中的圍堰采用不過(guò)水圍堰，要求其攔斷全年洪水，保證主體工程全年施工。因此，在截流以后，就必須在下一個(gè)汛期來(lái)臨之前將圍堰修筑到設(shè)計(jì)高程，即攔洪高程，并靠圍堰度汛。在施工后期，導(dǎo)流隧洞封堵之后，則需要大壩起攔洪度汛的作用

35、。本設(shè)計(jì)中的河道有冰情，因此在施工期間特別是冬季，必須考慮到排冰措施。為了減少隧洞排冰時(shí)可能出現(xiàn)的冰塞現(xiàn)象和冰塊在圍堰上堆積的可能性，必須考慮采取一些能夠保證減少冰塊厚度和強(qiáng)度的措施以促使冰塊被破碎成便于潛入孔口中的小冰塊。2.7.2 封堵蓄水當(dāng)主體工程完建或基本完建時(shí)，只有將臨時(shí)導(dǎo)流建筑物封堵，才能與時(shí)蓄水，按期受益。（1） 封堵日期和設(shè)計(jì)流量封堵日期與初期蓄水計(jì)劃有關(guān)，封堵日期由計(jì)算出來(lái)的蓄水歷時(shí)而定，但臨時(shí)性導(dǎo)流孔洞的封堵一般均在枯水期進(jìn)行。如果求得的封堵日期在洪水期，則應(yīng)進(jìn)一步研究洪水期封堵的可能性和合理性。一般來(lái)說(shuō)，因洪水封堵非常困難，并且技術(shù)復(fù)雜，多改變?yōu)榭菟诜舛拢鄳?yīng)調(diào)整壩體施

36、工進(jìn)度。由初期蓄水計(jì)算可知，本設(shè)計(jì)導(dǎo)流隧洞封堵選在4月1日。封堵設(shè)計(jì)流量，一般可選為封堵期10年或20年一遇月或旬平均流量，也可根據(jù)實(shí)測(cè)水文資料分析而定。本設(shè)計(jì)中，選用10%的月平均流量，即389m/s。（2） 封堵方式與措施目前國(guó)外常用的封堵方式是首先下閘封孔，然后澆筑混凝土塞封堵。下閘封堵常用的封堵閘門(mén)采用鋼筋混凝土整體閘門(mén)，用同步卷?yè)P(yáng)機(jī)沉放。這種方式斷流快、水封好、方便可靠，特別是在庫(kù)水位上升較快的工程中被廣泛應(yīng)用。澆筑混凝土塞導(dǎo)流隧洞只需澆筑一定長(zhǎng)度的混凝土塞，足以起永久擋水的作用即可。常用的混凝土塞為楔形。為了保證混凝土塞與洞壁之間有足夠的剪力，通常采用鍵槽結(jié)合，同時(shí)因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中隧洞

37、斷面尺寸較大，為了防止混凝土塞因體積過(guò)大而產(chǎn)生溫度裂縫，應(yīng)分段澆筑。同時(shí)還應(yīng)該設(shè)置冰卻水管降溫，待混凝土塞達(dá)到穩(wěn)定溫度后，在進(jìn)行接縫灌漿?；炷寥淖钚￠L(zhǎng)度，由極限平衡條件求出。通過(guò)計(jì)算取混凝土塞長(zhǎng)度為32m。（3） 初期蓄水計(jì)算初期蓄水計(jì)算是指臨時(shí)性導(dǎo)流隧洞封堵后至水庫(kù)開(kāi)始發(fā)揮效益為止的階段。所謂水庫(kù)開(kāi)始發(fā)揮效益，一般指達(dá)到發(fā)電或灌溉所要求的最低水位。初期蓄水計(jì)算的主要容為：蓄水歷時(shí)計(jì)算，據(jù)此確定臨時(shí)泄水建筑物的最遲封堵日期；校核庫(kù)水位上升過(guò)程壩施工的安全性，據(jù)此擬定大壩澆筑的控制性進(jìn)度計(jì)劃和壩體接縫灌漿過(guò)程。對(duì)于初期歷時(shí)計(jì)算，應(yīng)按保證率較大的來(lái)水量考慮，一般采用頻率為80%90%的來(lái)流量。

38、安全校核，則應(yīng)按攔洪庫(kù)容和有關(guān)規(guī)定選用幾率較小的來(lái)流量，通常選用5%。最遲封堵日期：本設(shè)計(jì)按85的來(lái)流量推求，從規(guī)定發(fā)電日期7月1日，最低發(fā)電水位500.6m向前推求。到7月1日時(shí)，水庫(kù)水位達(dá)500.6m，對(duì)應(yīng)庫(kù)容19.5億m3；6月份全月可蓄水：V=（406-100）30243600=7.93億m3（其中100 m3/s為封堵期下游供水要求）；5月份全月可蓄水：V=（354-100）31243600=6.58億m3；所以，到5月1日，庫(kù)容須達(dá)到：V=19.5-7.93-6.58=4.99億m3；4月份蓄水天數(shù)：天。故，推算得到最遲封堵日期為4月6日。2.7.3 基坑排水基坑排水工作，在整個(gè)工

39、程的施工組織中是一項(xiàng)很重要的工作?；优潘畷r(shí)間與性質(zhì)，一般可分為：基坑開(kāi)挖前的初期排水；基坑開(kāi)挖與建筑物施工過(guò)程中的經(jīng)常性排水。（1） 初期排水初期排水主要包括基坑積水，圍堰與基坑滲水兩大部分?；臃e水的排水時(shí)間主要受基坑水位下降速度的限制?；铀坏脑试S下降速度受?chē)叻N類(lèi)、地基特性和基坑水深而定。水位下降太快，則圍堰或基坑邊坡中動(dòng)水壓力變化過(guò)大，容易引起坍坡；下降太慢，則影響基坑開(kāi)挖時(shí)間。一般認(rèn)為，土圍堰的基坑水位下降速度應(yīng)限制在0.51.5m/d以。排水設(shè)備一般常用離心式水泵。為運(yùn)轉(zhuǎn)方便，應(yīng)選擇容量不同的水泵，以便于組合運(yùn)用。確定排水設(shè)備容量后，要妥善地布置水泵站，以免水泵站布置不當(dāng)，降低

40、排水效果，甚至水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不長(zhǎng)又被迫轉(zhuǎn)移，造成人力、物力和時(shí)間上的浪費(fèi)。一般初期排水可采用固定式和浮動(dòng)式的水泵站。本設(shè)計(jì)中水深超過(guò)6m，考慮采用浮動(dòng)式水泵站。（2） 經(jīng)常性排水基坑積水排干后，緊接著就要進(jìn)行經(jīng)常性排水。經(jīng)常性排水設(shè)計(jì)中，除了正確估算排水量和選擇排水設(shè)備外，還必須進(jìn)行周密的排水系統(tǒng)布置。經(jīng)常性排水的排水量，主要包括圍堰和基坑滲水、降雨、地基巖石沖洗與混凝土養(yǎng)護(hù)廢水等。設(shè)計(jì)中一般考慮兩種不同的組合，從中選取較大者，以選擇排水設(shè)備。一種組合為滲水加降雨，另一種組合為滲水加施工廢水。排水系統(tǒng)的布置通常應(yīng)考慮兩種不同的情況。一種是基坑開(kāi)挖過(guò)程中的排水系統(tǒng)布置；另一種是基坑開(kāi)挖完成后修建建

41、筑物時(shí)的排水系統(tǒng)布置。在進(jìn)行布置時(shí)，最好能兼顧這兩種情況，并且使排水設(shè)備盡可能不影響施工?；娱_(kāi)挖過(guò)程中的排水系統(tǒng)布置，應(yīng)以不妨礙開(kāi)挖和運(yùn)輸為原則，一般將排水干溝布置在基坑中部，以有利于兩側(cè)出土；建筑物施工時(shí)的排水系統(tǒng)布置，通常在基坑四周，排水溝應(yīng)布置在建筑物輪廓線外側(cè)，其距離基坑邊坡坡腳不少于0.30.5m。第3章 混凝土施工組織設(shè)計(jì)3.1施工條件分析3.1.1氣象資料分析（1） 氣溫本區(qū)為大陸性氣候。多年平均溫度為9.6，月平均最高溫度為22.9，最低為6.5；絕對(duì)最高為39.1，絕對(duì)最低為-23.1，日最小變幅1.3。壩址附近歷年氣溫觀測(cè)統(tǒng)計(jì)資料，如表1所示。表3-1 壩區(qū)附近近30年氣

42、溫特征項(xiàng)目 月份日平均最高絕對(duì)最高日平均最低絕對(duì)最低月平均17.513.8-18.3-23.1-6.5214.917.5-15.4-22.1-1.6322.526.9-7.9-16.35.5428.433.2-2.9-8.412.0532.735.53.20.117.4634.236.58.52.921.0735.939.111.79.322.9834.438.310.65.421.5929.131.95.30.516.41023.628.0-2.5-6.610.11117.421.6-10.4-15.31.8127.610.9-15.7-21.6-5.3年平均9.6（2） 降水本地區(qū)雨量稀少

43、，年平均降水量為330.1毫米，最大達(dá)471.9毫米，其中6070集中在79月，最大日降雨量為71.8毫米。最長(zhǎng)一次降水延續(xù)時(shí)間4晝，最大一次降雨量為21毫米。暴雨常在下午或晚間出現(xiàn)。降雪一般于11月下旬開(kāi)始，最大一次為20毫米，積雪最大厚度為6厘米，積雪日期一般從11月下旬到次年3月上旬，年平均積雪日數(shù)為21.6日，土壤冰結(jié)深度約1米。本地區(qū)降水統(tǒng)計(jì)資料如表2和表3。表3-2 壩區(qū)近36年各月降水量統(tǒng)計(jì)表（毫米）月份 項(xiàng)目123456平 均1.32.97.913.932.538.3最 大16.99.023.427.763.8103.2最 小0700.32.15.0 月份項(xiàng)目789101112

44、全年平 均62.389.856.619.03.92.0330.5最 大126.7218.4108.950.613.69.1471.9最 小18.633.212.20.500210.8表3-3 壩區(qū)33年各月不同降水量出現(xiàn)天數(shù)統(tǒng)計(jì)表降 水 量月 份 （天數(shù)）1234565mm以下最多657131820最少12461112平均4.32.35.78.715175mm以下最多000023最少000011平均000011.710mm以上最多000001最少000001平均000000.320mm以上最多000000最少000000平均000000降 水 量月 份 （天數(shù)）全年（天數(shù)）7891011125

45、mm以下最多1617118515112最少612951393平均12149.772.76104.35mm以下最多45520016最少2311007平均3421.70012.310mm以上最多1421006最少1210001平均0.7210.3004.320mm以上最多1110002最少000.70001平均0.30.30.70001.7（3）冰期每年11月底或12月初行凌，12月底封凍，次年2月底或3月初解凍。冰凍期約23個(gè)月。冬季行凌初期，多為針狀，薄片狀冰化閉。流冰速度最大為1.45米秒，最小為0.95米秒。春季流冰多為堅(jiān)硬冰塊，冰厚一般為0.2米，最厚可達(dá)1米。流冰期一般無(wú)過(guò)大冰塊下泄。

46、（4） 風(fēng)向與風(fēng)速本地區(qū)春季多風(fēng)，最大風(fēng)速為17米秒，風(fēng)向多為東北向。（5） 混凝土澆筑受氣候影響停工參考水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)（SL3032004）：1）日降雨量大于20mm（施工機(jī)械化程度較高工程）時(shí)，若無(wú)防雨措施，宜停工。2）月平均氣溫高于25時(shí)，若溫度控制措施費(fèi)用過(guò)高，可考慮白班停工。3）當(dāng)日平均氣溫低于-10時(shí)，應(yīng)停止露天混凝土澆筑；當(dāng)日平均氣溫低于-20或最低氣溫低于-30時(shí)，宜停工。4）大風(fēng)風(fēng)速在六級(jí)以上宜考慮停工。5）能見(jiàn)度小于100m時(shí)應(yīng)停工。對(duì)于松濤水利樞紐工程，其降雨量大于20mm的天數(shù)平均為1.7天，對(duì)工期影響不大，可以忽略。溫度影響時(shí)，高溫應(yīng)注意降溫，并盡可能選擇

47、在晚上澆筑混凝土，低溫時(shí)注意保暖，溫度過(guò)低時(shí)宜停工。3.1.2導(dǎo)流條件分析松濤水利樞紐工程的導(dǎo)流方式為擋全年洪水的全段圍堰導(dǎo)流方式，洪水對(duì)混凝土的澆筑沒(méi)有影響，全年均可以施工。3.1.3工程規(guī)模松濤水利樞紐工程河床壩段混凝土量為74.3萬(wàn)m3，右岸壩段混凝土量為11.8萬(wàn)m3，溢洪道混凝土量為15萬(wàn)m3，壩后廠房混凝土量4.8萬(wàn)m3，總計(jì)105.9萬(wàn)m3。初步估算得砂石原料開(kāi)采量為193.75萬(wàn)m3，選定料場(chǎng)為明壩四級(jí)階地。參考同壩型的施工進(jìn)度資料，由壩體混凝土月平均澆筑強(qiáng)度參考值，壩體混凝土總量為105.9萬(wàn)m3，取月均澆筑強(qiáng)度為3.6萬(wàn)m3。不均衡系數(shù)在1.52.0之間，取1.7，則最高月澆筑強(qiáng)度為6.12萬(wàn)m3。3.1.4混凝土材料需求量通過(guò)計(jì)算得細(xì)骨料砂的凈需求量為50萬(wàn)t，粗骨料為177.1萬(wàn)t，其中520mm粒徑卵石為45.2萬(wàn)t，2040mm粒徑卵石為49萬(wàn)t，4080mm粒徑卵石為49.1萬(wàn)t，80150mm粒徑卵石為37.6萬(wàn)t?？偭繛?27.1萬(wàn)t。以各級(jí)粒徑骨料的需求量推求開(kāi)采天然骨料的總量Qi如下：表3-4 以各粒徑骨料推求開(kāi)采天然骨料量表項(xiàng)目粒徑（mm）0.2MPa）沖洗。（2） 骨料加工廠的選擇骨料加工廠選擇在壩體右岸下游500m處，在河道和溢洪道之間。（3） 篩洗設(shè)備的選用篩分和沖洗的工作制度選用月工作日數(shù)25天