松濤水利樞紐畢業(yè)設(shè)計課件

1、 前 言本次設(shè)計的題目是松濤水利樞紐（導流方案2）施工組織設(shè)計。松濤水利樞紐位于柳河干流上的松濤峽，系一級建筑物，由河床混凝土重力壩、右岸溢洪道和土壩及壩后廠房等部分組成。樞紐主要任務(wù)是發(fā)電，共裝三臺機組，每臺機組150×103kW，發(fā)電的最低水位為500米，相應(yīng)庫容19.5億米3。松濤處于峽谷地區(qū)，兩岸地形較為陡峭，有公路相連接。壩址上下游均有沙石材料，開采運輸比較方便，質(zhì)量一般皆符合要求。本次設(shè)計由施工條件、施工導截流、料場的開采與選擇、主體工程施工、施工交通工程、施工輔助企業(yè)、施工總體布置、施工總進度計劃等部分較為詳細的介紹了水利工程施工組織設(shè)計整個過程。畢業(yè)設(shè)計是本科教育人才

2、培養(yǎng)計劃中的重要組成部分，是本科教學過程中最后一個重要的教學環(huán)節(jié)，是人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要體現(xiàn)。畢業(yè)設(shè)計是各高校為大學生安排的最后一次全面性、總結(jié)性的教學實踐環(huán)節(jié)，既是學生在教師指導下運用所學知識和技能，解決具體問題的一次嘗試，也是學生走向工作崗位前的一次實戰(zhàn)演習。畢業(yè)設(shè)計的目的是培養(yǎng)學生獨立地綜合運用所學基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能，提高分析和解決實際問題的能力，也是畢業(yè)生上崗前提高全面素質(zhì)的重要實踐，對大學生的成長及適應(yīng)社會需要有著深刻影響。畢業(yè)設(shè)計可以提高學生多方面的能力，包括綜合應(yīng)用所學知識能力、發(fā)現(xiàn)和解決問題能力、資料查詢及協(xié)調(diào)合作能力等。通過設(shè)計，以達到以下幾個目的：1.鞏固所學的基礎(chǔ)

3、理論知識和專業(yè)知識。并能實際運用于設(shè)計、施工中，培養(yǎng)獨立分析和解決問題的能力。2.明確當前社會主義建設(shè)的任務(wù)。執(zhí)行黨和政府的有關(guān)政策，培養(yǎng)正確的設(shè)計思想。3.善于運用圖表和文字表達設(shè)計意圖，能運用有關(guān)參考書籍、手冊和規(guī)范。4.養(yǎng)成嚴肅認真、刻苦鉆研、實事求是的工作作風。由于作者水平有限，設(shè)計時間倉促，本設(shè)計中難免會存在缺點、錯誤和疏漏之處。誠摯地希望各位老師及廣大讀者給予批評指正。 作者：XXXXXX2012 年06月第一部分 設(shè)計說明書第1章 基本資料1.1 工程概況松濤水利樞紐位于柳河干流上的松濤峽，系一級建筑物，由河床混凝土重力壩、右岸溢洪道和土壩及壩后廠房等部分組成。樞紐主要任務(wù)是發(fā)電

4、，共裝三臺機組，每臺機組150×103kW，發(fā)電的最低水位為500米，相應(yīng)庫容19.5億米3。樞紐右岸適當位置布置有排砂放空洞，可滿足封孔蓄水期對下游供水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)。狹谷由震旦紀變質(zhì)巖構(gòu)成，其上部為第四紀礫石巖，含砂礫石層及黃土。柳河流向，在壩址附近轉(zhuǎn)為S260°W，河谷呈彎曲形。河谷兩岸變質(zhì)巖頂板出露標高，左岸約520米，右岸約515米。在標高515米時，谷寬約135米，壩址左右岸基巖上直接為黃土覆蓋。壩址區(qū)及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

5、床靠右岸有一深槽，順河呈長條狀分布，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。壩址河谷及兩岸的變質(zhì)巖主要由云母石英片巖和角閃巖組成，石質(zhì)堅硬，相當于16級巖石分類中的第X級巖石，普氏系數(shù)f=8云母石英片巖極限抗壓強度為10001200公斤厘米2，角閃片巖極限抗壓強度為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，與它成70°80°交角。此壩址處水文地質(zhì)情況，地下水屬裂隙補給水，數(shù)量很少，主要在構(gòu)造裂隙及局部破碎帶內(nèi)。在壩區(qū)變質(zhì)頁巖中還有裂隙承壓水，穩(wěn)定水位

6、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。松濤是地震波及區(qū)，據(jù)上級主管部門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，開采運輸比較方便，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，必要時可以采用兩岸的黃土代替。1.2.2 施工場地及運輸條件壩址距下游的仙州市河道長約100公里，直線距離約50公里，壩址附近皆為高山峽谷地區(qū)。松濤峽長約12公里，上下游均有比較平坦的山間盆地，可作為施工場地。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45&

7、#176;80°，陡緩相間；右岸坡度60°85°，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李家臺四級階地，高程560580米。自峽谷出口起，兩岸地勢逐漸開闊，呈狹長的二級階地，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階地。壩內(nèi)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

8、的劉家溝、金溝和銀溝等。這些沖溝切割既深且短，均系沿斷層及節(jié)理裂隙發(fā)育而成，與河谷多成70°80°的交角。由于這些沖溝的切割，使壩區(qū)地形變得非常復雜，給施工場地布置造成一定困難。壩區(qū)附近可供施工場地布置的地段，有右岸李家溝，峽谷出口下游右岸的明壩和左岸的易家灣等階地。仙州到松濤的公路線為六級公路，已建成通車，路線全長約50公里。對于水路交通，因柳河上游為峽谷，河窄水急，不能通行船只。有國家鐵路干線通過仙州市，可沿柳河岸邊進工地。1.2.3 水文氣象1.2.3.1 流量柳河的年最小流量多發(fā)生在1、2月份，3月份上游開始融雪化冰，流量漸增，6月份以后即進入汛期。年最大流量一般發(fā)

9、生在79月間。壩址區(qū)實測最大流量為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5公斤米3（79月），最小為0.01公斤米3（12月）。峽內(nèi)流速最大為7米秒，最小為0.8米秒。1.2.3.2 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；絕對最高為39.1，絕對最低為-23.1，日最小變幅1.3。壩址附近歷年氣溫觀測統(tǒng)計資料，如表1.1所示。表1.1 壩區(qū)19531988年氣溫（）特征 項目 月份日平均最高絕對最高日平均最低絕對最低月平均17.513.8-18.3-23.1-6.5214.917.5-15.4-22.1

10、-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9.61.2.3.3 降水本地區(qū)雨量稀少，年平均降水量為330.1毫米，最大達471.9毫米，其中6070集中在79月，最大日降雨量為71.8毫米。最長一次降水延續(xù)時間4晝

11、，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。表1.2 壩區(qū)19521988年各月降水量（毫米） 月份 項目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 月份項目789101112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

12、.20.500210.8表1.3 壩區(qū)19851988年各月不同降水量出現(xiàn)天數(shù)統(tǒng)計表降 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)）7891011125mm以下最多1617118515112最少612951393平均12149.772.76104.35mm以下最多45520016最少2311007

13、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0.30.30.70001.71.2.3.4 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。春季流冰多為堅硬冰塊，冰厚一般為0.2米，最厚可達1米。流冰期一般無過大冰塊下泄。1.2.3.5 風向及風速本地區(qū)春季多風，最大風速為17米秒，風向多為東北向。第2章 施工導流設(shè)計2.1 導流方式、方案的選擇2.1.1

14、 導流方式的選擇分段圍堰法。亦稱為分期圍堰法，即用圍堰將水工建筑物分段、分期維護起來進行施工的方法。所謂分段，就是在空間上將永久建筑物分為若干段進行施工；所謂分期，就是在時間上將導流分為若干時期。分段圍堰法一般適用于河床寬、流量大、工期較長的工程，尤其適用于通航河流和冰凌嚴重的河流。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)河床以外的臨時或永久泄水道下泄。主體工程建成或接近建成時，再將臨時泄水道封堵。此工程的河流屬于山區(qū)河流，河寬較窄，并且在施工期沒有通航要求。故選擇一次攔斷，即全段圍堰法。2.1.2 導流方案的選擇2.1.2.1 過水圍堰即基坑允許過水，其擋水工作情況下的設(shè)計

15、標準，一般以枯水期不過水為原則。并且在這個施工時段內(nèi)，必須完成基坑開挖、處理等事項，還應(yīng)澆筑一定厚度的混凝土層以保護基礎(chǔ)。如采用此方案，則圍堰工程量較小，導流建筑物的費用也較小。但是淹沒損失較大。其中包括：基坑排水及清淤費用；圍堰及其他建筑物、道路、線路的修理費用；施工機械撤離和返回基坑所需費用；勞動力和機械的窩工損失等；有效施工期縮短而造成的勞動力、機械設(shè)備、生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模、臨時房屋等多方面費用的增加；以及可能產(chǎn)生的延期投產(chǎn)損失等。因此，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟比較之后，認為采用過水圍堰不比高水頭圍堰有明顯的優(yōu)勢。2.1.2.2 不過水圍堰分為擋枯水期洪水和擋全年洪水。擋枯水期洪水不過水圍堰，即基坑內(nèi)的主

16、體建筑物可以在一個枯水期內(nèi)搶修至攔洪高程以上，圍堰僅在枯水期內(nèi)運用。故高度可降低，經(jīng)濟效益顯著。表2.1 不同施工期各種頻率的最大流量（m3s）時段頻率125102011.15.312050192017501610145011.165.10134012701170109099710.16.304710429037103260279010.166.1528402670243022402020首先粗略估計施工進度和工期為：上游圍堰填筑時間：15天；下游圍堰填筑時間：10天；基坑排水時間：5天（排水速度：0.51.5m/天）；基坑開挖時間：3個月（按4m/月計算，同時上下游圍堰加高培厚以及部分地基處

17、理）；后續(xù)全面地基：3天。綜上所述，在混凝土澆筑之前用去施工時間為4個月。初選時段10.166.15，則將壩體澆筑至攔洪高程以上的時間為三個多月，此時間過于緊迫。所以，為保證施工質(zhì)量和安全，該方案不可取。擋全年洪水不過水圍堰，能保證整個基坑全年干地施工。如果采用此方案，則需要增加導流建筑物費用。但是它沒有淹沒損失費用。圍堰全年擋水，保證主體建筑物全年干地施工，有效工期長，可連續(xù)施工，施工進度干擾小。經(jīng)多方面的比較考慮，決定采用擋全年洪水不過水圍堰。2.2 導流標準的選用2.2.1 導流建筑物級別的選用參考導流建筑物級別的劃分（SL203-2004）所列各項指標確定。（1） 保護對象為級永久建筑

18、物，對應(yīng)級別為4級。（2） 失事造成較大經(jīng)濟損失，對應(yīng)級別為4級。（3） 使用年限估計為2.5年，在1.53年之間，對應(yīng)級別為4級。（4） 圍堰工程規(guī)模為堰高估計為40m，對應(yīng)級別為4級，庫容大于1.0×108m3，對應(yīng)級別為3級。綜合考慮各因素，確定導流建筑物的級別為4級。2.2.2 洪水標準參考導流建筑物洪水標準劃分（SL203-2004）所列各項指標確定。導流建筑物的級別為4級，圍堰為土石圍堰，查得對應(yīng)的洪水重現(xiàn)期為2010年，鑒于導流建筑物級別劃分中屬于本級別上限值，選定重現(xiàn)期為20年。設(shè)計洪水流量由該處或附近洪水頻率曲線獲得。對于重現(xiàn)期為20年，其洪水頻率為5%，查得對應(yīng)的

19、最大流量為5130m3/s。2.3 導流泄水建筑物尺寸確定2.3.1 泄流建筑物的選擇此工程壩址處主河道為“V”形深槽，最大流量為Q5%=5130m3/s。如果采用明渠導流，取渠底與河槽底齊平，則渠深需100m左右，還需開挖兩岸邊坡，則明渠開挖量巨大，不足取。如采用涵管導流，因涵管過多對壩身結(jié)構(gòu)不利，其尺寸也不宜過大，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角閃片巖構(gòu)成，石質(zhì)堅硬，極限抗壓強度9001200kg/cm2。普氏系數(shù)f=8，從地質(zhì)條件來看，采用隧洞導流方案最佳。隧洞的斷面型式主要取決于地質(zhì)條件及設(shè)計流態(tài)。在本樞紐工程中，地質(zhì)條件較好，無大的裂隙發(fā)育，地下水亦不

20、發(fā)育，數(shù)量很少。另外，本設(shè)計中，隧洞工作條件復雜，圍堰為不過水圍堰，隧洞的流態(tài)變化復雜，運行時間長。故采用城門洞形隧洞比較合適。從國內(nèi)外的運行實踐來看，城門洞形也是較好的。導流方式選擇雙洞導流，這樣隧洞的尺寸不至于過大，洞型為城門洞型，頂拱圓心角為120°。導流洞的布置選擇雙洞都布置在左岸。2.3.2 擋水建筑物（圍堰）型式選擇由設(shè)計原始資料可知：壩址上下游均有砂石材料，而且開采運輸方便，質(zhì)量一般皆符合要求。雖然砂質(zhì)土未找到理想產(chǎn)地，必要時可用兩岸黃土代替。故圍堰采用心墻式土石圍堰最為合適。其斷面尺寸確定，考慮到堰高超過2030m，堰頂寬度取為6m。圍堰坡度一級坡取為1:2.0，據(jù)頂

21、部20m高處設(shè)馬道，寬2.5m，二級坡坡度取為1:2.3。2.3.3 尺寸初步擬定初步估算時不考慮上游圍堰庫容調(diào)洪能力，水流全部通過隧洞導流。在施工過程中，戧堤進占采用隧洞開挖材料。合攏閉氣之后，上下游圍堰的加高培厚也可采用隧洞開挖料和基坑開挖料。再根據(jù)洪水期來流量和水庫庫容初步擬定導流隧洞尺寸為：方案一10×12m，方案二12×14m，方案三 14×16m （寬×高）綜合計算比較后選擇最優(yōu)尺寸，12×14m（寬×高）導流洞做為實際工程導流洞。具體比選方案見設(shè)計計算書。隧洞進口布置于枯水位以下3m，進口底板高程415m。2.3.4 圍

22、堰高度的確定采用試算法對5%洪水過程線進行調(diào)洪演算。詳見設(shè)計計算書“調(diào)洪演算”部分。由調(diào)洪演算得qmax=4347m3/s，對應(yīng)水庫水位442.37m，庫容1.062億，對應(yīng)下游水位 426.3 m。取波浪爬高1 m，安全超高 0.5m上游圍堰高 =442.37+1+0.5=443.87 m取444 m 高度 34m下游圍堰高 =426.3+0.5=426.8 m 取 427 m 高度 17m2.3.5 隧洞體型及出口效能隧洞的擬定尺寸為12m×14m。導流洞進口底板高程取枯水位以下3m，則高程為H1=415m。隧洞體型設(shè)計為城門洞型，頂部拱角為120°隧洞出流后，當單寬流

23、量較大時，如果消能不完全，則有可能引起下游河床的嚴重沖刷，嚴重影響建筑物的安全。因此，對于隧洞出口消能問題，應(yīng)予以足夠的重視。隧洞出口的消能方式很多，本設(shè)計中采用平臺擴散消能。它由水平擴散段、銜接段、消力池等部分組成。水平擴散段使水流在平面上擴散，以降低單寬流量，減少消力池的長度和深度；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擴散段繼續(xù)擴散；消力池后面一般還需要做一段保護段，以保護河床免受沖刷。2.3.6 襯砌結(jié)構(gòu)尺寸隧洞襯砌的作用主要有：承受圍巖壓力及其他荷載，或加固圍巖共同承擔荷載，保持隧洞安全穩(wěn)定；平整圍巖表面，減少糙率，提高輸水能力；防止?jié)B漏；防止水流、空氣、溫度

24、和干濕變化等對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20m，采用鋼筋混凝土襯砌。襯砌的厚度應(yīng)根據(jù)強度、抗?jié)B、構(gòu)造和施工要求分析確定。一般來說，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，一般約為洞徑或跨度的1/121/8，本工程取厚度為1m圖2.2 導流隧洞斷面圖2.4 圍堰設(shè)計2.4.1 圍堰材料堰殼材料要求較低，本工程中可采用隧洞開挖后的廢渣。防滲體與堰殼之間的反濾層設(shè)計可以適當簡化，一般采用12層粒徑略加控制的沙礫石混合材料作為過渡層，以代替材料嚴格分級的反濾層。反濾層厚度取0.2m，防滲材料

25、一般用粘土，本樞紐中兩岸黃土儲量豐富，可用黃土代替粘土。2.4.2 設(shè)計斷面尺寸上游圍堰斷面尺寸確定，考慮到堰高超過2030m，堰頂寬度取為6m。圍堰坡度一級坡取為1:2.0，據(jù)頂部20m高處設(shè)馬道，寬2.5m，二級坡坡度取為1:2.3。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)計選用3m。心墻頂部應(yīng)高出設(shè)計水位0.30.6m，本設(shè)計選用0.5m。心墻和堰殼體之間需設(shè)置反濾層。上游圍堰橫截面如圖2.3。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

26、自上而下逐漸加厚，坡度一般為1:0.21:0.4，本設(shè)計選用1:0.25。頂部厚度不小于0.81.0m，本設(shè)計選用2m。心墻頂部應(yīng)高出設(shè)計水位0.30.6m，本設(shè)計選用0.5m。心墻和堰殼體之間需設(shè)置反濾層。下游圍堰橫截面如圖2.4。2.4.3 圍堰的防滲與防沖處理在一般覆蓋層較深的河床上建圍堰，防滲問題是保證基坑安全工作的關(guān)鍵。本設(shè)計中，防滲體采用粘土心墻。工程壩址河床覆蓋層厚512m本設(shè)計采用混凝土截水墻。截水墻應(yīng)直達巖基，且基巖緊密連接。截水墻底的寬度，取為2m。截水墻底部深入巖基0.5m。圍堰的上下游坡面采用碎石護坡防沖，厚度取0.3m。圍堰詳見附錄-導流建筑物平面布置圖。圖2.3 上

27、游圍堰橫截面圖圖2.4 下游圍堰橫截面圖2.5 導流建筑物的施工2.5.1 圍堰的施工2.5.1.1 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，對戧堤進行加高培厚，修筑成圍堰。戧堤填筑材料可采用導流隧洞開挖的石渣作為戧堤填筑材料。2.5.1.2 填筑方法及技術(shù)要求和措施圍堰的施工與一般土石壩沒有太大區(qū)別，通常包括鋪土、平土、灑水、壓實和質(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，延誤施工進度，通常采用流水作業(yè)法組織施

28、工。2.5.1.3 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戧堤孔隙下泄，因為必須進行閉氣工作，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。本工程壩址兩岸黃土較為豐富，可采用黃土代替粘土進行拋填閉氣。拋填各種填料時，盡量使各層鋪料穩(wěn)定、均勻，這是閉氣成功的關(guān)鍵。2.5.1.4 圍堰拆除措施圍堰的拆除工作，一般是在運用期的最后一個汛期過后，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

29、故使基坑過早淹沒，影響施工。一般的土石圍堰的拆除可用挖土機開挖、爆破開挖或人工開挖。圍堰的最后拆除工作通常是在枯水期進行的，最后殘留部分的拆除多用爆破法炸開一個缺口，然后逐漸將缺口拓寬，直到完全拆除為止。2.5.2 隧洞的施工2.5.2.1 隧洞開挖隧洞開挖采用鉆爆開挖法中的正臺階法，即把隧洞斷面分成2個臺階，自上而下依次開挖。上部斷面鉆爆布孔與全斷面法基本相同，下部臺階的鉆爆因有兩個臨空面，爆破效果較好。因隧洞斷面尺寸較大，其下部臺階開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，利用裝巖機鏟渣，裝入梭式礦車，然后由牽引機車托運礦車至棄渣料場自動卸料,或運至隧洞外再由裝載機裝入自

30、卸汽車運至棄料場卸料。2.5.2.2 隧洞襯砌本設(shè)計中隧洞洞軸線較長，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計要求和施工能力限制，在襯砌施工時，一般沿洞軸線方向分段進行施工。隧洞襯砌的混凝土澆筑采用架立模板的方式?；炷翝仓戤吅髮⒐绊斘闯錆M混凝土的空隙和預留的進出窗孔予以封堵。封拱的方法通常采用封拱盒封拱和混凝土泵封拱。2.6 其它措施說明2.6.1 度汛、過冰措施本設(shè)計中的圍堰采用不過水圍堰，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，就必須在下一個汛期來臨之前將圍堰修筑到設(shè)計高程，即攔洪高程，并靠圍堰度汛。在施工后期，導流隧洞封堵之后，則需要大壩起攔洪度汛的作用。本設(shè)計中的河道有冰情，因此在施工期間

31、特別是冬季，必須考慮到排冰措施。為了減少隧洞排冰時可能出現(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。2.6.2 封堵蓄水當主體工程完建或基本完建時，只有將臨時導流建筑物封堵，才能及時蓄水，按期受益。2.6.2.1 封堵日期和設(shè)計流量封堵日期與初期蓄水計劃有關(guān)，封堵日期由計算出來的蓄水歷時而定，但臨時性導流孔洞的封堵一般均在枯水期進行。如果求得的封堵日期在洪水期，則應(yīng)進一步研究洪水期封堵的可能性和合理性。一般來說，因洪水封堵非常困難，并且技術(shù)復雜，多改變?yōu)榭菟诜舛?，相?yīng)調(diào)整壩體施工進度。由初期蓄水計算可知，本

32、設(shè)計導流隧洞封堵選在4月11日。封堵設(shè)計流量，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)實測水文資料分析而定。本設(shè)計中，選用10%的月平均流量，即。2.6.2.2 封堵方式及措施導流隧洞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采用鋼筋混凝土整體閘門，用同步卷揚機沉放。這種方式斷流快、水封好、方便可靠，特別是在庫水位上升較快的工程中被廣泛應(yīng)用。澆筑混凝土塞導流隧洞只需澆筑一定長度的混凝土塞，足以起永久擋水的作用即可。同時因為本設(shè)計中隧洞斷面尺寸較大，為了防止混凝土塞因體積過大而產(chǎn)生溫度裂縫，應(yīng)分段澆筑?；炷寥淖钚￠L度，由極限平衡條件求出。通過計算取

33、混凝土塞長度為32m。2.6.2.3 初期蓄水計算初期蓄水計算是指臨時性導流隧洞封堵后至水庫開始發(fā)揮效益為止的階段。所謂水庫開始發(fā)揮效益，一般指達到發(fā)電或灌溉所要求的最低水位。蓄水歷時計算，據(jù)此確定臨時泄水建筑物的最遲封堵日期。對于初期歷時計算，應(yīng)按保證率較大的來水量考慮，一般采用頻率為80%90%的來流量。安全校核，則應(yīng)按攔洪庫容和有關(guān)規(guī)定選用幾率較小的來流量，通常選用5%。最遲封堵日期：本設(shè)計按85的來流量推求，從規(guī)定發(fā)電日期7月1日，最低發(fā)電水位500m向前推求。到7月1日時，水庫水位達500m，對應(yīng)庫容19.5億m3；6月份全月可蓄水：V=（407-100）×30×

34、24×3600=7.63億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=（364-100）×31×24×3600=7.07億m3；所以，到5月1日，庫容須達到：V=19.5-7.93-6.58=4.47億m3；4月份蓄水天數(shù)：天。故，推算得到最遲封堵日期為4月11日。2.6.3 基坑排水基坑排水工作，在整個工程的施工組織中是一項很重要的工作?；优潘畷r間及性質(zhì)，一般可分為：基坑開挖前的初期排水；基坑開挖及建筑物施工過程中的經(jīng)常性排水。2.6.3.1 初期排水初期排水主要包括基坑積水，圍堰及基坑滲水兩大部分。基坑積水的排水時間主要

35、受基坑水位下降速度的限制?；铀坏脑试S下降速度受圍堰種類、地基特性和基坑內(nèi)水深而定。水位下降太快，則圍堰或基坑邊坡中動水壓力變化過大，容易引起坍坡；下降太慢，則影響基坑開挖時間。一般認為，土圍堰的基坑水位下降速度應(yīng)限制在0.51.5m/d以內(nèi)，預計排水天數(shù)為7天。排水設(shè)備一般常用離心式水泵。為運轉(zhuǎn)方便，應(yīng)選擇容量不同的水泵，以便于組合運用。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，降低排水效果，甚至水泵運轉(zhuǎn)時間不長又被迫轉(zhuǎn)移，造成人力、物力和時間上的浪費。一般初期排水可采用固定式和浮動式的水泵站。本設(shè)計中水深超過6m，考慮采用浮動式水泵站。2.6.3.2 經(jīng)常性排水基坑內(nèi)積

36、水排干后，緊接著就要進行經(jīng)常性排水。經(jīng)常性排水設(shè)計中，除了正確估算排水量和選擇排水設(shè)備外，還必須進行周密的排水系統(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、地基巖石沖洗及混凝土養(yǎng)護廢水等。設(shè)計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。一種是基坑開挖過程中的排水系統(tǒng)布置；另一種是基坑開挖完成后修建建筑物時的排水系統(tǒng)布置。在進行布置時，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。第3章 混凝土施工組織設(shè)計3.1 施工條件分析3.1.1 混凝土澆筑受氣候影響停工參考水利水

37、電工程施工組織設(shè)計規(guī)范（SL3032004）：1）日降雨量大于20mm（施工機械化程度較高工程）時，若無防雨措施，宜停工。2）月平均氣溫高于25時，若溫度控制措施費用過高，可考慮白班停工。3）當日平均氣溫低于-10時，應(yīng)停止露天混凝土澆筑；當日平均氣溫低于-20或最低氣溫低于-30時，宜停工。4）大風風速在六級以上宜考慮停工。5）能見度小于100m時應(yīng)停工。對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，對工期影響不大，可以忽略。溫度影響時，高溫應(yīng)注意降溫，并盡可能選擇在晚上澆筑混凝土，低溫時注意保暖，溫度過低時宜停工。3.1.2 導流條件分析松濤水利樞紐工程的導流方式為擋全年

38、洪水的全段圍堰導流方式，洪水對混凝土的澆筑沒有影響，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m3，右岸壩段混凝土量為11.8萬m3，溢洪道混凝土量為15萬m3，壩后廠房混凝土量4.8萬m3，總計105.9萬m3。初步估算得砂石原料開采量為315.7萬t，選定料場為明壩四級階地。參考同壩型的施工進度資料，由壩體混凝土月平均澆筑強度參考值，壩體混凝土總量為105.9萬m3，月最高澆筑強度為5.68萬m³，考慮混凝土運輸過程中的損失，取不均勻系數(shù)1.3。3.1.4 混凝土材料需求量通過計算得細骨料砂的凈需求量為50萬t，粗骨料為177.1萬t，其中5

39、20mm粒徑卵石為45.2萬t，2040mm粒徑卵石為49萬t，4080mm粒徑卵石為49.1萬t，80150mm粒徑卵石為37.6萬t?？偭繛?27.1萬t。以不同粒徑組推求的天然骨料開采量互不相同。如果按最大值為準確定開采量，勢必使其它粒徑組有過多的剩余而造成棄料，同時這些棄料還會通過生產(chǎn)流程而造成對設(shè)備和能源的浪費。如果按最小值為準確定開采量，則需求量大的粒徑組將不能得到滿足。具體比選方案，見設(shè)計計算書：料場方案比選3.2 骨料的開采和加工3.2.1 骨料料場的規(guī)劃骨料料場的規(guī)劃是骨料生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)，料場開采規(guī)劃應(yīng)遵循下列原則：1）骨料要機械化集中開采；2）合理配置采、挖、運設(shè)備，滿

40、足施工強度要求；3）采取有效措施提高料場開采率，合理規(guī)劃使用料場；4）對位于壩址上游的料場，應(yīng)考慮施工期圍堰或壩體擋水對料場開采和運輸?shù)挠绊懀?）受洪水或冰凍影響的料場應(yīng)有備料、防洪或冬季開采等措施；6）符合環(huán)境保護和水土保持要求。在資料中提及的四個料場中，明壩四級階地料場距壩址最近，而且它處于右岸，山坡較緩，對運輸線路的修建和施工場地的布置簡單而迅速。同時考慮到料場儲量的問題，前面初步估算的開采量為315.7萬t，考慮到安全裕度，只有明壩四級階地料場的儲量滿足要求。同時其高程較高，不受洪水季節(jié)的影響，可開采時間長。不足之處是料場覆蓋層厚，去除覆蓋層要花費較長時間，同時細骨料含量較少，可考慮用

41、粗骨料磨細制成人工砂，或在選用下游老虎溝砂料場，其細度模數(shù)和儲量均能滿足要求，這需要通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定。綜合考慮，選用明壩四級階地為主要料場。細骨料不足時，可選擇在右岸下游老虎溝砂料場開采。3.2.2 骨料的開采采運能力的計算時料場開采組織及選擇采運設(shè)備的基本依據(jù)，采運能力取決于采場的工作制度和砂石骨料的需要量。選擇的明壩四級階地料場為陸上砂礫石料場，不受洪水、冬季冰凍影響，可按用戶需要組織全年生產(chǎn)。本工程采料工作制度采用月工作日數(shù)25天，日工作班數(shù)3班制。最高月澆筑方量為5.68萬m3/月，對應(yīng)的骨料開采強度為10萬m3/月，轉(zhuǎn)化為小時開采強度為Qh=200m3/h。陸上開采天然砂石料，最

42、常用的機械是單斗挖掘機，它能適應(yīng)不同的作業(yè)條件，并能直接向運輸工具裝料，而且挖掘和推壓能力較大。本工程采用斗容2m³挖掘機，經(jīng)計算并考慮高峰期備用，決定選用5臺挖掘機，與挖掘機配套的運輸機械采用12t自卸汽車，通過計算確定自卸汽車臺數(shù)為15輛。從料場開采所得的砂礫料，不能滿足混凝土骨料的質(zhì)量和級配的要求，因此必須進行篩分和沖洗。3.2.3 骨料的堆存為了適應(yīng)混凝土生產(chǎn)的不均衡性，以及調(diào)節(jié)生產(chǎn)，可利用堆料場儲備一定數(shù)量的骨料，以解決骨料的供求矛盾。砂石毛料經(jīng)過自卸汽車運輸后直接進行超徑處理，中間設(shè)汽車受料倉，半成品料經(jīng)過振動給料機，落入皮帶機，經(jīng)皮帶機運輸?shù)桨氤善范蚜蠄?。堆料方式采用?/p>

43、式輸送機棧橋堆料。3.3 混凝土拌和系統(tǒng)3.3.1 混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)布置水利水電工程，一般都具有混凝土工程量大、要求澆筑速度快、施工強度高且質(zhì)量要求嚴的特點。要生產(chǎn)大量品質(zhì)優(yōu)良的混凝土悶酒必須采用高度機械化、自動化的設(shè)備完成?；炷辽a(chǎn)系統(tǒng)能否按時、按量、高速、優(yōu)質(zhì)地向大壩輸送混凝土，對保證工程順利實施具有決定性意義。因此，在工程的施工組織設(shè)計階段和工程實施階段都必須進行規(guī)劃，并且根據(jù)不同施工期主客觀條件的變化進行相應(yīng)的調(diào)整，以求充分滿足施工的需要和取得整體上的最大經(jīng)濟效益。混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)布置使應(yīng)注意：拌和站應(yīng)盡量靠近澆筑地點，并滿足防爆安全距離的要求；拌和站應(yīng)充分利用地形，減少工程量；其主要建

44、筑物的基礎(chǔ)應(yīng)穩(wěn)固，承載力滿足要求；在使用期內(nèi)應(yīng)避免中途搬遷，不與永久建筑物干擾，與變電、輸電設(shè)施保持足夠的安全距離。本工程混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)規(guī)劃布置在河床壩段下游側(cè)，臨近溢洪道、水泥倉庫和沙石加工廠，取料方便，有壩區(qū)交通與壩體澆筑區(qū)相連接。3.3.2 混凝土拌和系統(tǒng)生產(chǎn)能力設(shè)計混凝土生產(chǎn)能力的直接依據(jù)是混凝土澆筑高峰期的月平均澆筑強度同時期澆筑混凝土塊體的數(shù)量和尺寸以及澆筑地點的集中程度；間接依據(jù)包括自然條件，工程結(jié)構(gòu)特點，施工隊伍的技術(shù)和管理水平。根據(jù)上述依據(jù)設(shè)計的混凝土生產(chǎn)能力，在滿足澆筑強度要求的情況下，還應(yīng)有一定的的富裕，以備對其它因素考慮不同所帶來的影響。3.4 壩體混凝土的分縫與澆筑3

45、.4.1 分縫分塊的尺寸壩體的分縫分塊，一般是根據(jù)壩高、壩型、結(jié)構(gòu)要求、施工條件、環(huán)境溫度等因素進行布置。1）在滿足溫度控制要求的條件下宜少分縫，或采用通倉澆筑不分縫。2）分縫位置應(yīng)結(jié)合建筑物布置的結(jié)構(gòu)要求，使施工縫和結(jié)構(gòu)縫相協(xié)調(diào)，分塊應(yīng)盡量均勻。3）分塊尺寸應(yīng)與施工設(shè)備相適應(yīng)，結(jié)合設(shè)備的生產(chǎn)能力和工作范圍，確定分塊大小?？紤]到本工程澆筑量較大，綜合安全考慮，確定縱縫間距為24m。3.4.2 澆筑日程進度計劃松濤水利樞紐系在山區(qū)峽谷地帶施工。因此，混凝土施工主要集中在河槽主壩段，這不僅是因為河槽壩段工作面狹窄，施工干擾大，而且還考慮到河槽壩段混凝土放量加上壩后廠房混凝土方量多，占全部混凝土工程

46、量的比例高。故混凝土澆筑強度分為前、中、后期三個階段進行。圖3.1 壩體混凝土澆筑進度計劃曲線3.5 施工總進度3.5.1 施工總進度計劃3.5.1.1 施工總工期安排工程于第二年10月初前完成導流洞襯砌及壩肩開挖施工，第二年10月中旬工程截流，大壩上下游圍堰開始填筑；第三年4月初，開始河床壩段混凝土澆筑；第五年7月1日，第一臺機組開始發(fā)電；第六年5月底， 工程完工?？偣て?2個月。3.5.1.2 施工控制性進度控制性施工進度安排如下：第一年4月，承包商進場；第一年11月，導流隧洞開挖第二年11月初，工程截流；第二年11月底，大壩圍堰工程完工，基坑開始抽水；第三年4月中旬，完成大壩基坑開挖；第

47、三年4月中旬，開始河床壩段混凝土澆筑；第五年2月中旬，大壩澆筑到516m高程，導流洞開始封堵；第五年4月1日，導流洞封堵完成，水庫開始蓄水；第五年7月1日，第一臺機組開始發(fā)電；第五年11月初，完成河床壩段澆筑；第六年6月底， 工程完工。3.6 施工輔助企業(yè)水利水電工程施工中輔助企業(yè)較多，如材料場，混凝土骨料加工系統(tǒng)，混凝土制備系統(tǒng)，鋼筋加工廠，木材加工廠，綜合修配廠等。施工輔助企業(yè)對壩體施工的正常進行，保證施工進度具有重要的作用。3.6.1 主要施工工廠根據(jù)漓江水利樞紐工程的施工進度和施工強度分析，主要鋼筋加工廠面積為2696平方米，木材加工廠面積為51068.84平方米，水泥倉庫面積為109

48、01.33平方米，汽車修理廠面積為403.2平方米等。具體規(guī)劃及布置見施工總平面圖。表3.1 場區(qū)劃分及其建筑、占地面積表序號項目建筑面積 （m2）占地面積 （m2）備注1混凝土拌和系統(tǒng)500.008000.00臨時占地2水泥倉庫2725.3310901.33臨時占地3鋼筋加工廠674.002696.00臨時占地4機械修配廠100.80403.20臨時占地5木材加工廠319.4212767.21臨時占地6倉庫220.00860.00部分租用7砂石骨料場2274.8930000.00庫區(qū)占地8合計6814.4465627.743.6.2 棄渣場地棄渣場地是用來堆放從壩基中開挖的多余的土石料的場地

49、，其中主要是用來堆放壩體清基。棄渣場地一般布置在河床兩岸，距離壩址應(yīng)適中，既不影響壩體施工，又能減少運輸費用，根據(jù)本工程的具體情況和壩址地區(qū)的地形條件，棄渣場地布置在公路旁邊，距壩址3km左右。69第二部分 設(shè)計計算書第一章 施工導流計算1.1 導流隧洞水力計算單根導流隧洞長取L=650m。 糙率 n=0.013取隧洞損失系數(shù) =0.1門槽處水頭損失 =0.1轉(zhuǎn)彎處水頭損失 =0.09=0.29方案一：過水斷面面積=10×(12-5.78)+×5.78×+ 5×2.89 =111.3 m²濕周 x=10+(12-5.78)×2+

50、15;2×5.78×3.14=34.5水力半徑 R=3.2謝才系數(shù) C=R=×3.2=93.4 =0.29沿阻系數(shù) =0.9%=0.009×=0.46隧洞流量系數(shù) =0.76 單根導流洞方案二：過水斷面面積=12×(14-6.928)+×3.464×+6×3.464=155.9m² 濕周 x=12+(14-3.464)×2+×2×6.928×3.14=47.6水力半徑 R=3.3謝才系數(shù) C=R=×3.3=93.9沿阻系數(shù) =0.89%=0.0089

51、15;=0.41隧洞流量系數(shù) =0.76 單根導流洞方案三：過水斷面面積=14×(16-8.08)+×8.08×+ 7×4.04 =207.5 m²濕周 x=14+(16-8.08)×2+×2×8.08×3.14=54.8水力半徑 R=3.8謝才系數(shù) C=R=×3.8=120沿阻系數(shù) =0.54%=0.0054×=0.23隧洞流量系數(shù) =0.66 單根導流洞1.2 導流洞泄洪能力計算 導流洞進口底板高程取枯水位以下3m，即，415m方案一：<1.2， 為無壓流，H<14.4

52、m，為無壓流工程中，臨界值取1.5。>1.5 為有壓流，H>18m，為有壓流。圖1.1 方案一 水位與流態(tài)關(guān)系圖 m取0.36 取0.76 =111.3表1.1 方案一 水位與流量關(guān)系表水位水深流量流態(tài)水位差流量416131.87576無壓流有壓流122594.5224173165.6313142802.4044185356.3818162995.8964197590.3473183177.6284209860.6455203349.514421111162.919223513422131494.086243669.209423151851.814263819.033方案二：<1.2， 為無壓流，H<16.8m，為無壓流工程中，臨界值取1.5。>1.5 為有壓流，H>21m，為