水工專升本畢設工程施工組織設計方案指導書

1、施工組織設計指導書（水工專升本專業(yè)畢業(yè)設計用）河海大學水利水電學院2012年9月施工組織設計任務書一、工程概況工程地處我國華東錢塘江的支流上，為一發(fā)電為主兼顧灌溉、防洪的水利樞紐工程。在壩型比較階段，比較了混凝土重力壩和粘土心墻砂殼壩兩個方案。后者的樞紐布置如圖11所示，壩高81m,壩頂長度370ml設計正常高水位為100m,校核洪水位為102m,大壩典型剖面見圖n-no大壩屬于2級建筑物。溢洪道布置在距壩1km的左岸凹口處（圖中未示），為開敞正槽式，其頂高程為92m,總寬是64m,出口采用差動式鼻坎挑流消能。引水式電站布置在右岸，引水洞長525m,直徑7m,廠房安裝5萬kW的機組兩臺。二、施

2、工條件（一）施工工期主體工程工期暫定為4年，2012年準備，2013年開工，2016年年底前發(fā)電（初始發(fā)電水位為80m）。（二）壩址地形、地質(zhì)及當?shù)夭牧?壩址處流域面積2610km,壩址以上河流全長104km；其中50km為通航河道，常年有載重5至10噸木船和竹木筏過壩。壩址兩岸系高山，山坡較陡。壩址河谷寬為200m,河底高程25ml兩岸復蓋層較薄，基巖為石英砂巖（X級）；河床巖基較好，兩岸巖石節(jié)理發(fā)育，風化較深。河床砂礫復蓋層厚為03m,平均1.5m=壩址上下游均為寬闊沖積臺地，在上下游37km的臺地和河灘上，有滿足筑壩要求的大量砂礫料（出類土）。采取水上砂礫平均運距5.5km；如就近采取水

3、下砂礫，平均運距為3.5km；粘土料（出類土）在左岸下游7km的王家村，高程為4050ml儲量豐富，質(zhì)量滿足設計要求。（三）氣象與水文該工程位于華東，氣候溫和。雨量充沛，每年5月至10月降雨較多，屬溫帶多雨氣候，按水文規(guī)律分為枯水期和洪水期（包括梅雨期與臺風期），其界限不明顯。一般11月至次年4月底為枯水期，5月至10月為洪水期，其中5、6兩個月的降雨量最大，占全年雨量的30%該河流量屬山區(qū)性河流，洪水暴漲暴落，最大流量高達8290m/s,最小流量只有78m3/s,相差上千倍。根據(jù)設計需要，給出下列各種水文、氣象資料:1、各月最大瞬時流量（ms）表1份頻就123456789101112全年1%

4、18601670244037805530829050607550484023953065207082902%16801330219033004920746043506350384020202500178074605%150011401920280032506150338047403350154017701195615010%9309401250200027004990266033902710116012308234990頻率標準：所謂百年一遇，指工程由于洪水的原因失敗的概率為1/100。為了適應工程需求，一般將某一典型洪水過程線加以放大，使其洪水特征等于頻率計算解得的設計值，即以為所得的過程線

5、是待求的設計洪水過程線。放大方法主要有：同倍比同頻率放大法。32、各時段設計流量（m/s）表2時段1%2%5%10%20%9.13.11474041903450287022609.14.305000446037403160251010.14.304620355029502460195011.13.313020266021801810141011.14.30402035602940245019203.155.15515045703880332027403、典型年逐月平均流量（m3/s）表3月份123456789101112全年平水年（50%）19.880.071.886.3122.5277134

6、.892.873.791.723.927.689.8豐水年（1%）28.075.489.913448952927610318291.840.732.7172.6枯水年（80%）11.513.961.081.7114163102.488.972.971.81715.367.84、設計洪水過程線（圖A）;5、壩址水位流量關系曲線（圖B）;6、水庫水位與庫容關系曲線（圖C）;7、壩區(qū)各種日平均降雨量統(tǒng)計表（天）表4份日降雨富（mms123456789101112全年3010113221210014合計12151615201512181410971588、壩區(qū)各種日平均降雨量統(tǒng)計表（天）表5月份日平均

7、12345678910111230C00000310410000C12100000000005-5c530000000001-20C000000000000（四）施工力量及施工設備施工承包商的大壩壩殼最大施工能力為10000m3/d，技術設備限在施工單位已有的設備中選用，數(shù)量不限，三材由國家統(tǒng)一分配。（五）在壩型比較階段，對該土壩樞紐的施工導流方案建議采用隧洞導流，并考慮上游土石圍堰與壩體結(jié)合，以節(jié)省導流工程費用。三、設計任務研究分析現(xiàn)有資料，計算有效工日；在此基礎上，分以下兩部分進行設計。第一部分施工導流計劃（一）確定導流標準（二）確定施工導流方案，確定大壩施工分期和截流、攔洪、封孔、發(fā)電日

8、期，初定大壩施工控制性進度。（三）導流工程規(guī)劃布置1、根據(jù)導流方案和粗定的大壩攔洪高程，確定隧洞的斷面型式和尺寸，并進行平、立面布置；2、汛期大壩（或圍堰）攔洪校核；3、圍堰型式、主要尺寸及布置。第二部分主體工程施工（四）土石壩施工1、施工強度計算2、開采、運輸、壓實機械型號選擇及數(shù)量計算；3、施工道路布置。（五）導流隧洞開挖1、開挖方法的選擇；2、施工作業(yè)組織及設備選擇；3、開挖作業(yè)組織；4、繪制作業(yè)圖表，計算施工工期和所需設備數(shù)量。（六）擬定施工控制進度計劃四、設計成果（一）大圖（1號圖）一張，要求畫出：1、導流建筑物及土、砂礫料上壩路線平面布置；2、導流建筑物縱橫剖面圖、隧洞開挖面的孔眼

9、布置及開挖循環(huán)作業(yè)圖表；3、大壩及主要隧洞施工機械匯總表。（二）說明書一份、計算書一份。說明書中除設計說明外，還應包括必要的插圖、表格和樞紐工程施工總進度計劃表。土壩樞紐工程施工組織設計指示書一、熟悉設計資料全面了解給定的資料和設計任務。l、水文資料：最大設計流量、壩址水位流量關系曲線、庫容曲線等；2、氣象資料：降雨、氣溫；3、地形地質(zhì)條件和筑壩材料料場；4、水利樞紐組成建筑物的型式、尺寸；5、施工工期要求；6、施工機械與定額資料。二、工日分析工日分析是計算施工強度和論證施工進度的依據(jù)。如已論證施工強度過大而工期不能改變，可以采用雨季或冬夏季施工措施，增加施工天數(shù)，減小施工強度，以保證計劃實現(xiàn)

10、。1、工日分析按下式進行月有效工日=日歷天數(shù)因雨雪、氣溫不能施工天數(shù)其它原因停工天數(shù)2、依據(jù)：（1）壩區(qū)各種降雨天數(shù)統(tǒng)計表（表4）;（2）壩區(qū)各種氣溫天數(shù)統(tǒng)計表（表5）;（3）法定假日：5.1、5.2、5.3、10.1、10.2、10.3、1.1、春節(jié)及星期六、星期天；（4）各種工作因雨、氣溫停工標準見表6和表7。3、本樞紐主要工程各月的有效工日計算按表8進行。表6月因雨停工標準降水量（mm30石料開采VV停工停工填筑VV砂石開采VV停工停工填筑VV粘土開采V停彳f+1天停+2天填筑V停（蓋）停（蓋）停+1天隧洞開挖VVV停澆混凝土V停停停表7因氣溫停工標準日平均氣溫30C0c-5c3501.

11、041級、2級永久性水工建筑物淹沒一般城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)、或影響工程總工期及第一臺(批)機組發(fā)電而造成較大經(jīng)濟損失1.5315500.11.053級、4級永久性水工建筑物淹沒基坑，但對總工期及第一臺(批)機組發(fā)電影響不大，經(jīng)濟損失較小1.5151.01.00.1100100-505020混凝土壩、漿砌石壩50502020104、導流泄水建筑物封堵與水庫蓄水標準（1）規(guī)范規(guī)定封堵的下閘設計流量采用時段510年重現(xiàn)期的月或旬平均流量。封堵工程的設計標準為1020年重現(xiàn)期。（2）封堵后壩體度汛標準當導流建筑物封堵后，大壩進入施工運行期，這時，壩體度汛按表12規(guī)定的標準選擇。表12導流泄水建筑物封堵后壩體

12、度汛洪水標準重現(xiàn)期（年）壩型大壩級別123土石壩設計50020020010010050校核1000500500200200100混凝土壩、漿砌石壩設計200100100505020校核50020020010010050（3）水庫蓄水標準建議采用75%85%保證率作為水庫的蓄水標準。二、確定導流方案和大壩施工分期，根據(jù)施工單位能力，粗定大壩施工控制進度（一）施工導流方案在選壩階段，對樞紐施工導流進行多方案比較，其中土石壩方案采用隧洞導流方案，并建議上游土石圍堰與壩體結(jié)合，以節(jié)省導流費用。（二）確定大壩施工分期，粗定截流、攔洪、封孔、發(fā)電日期。采用隧洞導流方案，土石壩的施工一般分四期進行。第一期：

13、截流前，要完成導流隧洞工程，并做好截流準備工作。第二期：截流后，在圍堰的保護下進行大壩基礎工程施工（包括排水、基坑開挖及基礎處理），然后進行大壩填筑，在梅雨、臺風汛期到來之前將大壩搶筑到攔洪水位以上。第三期：攔洪以后繼續(xù)填筑大壩到開始封孔蓄水。第四期：封孔后大壩繼續(xù)升高直至壩頂設計高程。二期工程是工程成敗的關鍵，這一期工程量往往很大，要求較高的施工強度，以致超過施工單位的生產(chǎn)能力。為了保證在施工單位生產(chǎn)能力范圍內(nèi)順利完成攔洪任務，可以采用全斷面、臨時斷面、圍堰攔洪或采用分期圍堰填筑部分壩體等方法（如表13所示），以保證安全攔洪度汛。表13攔洪度汛方法1、全斷面壩體攔洪施工能力足夠時采用2、圍堰

14、攔洪壩基處理量大，時間長，粘土心墻上升速度趕不上攔洪水位時采用3、臨時斷面攔洪砂殼施工能力不足時采用4、分期填筑攔洪河谷較寬，施工能力不足時采用IVIV皿 一I口. I對來水量大，庫容小的工程，封孔以后，水庫很快被充滿，宜在大壩建成后才能封孔蓄水，此時無第四期工程。（三）確定截流和攔洪時間，然后根據(jù)截流到攔洪的天數(shù)扣除排水、基礎開挖和處理時間，按粘土心墻填筑上升速度每天0.20.4m確定大壩可能達到的攔洪高程。（四）大壩各期工程量計算根據(jù)大壩分期按下列公式計算（梯形河谷適用）各期工程量（V）H.VL3bm1m2H13b2mlm2H（i）6式中：V為計算部分壩體工程量，岳；L為計算部分壩體頂部長

15、度，成H為計算部分壩體高度，b為計算部分壩體頂寬，成1為計算部分壩體底部長度，成m、m分別為計算部分壩體上、下游邊坡。（五）計算大壩各期平均施工強度（Q（粘土、砂礫料）(2)V式中：T為該期實際有效施工天數(shù)。按照各期施工強度大致均衡的原則，控制不均衡系數(shù)不超過1.52.0,并在施工單位生產(chǎn)力允許的范圍內(nèi)，修改分期方案和各期壩體尺寸，或各期的開挖完工日期，直到滿意為止。（六）確定封孔蓄水及發(fā)電日期本電站的初始發(fā)電水位為80m,蓄水保證率要求75%以上，要求在2014年10月1日有一臺機組發(fā)電。一般來說，應在保證大壩安全的前提下，盡可能提早發(fā)電。1、封孔日期的確定根據(jù)初始發(fā)電水位，利用庫容曲線求得

16、相應的水庫蓄水量，按照保證率的要求，用80%典型枯水年各月平均流量推斷出封孔日期。即此時封堵蓄水，可以保證到初定的發(fā)電日期，水庫水位可以達到初始發(fā)電水位。例如：要求10.1發(fā)電，初始發(fā)電時庫容發(fā)V,推算封孔蓄水日期可按表14進行。表14蓄水時間80%來水量(m3)ViQiT下游要求供水量ViqiT累計蓄水量（m3）Z（ViVi）9月V9V9V9V9V8月V8V88(ViVi)Vi97月V7V77(ViVi)Vi96月V6V6(ViVi)Vi95月V5V55(ViVi)Vi94月V4V44(ViVi)Vi9表中Vi為i月的來水總量、Vi為i月時下游要求的供水量。由表可知，蓄水6個月才能達到相應于

17、初始發(fā)電水位的存蓄量。故推得封孔日期為4月的某一天。本設計中，在封孔蓄水期內(nèi)，下游用水由壩址下游支流匯入河道解決，下游來水全部蓄入水庫。2、大壩安全校核封孔日期是以蓄枯水年水量保證如期發(fā)電來確定的，如果封孔以后所遇到的不是枯水年而是豐水年，則庫內(nèi)水位上升很快，有利于發(fā)電，但勢必威脅尚未修建到頂?shù)拇髩伟踩?，因此，必須按豐水年來水量進行大壩安全校核。校核標準按庫容及下游安全而定，可按表15進行計算比較。表中V為i月的來水總量，h為i月底相應的庫水位。hi為月初發(fā)生一次洪水（1%）所增高的水位，H為i月底大壩修建到的高程。若Hlhi+-Ahi+1,即認為大壩是安全的；否則認為有漫頂危險。本設計中不考

18、慮的影響。封孔 4567 N 9 月表15蓄水時段末1%來水量V逐月累計水量Z2V庫水位hi月初洪水引起庫水位移壩面高程H4月V4Uh4h4H45月V55Vii4h5h5H56月6Vii4h6h6H67月V77Vii4h7h7Hz8月8Vii4h8h8H89月V99Vii4h9h9H9如果校核結(jié)果，安全度太大，可以考慮提早發(fā)電，如不能滿足安全要求，可采取下列措施，以保證大壩安全。提高大壩上升速度；延遲封孔和發(fā)電；采用后期導流措施，利用永久或臨時泄水建筑物控制上游水位。（七）根據(jù)確定的截流、攔洪、封孔、發(fā)電日期和工程分期繪制大壩控制進度，如圖23枯水期洪水期枯水期洪水期枯水期洪水期枯水期洪水期枯

19、水期隧道，截流攔洪帷幕灌漿封孔，發(fā)電/壩基清理姓口圍堰/m/|,1=*/1,初始發(fā)電水位/原河床泄水-隧洞導流*H斷流發(fā)電尾水一圖2臨時斷面攔洪方案大壩施工控制進度三、導流工程規(guī)劃布置需要決定的問題有：導流隧洞的斷面形式、尺寸、進出口底坎高程，洞線布置及相應的圍堰形式、尺寸和平面布置，本應先擬出幾個隧洞斷面尺寸、不同的底坎高程和不同的布置方案，進行技術經(jīng)濟比較，然后確定最優(yōu)的隧洞斷面和進出口底坎高程。限于時間，本設計要求完成一個方案的計算與分析，但應明確方案比較時應分析研究的問題：(1)隧洞尺寸大小，底坎高程對攔洪水位及大壩合龍段施工的影響；(2)隧洞尺寸、底坎高程對圍堰及隧洞工程量的影響；(

20、3)通航過筏條件對截流條件的影響。(一)確定泄水建筑物斷面型式和尺寸，并進行平面和立面布置。l、計算攔洪水位根據(jù)已定的攔洪壩高扣除安全超高23m,即為攔洪水位。2、確定隧洞斷面尺寸(1)隧洞最大下泄流量計算在工程水文學中，我們已經(jīng)知道水庫對洪水的調(diào)節(jié)作用。按照隧洞的泄流條件和水庫調(diào)節(jié)性能，根據(jù)洪峰過程線可以求得隧洞泄水過程線，其關系如圖3所示，圖中V為水庫形成的最大庫容，Q泄為相應于最大庫容V時的隧洞最大下泄流量。在已知洪水過程線和上游攔洪水位的條件下，若求得隧洞泄水過程線，就得出相應于攔洪水位時的隧洞最大下泄流量。但泄水過程線需經(jīng)調(diào)洪運算求得，計算工作量大。為簡化計算，曲線AB以直線代替，就

21、可方便地計算出陰影部分面積所代表的庫容V,并與攔洪水位相應庫容V比較，如V=V，由AB直線段為所擬的隧洞泄水過程線，Q泄為所求隧洞的最大下泄流量。如VWV,則另需假定AB線位置重算。T圖3計算方法:如圖3所示，在估計所求B點附近，任意選定B、B、B點，通過B、B、B向A點方向作三條直線，并與洪峰過程線相切。計算相應直接AB與洪峰過程線所包圍的面積（即相應庫容）和相應的隧洞最大下泄量，并繪制Qy關系曲線，如圖4所示。根據(jù)攔洪水位相應庫容V,在Q-V曲線上，找出相應的隧洞最大下泄流量。（2）泄放最大流量時的隧洞流速計算。大壩攔洪時，隧洞泄放最大流量，一般為壓力流,其流速按有壓流公式計算：V 7y

22、2g(H0hp) m.2g(Ho hp)式中：m=0.85 ; V為洞里平均流速;H為隧洞進口計算水深（在洞線布置之前用攔洪水位代之）;hp為隧洞出口底坎以上水深，在這里，可根據(jù)隧洞最大下泄量，從壩址水位流量關系曲線上查得。隧洞過水斷面面積計算(4)3、隧洞斷面型式、尺寸及布置 隧洞斷面型式及尺寸導流隧洞的斷面型式有圓形、馬蹄形和城門洞形，其中 城門洞形最普遍，這種型式開挖方便，有利于泄流和截流，本工程采用城門洞形，其尺寸如圖5,根據(jù)公式W=B2 B8確定隧洞斷面尺寸。（2）隧洞布置隧洞路線應結(jié)合地形、地質(zhì)條件選定，一般長度應盡可能短，但必須考慮進、出口與上、下游圍堰之間保持 2050m的距離

23、（根據(jù)水深及河床覆蓋層厚度確定）,防止水流沖刷圍堰。隧洞軸線盡可能布置成直線，當轉(zhuǎn)彎時，其轉(zhuǎn)彎半徑不少于5R導流洞的底面高程一般布置在最低水位以下一定高程(通過方案比較確定)，布置應汪息：使截流方便一一低；航運過水要求吃水深，凈空，流速小于36m/s；隧洞施工方便(出渣方便、排水容易)一一高；過流平順，進、出口無明顯跌落，水面銜接條件好，便于通航過木。隧洞底坡一般為0.2%0.5%,也可以布置成平底坡，視河床縱坡而定。為了保證水流平順，隧洞進出口各有一定長度的直線段和明渠段。在進口應設置喇叭段。封孔閘門布置于洞口，當洞口寬度超過6m時，應布置中墩，以減少封孔閘門跨度。出口明渠段可以擴大口門，反

24、坡與原河道相接，其出口軸線與河床水流軸線交角最好小于30。隧洞進、出口頂部巖石覆蓋層厚度一般不小于1.02.0倍隧洞凈寬，視地質(zhì)條件而定。(二)汛期大壩攔洪校核1、根據(jù)已定的隧洞尺寸和泄流條件，經(jīng)過調(diào)洪演算確定上游攔洪水位，以檢查此時的壩面高程是否能安全攔洪。計算方法：(1)明流按下式計算：h1h2V22 V122g 2g2i)LC R(5)式中：hi為進口洞內(nèi)水深；h2為出口洞內(nèi)水深；5為進口洞內(nèi)流速；V2為出口洞內(nèi)流速;V=(ViV2)/2；C為平均謝才系數(shù)；R為平均水力半徑；L為隧洞長度。計算步驟：(a)判別出口流態(tài)淹沒出流：hkh下；h2h下；自由出流：hkh下；h2hk0其中：h下為

25、出口下游水深；hk為臨界水深，矩形過水斷面時2(6)aqhk3,g(b)確定h2后，假定hi用公式(5)列表試算表16hih2V1V2VRC2_/2g2_V2/2g22V/CRh進口落差近似按下式計算V122gVo22g式中：為流速系數(shù)，取0.80.9；Vo為上游行進流速，當Vo1m/s時，流速水頭很小,式(7)中第二項可略去。(d)計算上游水位(上)上進口坎高程hiZ(8)(2)有壓流按下式計算:HoV2h2 (1)2g,V2 .一(C2R i)L(9)其中：h2為出口計算水深，自由出流時h2 0.85D ,淹沒出流時:h2失系數(shù)之和，進口采用喇叭口時一1二進=0.25;C-R6,謝才系數(shù)，

26、米用混凝土襯砌時n圖6隧桐泄水能力曲線n=0.014,不襯砌時n=0.035;其它符號參閱相關水力學資料。上游水位：上班口坎高程+H0計算時，假定幾個隧洞下泄流量，分別計算出相應的上游水位，畫出無壓和有壓部分的泄流量與水位的關系曲線并以光滑曲線連接該段曲線，以代替半有壓流曲線，如圖6。2、通過調(diào)洪運算，確定梅雨汛期攔洪水位。依據(jù)：庫容曲線；洪峰流量過程線；壩址水位流量關系曲線;隧洞泄水能力曲線。計算方法：列表數(shù)算法；簡單圖算法。A、列表數(shù)算法列表數(shù)算法也稱雙曲輔助線法，根據(jù)水量平衡方程繪出雙曲輔助線，然后列表計算。日簡易圖算法計算原理及思路同本指示書的隧洞最大下泄量計算部分。計算步驟如下：假定

27、三條隧洞泄水過程線AB、AB、AE3(如圖3);求出相應的庫容Vi、V2、V3和下泄流量Q、Q、Q;根據(jù)V、VV3在庫容曲線上得出相應的上游水位Hl、H2、H3；在繪有隧洞泄流能力曲線L的6H坐標圖上，繪出相應的點R（Q,H）、P2（Q,H）、P3（Q3，H3）；過Pi、P2、P3點繪曲線L2交L于P點，則對應于P點的泄流量Q為攔洪時隧洞最大下泄流量，相應的水位H即為所求攔洪水位，見圖7。3、大壩安全校核根據(jù)大壩施工控制進度所確定的梅雨汛前的大壩高程1與攔洪高程H進行比較，若1hH，則安全，反之不安全，其中，h為安全超高。如果校核結(jié)果為不安全，可改變進度或采用局部加高壩體攔洪等措施。（三）圍堰

28、主要尺寸、型式及布置1、擋水時段的確定本設計采用枯水期擋水圍堰圍護基坑修筑大壩。圍堰的任務在于保護基坑內(nèi)工程施工，直到坑內(nèi)壩體高出水面，所以圍堰的擋水時段決定于基坑內(nèi)基礎處理工程量，壩體施工速度及水文變化情況。圍堰的擋水時段可用圖解法決定（略），為簡化起見，設計者可選定一個適當?shù)目菟谧鳛閲叩膿跛畷r段。2、圍堰頂高程的確定在圍堰擋水時段內(nèi)，圍堰應擋住可能發(fā)生的最大洪水，故以5頻率該時段的最大洪峰為圍堰的設計流量。圍堰頂高程由該設計流量時的上游水位和安全超高確定。發(fā)生設計洪水時的上游水位即為圍堰攔洪水位，下游圍堰的頂高程下=下游水位+超高，下游水位是發(fā)生設計洪峰流量、隧洞下泄最大流量時的下游水

29、位，根據(jù)流量水位關系曲線得出。3、圍堰的型式圍堰的型式參看教材，本設計建議上、下游都采用砂礫石粘土斜墻圍堰，且上游圍堰作為壩體的一部分。4、圍堰的斷面尺寸要求確定圍堰頂寬，邊坡尺寸，防滲結(jié)構尺寸及其與基礎的連接型式。本工程河床覆蓋層較薄，水深不大，應以防滲體與基巖直接連接較好。注意點：圍堰的水下部分尺寸應加大；上游圍堰粘土斜墻防滲體應在壩體以外，下游圍堰在施工后期應予拆除。5、圍堰的平面布置要求按比例在地形圖上正確畫出圍堰的平面布置圖，在大壩斷面圖上面出圍堰的剖面，以反映大壩與圍堰的相互位置o第二部分主體工程施工一、土石壩施工（一）施工強度計算列表計算表17施工分期I（圍堰）nmw說明位置高程

30、（m）Q平(m3/d)3Q大KQ平(m/d)K=1.52.0工程量V（m3）O工日T（日）平均施工強度0P最大施工強度Qt（二）土方施工機械的選擇及數(shù)量計算1、常用土方施工機械的適用性及可供選擇的型號規(guī)格，見表18。表18機械名稱適用范圍可供選擇的型號及規(guī)格開挖機械正向鏟用于開挖土、砂礫料、石渣并裝車Wo(1m3)、W0o(2m3)、W(4m3)索式挖土機用于開挖水下砂礫料無裝載機開挖松散土料、砂、礫、石渣等并裝車Z43.5,斗容1.7m3Z4-5.0,斗容3.0m3輪斗式挖土機開挖土料，砂礫料WU400/700,PW=400/700鏈斗式采砂船開挖水下砂礫料斗容150#P理=120n3i/h

31、斗容400#P理=250m3/h推土機用于料場集料，壩面平土移山80T2120運輸機械自卸汽車牌號載重量容積黃河QD357t3.4m3交通SF36115t6m3小松HD8018t10.7m3佩爾利尼T2020t11.7m3皮帶機用于轉(zhuǎn)運，運輸土料砂礫料壓實機械羊足輾壓實粘土YT3.5重3.5t加重6.5t氣胎輾壓實粘土、壤土、砂礫等YZP4自重13.5t振動輾壓實砂性土、砂礫、石渣等Y150自重15t力口重50t風動鉆機手持氣腿鉆，鉆孔直徑=3443mm鉆進深度4n重量28kg0l-30手持風鉆鉆車導軌式鉆車，裝有丫00鑿巖機，鉆孔直徑=4080mmCGJ5-32、土石壩施工作業(yè)機械化方案選定

32、根據(jù)工程量、施工強度、料場條件、運輸?shù)缆贰⑸蠅螚l件、壩面作業(yè)等選擇合理的機械化施工方案。本工程各種作業(yè)可供采用的機械化方案如下：表19粘土心墻施工開挖推土機松土集料成堆；挖土機挖裝運輸皮帶機運輸上壩（輔以集料斗及汽車分送）；自卸汽車運輸上壩壓實推土機平土，羊足輾或氣胎輾壓實沙礫壩殼施工開挖正向鏟或裝載機挖裝水上砂礫；索鏟或采砂船采取水下砂礫運輸皮帶機運輸上壩；自卸汽車運輸壓實推土機平土，氣胎碾或振動輾，夯土機壓實設計者根據(jù)表19所列的機械化方案和施工單位擁有的機械選擇一個粘土和砂礫的挖運填施工機械化方案。3、主要機械數(shù)量計算A、確定機械的生產(chǎn)率機械生產(chǎn)率可采用定額指標（機械生產(chǎn)定額列于附錄中）

33、或計算方法確定。本設計要求粘土心墻施工機械生產(chǎn)率用查定額指標的方法確定；砂礫壩殼施工機械的生產(chǎn)率用計算法確定。（1）周期運行機械（單斗式挖掘機、自卸汽車等）生產(chǎn)率；生產(chǎn)率（以壩上壓實方為標準）計算式為：P臾寧人3/班）（10）t式中：q為土斗或車箱幾何容積（m3）；Kv為土斗或車箱的充盈系數(shù)（表20）；Kt為時間利用系數(shù)（見表21）;Kp為體積換算系數(shù)（見表22）;t為機械運行一次的循環(huán)時間。tt裝t卸t運t空回（11）式中：t運、t空回隨運距或偏轉(zhuǎn)角而變，可以用下式求得：t運t空回V（12）式中：L為轉(zhuǎn)角或運距；V為轉(zhuǎn)速或平均車速，對于自卸汽車采用2025km/hot裝、t卸分別為裝土和卸土

34、時間，可以按經(jīng)驗確定，對于自卸汽車：t裝nt式中：n為挖土機裝滿一車的斗數(shù)；t為挖土機循環(huán)工作時間（見表23）。t卸可取12.5分鐘，包括調(diào)車、等待時間。表20開挖機械的充盈系數(shù)表機械名稱堅硬土一般土壤砂礫石渣石渣（含大石塊）裝載機1.01.10.91.00.70.8推土機0.60.70.70.90.60.70.40.6鏟運機0.71.00.50.9挖土機0.60.750.80.90.91.00.60.750.40.5注：如用公式（10）計算汽車生產(chǎn)率時，充盈系數(shù)近似取l表21施工機械時間利用系數(shù)表施工條件管理條件優(yōu)良良好中等較差優(yōu)良0.840.8l0.760.70良好0.780.750.7l

35、0.65中等0.720.690.650.60較差0.630.6l0.570.52注：施工條件指地形、天氣、施工工作面、地表排水、施工方法、程序、工程規(guī)模等。管理條件：計算管理好壞、操作人員水平、機械化等情況等。本設計中的施工條件，管理水平均可選良好。表22土壤體積換算系數(shù)表土方類型計算條件自然方松散方壓實力粘土壓實方1.111.411.00普通土壓實方1.111.391.00砂礫壓實方1.051.181.00爆破石渣壓實方0.771.151.00表23正向鏟循環(huán)時問表土斗容量（m3）l234時間（秒）1628182818282030注：表中數(shù)據(jù)為理想作業(yè)條件下的循環(huán)時間（轉(zhuǎn)角90。，最優(yōu)掌子高

36、度）。選用時可根據(jù)實際情況選用并修正.修正系數(shù)取0.91.26o對易挖土取小值.對難挖土取大值。（2）輪斗、鏈斗式挖掘機生產(chǎn)率（P）V3.P608-pqKvKtKp（m/班）（13）式中：V為輪斗、鏈斗的移動速度；l為-土斗間距，成其它符號意義同式（10）。（3）皮帶運輸機生產(chǎn)率（參看教材）。（4）碾壓機械生產(chǎn)率計算P8V（BC）hKtKp/n（m3/班）（14）式中：V為碾壓機械開行速度，m/h,按表24采用；B為滾筒長度，m,按表24選用；C為搭接寬度，羊足碾、振動碾用0.2m,氣胎碾用0.3m;h為鋪土厚度，m,按表24采用；n為壓實遍數(shù)，按表24選用；K為時間利用系數(shù)，可取0.50.7

37、;Kp為體積換算系數(shù)。表24壓實參考表計算參數(shù)羊足碾氣胎碾振動碾夯板滾筒長度（m）2.093.02.01.5mx1.5m碾壓速度（m/h）300021001500817次/分輔土厚度（m）0.200.300.800.80碾壓遍數(shù)161266B、機械數(shù)量計算機械數(shù)量按下式計算(15)式中：Q大為各期最大施工強度, 的臺班生產(chǎn)率，m/臺班。nP3m/d;n為米用班制，米用12臺班/d;P為所選機械C、配套機械數(shù)量計算在機械化作業(yè)組織中，為充分發(fā)揮配套機械中主要機械的作用，必須使配備的次要機械生產(chǎn)率略大于主要機械的生產(chǎn)率。例如，對于挖掘機自卸汽車挖運方案，就應使正向鏟在任何時間不致發(fā)生等待汽車的情況

38、。為此應妥善選擇與正向鏟配合工作的自卸汽車容量和數(shù)量。1、汽車容量應復核挖掘機的裝車斗數(shù)m汽車容量太大，汽車停時太長；汽車容量太小，則調(diào)車(16)頻繁、挖土機效率低。m的合理范圍為35（汽車運距為1km以內(nèi)時）。mcqKHKP3式中：Q為自卸汽車的載重量，t;q為選定挖掘機的斗容量，m;c為料場土料的天然容重，kg/KP為土料的松散影響系數(shù)，表示挖土前原狀土與挖土后松土體積的比值；KH為挖掘機土斗充盈系數(shù)。2、臺挖土機正常工作時，配合的汽車數(shù)n,由下式確定:(17)式中：t裝為裝車時間，可由下列兩式之一求得:(18)運輸工具容量挖土機全效生產(chǎn)率t裝=挖土機的循環(huán)時間x裝滿一車的裝載次數(shù)(19)

39、（三）施工道路布置自卸汽車直接上壩布置，要求爬坡坡度小于25。當岸坡較平緩時，有可能采用每隔1020m高差（隨壩面升高）的岸坡道路上壩布置如圖8所示。圖8岸坡上壩道路布置示意圖當岸坡陡峻，無法在岸坡上布置汽車上壩道路時，可采用壩坡上壩道路，如圖9所示。圖9壩坡上壩道路布置示意圖采用鐵路運輸或其他爬坡能力有限的運輸工具運送土料無法直接上壩時，可采用轉(zhuǎn)運上壩。土料卸人轉(zhuǎn)運地弄料斗，經(jīng)皮帶機上壩。其布置圖請參考施工教材。二、導流隧洞開挖（一）基本資料1、隧洞：長、斷面型式、尺寸；進出口高程；混凝土襯砌厚度0.5m。2、施工期：隧洞在截流前建成。采用每天一或兩個循環(huán)制，每循環(huán)作業(yè)時間為816h。3、地

40、形、地質(zhì)條件：巖石f=10（級別IXX）,開挖時不需臨時支撐，但需永久混凝土襯砌。在地形上不宜開挖支洞增加工作面。4、爆破用炸藥：硝俊炸藥（礦山地下n號）。5、施工設備：空壓機站供風滿足要求；鑿巖機械、裝渣，運輸機械見表18。（二）開挖法選擇采用鉆爆法開挖隧洞，由于本工程隧洞地址較好，機械化程度較高，建議采用全斷面開挖。（三）鉆孔爆破循環(huán)作業(yè)項目及機械設備的選擇在隧洞進、出口同時進行開挖，每個工作循環(huán)中有關工序的固定作業(yè)時間如下：裝藥0.5h;爆破、散煙、安全檢查處理lh;裝渣機械進、出洞各15min；鉆車進、出洞各15min；隨循環(huán)進尺而變的作業(yè)有鉆孔和出渣，其延續(xù)時間均按循環(huán)進尺計算。對全

41、斷面開挖，通常采用正向鏟或裝載機裝渣、自卸汽車出渣（堆渣場距洞口約300mL鉆孔采用鉆車，車上鑿巖機數(shù)量根據(jù)需要自定。（四）開挖循環(huán)作業(yè)組織1 、確定開挖斷面積S按照本指示書第一部分導流計劃中確定的隧洞過水面積，再考慮襯砌厚度0.5m。2 、炮眼數(shù)量的確定與布置根據(jù)以往的工程經(jīng)驗及統(tǒng)計資料得出的單位進尺（成耗藥量，除以每孔裝藥量，即得炮眼數(shù)N：KS(20)式中：丫為單位長度炮眼的裝藥量，按表25采用；“為炮眼的裝藥系數(shù)；Y為炮眼利用系數(shù)，取0.9;K為單位挖方耗藥量。K值與炸藥種類、巖石性質(zhì)、炮眼種類有關，可以根據(jù)定額或現(xiàn)場試驗測定結(jié)果確定，本設計按表26選用。表25單位長度裝藥量表（kg/m

42、）-藥卷直徑炸藥密度-32mm34mm40mm45mm1.01.3（克/毫升）0.70.91.01.11.31.41.651.75表26隧洞開挖炸藥消耗定額表（平洞：kg/100m3）巖石級別S=30-50(m2)S=50-100(m2)S100(mi)皿81.875.268.lIX92.484.68lX10294.690XI11310599計算時，先確定掏槽眼的布置、數(shù)量，并計算相應的裝藥量，然后計算一般擴大眼的N2KS 1 N12(21)數(shù)量（N2）：式中：，本設計中一般藥孔1=0.63,掏槽藥孔2=0.72；N為掏槽孔的數(shù)量；其它參數(shù)含義與式（20）相同。3、循環(huán)作業(yè)進尺計算先選擇循環(huán)作

43、業(yè)時間（8-16h）,減去循環(huán)中固定的作業(yè)時間，余下的即為鉆孔，出渣時間：這段時間越長，鉆孔總深度和出渣量越大，進尺也越大。但過深的鉆孔深度往往會降低爆破效果。循環(huán)作業(yè)進尺按下式計算：(22)Lt循tit鉆t出渣式中：t循為作業(yè)循環(huán)時間，本設計采取用12h；匯ti為循環(huán)中固定的作業(yè)時間之和；6為出渣與鉆孔順序進行的時間搭接系數(shù)（01）,6=0時，出渣與鉆孔全部平行進行，6=1時，出渣與鉆孔順序進行；t鉆為單位進尺的鉆孔時間，按下式計算:(23)式中：n為工作面上鉆機臺數(shù)，視工作面的大小而定，一臺鉆機的合適工作面面積為35吊;V為鉆孔速度，按表27選用；刀為炮眼利用系數(shù),采用0.9 ; t出渣為

44、單位進尺的出渣時間,按式24確定:t出渣S 1P(24)式中：S為開挖面積；P為裝渣機械的生產(chǎn)率（實方/小時）表27風鉆鉆進速度參考表f值891011鉆速(m/h)64.53.83.04、確定鉆孔，出渣機械數(shù)量1.25 ）來確定。鉆孔數(shù)量根據(jù)工作面大小和合適進尺長度確定。出渣機械的數(shù)量可以根據(jù)露天挖掘機械裝硝、自卸汽車運渣定額，并加以適當修正（時間定額修正系數(shù)為5、繪制循環(huán)作業(yè)圖表，如下表:隧洞開挖循環(huán)作業(yè)圖表6、計算總工期LT(25)mnL式中：L為隧洞全長；L為每循環(huán)進尺；m為工作面數(shù)，本設計m=2；n為每天循環(huán)次7、隧洞開挖主要機械匯總表。第三部分施工控制性進度在研究導流計劃，封孔蓄水計

45、劃的基礎上，擬定樞紐工程的控制性進度，具體對導流工程、大壩、引水發(fā)電工程和溢洪道等的分部工程，按月編制進度，提出主要工程（土石方、混凝土工程）的施工強度，保持主要工種的平衡，并在研究施工方法時加以論證。一、進度計劃編制步驟1 、根據(jù)導流計劃、蓄水計劃確定控制點，明確施工順序，編制大壩控制性進度；2 、提出主體工程施工強度；3 、工程施工方法及強度論證；4 、編制樞紐施工總進度；5 、提出主要工程量，機械設備，材料勞動力需要量計劃。二、進度計劃編制原則1 、保證如期發(fā)電或提早發(fā)電；2 、保證各期中心任務的完成；3 、盡量采用流水作業(yè)，以縮短工期減少施工強度；4 、保證主要工程施工的平衡和連接，使人力、機械設備得到充分利用，不形成高峰，不造成窩工；5 、合理安排施工順序，保證施工安全，如：壩頭清理