某水庫工程施工組織設計方案

◆施工組織設計計算書◆第頁目錄\""\\\"標題"\""第一章導流洞的水力算…………第一節(jié)洞身水力計算…………第二節(jié)上、下游水位計算……………………第三節(jié)進口過流流量校核……………………\""第二章圍堰的水力計算 \第一節(jié)\""下游圍堰 \第二節(jié)\""上游圍堰 \\""第三章隧洞內(nèi)力及配筋計算 \第一節(jié)山巖壓力計算………………………...第二節(jié)\""隧洞內(nèi)力及配筋 \\""第四章調(diào)洪演算 \第一節(jié)\""調(diào)洪演算的根本原理 \第二節(jié)\""調(diào)洪演算方法及計算 \第三節(jié)壩頂高程的復核計算\"" \第一節(jié)洞身水力計算〔〕、導流標準某水庫工程是以供水為主兼顧農(nóng)田灌溉和環(huán)境用水的綜合利用工程，按?水利水電工程等級劃分及洪水標準?〔—〕的規(guī)定，按供水規(guī)模應為Ⅳ等工程，根據(jù)水庫總庫容為萬，應屬Ⅳ等工程，其主要建筑物大壩、溢洪道、取水口及輸水洞為級建筑物，根據(jù)頒部標準的規(guī)定，相應的臨時建筑物為五級建筑物，考慮到該工程規(guī)模較小，選取設頻率，相應流量?！病场⒍瓷硭τ嬎銖膶Я鞯牟贾们闆r來看，在枯水期一般設為無壓隧洞，但為了考慮洪水期度汛時的過流能力，故采用縱坡；經(jīng)過多方案的比擬，采用比擬合理，經(jīng)濟。導流隧洞按明渠均勻流設計，由明渠均勻流的流量公式：()式中——設計流量〔〕——洞身過水斷面面積〔〕——水力半徑〔〕，，為過水斷面濕周；——謝才系數(shù)〔〕，其值按曼寧公式計算，，為糙率。為了考慮在第一個洪水期的泄洪，假設隧洞洞身的斷面尺寸如以下圖所示：洞寬，。流量模數(shù)：那么()糙率值表襯砌材料現(xiàn)澆混凝土襯砌預制裝配式混凝土襯砌漿砌石襯砌經(jīng)過修整的不襯砌斷面未經(jīng)過修整的不襯砌斷面由?施工組織設計標準?，對現(xiàn)澆砼襯砌，那么〔×〕采用高等教育出版社?水力學?上冊附圖Ⅱ，由與的關系曲線，當時，在的曲線上查得，故導流洞中的實際水深為×根據(jù)假設的隧洞斷面圖與洞身水力計算結(jié)果，圓拱直墻式斷面尺寸為：洞寬；直墻高；圓拱半徑；洞內(nèi)水深；水面以上凈空高度。凈空面積總－×＋×××＋〔××〕－×〔〕那么Δ〔〕×故凈空高度及凈空面積均符合明渠標準要求，并且實際過水斷面形狀上為矩形，故假設隧洞為明渠是正確的。當時的相應臨界水深及臨界坡，[Α()][×(×)]，，由＜時、＞為急流。臨界斷面面積×臨界過水寬度臨界濕周＋＋×臨界水力半徑臨界謝才系數(shù)×那么臨界縱坡(α)×〔××〕由＜，所以為陡坡。第二節(jié)上、下游水位計算〕、下游水位由根本資料—岔河水庫壩下水位流量關系曲線可知，當流量時相對應的水位為，故下游水位為，下游設計洪水靜水位為：。〕、上游水位由.＜，隧洞長.，取隧洞進口底板高程為：，那么隧洞出口高程為：.×因隧洞出口底板高程與下游水位高程之差大于零，即＞。故泄流量為自由出流。采用中國城市出版社?施工組織設計與施工標準實用全書?上冊，泄流量按短管自由出流，即按非淹沒堰流計算。非淹沒堰流公式——流量系數(shù)——計入行近流速的上游水頭————臨界水深下的平均過水寬度()[(×××)]那么上游水位：△△為河底高程與進口底板之差。故上游設計洪水靜水位為：。第三節(jié)進口過流流量校核采用中國城市出版社?施工組織設計與施工標準實用全書?上冊以及—水工隧洞設計標準，進口過流流量按寬頂堰公式計算：σε’()式中——流量系數(shù)×〔－〕〔×〕×〔－〕〔×〕σ——淹沒系數(shù)，自由出流時，σε——側(cè)收縮系數(shù)ε－[α()]〔〕〔－〕―[()]()(―)故×××××〔×〕×＞所以滿足要求。貴州大學畢業(yè)設計水利水電建筑工程級◆施工組織設計◆貴州大學土木建筑工程學院第頁第一節(jié)下游圍堰計算考慮到下游圍堰擋水保證基坑干地施工，且該工程規(guī)模較小，導流期間不允許基坑淹沒，故下游圍堰設計成不過水圍堰。查圍堰設計標準—，圍堰斷面設計要求表，不過水圍堰堰頂平安超高低限值，對于Ⅳ－Ⅴ級土石圍堰，δ。表—不過水圍堰堰頂平安超高低限值圍堰形式圍堰級別ⅢⅣ土石圍堰砼圍堰土石圍堰防滲體頂部在設計洪水靜水位以上的超高值：斜墻式防滲體為；心墻式防滲體為。取防滲體超高值為。根據(jù)標準規(guī)定：無行車要求的堰頂寬度，當堰高在時，堰頂寬度取，當堰高>時堰頂寬度取。該工程圍堰考慮工程自卸汽車運輸土石料與推土機工作等因素，堰頂寬為，取堰頂寬為。圍堰采用塑性心墻圍堰，填筑時做成梯形斷面，坡度為：：的陡坡。心墻的斷面是梯形的，上部厚度不小于，下部厚度不小于水頭，且不能少于。由資料可知，河床的覆蓋層厚度取。查壩址處水位流量關系曲線得：當時，其相應的水位高程為，那么下游圍堰的堰頂高程為：δ下游水位高程波浪爬高〔此處忽略不計〕δ平安超高，按表—選用心墻式防滲體為，即取，那么頂部高程為。那么下游圍堰的堰頂高程：下游圍堰高度為：－－注：為下游圍堰的河底高程。下游圍堰的底寬計算：××下游圍堰心墻底寬計算：××第二節(jié)上游圍堰計算考慮到上游圍堰擋水保證基坑干地施工，且該工程規(guī)模較小，導流期間不允許基坑淹沒，故上游圍堰設計成不過水圍堰。查圍堰設計標準—，圍堰斷面設計要求表，不過水圍堰堰頂平安超高低限值，對于Ⅳ－Ⅴ級土石圍堰，δ。不過水圍堰堰頂平安超高低限值圍堰形式圍堰級別ⅢⅣ土石圍堰砼圍堰土石圍堰防滲體頂部在設計洪水靜水位以上的超高值：斜墻式防滲體為；心墻式防滲體為。取防滲體超高值為。根據(jù)施工組織設計標準規(guī)定：無行車要求的堰頂寬度，當堰高在時，堰頂寬度取，當堰高>時堰頂寬度取，本工程考慮到自卸汽車運輸土石料與推土機工作等因素，堰頂寬為，堰頂寬取。取下游面坡度為：，上游面坡度為：；圍堰心墻的斷面是梯形，上部厚度不小于，或由施工要求決定，下部厚度不小于水頭，且不小于。塑性心墻圍堰心墻圍堰用的粘土及粘壤土，或砂和粘土按比例配合的土料，填筑時做成梯形斷面，坡度為：：的陡坡。因此，本工程的心墻頂寬取為，兩邊的坡度取為：。由資料可知，河床的覆蓋層厚度取。由上游水位計算可知，導流隧洞進口底板高程為，按標準要求，導流隧洞進、出口高程選擇需要考慮截流、通航、放木要求，以及封堵條件，泥沙淤積或磨損，方便施工等。導流隧洞進高程通常取枯水位以下。上游的水位高程為：由，.,所以上、下游導流隧洞的進、出口的高差為：Δ××.那么導流隧洞的出口高程為：－故上游圍堰的堰頂高程由下式?jīng)Q定：＋＋＋δ式中——上游圍堰堰頂高程，；——上下游水位差，；＋＋＋δ＋(－)＋上游圍堰的河底高程為，那么上游圍堰的高度為：－上游圍堰的底寬計算：××下游圍堰心墻底寬計算：××第一節(jié)山巖壓力由于山巖壓力是不壓隧洞襯砌設計中起決定作用的荷載，因此山巖壓力值的計算選定，直接關系到襯砌尺寸是否經(jīng)濟合理。采用?水工隧洞設計標準?建議的山巖壓力計算，對于ⅢⅣ類圍巖，可以按松動介質(zhì)平衡理論估算三巖壓力?？紤]到進出口的地質(zhì)條件不是很好，屬于ⅢⅣ類圍巖，不能形成壓力拱，當洞室埋深度〔由襯砌頂部至地面的垂直距離〕小于倍壓力拱高度或小于壓力拱跨度的倍。為了使用設計便于平安，對于不能形成壓力拱的巖體，允許按全部巖柱重量〔不考慮兩側(cè)磨阻力〕來計算垂直壓力，即采取γ。分別取隧洞進、出口往里所對應的覆蓋層厚度分別為，。按水利電力出版社高昌俠、熊啟鈞編著?隧洞?表—巖石鞏固系數(shù)及其它力學指標表查得：對于中等堅硬的巖石及堅硬的石灰?guī)r，不堅硬的沙石和石灰?guī)r，軟礫巖相應的巖石鞏固系數(shù)，巖石容重γ〔〕,取巖石容重γ。所以進、出口垂直壓力強度為：γ×；γ×。為了便于計算，取單位長度計算，那么進、出口頂部垂直均布荷載。為了便于計算，單位的換算關系近似采用 。故，。第二節(jié)隧洞襯砌內(nèi)力及配筋計算采用張校正〔新疆水利廳〕改編，黃凱申〔新疆兵團水利局〕校核Ｇ－１２隧洞襯砌內(nèi)力及配筋計算通用程序。一、程序功能本程序采用屠規(guī)彰等提出的襯砌結(jié)構(gòu)的非線性常微分方程組，應用初參數(shù)數(shù)值解法，解算隧洞襯砌在水壓力、山巖壓力及襯砌自重等荷載作用下彈性抗力分布，算出變位和內(nèi)力，并按水工鋼筋混凝土標準進行配筋計算。對于種隧洞過水斷面(參閱附圖)，程序?qū)⒁r砌〔左半部〕的底板、頂板、邊墻、側(cè)底拱、側(cè)頂拱等每局部等分段，輸出每個計算點的軸向力、剪力、彎矩、受壓鋼筋面積、受拉鋼筋面積、抗裂平安系數(shù)以及裂縫開展寬度。軸向力的單位：；剪力的單位：彎矩的單位：；受壓鋼筋面積的單位；受拉鋼筋面積的單位；裂縫開展寬度的單位貴州大學畢業(yè)設計水利水電建筑工程級◆施工組織設計計算書◆貴州大學土木建筑工程學院 第頁二、計算原理參閱?水工隧洞設計標準(－)?附錄七。配筋計算按照?水工鋼筋混凝土設計標準?的公式計算偏心受壓和偏心受拉構(gòu)件。計算中不受最小配筋率的限制，實際采用時，可按照標準規(guī)定的最小配筋率或按少筋混凝土計算。三、使用方法、數(shù)據(jù)準備：參看附圖?！绻こ堂?，如“〞斷面形狀編號，參閱附圖。鋼筋砼偏心受壓平安系數(shù)鋼筋砼偏心受拉平安系數(shù)混凝土標號，如應為“〞鋼筋強度〔〕鋼筋彈性模量〔〕鋼筋毛保護層〔〕鋼筋直徑〔〕，用以計算裂縫開展寬度半跨底寬〔〕側(cè)墻高度〔〕弧形底板半徑〔〕側(cè)底拱半徑〔〕側(cè)頂拱半徑〔〕弧型底板半中心角〔角度〕側(cè)底拱中心角〔或半中心角〕〔角度〕側(cè)頂拱中心角〔或半中心角〕〔角度〕底板厚度〔〕側(cè)底拱厚度〔第九類斷面為側(cè)底拱起點厚度〕側(cè)墻厚度〔〕側(cè)頂拱起點厚度〔〕〔第一類斷面為側(cè)頂拱厚度〕頂板厚度〔〕〔或側(cè)頂拱終點厚度〕頂部垂直均布荷載〔〕側(cè)向分布荷載上端點值〔〕側(cè)向分布茶載下端點值〔〕底部垂直均布荷載〔〕水壓荷載水頭值〔內(nèi)壓為正〕〔〕灌漿壓力〔各邊均布法向荷載，外壓為正〕〔〕襯砌容重〔〕襯砌彈性模量〔〕底板、側(cè)底拱部位圍巖彈抗系數(shù)〔〕側(cè)墻部位圍巖彈抗系數(shù)〔〕頂板、側(cè)頂拱部位圍巖彈抗系數(shù)〔〕[注]各類斷面形狀無某項數(shù)據(jù)時填、內(nèi)力符號規(guī)定如下：面向基巖取微分段，圖示內(nèi)力為正四、算例及計算成果本程序的算例全部采用陜西省水電設計院馬躍堂同志的算例資料，以便于成果比擬。經(jīng)比擬誤差很小，現(xiàn)計算進出口城門洞形的計算成果。隧洞進口數(shù)據(jù)文件為，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，計算結(jié)果文件為***************************************************************************隧洞進口內(nèi)力及配筋計算書***************************************************************************一.基本數(shù)據(jù)()二.計算結(jié)果:迭代計算第次迭代第次迭代第次迭代位移狀態(tài)底板()軸向力剪力彎矩受壓鋼筋受拉鋼筋抗裂裂縫寬側(cè)墻()軸向力剪力彎矩受壓鋼筋受拉鋼筋抗裂裂縫寬側(cè)頂拱()軸向力剪力彎矩受壓鋼筋受拉鋼筋抗裂裂縫寬隧洞出口數(shù)據(jù)文件為，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，***************************************************************************隧洞出口內(nèi)力及配筋計算書***************************************************************************一.基本數(shù)據(jù)算例()二.計算結(jié)果:迭代計算第次迭代第次迭代第次迭代位移狀態(tài)底板()軸向力剪力彎矩受壓鋼筋受拉鋼筋抗裂裂縫寬側(cè)墻()軸向力剪力彎矩受壓鋼筋受拉鋼筋抗裂裂縫寬側(cè)頂拱()軸向力剪力彎矩受壓鋼筋受拉鋼筋抗裂裂縫寬第一節(jié)調(diào)洪演算的根本原理調(diào)洪演算的根本原理是水庫水量平衡。在時段Δ內(nèi)，入庫流量、出庫流量和水庫水量之間變化的關系，可用以下水量平衡方程式表示：式中，——時段Δ始末入庫流量，；，——時段Δ始末出庫流量，；，——時段Δ始末的水庫蓄水量，；Δ——時段長，，取值的大小視水庫流量的變幅而定。水量平衡方程式中，與由復核的設計洪水和校核洪水過程線中查取，Δ可根據(jù)具體情況而定，小河庫站一般取小時為一個時段。與由起調(diào)條件確定，只有與是未知數(shù)，由于方程式有兩個未知數(shù)，不能獨立求解，還必須另外建立第二個方程，。即水庫下泄與水庫溢洪水位以上蓄水量的關系。因是水庫水位的函數(shù)，而也是的函數(shù)，故是的函數(shù)，用下面等式表示：()()——〔〕上式稱為水庫蓄洪關系。式中是表示函數(shù)關系的符號。由式〔〕和式〔〕可建立聯(lián)立方程：()洪水調(diào)節(jié)計算，實際上就是聯(lián)立求解，建立以上兩個方程式，以求得兩個待定的未知數(shù)和值。當本時段的和求得后，即作為下一時段的起始條件和，繼續(xù)往前計算。因此，水庫調(diào)洪計算從起始條件開始，通過逐時段的水量平衡計算，便可眼求出下泄流量過程和水庫蓄水量變化過程通過水庫水位容積關系曲線換算得出。起調(diào)水位與調(diào)洪最高水位之間的庫容，稱為調(diào)洪庫容。第二節(jié)調(diào)洪演算方法及計算此次調(diào)洪演算的方法采用半圖解法，將水量平衡方程式變換如下：＋Δ＋－＋〔＋Δ〕——〔〕令＋Δ那么式〔〕變?yōu)椋病吃谑健病持杏疫吘?，計算前，先建立曲線，曲線即為解決調(diào)洪演算的輔助曲線，調(diào)洪演算按以下步驟進行。由起調(diào)條件確定查曲線得出。由式〔〕計算。由查曲線得出.重復〔〕、〔〕，直至計算時段末。求調(diào)洪庫容和設計洪水位。、泄流能力計算，按有壓自由出流計算：μ[(－)