水工土石坝毕业设计--土坝枢纽工程施工组织设计说明书(共52页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上毕 业 设 计（论 文） 施工组织设计 年级专业： 学 号： 姓 名： 2014年3月20日 目录 一、工程施工条件 .1 1、工程概况.1 2、施工条件.1 3、施工力量及施工设备.5 4、有效工日计算.5 二、施工导流.,.6 1、导流方法和导流标准.6 2、导流方案.7 3、施工分期.8 4、导流建筑物.9 三、主体工程施工.13 1、土石坝施工.13 2、导流洞开挖.15 四、施工交通.17 五、施工总布置.17 六、工程总进度.17 1、施工控制性进度.17 设计计算书.22 一、工日分析.22 1、有效工日计算.22 二、施工导流.24 1、导流标准.24 2、导流方案.24 3、各期工程量、施工平均强度计算.25 4、确定封孔蓄水和发电日期.27 5、大坝蓄水期间安全校核.27 6、大坝控制进度.28 7、导流工程规划布置.28 8、围堰主要尺寸、型式及布置.31 三、主体工程施工计算.35 1、土石坝施工.35 2、导流洞开挖.37 总结.42 土坝枢纽工程施工组织设计说明书一、 工程概况工程地处我国华东钱塘江的支流上，为一发电为主兼顾灌溉、防洪的水利枢纽工程。在坝型比较阶段，比较了混凝土重力坝和粘土心墙砂壳坝两个方案。后者的枢纽布置如图11所示，坝高81m，坝顶长度370m。设计正常高水位为100m，校核洪水位为102m，大坝典型剖面见图。大坝属于2级建筑物。溢洪道布置在距坝1km的左岸凹口处（图中未示），为开敞正槽式，其顶高程为92m，总宽是64m，出口采用差动式鼻坎挑流消能。引水式电站布置在右岸，引水洞长525m，直径7m，厂房安装5万kW的机组两台。 二、施工条件（一）施工工期 主体工程工期暂定为4年，2012年准备，2013年开工，2016年年底前发电（初始发电水位为80m）。（二）坝址地形、地质及当地材料坝址处流域面积2610km2，坝址以上河流全长104km；其中50km为通航河道，常年有载重5至10吨木船和竹木筏过坝。坝址两岸系高山，山坡较陡。坝址河谷宽为200m，河底高程25m。两岸复盖层较薄，基岩为石英砂岩（X级）；河床岩基较好，两岸岩石节理发育，风化较深。河床砂砾复盖层厚为03m，平均1.5m。坝址上下游均为宽阔冲积台地，在上下游37km的台地和河滩上，有满足筑坝要求的大量砂砾料（类土）。采取水上砂砾平均运距5.5km；如就近采取水下砂砾，平均运距为3.5km；粘土料（类土）在左岸下游7km的王家村，高程为4050m，储量丰富，质量满足设计要求。（三）气象与水文该工程位于华东，气候温和。雨量充沛，每年5月至10月降雨较多，属温带多雨气候，按水文规律分为枯水期和洪水期（包括梅雨期与台风期），其界限不明显。一般11月至次年4月底为枯水期，5月至10月为洪水期，其中5、6两个月的降雨量最大，占全年雨量的30%，该河流量属山区性河流，洪水暴涨暴落，最大流量高达8290m3/s，最小流量只有78m3/s，相差上千倍。根据设计需要，给出下列各种水文、气象资料：1、 各月最大瞬时流量（m3/s）表1 月份频率123456789101112全年1%18601670244037805530829050607550484023953065207082902%16801330219033004920746043506350384020202500178074605%150011401920280032506150338047403350154017701195615010%9309401250200027004990266033902710116012308234990频率标准：所谓百年一遇，指工程由于洪水的原因失败的概率为1/100。为了适应工程需求，一般将某一典型洪水过程线加以放大，使其洪水特征等于频率计算解得的设计值，即以为所得的过程线是待求的设计洪水过程线。放大方法主要有：同倍比同频率放大法。 2、各时段设计流量（m3/s）表2时段1%2%5%10%20%9.13.11474041903450287022609.14.305000446037403160251010.14.304620355029502460195011.13.313020266021801810141011.14.30402035602940245019203.155.1551504570388033202740 3、典型年逐月平均流量（m3/s）表3月份123456789101112全年平水年(50%)19.880.071.886.3122.5277134.892.873.791.723.927.689.8丰水年(1%)28.075.489.913448952927610318291.840.732.7172.6枯水年(80%)11.513.961.081.7114163102.488.972.971.81715.367.84、设计洪水过程线（图A) 5、坝址水位流量关系曲线（图B）6、水库水位与库容关系曲线（图C）；7、坝区各种日平均降雨量统计表（天）表4月份日降雨量(mm)123456789101112全年558869656755373510333322241233311030344565324211403010113221210014合计12151615201512181410971588、坝区各种日平均降雨量统计表（天）表5月份日平均气温123456789101112300000031041000012100000000005553000000000120000000000000（四）施工力量及施工设备施工承包商的大坝坝壳最大施工能力为10000m3/d，技术设备限在施工单位已有的设备中选用，数量不限，三材由国家统一分配。（五） 在坝型比较阶段，对该土坝枢纽的施工导流方案建议采用隧洞导流，并考虑上游土石围堰与坝体结合，以节省导流工程费用。三、施工基本资料分析 （一）工日分析月有效工日=日历天数法定假日因雨雪、气温不能施工天数其他原因停工天数计算过程中法定假日与因雨雪、气温停工日期重合未考虑；降雨次数不考虑，仅按连续降雨+停工天数考虑；其他原因停工未考虑；周末考虑正常施工。各工种月有效工日如下表：工种1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月合计石料开采、填筑262126241923262824252930301砂石开采、填筑262126241923262824252930301黏土开采161421191519222221212525240黏土填筑171522201620232322222626252隧洞开挖292530292528293028273031341隧洞浇筑61523211718142022232621226（二） 施工导流1、施工导流标准导流建筑物设计等级选定为四级，并以三级控制。设计洪水重现期选用10月1日至次年4月30日时段20年一遇洪水标准，设计流量2950 m3/s.坝体施工期临时挡水度汛洪水标准选用全年100年一遇洪水标准，设计流量8290 m3/s.封堵的下闸设计流量采用时段10年一遇月平均流量。封堵工程按20年一遇设计。封堵后坝体度汛标准100年一遇洪水，设计流量8290 m3/s.水库蓄水采用典型枯水年80%保证率作为水库蓄水标准，按照典型丰水年1%月平均流量校核。2、 导流方案、施工分期、控制进度3、导流方案导流方案选用全断面隧洞导流方式，上游土石围堰并结合坝体填筑，分三期进行。第一期： 完成导流隧洞工程，并做好截流准备，上下游围堰进占，计划2003年枯水期截流。第二期：截流、闭气，在围堰的保护下进行大坝基础工程施工，包括排水、基坑开挖、基础处理，然后进行大坝填筑，并考虑在2004年汛期前将大坝填筑到拦洪水位。第三期：拦洪后，继续填筑大坝至坝顶。计划到2006年洪水期，下闸蓄水。计划于10月1日发电。 4、拦洪度汛方案由于基础处理时间较长，为满足度汛需要，为尽快达到拦洪高程，拟采用结合坝体填筑的围堰一次性拦洪度汛方案。 5、截留和拦洪时间截留时间初定于2013年10月1日,拦洪时间与2014年4月30日,根据施工单位的砂壳施工能力,粗估第二期大坝填筑高程为53.5米,又拦洪水位因扣除2米的安全超高为51.5米,相应库容3.14亿m3 6、各期工程量、施工平均强度计算根据梯形河谷工程量计算公式计算砂壳最大施工强度，第二期2014年4月30日完成，最大施工强度为6639m3天：三期施工于2016年10月底完成，最大施工强度6339m3/天小于施工单位的最大施工强度10000m3/天. 7、确定封孔蓄水和发电日期根据要求发电日期为2016年10月1日，发电水位80m相应库容15亿m3，根据80%典型枯水年各月平均流量推测封孔蓄水日期为4月20日。 8、大坝蓄水期间安全校核根据1%丰水年来水情况，按照2016年4月20日开始蓄水，计算每月末库水位，6月底水位大于92m高程，要求5月底大坝填筑至坝顶并具备泄洪条件。由于工期调整砂壳最大施工强度7838 m3/天，仍然满足要求。大坝控制进度见附表工程截流：2013年11月1日大坝拦洪时间：2014年4月30日封孔日期：2016年4月20日大坝填筑完工日期：2016年5月25日发电日期： 2016年10月1日(三)导流工程规划布置1、导流隧洞规划根据拦洪水位51.5m，库容3.14亿m3，经调洪演算最大下泄流量2160m3/s，相应下游水位31.6m。按有压流公式计算洞内最大平均流速V=16.39 m/s，过水断面积W=131.79m2，采用城门洞型，计算洞宽B=9.73m，实际取9.8m，隧洞过水断面133.74m。 隧洞布置在左岸，与上下游保持不小于40m的距离，进口底板高程25m。隧洞长度650m。出口底板23.7m。纵坡0.2%，进出口布置一定的直线段和明渠段，出口与原河床水流交角小于30度。2、汛期大坝拦洪校核根据已知的隧洞尺寸和泄流条件，经调洪演算确定上游拦洪水位，检查坝面高程是否能安全拦洪。绘制隧洞泄流能力QH曲线L1。并绘制隧洞要求最大下泄能力QH曲线L2。由图知Q泄=2160 m3/s，对应拦洪高程H为52.95m。根据施工进度控制，拦洪填筑高程为55m，安全超高=55-52.95=2.05m，满足安全要求。3、围堰的主要尺寸、型式及布置上游围堰为保证枯水期基坑施工，上游围堰应尽快达到枯水期度汛高程，根据5%频率洪水放大的过程线，通过调洪演算并绘制QH曲线L2。根据隧洞泄洪曲线L1，利用图解法查的围堰拦洪高程为40.2m，考虑1.8m的安全超高，上游围堰顶高程为42m。上游围堰作为坝体的一部分，围堰最终顶高程55m，采用砂砾石黏土斜墙围堰，填筑质量要求按大坝填筑要求。上游坡比1:3，下游坡比1:2.0，采用黏土斜墙防渗。下游围堰下游围堰采用砂砾石黏土斜墙围堰，根据1%频率洪水最大下泄流量1253m3/s。下游河床水位为30.5m，安全超高1.5m，围堰顶设计高程32.0m。上游设计坡比1:2，下游坡比设计1:2.5，围堰顶宽10m，完成度汛后拆除。围堰布置上下游围堰应充分考虑与隧洞进出口距离、冲刷等因素，见布置图。主体工程施工土石坝施工 1、施工强度根据计算黏土最大施工强度1112m3/天，砂壳最大施工强度7598m3/天，小于施工单位的最大施工能力10000m3/天。 2、土石方施工机械配备砂砾料采用水上开采,选用自卸汽车配合正向铲土、运输；土料开采，选用自卸汽车配合正向铲土、运输；粘土压实选用羊足碾；砂砾料选用振动碾。粘土心墙：2m3挖土机挖装，15T自卸汽车运输上坝，T120推土机推平，9T羊足碾压实。运输距离7km。砂壳：4m3正向铲装水上砂石料，20T自卸汽车运输，T120推土机推平，13.5T振动碾压实。运输距离5.5km。经计算主要配备设备见下表序号机械设备名称技术规格或型号配备数量1挖土机W200，2m32台2挖土机W400,4m34台3推土机T12012台4自卸汽车交通SH361,15吨26辆5自卸汽车T20 ，20吨68辆6振动碾YZ13.5,13.5吨4个7羊角碾9T3台8羊角碾6T2台3、施工道路布置由于采用自卸汽车上坝，采用岸坡道路和坝坡道路相结合的原则布置施工道路。左岸30线：布置在左岸30m高程，是本工程的主要运输路线，从下游砂砾料沿30m高程接上下游围堰、导流隧洞进出口及上坝路。过导流隧洞采用过钢栈桥跨越。坝坡路：布置在下游，从左岸30线起坡，S型道路接至坝顶105,m高程，全长1100m，平均纵坡小于7%，道路设计宽8m，最大纵坡控制在7%以内，采用泥结石路面。导流洞开挖1、概况导流洞为城门洞型，开挖宽度8.8m，高度13.2m，开挖断面84.72m2。隧洞长650m，进口高程25.0m，出口高程23.7m。2、开挖方法采用钻爆法全断面开挖，由于地质条件比较好，机械化程度高，拟采用全断面微差爆破一次成型，周边采用光面爆破。设备选择钻孔：采用钻孔台车，崩落孔和周边钻孔直径40mm，掏槽孔钻孔直径45mm。装药：采用装药台车。爆破：采用楔形掏槽，非电毫秒微差起爆网络，一次性爆破。散烟：采用轴流式双向通风机。安全检查处理：利用装药台车，人工排除危石、浮石，必要时进行喷锚支护装渣：采用1.7m3的装载机 7.0T自卸汽车运输开挖作业组织1、炮孔布置根据经验和公式计算，掏槽孔采用楔形掏槽，布置8个孔，孔径45mm；周边孔布置间距50cm，根据周长共布置80个。装药密度为300g/m;崩落孔布置67个。计算布孔155个。实际布孔中心位置采用楔形掏槽孔8个；周边布置光爆孔80个，崩落孔间排距根据1.31.5m不等布置，实际布置炮孔60个。共布孔148个。2、循环作业根据爆破孔布置，循环作业时间12h，循环进尺2.4m。主要作业项目如下：装药0.5h；爆破、散烟、安全检查1.0h；装渣机械进出工作面0.5h；钻车进出工作面0.5h；钻孔7h；出渣2.5h。导流隧洞循环作业表 作业项目循环时123456789101112间(h)钻机进出0.5钻孔7装药0.5爆破散烟安检1出渣机械进出0.5出渣2.5合计12开挖工期隧洞采用两头进，每天循环两次，经计算开挖工期为68天，考虑现场时间利用系数安排开挖工期为90天。隧洞开挖的主要机械汇总表名 称风 钻装载机自卸汽车台车规 格YG402m315T配套数 量16282(六）施工控制性进度节点控制工程根据施工导流、发电目标等要求，节点控制工期如下：施工准备：2012年度工程开工：2013年1月1日隧洞完工日期：2013年10月2日工程截流：2013年11月1日大坝拦洪时间：2014年4月30日引水隧洞完工日期：2016年4月10日溢洪道完工日期：2016年5月15日大坝填筑完工日期：2016年5月25日发电厂房完工日期：2016年8月10日机组安装完工日期：2016年9月11日开关站完工日期：2016年9月11日发电日期：2016年10月1日工程竣工日期：2016年11月18日 土坝枢纽工程施工组织设计计算书 1、工日分析计算过程中法定假日与因雨雪、气温停工日期重合未考虑；降雨次数不考虑，仅按连续降雨+停工天数考虑；其他原因停工未考虑；周末考虑正常施工。月工有效日=日历天数因雨雪、气温等不能施工天数其他原因停工天数 （一）石料开采填筑有效工作日及调整后的有效工作日天数月份123456789101112日历天312831303130313130313031法定假日911881188881188因雨原因445697536311因气温原因000000000000有效工作日181318161115182016172122调整后的有效工作日262126241923262824252930（二）砂石开采填筑有效工作日及调整后的有效工作日 天数月份123456789101112日历天312831303130313130313031法定假日911881188881188因雨原因445697536311因气温原因000000000000有效工作日181318161115182016172122调整后的有效工日262126241923262824252930 （三）粘土开采有效工作日及调整后的有效工作日天数月份123456789101112日历天312831303130313130313031法定假日9 11881188881188因雨原因9810111311999755因气温原因530000000001有效工作日861311711141413131717调整后的有效工作日161421191519222221212525 (四）粘土填筑有效工作日及调整后的有效工作日天数月份123456789101112日历天312831303130313130313031法定假日9 11881188881188因雨原因879101210888644因气温原因530000000001有效工作日971412812151514141818调整后的有效工作日171522201620232322222626 (五）隧洞开挖有效工作日及调整后的有效工作日 天数月份123456789101112日历天312831303130313130313031法定假日911881188881188因雨原因101132212100因气温原因000000000000有效工作日211722211720212220192223调整后的有效工作日292530292528293028273031 （六）隧洞砼浇筑有效工作日及调整后的有效工作日 天数月份123456789101112日历天312831303130313130313031法定假日111881188881188因雨原因7789119777544因气温原因171300031041006有效工作日 67151391061214151813调整后的有效工作日61523211718142022232621（七）各工种月调整后的有效工作日工种1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月合计石料开采、填筑262126241923262824252930301砂石开采、填筑262126241923262824252930301黏土开采161421191519222221212525240黏土填筑171522201620232322222626252隧洞开挖292530292528293028273031341隧洞浇筑61523211718142022232621226（八） 坝体工程量计算用公式V=进行计算。1坝体总方量高程HLbM1M2lV顶底1057629370102.52.25301.5765026301151.752.752.5236.255024.525.5236292.2532.75100.125合计m3.8752 粘土总方量高程HLbM1M2lV顶底105762937080.20.25301.976502630121.050.20.25236.155024.525.523632.750.20.25100.175合计m3.2253 砂砾料总方量V=.875-.225=.65m3三、施工导流计算3.1导流标准根据保护对象、失事后果、使用年限、围堰工程规模，保护对象为级永久建筑物。围堰高度大于15m，库容大于0.1亿m3，导流建筑物设计等级选用级，并以级控制。导流设计洪水重现期根据建筑物级别，选用10月1日至次年4月30日时段20年一遇洪水标准，设计流量2950 m3/s.坝体施工期临时挡水度汛洪水标准根据坝型和拦洪库容,土石坝拦洪库容大于1.0亿m3选用全年100年一遇洪水标准，设计流量8290 m3/s.封堵的下闸设计流量采用时段10年一遇月平均流量。封堵工程按20年一遇设计。封堵后坝体度汛标准100年一遇洪水，设计流量8290 m3/s.水库蓄水采用典型枯水年80%保证率作为水库蓄水标准，按照典型丰水年1%月平均流量校核。 3.2导流方案、施工分期、控制进度 （一）导流方案由于河床窄，不宜布置永久泄水建筑物，土石坝分期施工不宜保证质量；两岸较陡，山岩坚实，适宜布置导流隧洞。故导流方案选用全断面隧洞导流方式，上游土石围堰结合坝体进行填筑，分三期进行。第一期： 完成导流隧洞工程，并做好截流准备，上下游围堰进占，计划2013年枯水期截流。第二期：截流、闭气，在围堰的保护下进行大坝基础工程施工，包括排水、基坑开挖、基础处理，然后进行大坝填筑，并考虑在2014年汛期前将大坝填筑到拦洪水位。第三期：拦洪后，继续填筑大坝至坝顶。计划到2016年洪水期，下闸蓄水。计划于10月1日发电。 （二）拦洪度汛方案由于基础处理时间较长，为满足度汛需要，为尽快达到拦洪高程，拟采用结合坝体填筑的围堰一次性拦洪度汛方案，2014年4月30日前达到度汛高程，如附图。3.3 截流和拦洪时间1初定截流日期为： 2013年10月1日, 拦洪时间2014年4月30日。2由有效工日的计算在这期间大坝粘土心墙的施工天数为：108天。另外粘土心墙每天上升高度为0