水利工程施工课程设计0512.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流水利工程施工课程设计0512.精品文档.水利工程施工课程设计松涛水利枢纽工程施工组织设计原始资料与任务书题 目：_姓 名：_学 号：_指导教师：_ 兰州交通大学土木工程学院水利水电工程系 2013年3月一、原始资料1.水利枢纽的组成松涛水利枢纽位于柳河干流上的松涛峡，系一级建筑物，由河床混凝土重力坝、溢洪道，右岸土坝和坝后厂房等部分组成。枢纽主要任务是发电，共装三台机组，每台机组15万千瓦，发电的最低水位为500米，相应库容19.5亿米3。枢纽的右岸适当位置布置有排砂放空洞，可满足封孔蓄水期对游供水100米3秒流量的要求。枢纽各组成建筑物的工

2、程量见表1。2.施工场地及运输条件1施工场地坝址距下游的仙州市河道长约100公里，直线距离约50公里，坝址附近皆为高山峡谷地区。松涛峡长约12公里，上下游均有比较平坦的山间盆地，可作为施工场地。枢纽选定坝址位于峡谷尾部，距峡谷出口约1.7公里，坝区河床两岸山坡陡峻，成V字形。左岸坡度4580，陡缓相间；右岸坡度6085，两岸山顶均为黄土覆盖。坝址河床高程一般为410米，枯水季一般水位为418米，河面宽5060米，深化偏右岸，最深约10米。坝址左岸山峰起伏高出河面约150米以上。右岸坝头附近为一狭小丘陵阶地，高出河面约110米左右。与坝区阶地相连的就是地形平坦面积宽阔的李家台四级阶地，高程560

3、580米。自峡谷出口起，两岸地势逐渐开阔，呈狭长的二级阶地，高程约430440米，沿柳河右岸距坝址约8公里的旧镇，附近有宽阔平坦的二级阶地。坝内河谷两岸有很多冲沟，左岸主要有坝址下游200米处的滑沟；右岸主要有坝址上游150米处的红柳沟，下游的刘家沟、金沟和银沟等。这些冲沟切割既深且短，均系沿断层及节理裂隙发育而成，与河谷多成7080的交角。由于这些冲沟的切割，使坝区地形变得非常复杂，给施工场地布置造成一定困难。坝区附近可供施工场地布置的地段，有右岸李家沟，峡谷出口下游右岸的明坝和左岸的易家湾等阶地，各地段特性如表2所示。表2 各地段特性表顺序名 称位 置距坝址离（公里）可利用面积(平方公里)

4、高 程（米）1李家沟右岸坝址下游15125655802明 坝右岸坝址下游25054304403易家湾左岸坝址下游30034304404旧 镇右岸坝址下游80204254602运输条件仙州到松涛的公路线为六级公路，已建成通车，路线全长约50公里。对于水路交通，因柳河上游为峡谷，河窄水急，不能通行船只。有国家铁路干线通过仙州市，可沿柳河岸边进工地。3.气候特征表3 坝区19531988年气温（）特征 项目月份日平均最高绝对最高日平均最低绝对最低月平均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

5、-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气温本区为大陆性气候。多年平均温度为9.6，月平均最高温度为22.9，最低为6.5；绝对最高为39.1，绝对最低为-23.1，日最小变幅1.3。坝址附近历年气温观测统计资料，如表3所示。本地区雨量稀少，年平均降水量为330.1毫米，

6、最大达471.9毫米，其中6070集中在79月，最大日降雨量为71.8毫米。最长一次降水延续时间4昼，最大一次降雨量为21毫米。暴雨常在下午或晚间出现。降雪一般于11月下旬开始，最大一次为20毫米，积雪最大厚度为6厘米，积雪日期一般从11月下旬到次年3月上旬，年平均积雪日数为21.6日，土壤冰结深度约1米。本地区降水统计资料如表4和表5。3冰期每年11月底或12月初行凌，12月底封冻，次年2月底或3月初解冻。冰冻期约23个月。冬季行凌初期，多为针状，薄片状冰化闭。流冰速度最大为1.45米秒，最小为0.95米秒。春季流冰多为坚硬冰块，冰厚一般为0.2米，最厚可达1米。流冰期一般无过大冰块下泄。4

7、风向及风速本地区春季多风，最大风速为17米秒，风向多为东北向。4.水文条件柳河的年最小流量多发生在1、2月份，3月份上游开始融雪化冰，流量渐增，6月份以后即进入汛期。年最大流量一般发生在79月间。坝址区实测最大流量为5640米3秒，最小流量为205米3秒，多年平均流量为830米3秒；河水含沙量最大达5公斤米3（79月），最小为0.01公斤米3（12月）。峡内流速最大为7米秒，最小为0.8米秒。其流量特征资料列于表6表11。表6 坝址水文站各月不同频率的瞬时最大流量（米3秒） 频率月份12510201485462430404370240539337135633437236806155685074

8、1310121010709568395235021101816158013206481042703570373024707547049204210365030908513046704030355030209638056204610387031101037003410301027002370111750165015201410129012796759701659601全 年63905870513045603810表7 坝址水文站不同频率的月平均流量（米3秒） 频率月份15102085134832732226521823453383272692293469432410300240458649945

9、832733259595694804253546112071160748240671890102088278562081250105076058053691140870695541480109596305474133851169257948940032812430421406378285全 年840638553446402表11 各种频率洪水过程数据表 流 量 月 日 频 率5210.5912500285031203365922600296432443632932740312434183686942870327235813860953040346637934090963220367140174

10、330973420390042674600983660417245664923993940449249165300910426048565315573091146005244573961879124860554060636537913513058486400690091448005472598864569154400501654895918916410046745115551591738404378479051659183630413845304882919343039104280461392032403694404243589213100353438684170922295033633680

11、397092328203215351837939242700307833703632925260029643245349792625002850312033655.工程地质条件坝区为高山峡谷区。狭谷由震旦纪变质岩构成，其上部为第四纪砾石岩，含砂砾石层及黄土。柳河流向，在坝址附近转为S260W，河谷呈弯曲形。河谷两岸变质岩顶板出露标高，左岸约520米，右岸约515米。在标高515米时，谷宽约135米，坝址左右岸基岩上直接为黄土覆盖。坝址区及上下游河床覆盖层厚512米。表面0.3米左右为黄土覆盖，以下均由卵砾石夹粗、中砂等物构成。河床靠右岸有一深槽，顺河呈长条状分布，深槽处水深约10米，覆盖层厚1

12、012米，此深槽系河水沿构造裂隙侵蚀冲刷而成。坝址河谷及两岸的变质岩主要由云母石英片岩和角闪岩组成，石质坚硬，相当于16级岩石分类中的第X级岩石，普氏系数f=8云母石英片岩极限抗压强度为10001200公斤厘米2，角闪片岩极限抗压强度为9001200公斤厘米2。坝址右岸距河边480米处，有一天然冲刷的鞍状地形，溢洪道即建此处，该处系古河道的遗址，两侧有大小冲沟数条，与它成7080交角。此坝址处水文地质情况，地下水属裂隙补给水，数量很少，主要在构造裂隙及局部破碎带内。在坝区变质页岩中还有裂隙承压水，稳定水位432446米，单宽涌水量一般为3升分，最大为120升分，随岩石裂隙发育程度、联通情况和深

13、度而变化。松涛是地震波及区，据上级主管部门提出的松涛水利枢纽地段的地震基本烈度为7度。6.当地建筑材料坝址上、下游均有砂石材料。特别是坝址下游藏量丰富，开采运输比较方便，质量一般皆符合要求，只有砂质土尚未找到理想的产地，必要时可以采用两岸的黄土代替，各料物主要特征见表12、表14。7.坝体混凝土主要特征坝体混凝土的设计龄期为90天，水工设计中内部混凝土用100，外部混凝土用150。总混凝土用量比为0.75比0.25。坝体混凝土的配合比见表15。混凝土的容重为2400公斤米3。混凝土的热学指标及各种材料的热学性能见表16表17。表16 混凝土的热学指标比 热C（大卡公斤）导温系数a（米2小时）导

14、热系数(大卡米小时)热交换系数(大卡米2小时)0.210.00482.410 表17 混凝土各材料的比热材 料 名 称水水泥砂子粗骨料C比热(大卡公斤)1.000.140.190.20混凝土采用600纯熟料水泥，水泥最终水化热为67大卡公斤，水泥放热速率m=0.384天。地方工业、住宅、卫生福利和劳动力来源仙州市，有些地方工业可以利用，这些地方工业可考虑在施工期间委托进行部分加工和修配工作。坝区附近村镇不多，且民房数量不多，只能在明坝村和李家台村用少量民房作为工人临时住宅。而其它福利设施及住宅需要建设。施工期间大批的生活物资和粮食、燃料、日用品等，均需从仙州市运来，当地只能解决副食品和部分粮食

15、等供应。施工期间施工队伍由公开招标选定。施工用电：初步估计仙州市可供应量最高负荷约1.2万千瓦。坝址区地下水硫酸根（）含量约20003000毫克升，对一般水泥有硫酸盐侵蚀性。因此基础混凝土有抗硫酸盐侵蚀的要求，铝酸三钙的含量应小于5。地下水不宜作为工程用水和生活用水。河水除含沙外，无其它杂质，经沉淀处理后可作为工程和生活用水。注：其余资料见文件“松涛水利枢纽资料汇编”。二、松涛水利枢纽资料汇编表1 主要水工建筑物的组成和工程量表序号工 程 项 目挖方（千米3）填 方（千米3）混凝土和钢筋混凝土（千米3）灌浆工程（百米）土万(含砂砾石)石方合计土方堆砌石反滤层合计总计其中固结灌浆1河床坝段（1）

16、（10）1103274377432071372石岸混凝土重力坝右（115跨）2403527511885463溢洪道121051017202424150（底板78溢流体72）4右岸土坝14301143170020511010155坝后厂房969648表4 坝区19521988年各月降水量（毫米） 月份项目123456789101112全年平 均1.32.97.913.932.538.362.389.856.619.03.92.0330.5最 大16.99.023.427.763.8103.2126.7218.4108.950.613.69.1471.9最 小0700.32.15.018.633.

17、212.20.500210.8表5 坝区19851988年各月不同降水量出现天数统计表降 水 量月 份 （天数）全年（天数）1234567891011125mm以下最多6571318201617118515112最少12461112612951393平均4.32.35.78.7151712149.772.76104.35mm以下最多00002345520016最少0000112311007平均000011.73421.70012.310mm以上最多0000011421006最少0000011210001平均000000.30.7210.3004.320mm以上最多0000001110002最少

18、000000000.70001平均0000000.30.30.70001.7表8 不同施工期各种频率的最大流量（米3秒）时 段频 率125102011.15.312050192017501610145011.165.10134012701170109099710.16.304710429037103260279010.166.1528402670243022402020表9 不同施工期各种频率的最大流量（米3秒）水位（米）418.00418.5419.4421.50422.50423.60424.65425.55流量（米3秒）250500100020002500300035004000水位（米

19、）426.40427.15427.65428.20428.70429.50430.05430.50流量（米3秒）450050005500600065007500850010500表10水位库容关系表水位（米）418.00428.00432.80435.60439.10444.10447.60450.3455.20流量（米3秒）00.20.40.60.81.21.62.03.0水位（米）458.70461.80464.30468.20471.70475.40482.1492.90503.20流量（米3秒）4.05.06.08.010.012.015.018.020.0表12各砂料场的颗料组成及物

20、理性质表料场名称粒 径 （毫米）平均粒径（毫米）容 重(吨/米2)比重粒度模数孔隙率（）5.0含 量 （）富家沟及孙家沟8.88.8814.420.819.2200.461.572.703.1241.9老虎沟8.8129.615.22014.4200.401.962.672.7326.6宛家沟9.814.79.111.914.79.8300.341.982.672.3525.8表13卵砾石料场天然级配及物理性质表料场名称粒 径 （毫米）容 重(吨/米2)比重粒度模数孔隙率（）120含 量 （）明坝四级阶地2018.721.821.815.721.812.727.6633.4旧镇淮1910.41

21、1.719.327.6121.872.758.7932平谷滩2013.612.414.321.7181.922.748.4929.9表14各料场基本特性表 项目料场名称位置及地形面积（平方公里）高程（米）覆盖层厚（米）有效层厚（米）储量（千米3）洪水及地下水情况明坝四级阶地左岸坝址下游1.2公里有两大冲沟0.1355057026.8（平均）142900卵砾石层与红砂岩接触带雨季有小泉流出旧镇滩右岸坝址下游6.9公里滩石平坦有水渠与阶地相隔0.224104160.257.51430常水位在414以下平谷滩右岸坝址下游9公里滩道略有起伏，覆盖薄，有水渠通过。0.134104150.185.5708

22、富家沟右岸坝址下游10公里山沟里，河口为冲积滩沟壁黄土覆盖,沟中平时无水0.3715平时为干沟孙家沟3.5200老虎沟0.054604802.07.0390表15 混凝土配合比混凝土设计标号水灰比含砂率（）每米3混凝土对各种材料需要量（公斤米3）水水泥500911235622.5 砼衬砌进度与施工程序有关，当隧洞断面能满足开挖和砼衬砌平行作业时，衬砌占用直线工期较少，一般安排滞后开挖34个月，如不能平行作业，则须在开挖完成后进行衬砌。 （2）（）砼坝施工进度的特点： 受气温条件的影响（高温、骨料降温、砼散热、寒冷及冬季暖棚） 砼一般用柱状块浇筑，层与层之间，因温控要求严格，应有一定的间歇时间，

23、 特别是基础层，由于基础约束的影响，薄而温控严，成为施工进度制约的一大 因素。 相邻高差控制严格，坝体的二期冷却和接缝灌浆，是影响砼坝施工进度的一个 重要因素 坝内设置引水系统和泄洪建筑，埋设件多，孔洞多，廊道多，施工干扰大（2）（） 封孔前，最迟下一个汛期前，大坝浇筑至溢洪堰顶以上。 水库蓄水后，一般情况下，库水位不再降至死水位一下，故在底孔封堵后的下一个汛期到来前，坝体接缝必须灌至死水位以上，接缝灌浆时坝体高程应满足接缝灌浆的要求。 设有电站进水口的坝段，应在机组投入发电前36个月达到坝顶高程，以便进行进水口闸门和启闭机的安装。 （2）（）坝体接缝灌浆进度 大坝在挡水之前，应进行接缝灌浆，

24、使坝结成整体 灌浆时段应选择在冬季或春季的低温时段，同时须待砼温度冷却到设计的灌浆温度时才允许灌浆； 水库蓄水前，至少应将死水位一下的接缝全部灌完； 各时段灌浆高程，应结合施工期坝前可能出现的最高水位进行研究，每年汛前，灌浆达到的高程，应能满足坝体稳定和应力的要求； 灌浆时本层以上至少有9m厚的压重层，压重层也应达到设计要求的温度。 (3)发电厂房和安装工程的施工进度发电厂房（主厂房，副厂房，开关站）在一般情况下，主厂房是控制直线工期的关键项目，副厂房和开关站可同主厂房同时进行施工。其施工程序一般如下：厂房基础开挖下部混凝土上 部混凝土水轮发电机组安装第一批机组试运转第一批机组并网发电继续安装

25、桥调安装安装间修 建副厂房修 建设备安 装开关站混凝土浇筑开关站开挖安排施工进度的一般方法：首先，分析控制直线工期的厂房地基开挖，主厂房下部混凝土，上部混凝土和水轮发电机组安装的工期，而后根据厂房的布置特点和施工的总进度要求，安排全部厂房的控制性进度，使之互相衔接合理。（4）落实、平衡、调整、修正计划 分析论证所拟订进度是否切合实际，各项进度之间是否协调，研究主体工程的工程量，是否大体平衡，进行平衡工作。 在实际编制时，应将各个部分联系起来，经过几次反复调整，大体上依照上述程序来编制施工进度计划。（5）计算时参，绘制网络图 前面所得进度，即时参计算中最基本的数据；工序的延续时间，记为ti-j时

26、参计算公式及步骤如下：A.事件（结点）的时间参数A1.事件最早时间（earlist time）TF(i)是以该结点为开始电的个工序最早可能开始的时刻 总开工结点：TE(i)=0其它结点：TE(j)=TE(i)+tij （i和j相关联）；i是以j为完工结点的工序开工结点 计算原则：由总开工结点开始由左向右，正向计算。 （tij：ij工序的持续时间）总完工结点：TE（n）就是工程项目最早可能完成时间A2.事件的最迟时间（lastest time）：TL（i）是指在保证总工期TE（n）的前提下，以事件i为完成时间的各个工序最迟必须完成的时刻，由结点n向结点1逆箭头方向计算。总完工结点：TL(n)=T

27、E(n)其它结点：TL（i）TL（j）tij B工序的时参计算B1 工序的最早开始时间：就是它的所有紧前工序全部完成的时刻 ； ES(i,j)=TE(i)或ES(i,j)=ES（h，i）tijh为工序ij的紧前工序的开始结点B2 工序的最早完成时间：=+ tij ； EF(i,j)= ES(i,j)+ tijB3 工序的最迟完成时间： ；LF(i,j)=TL(j)或LF(i,j)=LF（h，i）tijk为工序ij的所以紧后工序的完工结点 B4 工序的最迟开始时间 ； LS(i,j)=LF(i，j) tij 网络计划中各工序间的逻辑关系是根据工程的项目的实施程序、工艺要求和组织结构确定的。在网络

28、图上形成的相互关系只是在一起的长短不一的线路，为了保证按期完工，有的程序比较缓，有的程序比较紧，工序的时差反映了工序的松紧缓急程度。 一个工序的完成时间只要不迟于其紧后工序的最早开始时间，就不会影响紧后工序。 C 工序的时差计算C1工序的总时差（total float）不会影响总工期的最大时间延误值TF(i,j)= LF(i,j)+ EF(i,j)= LS(i,j) ES(i,j)在TL（n）= TE（n）的前提下LF(i，j) EF(i,j) TF(i,j) 0 C2工序的自由时差（free float）不影响后续工作的最大时间延误值FF(i,j)= ES（j，k）tijEF(i,j)小结计算步骤：1 结点时参a）正向计算TE(i) b）逆向计算TL（i） 2.工序时参 a）求ES(i,j) b）求EF(i,j) c）求LF(i，j) d）求LS(i,j) 3.工序时差 4.找出关键线路，绘制网络图3成果（1）说明书一份（10页左右）要求用图表和文字正确表达设计的依据、方法、意图和成果，文字叙述简练，字迹工整，段句分明，设计说明书中，一般只列出设计计算重要成果和分析结论。参考：第一节 基本资料 第二节 列出工程项目 第三节 时间参数计算，工期的确定，时参，网络图（2）1张，网络进度图，计算机出图，规格：5075cm项目紧后工序工 期施工导截流