水利施工组织毕业设计.doc

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1、摘 要施工导流是保护水利水电工程在干涸河床正常施工，控制河水下泄所采取的工程措施。施工导流设计是水利水电枢纽总体设计的重要组成部分，是影响坝址选择、枢纽布置、永久建筑物型式、施工程序和施工进度的重要因素。本设计依据水利水电工程施工组织设计规范（SDJ338-89）第二章施工导流的有关规定编写。在对坝址区域的地形、地质资料，水文气象资料分析的基础上通过对堰型、隧洞型的定性分析比较，定出隧洞轴线、堰轴线的位置。由于坝址附近有丰富的料场，并且距坝址较近，交通运输较方便等，综合考虑最终拟建上游为土石坝围堰、下游为土石坝围堰。该工程主要由上下游围堰、导流隧洞等组成。设计确定上游围堰的堰顶高程为450.5

2、0m，堰顶宽为5.00m，堰高为40.50m，下游围堰的堰顶高程为427.00m，堰顶宽为3.00m，堰高为17.00m，隧洞底高程为418.00m，隧洞宽为15.00m，隧洞高17.500m，隧洞坡降为0.001，进口长为50.00m，洞身长为500.00m，出口长为50.00m，并采用扩散消能。设计最终成果：说明书一份、计算书一份、设计图纸4张及其他计算附图和附表等。关键词：施工导流、围堰、截流、进度控制、混凝土、土石坝AbstractThe construction diversion is protect water conservancy water electrician the

3、distance be normal to start construction in the dried up river bed, control the engineering measure adopted for leaking river underwater. Construction diversion a design is the importance of water conservancy water electricity vital point total design to constitute part, is influence the dam address

4、 choice, vital point decoration, permanent building pattern and start construction the important factor of procedure and construction progress.This design leads to flow according to water conservancy water electrician distance construction organization design norm (SDJ338-89) chapter 2 construction

5、of relevant stipulate to write. It is passing the qualitative analysis comparison to the embankment type, tunnel type in the foundation of hydrology weather data analysis to the geography, geology data of the dam address district; settle the position of the tunnel stalk line, cofferdam stalk line. B

6、ecause the dam address neighborhood abundantly anticipated a field, and was nearer apart from the dam address, transportation more convenient etc., synthesize to consider to finally draw up to set up the upper stream rounds for the concrete cofferdam, downstream to round an Straw-soil cofferdam.The

7、engineering is mainly visited by top and bottom to round a cofferdam and lead to flow tunnel etc. to constitute. Designing makes sure that the upper stream rounds the crest of cofferdam for the 450.50 ms; cofferdam crest breadth is 5.00 ms, and the cofferdam is 40.50 ms high. The downstream rounds t

8、he cofferdam crest engineering is 427.00 ms, cofferdam crest breadth is 3.00 ms, cofferdam is 17.00 ms high. Tunnel bottom Gao Cheng is 418.00 ms, with 15.00 ms wide and 17.50 ms high, the Tunnel ascent declines to 0.001, import is 50.00 ms long, the hole height is a 500.00 ms, export long is 50.00

9、ms, and adopt to spread to eliminate ability.The achievements of the design are as follows: directions of the design calculations of the design and with 4 engineering drawings of the design as well as other schedule attached etc.Keyword: Construction diversion River closure Concrete Progress Control

10、s目 录1施工条件11.1工程条件11.1.1对外交通及可利用的场地条件11.1.2工程建筑物特性及工程量21.1.3工程施工特点21.1.4施工期供水及环保要求21.1.5主要建材、水电等供应条件21.1.6工程施工工期41.2自然条件41.2.1水文41.2.2地形、地质及气象72施工导流102.1导流标准102.1.1导流时段102.1.2导流标准及流量102.1.3坝体拦洪度汛标准102.2导流方式102.3导流洞洞径与围堰堰高102.3.1导流隧洞与围堰112.3.2施工调洪演算122.3.3导流隧洞与围堰工程量162.4导流建筑物设计182.4.1导流隧洞设计182.4.2导流洞封

11、堵设计202.4.3围堰设计222.5导流工程施工282.5.1导流隧洞施工282.5.2上下游围堰工程施工342.6截流362.6.1截流时间的选择362.6.2截流标准的选择372.6.3、截流方式的选择372.6.4龙口的位置382.6.5护底382.6.6截流水力计算382.7 基坑排水502.7.1初期排水502.7.2经常性排水502.7.3排水设备的选取512.8施工期排冰度汛、过冰措施（度汛标准、防护措施）512.9下闸蓄水51主 要 工 程 量 附 表52参考文献60大学生活简介61感谢信621施工条件1.1工程条件1.1.1对外交通及可利用的场地条件坝址距下游的仙州市河道长

12、约100km，直线距离约50km，坝址附近皆为高山峡谷地区。松涛峡长约12km，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1.7km，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410m，枯水季一般水位为418m，河面宽5060m，深化偏右岸，最深约10m。坝址左岸山峰起伏高出河面约150m以上。右岸坝头附近为一狭小丘陵阶地，高出河面约110m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560580m。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4

13、30440m，沿柳河右岸距坝址约8km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200m处的滑沟；右岸主要有坝址上游150m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1所示。表1.1 各 地 段 特 性 表顺序名 称位 置距坝址离（km）可利用面积(km2)高 程（m）1李家沟右岸坝址下游15125655802明

14、 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8020425460仙州到松涛的公路线为六级公路，已建成通车，路线全长约50km。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。1.1.2工程建筑物特性及工程量表1.2 主 要 水 工 建 筑 物 的 组 成 和 工 程 量 表序号工 程 项 目挖方（106m3）填 方（106m3）混凝土和钢筋混凝土（106m3）灌浆工程（m）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）（10）11032743774320701

15、3702石岸混凝土重力坝右（115跨）240352751188504603溢洪道121051017202424150（底板78溢流体72）4右岸土坝14301143170020511010155坝后厂房9696481.1.3工程施工特点坝内河谷两岸有很多冲沟，左岸主要有坝址下游200m处的滑沟；右岸主要有坝址上游150m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。1.1.4施工期供水及环保要求坝址区地下水硫酸根（）含量约20000g30000gL，对

16、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。 1.1.5主要建材、水电等供应条件坝址上、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1.3表1.4。表1.3 各 砂 料 场 的 颗 料 组 成 及 物 理 性 质 表料场名称粒 径 （mm）平均粒径（mm）容 重(t/m2)比重粒度模数孔隙率（）5.0含 量 （）富家沟及孙家沟8.88.8814.42

17、0.819.2200.461.572.703.1241.9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1.4 各 料 场 基 本 特 性 项目料场名称位置及地形面积（km2）高程（m）覆盖层厚（m）有效层厚（m）储量（km3）洪水及地下水情况明坝四级阶地左岸坝址下游1.2km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6.9km滩石平坦有水渠与阶地相隔0.224104160.257.51430

18、常水位在414以下平谷滩右岸坝址下游9km滩道略有起伏，覆盖薄，有水渠通过。0.134104150.185.5708富家沟右岸坝址下游10km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0.054604802.07.03901.1.6工程施工工期表1.5 工 程 施 工 进 度 表1.2自然条件1.2.1水文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5640m3s，最小流量为205m3s，多年平均流量为830m3s；河水含沙量最大达5kgm3（79

19、月），最小为0.01kgm3（12月）。峡内流速最大为7ms，最小为0.8ms。其流量特征资料列于表1.6表1.11。表1.6 坝址水文站各月不同频率的瞬时最大流量（m3s） 频率月份1251020148546243040437024053933713563343723680615568507413101210107095683952350211018161580132064810427035703730247075470492042103650309085130467040303550302096380562046103870311010370034103010270023701117501

20、65015201410129012796759701659601全 年63905870513045603810表1.7 坝址水文站不同频率的月平均流量（m3s） 频率月份15102085134832732226521823453383272692293469432410300240458649945832733259595694804253546112071160748240671890102088278562081250105076058053691140870695541480109596305474133851169257948940032812430421406378285全 年840

21、638553446402表1.8 不同施工期各种频率的最大流量（m3s）时 段频 率125102011.15.312050192017501610145011.165.10134012701170109099710.16.304710429037103260279010.166.1528402670243022402020表1.9 水 位 流 量 关 系水位（m）418.00418.5419.4421.50422.50423.60424.65425.55流量（m3s）250500100020002500300035004000水位（m）426.40427.15427.65428.20428.7

22、0429.50430.05430.50流量（m3s）450050005500600065007500850010500表1.10 水 位 库 容 关 系 表水位（m）418.00428.00432.80435.60439.10444.10447.60450.3455.20库容（）00.20.40.60.81.21.62.03.0水位（m）458.70461.80464.30468.20471.70475.40482.1492.90503.20库容（）4.05.06.08.010.012.015.018.020.0表1.11 各 种 频 率 洪 水 过 程 数 据 表 流 量 日 月频 率521

23、0.5912500285031203365922600296432443632932740312434183686942870327235813860953040346637934090963220367140174330973420390042674600983660417245664923993940449249165300910426048565315573091146005244573961879124860554060636537913513058486400690091448005472598864569154400501654895918916410046745115551591

24、738404378479051659183630413845304882919343039104280461392032403694404243589213100353438684170922295033633680397092328203215351837939242700307833703632925260029643245349792625002850312033651.2.2地形、地质及气象坝区为高山峡谷区。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520m，右岸约515m。在标高

25、515m时，谷宽约135m，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512m。表面0.3m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10m，覆盖层厚1012m，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1000012000KNmm2，角闪片岩极限抗压强度为900012000KNmm2。坝址右岸距河边480m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

26、，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432446m，单宽涌水量一般为180Ls，最大为7200Ls，随岩石裂隙发育程度、联通情况和深度而变化。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。1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1.12所示。表1.12 坝区19531988年气温（）特征 项目月份日平均最高绝对最高日平均

27、最低绝对最低月平均17.513.8-18.3-23.1-6.5214.917.5-15.4-22.1-1.6322.526.9-7.9-16.35.5428.433.2-2.9-8.412.0532.735.53.20.117.4634.236.58.52.921.0735.939.111.79.322.9834.438.310.65.421.5929.131.95.30.516.41023.628.0-2.5-6.610.11117.421.6-10.4-15.31.8127.610.9-15.7-21.6-5.3年平均9.62. 降雨本地区雨量稀少，年平均降水量为330.1mm，最大达47

28、1.9mm，其中6070集中在79月，最大日降雨量为71.8mm。最长一次降水延续时间4昼，最大一次降雨量为21mm。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20mm，积雪最大厚度为6mm，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1m。本地区降水统计资料如表1.13和表1.14。表1.13 坝区19521988年各月降水量（mm）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16.99.023.427.763.8103.2126.72

29、18.4108.950.613.69.1471.9最小0700.32.15.018.633.212.20.500210.8表1.14 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0000011210

30、001平均000000.30.7210.3004.320mm以上最多0000001110002最少000000000.70001平均0000000.30.30.70001.73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1.45ms，最小为0.95ms。春季流冰多为坚硬冰块，冰厚一般为0.2m，最厚可达1m。流冰期一般无过大冰块下泄。4风向及风速本地区春季多风，最大风速为17ms，风向多为东北向。2施工导流2.1导流标准2.1.1导流时段导流时段就是按照导流程序划分的各施工阶段的延续时间。我国一般河

31、流全年的流量变化过程，按其水文特征可分为枯水期、中水期、洪水期。由于该工程主体工程量大、工期紧、任务重。因此，导流时段就要按全年考虑。2.1.2导流标准及流量因发电的最低水位为500m，相应库容为19.5108 m3。因此，按SL3032004水利水电工程施工组织设计规范中表3.2.1导流建筑物的级别为3级，表3.2.6导流建筑物洪水标准。土石坝结构1020年，应以10年一遇洪水设计，20年一遇洪水校核。2.1.3坝体拦洪度汛标准根据SL3032004水利水电工程施工组织设计规范关于施工期度汛标准的规定：施工期临时度汛洪水标准为大于20年一遇，相应洪峰流量3710m3/s2.2导流方式坝址位于

32、峡谷尾部，距峡谷出口约1.7km，坝区河床两岸山坡陡峻，成V字形。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。 对于河谷狭窄，两岸地势陡峻，山岩坚实的山区河流，通常采用一次拦断隧洞导流的方式。而对于流量较大，河槽深窄。但河床一侧有较宽台地垭口或古河道的坝址，常采用一次拦断、明渠导流的方式。 涵洞通常是用于土石坝下的钢筋混凝土结构或砌石结构中。坝下埋管也不宜太多，以免对坝身结构产生不利影响，或干扰大坝施工，且单管尺寸也不宜过大。因此，涵洞导流多用于流量较小的中小型土石坝工程。渡槽一般只适用于导流流量较小（通常不超过2030m3/s）的小型工程的枯水期导流。 通过对上述导流方式

33、适用条件的分析，本工程宜采用隧洞导流。2.3导流洞洞径与围堰堰高对于选定的河床一次断流，上下游围堰挡水，导流隧洞全年导流的方式。2.3.1导流隧洞与围堰均采用拱门形隧洞，中心角120，直墙高宽比H/b=1.01.5，糙率n=0.013，底坡i=0.001，隧洞全长l=600m。过水断面面积 湿周 水力半径 谢才系数 表 2.1 不 同 洞 径 方 案 表组合洞径尺寸洞身高度断面面积宽b(m)高H(m)Ad（）1517.5242.4泄洪洞的泄流能力计算公式： （21）式中q洞泄洪洞的泄流能力（m3/s） 流量系数Ad过水断面面积（）H0考虑行近流速v的泄洪洞计算水头，即H0=H+v2/2g。非淹

34、没出流时，等于库水位与洞口中心高程之差; 淹没出流时,H为上下游水位之差。取隧洞损失 1=0.1 门槽处水头损失 2=0.2拐弯处水头损失 3=0.09所以 =1+2+3=0.39 =0.77表2.2 某水库qV关系计算表（b=15m）库水位Z（m）（1）418428438448458468478堰上水头H（m）（2）0102030405060泄洪能力q（m3/s）（3）0261336954526522658436401库容V（106m3）（4）00.20.71.73.8813.22.3.2施工调洪演算各方案组合调洪计算，均采用9月汛期各种频率设计洪水过程线（见表1-11），洪水重现期为5%。

35、水量平衡方程 (22) 式中、 -时段始、末的入库流量(m3/s) 、-时段始、末的出库流量（m3/s） 、-时段始、末的水库蓄水量（m3）-计算时段（s）s调洪演算过程见下表2.4表2.3 调 洪 演 算 时 段 转 化 表时 段 转 化 表时间原单位线t=24h单位线t=12h时序Q（t）(m3/s)s（t) (h)s(t-12) (h)s(t)-s(t-12) (h) 时序Q（t) (m3/s)00000 0012125001250 125002412500250012501275 2255036380025001300 326004822600510038001335 42670606

36、47051001370 527407232740784064701403 6280584927578401435 7287096428701071092751478 8295510812230107101520 930401205304013750122301565 10313013215360137501610 1132201446322016970153601660 12332015618680169701710 1334201687342020390186801770 14354018022220203901830 1536601928366024050222201900 16380020426020240501970 1739402169394027990260202050 18410022830120279902130 19426024010426032250301202280 204560 25234680322502430 214860 26411486037110346802498 224995 27639675371102565 235130 28812513042240396752483 244965 30044640422402400 254800 31213480047040446402300 264600