最新松涛水利枢纽施工导流综合方案施工组织设计毕业设计.pdf

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1、摘要本设计来源于实际工程松涛水利枢纽，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 万吨，发电的最低水位为500m，相应库容为19.5 亿 m3。本设计的主要任务是根据工程基本设计资料和其他要求，对松涛水利枢纽施工导流综合方案进行施工组织设计。设计内容是：根据基本资料设计施工导流方案，选择合理的导流方式；隧洞设计，堵头设计，爆破设计，出渣运输设计。本设计的原则和目的是：通过此次毕业设计，使所学过的知识得到巩固、加强、扩大和系统化，同时加强和提高运用理论知识解决实际工程问题的独立工作能力

2、，并初步掌握进行水利枢纽和水工建筑物的设计思想、设计程序、设计原则、步骤和方法，培养学生使用有关设计规范、手册、参考文献以及分析计算、绘图和编写设计说明书等基本技能，并有助于培养和建立正确的设计思想，实事求是，刻苦专研，通过自己的努力从中受益，为尽快适应将来的工作和学习打下坚实的基础。关键词：施工导流；隧洞；爆破2 The Instruction of The Design The design originally stems from the actual project-the SongTao Hydro Project which is located in the SongTao G

3、orge of the LiuHe River.The project is a Hydraulic Structures,which is consist of the riverbed concrete gravity dam,the spillway,the earth dam on the right bank and the dam plant behind the dam,etc.The main task of this design is according to the basic engineering design data and other requirements,

4、to the song tao water conservancy construction diversion schemes for the comprehensive construction organization design.Design content is:according to the basic data of construction diversion scheme design,choosing reasonable diversion;Tunnel design,plug design,blasting design,slag transport design.

5、The principle and the purpose of this design is:through this graduation design,make the learned knowledge consolidated,strengthen and expand and systematically,at the same time to strengthen and improve the theoretical knowledge to solve practical engineering problems of the ability to work independ

6、ently,and preliminary grasp of water conservancy hub and hydraulic structure design idea,design procedure,design principles,steps and methods of training students use of relevant design specifications,manuals,and reference documents as well as the analysis and calculation,drawing and writing the des

7、ign specification,such as basic skills.Key words:construction diversion;Tunnel;blastin目录1 基本资料 .1 1.1 流域概况.1 1.2 施工场地及运输条件.1 1.3 气候特征.2 1.4 水文条件.4 1.5 工程地质条件.6 1.6 当地建筑材料.7 1.7 坝体混凝土主要特征.7 1.8 其他资料.8 2 施工导流设计 .9 2.1 施工导流方式与适用条件.9 22 导流方案确定.11 3 隧洞设计 .14 3.1 导流隧洞的布置.14 3.2 隧洞的断面形式与尺寸.15 3.3 隧洞的进口高程及坡

8、降.17 3.4 隧洞进口的设计.17 3.5 隧洞出口的设计.18 3.6 隧洞的水力计算.19 3.7 隧洞流态的判断.19 3.8 隧洞堵头的设计.21 4 隧洞的施工设计 .25 4.1 隧洞开挖方式的比较及选取.25 4.2 隧洞的开挖程序.26 4.3 隧洞开挖方法的确定.27 4.4 平洞的衬砌和支护施工.28 5 爆破设计 .29 5.1 炮孔类型及其作用.29 5.2 炮孔形式.30 5.3 炮孔的布置.31 6 爆破安全设计 .32 6.1 钻孔爆破的基本参数.32 6.2 导洞中下层大断面深孔爆破设计.35 7 隧洞的衬砌设计 .37 2 7.1 衬砌的作用.37 7.2

9、 衬砌的类型.37 7.3 新奥法施工的基本原理.37 7.4 隧洞喷锚支护设计.38 7.5 锚杆形式的运用及计算.39 7.6 喷混凝土施工工艺及流程.41 8 出渣运输设计 .43 8.1 出渣方式与设备的选定.43 8.2 内外交通.49 参考资料 .51 1 1 基本资料1.1 流域概况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15万吨，发电的最低水位为500m，相应库容 19.5 亿 m3。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100m3/s 流量的要求

10、。1.2 施工场地及运输条件1.2.1 施工场地坝址距下游的仙州市河道长约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

11、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430440m，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1.1 所示。表 1.1 各地段特性表顺序名称位置距坝址离

12、（km）可利用面积(km2)高程（m）1 李家沟右岸坝址下游15 12 565580 2 明坝右岸坝址下游25 05 430440 3 易家湾左岸坝址下游3.0 0.3 430440 4 旧镇右岸坝址下游8.0 2.0 425460 2 1.2.2 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。1.3 气候特征表 1.2 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1 7.5 13.8-18.3-23.1-6.5 2 14.9

13、17.5-15.4-22.1-1.6 3 22.5 26.9-7.9-16.3 5.5 4 28.4 33.2-2.9-8.4 12.0 5 32.7 35.5 3.2 0.1 17.4 6 34.2 36.5 8.5 2.9 21.0 7 35.9 39.1 11.7 9.3 22.9 8 34.4 38.3 10.6 5.4 21.5 9 29.1 31.9 5.3 0.5 16.4 10 23.6 28.0-2.5-6.6 10.1 11 17.4 21.6-10.4-15.3 1.8 12 7.6 10.9-15.7-21.6-5.3 年平均9.6 1.3.1 气温本区为大陆性气候。多

14、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1.2 所示。本地区雨量稀少，年平均降水量为330.1mm，最大达 471.9mm，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6cm，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1.3 和表 1.4。表 13

15、 坝区 19851988年各月不同降水量出现天数统计表3 降 水 量月份（天数）全年（天数）1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5mm 以下最多6 5 7 13 18 20 16 17 11 8 5 15 112 最少1 2 4 6 11 12 6 12 9 5 1 3 93 平均4.3 2.3 5.7 8.7 15 17 12 14 9.7 7 2.7 6 104.3 5mm 以下最多0 0 0 0 2 3 4 5 5 2 0 0 16 最少0 0 0 0 1 1 2 3 1 1 0 0 7 平均0 0 0 0 1 1.7 3 4 2 1.7 0 0 12.3 10mm 以

16、上最多0 0 0 0 0 1 1 4 2 1 0 0 6 最少0 0 0 0 0 1 1 2 1 0 0 0 1 平均0 0 0 0 0 0.3 0.7 2 1 0.3 0 0 4.3 20mm 以上最多0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 2 最少0 0 0 0 0 0 0 0 0.7 0 0 0 1 平均0 0 0 0 0 0 0.3 0.3 0.7 0 0 0 1.7 表 14 坝区 19521988年各月降水量（毫米）月份项目1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年4 续表 1.4 平均1.3 2.9 7.9 13.9 32.5 38.3 62.3 89.8

17、 56.6 19.0 3.9 2.0 330.5 最大16.9 9.0 23.4 27.7 63.8 103.2 126.7 218.4 108.9 50.6 13.6 9.1 471.9 最小0 7 0 0.3 2.1 5.0 18.6 33.2 12.2 0.5 0 0 210.8 1.3.2 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 1.45m/s，最小为 0.95m/s。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。1.3.3 风向及风

18、速本地区春季多风，最大风速为17m/s，风向多为东北向。1.4 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5640m3/s，最小流量为 205m3/s，多年平均流量为 830m3/s；河水含沙量最大达 5kg/m3（79 月），最小为 0.01kg/m3（12 月）。峡内流速最大为7m/s，最小为 0.8m/s。其流量特征资料列于表1.5 表 1.7。表 1.5 坝址水文站各月不同频率的瞬时最大流量（m3/s）频率月份12510201 485 462 430 404 370 2

19、405 393 371 356 334 3 723 680 615 568 507 4 1310 1210 1070 956 839 5 2350 2110 1816 1580 1320 6 4810 4270 3570 3730 2470 5 续表 1.5 7 5470 4920 4210 3650 3090 8 5130 4670 4030 3550 3020 9 6380 5620 4610 3870 3110 10 3700 3410 3010 2700 2370 11 1750 1650 1520 1410 1290 12 796 759 701 659 601 全年6390 587

20、0 5130 4560 3810 表 1.6 坝址水文站不同频率的月平均流量（m3/s）频率月份151020851 348 327 322 265 218 2 345 338 327 269 229 3 469 432 410 300 240 4 586 499 458 327 332 5 959 569 480 425 354 6 1120 711 607 482 406 7 1890 1020 882 785 620 8 1250 1050 760 580 536 9 1140 870 695 541 480 10 959 630 547 413 385 11 692 579 489 40

21、0 328 12 430 421 406 378 285 全年840 638 553 446 402 表 1.7 各种频率洪水过程数据表流量日月频率5210.591 2500 2850 3120 3365 92 2600 2964 3244 3632 93 2740 3124 3418 3686 6 续表 1.7 94 2870 3272 3581 3860 95 3040 3466 3793 4090 96 3220 3671 4017 4330 97 3420 3900 4267 4600 98 3660 4172 4566 4923 99 3940 4492 4916 5300 910

22、4260 4856 5315 5730 911 4600 5244 5739 6187 912 4860 5540 6063 6537 913 5130 5848 6400 6900 914 4800 5472 5988 6456 915 4400 5016 5489 5918 916 4100 4674 5115 5515 917 3840 4378 4790 5165 918 3630 4138 4530 4882 919 3430 3910 4280 4613 920 3240 3694 4042 4358 921 3100 3534 3868 4170 922 2950 3363 36

23、80 3970 923 2820 3215 3518 3793 924 2700 3078 3370 3632 925 2600 2964 3245 3497 926 2500 2850 3120 3365 1.5 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

24、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7 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10001200kg/cm2，角闪片岩极限抗压强度为9001200kg/cm2。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，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

25、432446m，单宽涌水量一般为3L/min，最大为 120L/min，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。1.6 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。1.7 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的是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1.8 表 1.8 混凝土配合比混凝土设计标号水 灰比含 砂 率（

26、）每米3混凝土对各种材料需要量（公斤米3）水水泥5（mm）52（mm）2040（mm）4080（mm）80150（mm）1000.64 21.3 107.5 167 463 427 427 428 427 100#0.56 20.4 108 193 441 431 431 432 432 混凝土的容重为 2400kg/m3。8 混凝土的热学指标及各种材料的热学性能见表1.9 表 1.10。表 1.9 混凝土的热学指标比热 C（kkg）导温系数 a（m2h）导热系数(k m h)热交换系数(k m2h)0.21 0.0048 2.4 10 表 1.10 混凝土各材料的比热材料名称水水泥砂子粗骨料

27、C比热(kkg)1.00 0.14 0.19 0.20 混凝土采用 600纯熟料水泥，水泥最终水化热为67K/kg，水泥放热速率 m=0.384天。1.8 其他资料地方工业、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

28、水硫酸根（-24SO）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。9 2 施工导流设计施工导流是在江河上修建水利水电工程时，为了使水工建筑物干地上施工，需要用围堰维护基坑，并将水流引向预定的泄水道往下游宣泄的一种工程措施。施工导流设计的主要任务是周密地分析研究水文、地形、地质、水文地质、枢纽布置及施工条件等基本资料，在保证上述要求的前提下，选定导流标准，划分导流时段，确定导流设计流量；选择导流方案及建筑物的型式；确定导流建筑物

29、的布置构造及尺寸；拟定导流建筑物修建、拆除、堵塞的施工方法以及截断河床水流、拦洪度汛和基坑排水等措施。2.1 施工导流方式与适用条件施工导流的方式大体上可分为两类，即分段围堰法和全段围堰法，与之配合的还有辅助导流,其主要包括：淹没基坑法导流、束窄河床导流、隧洞导流、明渠导流、涵管导流、以及施工过程中的坝体底孔导流、缺口导流和不同水建筑的组合导流。2.1.1 分段围堰法分段围堰法亦称分期围堰法，即用围堰将水工建筑物分段，分期维护起来并进行施工的方法。所谓分段，就是在空间上用围堰将建筑物分为若干施工段进行施工。所谓分期，就是在时间打夯用围堰将建筑物分为若干期。段数分的愈多，围堰工程量愈大，施工也愈

30、复杂。同样，期数分的愈多，工期有可能拖得愈长。因此，在工程实践中，二段二期导流用的最多。分段围堰法导流一般适用于河床宽，流量大，工期较长的工程，尤其适用于通航河流和冰凌严重的河流。这种导流方式的费用较低，国内外一些大，中型水利水电工程采用较广。例如，中国湖北葛洲坝和三峡，江西万安，辽宁恒仁，浙江富春江，广西大化等水利枢纽工程都采用这种导流方式。分段围堰法导流，前期都利用被束窄的原河道导流，后期要通过事先修建的泄水道导流，常见的有以下几种：底孔导流，坝体缺口导流，束窄河床和明渠导流。2.1.2 全段围堰法就是在河床主体工程的上下游各建一道断流围堰，使水流经河床以外的临时或永久泄水道下泄，主体工程

31、建成或接近建成时，再将临时泄水道封堵。全段围堰法导流，一般适用于山区河流，河谷狭窄，两岸地形陡峻，山岩坚实的河谷地段。其泄水道类型有以下几种：隧洞导流，明渠导流，涵管导流。2.1.3 辅助导流淹没基坑法导流淹没基坑法导流适用于洪水流量大，历史短，而枯水期流量则较小，水位暴涨暴落，变化很大的山区河流。10 束窄河床导流束窄河床导流一般取决于束窄河床段的允许流速，即围堰及河床的抗冲允许流速，但在某些情况下，也可以束窄河床导流。允许河床被适当刷深，或预先将河床挖深、扩宽，采取防冲措施。明渠导流通常可将河床适当扩宽，形成导流明渠。明渠导流，一般适用于岸坡平缓的平原河道。在规划时，应尽量利用有利条件，以

32、取得经济合理的效果。如利用当地老河道，或利用截弯取直开挖明渠，或与永久建筑物的组合，埃及的阿斯旺坝就是利用了水电站的引水渠和尾水渠进行施工导流。有时，明渠导流是在河岸上开挖渠道，在基坑上下游修筑围堰，水流经渠道下泄。导流明渠的布置，一定要保证水流顺畅、泄水安全、施工方便、缩短轴线、减少工程量。隧洞导流隧洞导流是在河岸山体中开挖隧洞，在基坑上下游修筑围堰，水流经由隧洞下泄。隧洞导流一般适用于山区河流，河床狭窄，两岸地形陡峭，山岩坚实。底孔导流底孔导流时，应事先在混凝土坝体内修建临时或永久底孔，导流时让全部或部分导流流量通过底孔宣泄到下游，保证工程继续施工。如为临时底孔，则在工程接近完工或需要蓄水

33、时加以封堵。这种导流方法在分段分期修建混凝土坝时用的比较普遍。坝体缺口导流在混凝土坝施工过程中，当汛期河水暴涨暴落，其他导流建筑物不足以宣泄全部流量时，为了不影响施工进度，使大坝在涨水时仍能继续施工，可以在未建成的坝体上预留缺口，以配合其他导流建筑物宣泄洪峰流量，待洪峰过后，上游水位回落，再继续修筑缺口。涵管导流涵管导流主要适用于流量较小情况下的土石坝，堆石坝工程。涵管通常布置在河岸岩滩上，其位置常在枯水期以下，这样可以在枯水期不修围堰或只修围堰而先将涵管筑好，然后再修上下游全段围堰，将水流导入涵管下泄。2.1.4 导流方案选定选择导流方案时应考虑下列因素导流方案的选择受多种因素的影响，一个合

34、理的导流方案，必须在周密研究各种影响因素的基础上，拟定几个可能的方案进行技术经济比较，从中选择技术经济指标优越的方案。选择导流方案时应考虑的主要因素如下：水文条件。河流的流量大小，水位变化的幅度，全年流量的变化情况，枯水期的长短，汛期洪水的延续时间，冬季的流冰及冰冻情况等，均直接影响导流方案的选择。一般来说，对于河床宽，流量大的河流宜采用分段围堰法导流。对于水位变化幅度大的山区河11 流，可采用允许基坑淹没的导流方法，在一定时期内通过过水围堰和基坑来宣泄洪峰流量。对于枯水期不长的河流，如果不利用洪水期进行施工，就会拖延工期。对于有流冰的河流，应充分注意流冰的宣泄问题，以免流冰壅塞，影响泄流，造

35、成导流建筑物失事。地形条件。坝区附近的地形条件，对导流方案的选择影响很大。对于宽阔的河流，尤其在施工期间有通航，过伐要求的河流，宜采用分段围堰法导流。当河床中有天然石岛或沙洲时，采用分段围堰法，更有利于围堰的布置，特别是纵向围堰的布置。在河床狭窄，河岸陡峻，山岩坚实的地区，宜采用隧洞导流。至于平原河道，河流的两岸或一岸比较平坦，或有河弯，老河道可资利用，则宜采用明渠导流。地质及水文地质条件。河道两岸及河床的地质条件对导流方案的选择与导流建筑物的布置有直接影响。若河流两岸或一岸的岩石坚硬，风化层薄，且抗压强度足够时，则选择隧洞导流较有利。如果岩石的风化层厚且破碎，或有教厚的沉积滩地，则适合采用明

36、渠导流。此外，选择围堰型式，基坑是否允许淹没，能否利用当地材料修筑围堰等等，也都与地质条件有关。水文地质条件则对基坑排水工作，围堰型式的选择，导流泄水建筑物的开挖等有很大的关系。因此，为了更好地进行导流方案的选择，要对地质和水文地质勘测工作提出专门要求。水工建筑物的型式及其布置。水工建筑物的型式和布置与导流方案的选择相互影响，因此在决定水工建筑物型式和布置时，应该考虑并初拟导流方案，而在选定导流方案时，则应该充分利用建筑物型式和枢纽布置方面的特点。施工期间河流的综合利用。施工期间，为了满足通航、伐运、供水、灌溉、生态保护或水电站运行等要求，使导流问题的解决更加复杂。在通航河道上，大都采用分段围

37、堰法导流。要求河道在束窄以后，河宽仍能便于船只的通行水深要与船只吃水深度相适应，束窄断面的最大流速一般不得超过。2.0 米/秒，特殊情况需与当地航运部门协商研究决定。施工进度、施工方法及施工场地布置。水利水电工程的进度与导流方案密切相关。通常是根据导流方案安排控制性进度计划。在水利水电枢纽施工导流过程中，对施工进度起控制作用的关键性时段有：导流建筑物的完工期限，截断河床水流的时间，坝体拦洪的期限，封堵临时泄水建筑物的时间，以及水库蓄水发电的时间等。各项工程的施工方法和施工进度直接影响到各时段中导流任务的合理性和可能性。在选择导流方案时，除了综合考虑以上各方面因素外，还应使主体工程尽可能及早发挥

38、效益，简化导流程序，降低导流费用，使导流建筑物既简单又适用可靠。22 导流方案确定2.2.1 水文特性松涛水利枢纽坝址河段径流量主要来自降雨，以及融雪的补给。洪水由暴雨形成，汛期为 6 月至 10 月，河谷水位暴涨，暴落。多年各月平均流量，最大流量和最小流量见表2 1，各频率施工洪水成果见表22。12 表 21 坝址多年流量统计表（单位：m3s）20年一遇月份1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年月最大流量430 371 615 1070 1816 3570 4210 4030 4610 3010 1520 701 5130 月平均流量327 338 432 499 569

39、 711 1020 1050 870 630 579 421 638 表 22 坝址施工洪水成果表频率1%2%5%10%20%全年最大流量（m3s）6390 5870 5130 4560 3810 11.1 5.31 2050 1920 1750 1610 1450 11.165.10 1340 1270 1170 1090 997 10.1 6.30 4710 4290 3710 3260 2790 10.166.15 2840 2670 2430 2240 2020 月平均流量11 692 579 489 400 12 430 421 406 378 1 348 327 322 265 2

40、 345 338 327 269 3 469 432 410 300 4 586 499 458 327 13 续表 2.2 5 959 569 480 425 6 1120 711 607 482 2.2.2 导流方案的拟定在水利水电工程导流方案的选择时，要考虑地形，地貌，水文特性，工程主体的形式和布置，施工因素等诸多因素，其中地形和地貌条件往往是决定导流方案的主要因素。松涛水利枢纽选定坝址位于峡谷尾部，距峡谷出口约1.7 公里，坝址河床两岸山坡陡峻，成 V字形，河床的宽度较窄，故不宜采用分段围堰导流。同时综合坝址处的地形和地貌特征，此枢纽也不具备开挖明渠，采取明渠导流的条件。主要因为坝址处

41、的垭口处于高程较高处（处于520m以上，高出河床10m以上，不适合初期导流）开挖量大，虽然明渠导流费用较隧洞导流方案低，但明渠导流准备期开挖量大，地面施工干扰大，工期风险难以估计，隐含风险大。前期导流明渠以及底孔坝段结构混凝土需要按永久建筑物的要求来施工，大型砂石加工及混凝土系统准备建筑进度难以满足施工要求。因此，在准备期内完成明渠的施工难度较大，截流工期的保证率较低。因此，明渠导流的方式显然是不合理的。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，在岩石地质条件上具备了开挖隧洞的条件。一般情况下，坝型和河谷地形往往是导流方案选择的主要条件

42、之一，此工程河床坝段采用混凝土重力坝。以坝长与坝高的比值=LH，表示河谷形状系数。据统计分析和工程经验，对于混凝土坝，3适合一次拦断截流和隧洞导流。经计算，松涛水利枢纽坝址所在地河谷状系数=1.636 4-6 4 2e(mm)3-4 5 8 由于本工程岩石坚固系数f=8 选取 2e=4mm。41 图 7.2 锚杆钻孔直径图将各数值代入式（72）得：mmd384320252楔缝式锚杆锚固力参考值，详见水利施工设计手册第二卷，表5-9-9 表 7.2 锚杆固力参考值岩石名称锚固力岩石名称锚固力板岩页岩砂质页岩硬石灰岩2.5 5.0 7.0 9.0 磁铁矿斑岩细粒石英岩致密石英岩10.0 6.5 6

43、.8 1.8 本工程岩石主要由云母石英片岩组成，石质坚硬，查上表可知，锚固力不1.8。现将其锚喷支护设计参数成果统计于下表表 7.3 喷锚支护设计参数表松涛水利枢纽围岩喷锚支护设计参数表围岩类别洞室跨度(m)喷层厚度(cm)锚杆直径(cm)长度(m)钻孔直径(mm)锚固力II 11 8-12 25 2.5 38 1.8 7.6 喷混凝土施工工艺及流程喷混凝土是将水泥、砂、石和外加剂（速凝剂）等材料，按一定配比拌和后，装入喷射机中，用压缩空气将混合料压送到喷头处，与水混合后高速喷到作业面上，快速凝固在被支护的洞室壁面，形成一种薄层支护结构。7.6.1 喷混凝土施工工艺42 喷混凝土的施工方法主要

44、有干喷、湿喷两种方法。（1）干喷法：将水泥、砂、石和速凝剂加微量水干拌后，用压缩空气输送到喷嘴处，再与适量水混合，喷射到岩石表面。也可以将干混合料压送到喷嘴处，再加液体速凝剂和水进行喷射。这种方法，便于调节加水量，控制水灰比，但喷射时粉尘较大。（2）湿喷法：将集料和水拌匀且送到喷嘴处，再添加液体速凝剂，并用压缩空气补给能量进行喷射。湿喷法主要改善了喷射时粉尘较大的缺点。7.6.2 施工技术要求为了保证喷混凝土的质量，必须严格控制如下参数：（1）风压正常作业时喷射机工作室的风压，一般为0.2MPa。风压过大，喷射速度高，混凝土回弹量大，粉尘多，水泥耗量大风压过小，则混凝土不密实。（2）水压喷头处

45、的水压必须大于该处风压，并要求水压稳定，保证喷射水具有较强的穿透集料的能力。（3）喷射方向和喷射距离喷头与受喷面尽量垂直，偏角宜控制在20以内，利用喷射料束抑阻集料的回弹，以减少回弹量，据试验，当喷射距离为1.0m 左右时，对于提高喷射质量，减少集料回弹都比较理想。（4）喷射区段的喷射顺序喷射作业应分区段进行，区段长度一般为4-6m。喷射时，通常先墙后拱，自下而上，先凹后凸，顺序进行，以防溅落的灰浆粘附于未喷岩面。（5）喷射分层和间歇时间当喷混凝土设计厚度大于10cm时，应分层喷射。一次喷射厚度，边墙控制在6-10cm 顶拱 3-6cm，局部超挖处可稍厚2-3cm。分层喷射时，后一层喷射应在前

46、一层混凝土终凝后进行，但也不宜间隔过久。43 8 出渣运输设计8.1 出渣方式与设备的选定8.1.1 装渣与运输方式选择平洞装渣与运输方式可分为有轨和无轨两大类。装渣与运输工作统称为出渣工作，两者联系紧密，高效率的出渣必须同时考虑装渣与运输两个方面，在主要设备与劳动组织方面协调统一。出渣的主要设备参考水利水电工程施工组织设计手册表5-7-1 表 81 出渣设备类别状渣设备运输设备运输机械牵引机械有轨1.铲 斗 式 装岩机2.带 运 输 机的铲斗式装岩机3.立 爪 式 装岩机1.矿车“V”形卸矿车，底卸矿车2.梭车3.槽式列车1.蓄 电 池 式电机车2.架 线 电 机车3.内燃机车无轨1.轮 胎

47、 式 铲斗装岩机2.轮 胎 式 立爪式装岩机3.轮 胎 式 或履带式装载机4.绳 索 式 或液压短臂挖掘机1.装运机，双向短距离自行2.轮胎式梭车，双向自行3.自卸汽车，后卸，侧卸或底卸，单向行驶或双向行驶8.1.2 出渣运输方式的选择出渣运输方式主要根据以下因素选择；开挖断面的尺寸，有轨运输适用于各种断面，无轨运输适用于较大断面。高宽在56m以上，一般采用表5.6 有轨运输或无轨运输中序号1，2 的装岩机与相应运输车辆配套。（1）洞口距开挖工作面长度。无轨运输具有生产效率高，劳力省，道路基建和维护工作量少等优点；但洞内运输、距离较长时，柴油机械的废气处理量大，通讯费用高，装载，回车，会车，避

48、车等附加洞室工作量在。采用何种运输方式皆须进行综合比较确定。一般洞口距开挖工作面长度大于2km时，采用有轨运输可能比较经济。（2）施工进度要求。根据地施工进度要求选用配套设备，无轨运输可选用大容量装44 载机和运输设备，以加快出渣进度。（3）设备来源。地下工程多专业施工单位施工，出渣方式选择要考虑施工单位已有装载条件和可能新增设备来源。无轨运输设备比较机动灵活，适用性大，几个工作面和工种可共用一套设备，设备利用率高。综合以上分析，考虑到本工程的开挖，施工进度，经济性，效率性等各方面的影响，选择无轨出渣比较合适。8.1.3 出渣设备选择的基本原则（1）采用配套先进设备及施工组织，使所选的施工方案

49、能达到最高生产率和最有生产条件及最低工程造价。（2）减少体力劳动，只有在断面较小，动力缺乏，工作量较小或运输条件较差等特殊条件下，才采用人工装渣和运输。（3）各个工序配套在生产能力上要相互适应。8.1.4 无轨运输装岩设备选择（1）无轨运输多采用轮胎工或履带式装载机装渣，一般每一工作面配备一台。（2）装载机铲斗斗容和自卸车斗容的适宜比例为5131。地下工程中使用的装载机斗容一般为 1.55 方。（3）装载机铲斗最好适用能侧卸或三向卸。一般工作面大于12m 时，可采用前卸装载机。（4）履带式装载机行走慢，斗容小，生产率低，挖掘机要求工作面大，速度慢。综合以上分析，本工程选用轮胎式装载机，装载机斗

50、容为4 方，使用前卸装载机。8.1.5 无轨运输车辆的选择（1）自卸汽车载重量的装载机斗容在不同运距时的配套可参考水利水电工程施工组织设计手册第二卷表5-7-2，选择装载机斗容为4 方，在运距小于 2km的情况下，选自卸汽车为 20 吨，洞内时速为hkm10，洞外时速为hkm20。（2）地下工程禁用汽油机动车，并应选用低污染或带有废气净化装置的重型自卸汽车。（3）地下工程最好选用双向行使专用自卸汽车。选用单向行使的自卸卡车时，可采用移动式自卸汽车的调节器向转盘。大吨位自卸汽车宜作铰接式底盘，以减小车辆在洞内行使的转弯半径。（4）自卸汽车载重量和挖掘机斗容在不同运距时的配套可参考水利水电工程施工