水工專業(yè)施工畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、河海大學(xué)2009級(jí)水工專業(yè)施工設(shè)計(jì) 計(jì)算書(shū)水工專業(yè)施工畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì) 算 書(shū)一、工程概況工程地處我國(guó)華東錢塘江的支流上，為一發(fā)電為主兼顧灌溉、防洪的水利樞紐工程。樞紐工程的擋水建筑物為粘土芯墻砂殼壩，壩高81m，壩頂長(zhǎng)度為370米。設(shè)計(jì)正常高水位為100米，校核洪水位為102米。大壩屬二級(jí)建設(shè)物。電站為引水式電站，布置在右岸，其中引水隧洞長(zhǎng)525米，直徑7米。廠房安裝兩臺(tái)5萬(wàn)千瓦的機(jī)組。溢洪道布置在距壩一公里的左岸凹口處，為開(kāi)敞正槽式，此頂高程為92米，總寬是64米，出口采用差動(dòng)式鼻坎挑流消能。導(dǎo)流洞布置在左岸，斷面為10m10m城門洞形，洞身長(zhǎng)450m。二、有效工日基分析為了給計(jì)算施工強(qiáng)度和論證

2、施工進(jìn)度提供依據(jù)，保證工期實(shí)現(xiàn)，首先需對(duì)工日進(jìn)行分析，計(jì)算出每月的有效工日。考慮到本工程的工期比較緊，結(jié)合工程的實(shí)際情況，施工單位適當(dāng)減少法定假日的休息時(shí)間，進(jìn)行加班，來(lái)彌補(bǔ)由于天氣等原因而不能施工的天數(shù)。為此，對(duì)計(jì)算出的有效工日進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，計(jì)算如下。2.1 工日分析月有效工日=每月的日歷天數(shù)因雨雪、氣溫等不能施工天數(shù)其它原因停工天數(shù)2.1.1 粘土開(kāi)采月份天數(shù)123456789101112日歷天數(shù)312831303130313130313031法定假日128881188881188因雨原因9810111311999755因氣溫原因530000000001有效工作日791311711141

3、413131717調(diào)整后的有效工作日1515181717171818181820202.1.2 粘土填筑月份天數(shù)123456789101112日歷天數(shù)312831303130313130313031法定假日128881188881188因雨原因879101210888644因氣溫原因530000000001有效工作日6101412812151514141818調(diào)整后的有效工作日1515191715161818182022222.1.3 砂礫料開(kāi)采與填筑月份天數(shù)123456789101112日歷天312831303130313130313031法定假日128881188881188因雨原因445

4、697536311因氣溫原因000000000000有效工作日151618161115182016172122調(diào)整后的有效工作日1818201818202222202224242.1.4 砼澆筑月份天數(shù)123456789101112日歷天312831303130313130313031法定假日128881188881188因雨原因7789119777544因氣溫原因121000031041005有效工作日03151371061214151814調(diào)整后的有效工作日1212181815151515181820182.1.5 隧洞開(kāi)挖月份天數(shù)123456789101112日歷天31283130313

5、0313130313031法定假日128881188881188因雨原因101132212100因氣溫原因000000000000有效工作日182022211720212220192223調(diào)整后的有效工作日222225252525252525252525三、壩體工程量計(jì)算用公式v=進(jìn)行計(jì)算。式中：v計(jì)算部分壩體工程量（m3）；l計(jì)算部分壩體頂部長(zhǎng)度（m）；頂部寬度l由壩體平面布置圖相應(yīng)高程丈量平均而得；h計(jì)算部分壩體高度（m）；b計(jì)算部分壩體寬度（m）；計(jì)算部分頂部寬度b由壩體剖面圖中頂寬、邊坡、馬道計(jì)算而得（上、下游的馬道寬度取2.5m）；l計(jì)算部分壩體底部長(zhǎng)度（m）；計(jì)算部分底部寬度l由壩

6、體平面布置圖相應(yīng)高程丈量平均而得。m1、m2分別為計(jì)算部分壩體上、下邊坡。相應(yīng)的工程量計(jì)算見(jiàn)下表。3.1壩體相應(yīng)層的總方量高程hlbm1m2lv（m3）頂?shù)?057629370102.52.25302745921.08 765026302152.752.752.52361526154.50 5024.525.5236294.2532.751001532263.13 合 計(jì)（m3）3804338.71 注：基巖底面高程為24.5m是根據(jù)剖面圖中上游底高程24.0m與下游底面高程25.0m的平均值。3.2 粘土相應(yīng)層方量高程hlbm1m2lv（m3）頂?shù)?05762937080.20.253021

7、39387.05 76502630221.050.20.25236186465.50 5024.525.523632.750.20.25100161564.18 合 計(jì)（m3）487416.73 3.3 砂礫料相應(yīng)層方量 每層砂石料方量等于相應(yīng)的壩體總方量減去粘土方量，見(jiàn)下表。高 程壩體總方量（m3）粘土方量（m3）砂礫料方量（m3）頂?shù)?0576745921.08139387.05606534.0376501526154.50186465.501339689.005024.51532263.13161564.181370698.95合 計(jì)3804338.71486342.283317996.

8、433.4 hv圖四、施工導(dǎo)流計(jì)算4.1 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)本工程大壩屬二級(jí)建筑物，根據(jù)水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范(sdj338-89)的規(guī)定，查（表9）導(dǎo)流建筑物級(jí)別的劃分得，相應(yīng)導(dǎo)流建筑物為級(jí)別為級(jí)。4.1.1 洪水標(biāo)準(zhǔn)確定綜合考慮經(jīng)濟(jì)及工期因素，擬定導(dǎo)流建筑物為隧洞導(dǎo)流，土石圍堰擋水。由于導(dǎo)流建筑物的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)導(dǎo)流建筑物的級(jí)別（屬級(jí)）和類型，查導(dǎo)流建筑物的洪水劃分（表9*）標(biāo)準(zhǔn)表，洪水重現(xiàn)期為2010年，取洪水重現(xiàn)期為20年，即導(dǎo)流的洪水頻率p5%。4.1.2 壩體臨時(shí)擋水渡汛由畢業(yè)指導(dǎo)書(shū)已知條件，經(jīng)確定圍堰的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為5%頻率，并考慮施工時(shí)段為10.14.30，查表2得，其設(shè)計(jì)流量為2

9、950 m3/s， 由設(shè)計(jì)流量為2950 m3/s查壩址水位流量關(guān)系曲線圖，對(duì)應(yīng)的上游水位為32.45 m；再查水庫(kù)庫(kù)容曲線圖，對(duì)應(yīng)的庫(kù)容為54.1106m3，根據(jù)壩型及攔洪庫(kù)容查表10，得壩體施工期臨時(shí)渡汛洪水標(biāo)準(zhǔn)為10050年，為了安全起見(jiàn)，取渡汛洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年，p1%。4.1.3 隧洞封堵后，大壩進(jìn)入施工運(yùn)行期，壩體渡汛按表10*標(biāo)準(zhǔn)查得，大壩級(jí)別為級(jí)。 該土石壩的設(shè)計(jì)渡汛標(biāo)準(zhǔn)為p=1%0.5%，校核標(biāo)準(zhǔn)為p=0.2%0.5%。取設(shè)計(jì)渡汛標(biāo)準(zhǔn)和校核標(biāo)準(zhǔn)為p=0.5%。4.1.4 水庫(kù)蓄水標(biāo)準(zhǔn)：采用80%保證率作為水庫(kù)的蓄水標(biāo)準(zhǔn)。4.2施工導(dǎo)流方案和大壩施工分期，根據(jù)施工單位能力，粗定

10、大壩施工控制進(jìn)度4.2.1 施工導(dǎo)流方式壩址處河床狹窄，根據(jù)選壩階段，對(duì)樞紐施工導(dǎo)流進(jìn)行多方案比較，采用“土石圍堰斷流，隧洞導(dǎo)流”方式進(jìn)行。并從經(jīng)濟(jì)方面考慮，上、下游圍堰與壩體相結(jié)合。根據(jù)本工程水文特性，非汛期由圍堰擋水，導(dǎo)流洞過(guò)水，汛期將圍堰加高至一定高程作為壩體，由壩體擋水，導(dǎo)流隧洞導(dǎo)流。4.2.2 大壩導(dǎo)流方案根據(jù)導(dǎo)流形式，結(jié)合施工控制性進(jìn)度安排，大壩工程導(dǎo)流方案及施工期臨時(shí)渡汛方案可分以下幾個(gè)階段：第一階段：2003年1月2003年9月31日為導(dǎo)流洞及準(zhǔn)備施工階段，主要進(jìn)行導(dǎo)流隧洞工程施工，并做好截流準(zhǔn)備工作。此階段主要由原河道過(guò)流。第二階段：2003年10月1日2004年4月30日，

11、前期在最短的時(shí)間內(nèi)完成截流施工，在圍堰的保護(hù)下進(jìn)行大壩基礎(chǔ)工程施工（包括基坑排水及開(kāi)挖，基礎(chǔ)處理），然后進(jìn)行大壩的填筑，在梅雨、臺(tái)風(fēng)汛期到來(lái)之前將大壩搶筑到攔洪水位以上。第三階段：2004年5月1日2006年3月31日，為大壩填筑期。主要工作為大壩填筑。第四階段：2006年4月1日2006年12月31日，為封孔后大壩填筑期。主要工作為大壩填筑到設(shè)計(jì)高程，并完成其它配套工程。4.2.3 截流時(shí)間與攔洪時(shí)間的確定根據(jù)本工程的水文特點(diǎn)，截流時(shí)間暫定于2004年10月初，攔洪時(shí)間定于2004年4月底汛期之前。為了保證在施工單位生產(chǎn)能力范圍內(nèi)順利完成攔洪任務(wù)，根據(jù)以上的初定時(shí)間和估算的大壩工程量并結(jié)合施

12、工單位的生產(chǎn)能力。對(duì)大壩的分期填筑方案進(jìn)行討論，并且初步確定。從03年10月至04年4月，粘土能填筑的高程（大壩可能達(dá)到的攔洪高程）計(jì)算：在此過(guò)程中的粘土有效工作時(shí)間需扣除排水時(shí)間10天、基礎(chǔ)開(kāi)挖10天，基礎(chǔ)處理時(shí)間40天、其中考慮到工作與工作的搭接時(shí)間暫定為8天，則粘土填筑的有效工作日為：20+22+22+15+15+19+17-10-10-40+8=78天。按粘土心墻填筑上升速度平均每天0.35米計(jì)算，粘土心墻可能達(dá)到的高程（大壩可能達(dá)到的攔洪高程）：24+780.35=51.3m。即在汛期來(lái)之前的攔洪壩高為51.3m。4.2.4 大壩各期工程量確定第一期：導(dǎo)流洞工程；部分圍堰方量暫定為1

13、50000m3第二期：若按填筑到51.3m全斷面攔洪，進(jìn)行校核，查圖hv得，其砂礫料的方量約為1550000 m3，由于本工程施工單位最大施工能力為10000m3，砂礫料填筑的有效工日僅為：22+24+24+18+18+20+18=144天，故不能滿足全斷面填筑施工要求，故攔洪采用臨時(shí)斷面攔洪。斷面如下： 上游圍堰v1部分：底邊長(zhǎng)度l=100m 頂邊長(zhǎng)度l=210m； m1=2.5； m2=3.5； 砂礫料斷面面積s=788.52m2，粘土斷面面積s=75.48 m2，(面積有cad求得) 砂礫料方量v1=1/2 (210+100)788.52=122221 m3；（其中約50000在截流后施

14、工，屬于第二期工程）粘土方量v1=1/2 (210+100)75.48=11699 m3；（其中約5000在截流后施工，屬于第二期工程） v2部分：底邊長(zhǎng)度l=100m 頂邊長(zhǎng)度l=240m 砂礫料斷面面積s=4820.6m2，粘土斷面面積s=1020.6 m2，(面積有cad求得) 砂礫料方量v2=1/2 (240+100)4820.6=819502 m3；粘土方量v2=1/2 (240+100)1020.6=173502 m3；臨時(shí)斷面修筑時(shí)間在2003年10月12004年4月30日 有效工日144天平均施工強(qiáng)度q平=v/t。其中此段時(shí)間需完成的砂礫料方量：v=819502+50000=8

15、69502 m3； q平=869502/144=6038.2 m3/dq大=1.5q平=1.56038.2=9057.3 m3/d10000m3/d 因此滿足施工要求，按該臨時(shí)斷面在2004年4月30日前，能將大壩施工至51.3m高程滿足攔洪要求。4.2.5、計(jì)算大壩各期平均施工強(qiáng)度第一期 圍堰修筑：計(jì)劃在2003年8月開(kāi)始，至2004年9月31日結(jié)束，總有效工日為22+20=42天。上游圍堰v1 =122221 m3；下游圍堰v=1/2 (210+100)176=27280q平=（上游圍堰v1下游圍堰v-50000）/t=（12222127280-50000）/42=2369.1 m3q大=

16、1.5q平=1.52369.1=3553.6 m3/d10000m3/d粘土方量約為v1=1/2 (210+100)75.48-5000+4000=10699 m3；（下游圍堰的粘土估算為4000m3）第二期臨時(shí)斷面修筑：2003年10月1日2004年4月30日， 有效工日144天， 平均施工強(qiáng)度q平=v/t。其中此段時(shí)間需完成的砂礫料方量：v=819502+50000=869502 m3； q平=869502/144=6038.2 m3/dq大=1.5q平=1.56038.2=9057.3 m3/d10000m3/d因此，滿足施工要求。粘土方量v2=1/2 (240+100)1020.6+5

17、000=173502+5000=178502 m3；第三期：計(jì)劃在2004年5月1日至2006年3月31結(jié)束，共計(jì)有效工日474天。根據(jù)本工程其它工程安排情況，第三期應(yīng)到填筑到86.0m高程，此高程查圖hv圖得相應(yīng)的砂殼方量為2952300m3，則：v=(2954200-122221-819502)/ 474=4245.7m3q大=1.5q平=1.54245.7=6368.6m3/d10000 m3/d粘土方量v3=1/2 (240+320)843.5=236180m3；第四期：計(jì)劃在2006年4月1日至2006年12月31結(jié)束，共計(jì)有效工日190天。相應(yīng)的剩余方量為3317996-29542

18、00=363796 m3。v=363796/ 190=1914.7m3q大=1.5q平=1.51914.7=2872.1 m3/d10000 m3/d粘土方量v4=486342.28-236180-173502=76660 m3；4.2.6 確定封孔蓄水及發(fā)電日期根據(jù)要求，本工程發(fā)電日期為2006年10月1日首臺(tái)機(jī)組發(fā)電，發(fā)電的初始水位為80m。在確保大壩安全的前提下，盡可能提早發(fā)電。1、封孔日期的確定根據(jù)初始發(fā)電水位80m，查水庫(kù)庫(kù)容曲線，相應(yīng)庫(kù)容為1470106 m3。水庫(kù)蓄水采用80%典型枯水年各月平均流量進(jìn)行推算封孔日期：蓄水時(shí)段80來(lái)水量（m3/s）當(dāng)期來(lái)水量（m3）累計(jì)來(lái)水量（m3

19、）差 額9.309.172.918895680018895680012810432008.318.188.923810976042706656010429334407.317.1102.42742681607013347207686652806.306.116342249600011238307203461692805.315.11143053376001429168320408316804.304.2481.7423532801471521600-1521600由此確定上，封孔蓄水日期為4月24日。 從封孔開(kāi)始，又每月的累計(jì)來(lái)水量，查庫(kù)容曲線得相應(yīng)的水位如下表：蓄水時(shí)段當(dāng)期來(lái)水量（m3）累計(jì)

20、來(lái)水量（m3）水 位（m）4.244.30423532804235328032.925.15.3130533760034769088052.356.16.3042249600077018688065.707.17.31274268160104445504071.988.18.31238109760128256480076.669.19.30188956800147152160080.002、大壩安全校核大壩安全采用豐水年1%流量進(jìn)行校核：蓄水時(shí)段末1來(lái)水量（m3/s）當(dāng)月來(lái)水量（m3）累計(jì)來(lái)水量（m3）庫(kù)水位（m）壩面高程（m）4月134694656006946560034.6885月4891

21、309737600137920320078.4926月5291371168000275037120092947月276143078400289344960092948月103275875200316932480092949月18247174400036410688009294注：庫(kù)水位根據(jù)累計(jì)來(lái)水量，由水庫(kù)庫(kù)容曲線查得，壩面高程根據(jù)進(jìn)度來(lái)定。故本工程應(yīng)采用后期導(dǎo)流措施，利用永久溢洪道溢洪，以保證大壩安全。要求在5月31日前大壩達(dá)到92米高程，以利用永久溢洪道泄洪。4.3 導(dǎo)流工程規(guī)劃布置4.3.1 攔洪水位根據(jù)前述，已定的攔洪壩高為51.3米，扣除安全超高2.0米后，即攔洪水位等于51.32.

22、0=49.3米。4.3.2隧洞斷面尺寸的確定1、隧洞最大下泄流量根據(jù)汛期時(shí)水庫(kù)攔洪水位49.3米，查水庫(kù)庫(kù)容曲線，得此時(shí)的水庫(kù)庫(kù)容為282106m3，在0.11.0億立方米之間，采用100年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，頻率p=0.1%，查各月最大瞬間流量（表一）得其設(shè)計(jì)洪水流量為8290 m3/s。根據(jù)洪水單位過(guò)程線，在估計(jì)所求b點(diǎn)附近，任意選定b1、b2、b3、b4點(diǎn)，通過(guò)b1、b2、b3、b4向a點(diǎn)方向作四條直線，并與洪峰過(guò)程線相切。如下圖： 根據(jù)上圖，計(jì)算相應(yīng)直線abi與洪峰過(guò)程所包圍的面積（相應(yīng)庫(kù)容vi）和相應(yīng)的隧洞最大下泄流量qi，計(jì)算成果見(jiàn)下表：庫(kù)容vi（106 m3）164.19204.552

23、41.76290.47下泄流量qi（m3/s）4845.753847.392995.181998.72根據(jù)上表，繪制qv關(guān)系曲線，如下圖： 在攔洪水位為49.3m時(shí)，水庫(kù)的庫(kù)容為282106m3，由上圖查得，需導(dǎo)流洞的最大泄流量2167.2 m3/s。2、隧洞流速計(jì)算大壩攔洪時(shí)，隧洞為有壓流，其流速按有壓流公式v= 計(jì)算：其中 m=0.85； h0=49.3m； hp=31.65m（由最大泄流量為2167.2 m3/s時(shí)，查壩址水位流量關(guān)系曲線上而得）v=0.8529.8（49.331.65）15.8m/s3、過(guò)水?dāng)嗝婷娣ew計(jì)算w=q泄/v=2167.2/15. 8=137.2m34、隧洞斷面

24、型式本工程隧洞斷面采用城門洞，其底寬b與洞高h(yuǎn)采用以下公式進(jìn)行計(jì)算：b=137.2（1+3.14168）=9.93m，取底寬b為10m。h=b+1/2b=1.510=15m。其斷面如下： 為了便于航運(yùn)、施工方便，結(jié)合實(shí)際地形布置，導(dǎo)流系統(tǒng)全長(zhǎng)883米，其中明渠長(zhǎng)148米，出口明渠長(zhǎng)285米，隧洞長(zhǎng)450米，并在樁號(hào)導(dǎo)0+206設(shè)轉(zhuǎn)折角半徑為100米的圓弧，進(jìn)口高程定為26.0米，出口高程24.65米，其中進(jìn)口明渠為平坡，隧洞底坡為0.30，出口明渠平坡，出口高程為24.65米。洞軸線見(jiàn)圖紙。4.3.3汛期大壩攔洪校核1、根據(jù)已定的隧洞尺寸和泄流條件，經(jīng)調(diào)洪演算確定上游攔洪水位，以檢查此時(shí)的壩面

25、高程是否安全攔洪。明流計(jì)算（無(wú)壓段）假定q分別為300m3/s , 600m3/s, 900m3/s (a)判別出口流態(tài)當(dāng)hkh下時(shí)為淹沒(méi)出流，則h2h下；反之hkh下為自由出流，則h2hk。h下由壩址處流量水位曲線查得。由于過(guò)水?dāng)嗝鏋榫匦?，臨界水深hk，按公式hk= 計(jì)算。其中取1.0；g取9.8；單寬流量q=q/b；b為10m，經(jīng)以上公式計(jì)算，并判斷流態(tài)，結(jié)果列表如下：q（m3/s）hk（m）下游水位h（由流量水位關(guān)系曲線查得）h下（m）h2（m）3004.5128.113.464.51（屬自由出流）6007.1629.214.567.16（屬自由出流）9009.3829.885.239.

26、38（屬自由出流）(b)由上表所得的h2分別假定h1，明流按下式計(jì)算： ；式中： h1-進(jìn)口洞內(nèi)水深； -平均謝才系數(shù)，其中砼襯砌時(shí)n=0.014；不襯砌時(shí)n=0.035 ；h2-出口洞內(nèi)水深；-平均水力半徑；v1-進(jìn)口洞內(nèi)流速；l-隧洞長(zhǎng)度；i-洞身坡降；v2-出口洞內(nèi)流速； =（v1+v2）/2。列表如下：qh1h2v1v2h3005.00 4.516.000 6.652 6.326 2.4356 82.8526 1.8367 2.2575 0.0024 4.66 4.50 4.516.667 6.652 6.659 2.3698 82.4753 2.2676 2.2575 0.0028

27、4.39 4.20 4.517.143 6.652 6.897 2.3269 82.2246 2.6031 2.2575 0.0030 4.18 4.08 4.517.353 6.652 7.002 2.3089 82.1185 2.7585 2.2575 0.0031 4.08 6009.00 7.166.667 8.380 7.523 3.0792 86.1545 2.2676 3.5828 0.0025 8.24 8.00 7.167.500 8.380 7.940 3.0105 85.8312 2.8699 3.5828 0.0028 7.80 7.50 7.168.000 8.380

28、 8.190 2.9720 85.6474 3.2653 3.5828 0.0031 7.51 7.52 7.167.979 8.380 8.179 2.9736 85.6551 3.2480 3.5828 0.0031 7.52 90012.00 9.387.500 9.595 8.547 3.3954 87.5699 2.8699 4.6970 0.0028 11.12 11.00 9.388.182 9.595 8.888 3.3495 87.3712 3.4154 4.6970 0.0031 10.70 10.50 9.388.571 9.595 9.083 3.3243 87.261

29、3 3.7484 4.6970 0.0033 10.45 10.38 9.388.671 9.595 9.133 3.3180 87.2338 3.8356 4.6970 0.0033 10.38 (c)在所假定的流量下，計(jì)算出相應(yīng)的上游水位，見(jiàn)下表：流量q（m3/s）進(jìn)口洞內(nèi)水深h1（m）進(jìn)口落差z，（m）上游水位上（m）3004.083.4133.496007.524.0137.5390010.384.7441.12有壓段計(jì)算假定q分別為2500m3/s ， 2750m3/s ， 3000 m3/s由于過(guò)水?dāng)嗝鏋榫匦?，臨界水深hk，按公式hk= 計(jì)算。其中取1.0；g取9.8；單寬流量q=

30、q/b；b為10m，經(jīng)以上公式計(jì)算，并判斷流態(tài)，結(jié)果列表如下：流量qhk下游水位h（由流量水位關(guān)系曲線查得）h下h2250018.5432.007.0018.55（自由出流）275019.7632.257.2519.76（自由出流）300020.9432.457.4520.94（自由出流）有壓流按下式計(jì)算：；其中：h2出口計(jì)算水深。自由出流時(shí)：h2=0.85d；淹沒(méi)出流時(shí)：h2=h下。局部損失系數(shù)之和，進(jìn)口采用喇叭口時(shí) =0.25；謝才系數(shù)，砼襯砌時(shí)n=0.014；不襯砌時(shí)n=0.035，本導(dǎo)流洞襯砌n取0.014。上游水位：上=進(jìn)口坎高程+h0i。計(jì)算見(jiàn)下表：流量qh2rcilvh0i進(jìn)坎高

31、上i25008.53.0586.020.0030.2545017.9534.1326.060.1327508.53.0586.020.0030.2545019.7539.7926.065.7930008.53.0586.020.0030.2545021.5446.0026.072.00 根據(jù)以上計(jì)算的結(jié)果，畫(huà)出無(wú)壓和有壓部分的泄流量與水位的關(guān)系曲線并以光滑曲線連接該曲線，以代替半有壓流曲線，如下圖：2、通過(guò)調(diào)洪演算確定梅雨汛期攔洪水位（采用簡(jiǎn)易圖解法）(a)假定三條隧洞泄水過(guò)程線a1b1、a2b2、a3b3；(b)求出相應(yīng)庫(kù)容v1、v2、v3和下泄流量q1、q2、q3；(c)根據(jù)v1、v2、v

32、3在庫(kù)容曲線上得出相應(yīng)的下面游水位h1、h2、h3；(d)在繪有隧洞泄流能力曲線l1的qh坐標(biāo)圖上，繪出相應(yīng)的點(diǎn)p1(q1 ,h1)、p2(q2 ,h2)、p3(q3 ,h3)；(e)過(guò)p1、p2、p3點(diǎn)繪曲線l2交l1于p對(duì)應(yīng)于p點(diǎn)的水位h即是所求攔洪水位,圖解計(jì)算結(jié)果列表如下：泄水過(guò)程線q（m3/s）v(m3)h(m)a1b12500241.510647.29a2b22000290.410649.71a3b31500322.910651.23備 注任意選定q根據(jù)q由洪水過(guò)程線查得根據(jù)v由庫(kù)容曲線查得 查上圖得h攔=50.11m3、大壩安全校核根據(jù)大壩施工控制進(jìn)度所確定的梅雨汛前大壩高程1=

33、51.3m安全超高h(yuǎn)=2.0m ，攔洪高程h=50.6m1-h=49.3mh=50.6m應(yīng)局部加高壩體攔洪,即汛期來(lái)臨前修筑一子堰臨時(shí)攔洪。4.4 圍堰主要尺寸、型式及布置4.4.1擋水時(shí)段確定本工程采用枯水期擋水圍堰圍護(hù)基坑修筑大壩。圍堰的任務(wù)在于保護(hù)基坑內(nèi)工程施工，直到坑內(nèi)壩體高出水面，所以圍堰的擋水時(shí)段決定于基坑內(nèi)基礎(chǔ)處理工程量，壩體施工速度及水文變化情況。大壩第二期施工時(shí)間為2003年10月1日2004年4月30日，因此選擇枯水期10月1日4月30日時(shí)段內(nèi)p5%的最大洪峰流量（查表2）2950m3/s 作為圍堰的設(shè)計(jì)流量。4.4.2 圍堰頂高程確定圍堰頂高程由該設(shè)計(jì)流量時(shí)的上游水位和安

34、全超高確定。發(fā)生設(shè)計(jì)洪水時(shí)的上游水位即為圍堰攔洪水位。q5%2950 m3/s，根據(jù)洪水單位過(guò)程線，作圖法如下： 根據(jù)上圖，計(jì)算相應(yīng)直線abi與洪峰過(guò)程所包圍的面積（相應(yīng)庫(kù)容vi）和相應(yīng)的隧洞最大下泄流量qi，計(jì)算成果見(jiàn)下表：a1b1a2b2a3b3a4b4a5b5庫(kù)容vi（106 m3）58.4369.0786.03103.36117.55下泄流量qi（m3/s）172513691066711458根據(jù)上表，繪制qv關(guān)系曲線，如下圖： 假設(shè)上游水位為38.5高程，根據(jù)上游水位38.5m時(shí)查得水庫(kù)的庫(kù)容為106.6106m3，再由上圖查得此時(shí)導(dǎo)流洞的流量q為648.6m3/s。再由流量q=64

35、8.6試算出進(jìn)洞水深，再計(jì)算上游水位進(jìn)行校核。計(jì)算見(jiàn)下表：h2 =hk= =7.54m，qh1h2v1v2h648.69.00 7.547.207 8.602 7.904 3.1103 86.2991 2.6498 3.7753 0.0027 8.53 8.50 7.547.631 8.602 8.116 3.0773 86.1455 2.9707 3.7753 0.0029 8.29 8.00 7.548.108 8.602 8.355 3.0417 85.9786 3.3537 3.7753 0.0031 8.01 8.02 7.548.087 8.602 8.345 3.0431 85.

36、9855 3.3369 3.7753 0.0031 8.02 得進(jìn)洞口的水深h1=8.02m，進(jìn)口落差z=4.12m，上游水位h上=26+8.02+4.12=38.14m，所以假設(shè)的上游水位為38.5m滿足要求。發(fā)生設(shè)計(jì)洪水時(shí)的上游水位即攔洪水位38.5m；求得q泄648.6m3/s。查壩址水位流量關(guān)系曲線得下游水位h下29.3m?？紤]安全超高0.7m，則：上游圍堰頂高程：上=上游水位+超高=38.50.739.2 取39.5 m。下游圍堰頂高程：下=下游水位+超高=29.3+0.7=30.0 取30.5 m。4.4.3 圍堰形型式確定考慮經(jīng)濟(jì)與當(dāng)?shù)厥┎牧显?，為了施工方便，圍堰采用粘土斜墻?/p>

37、堰。4.4.4 圍堰斷面尺寸考慮交通要求，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，堰頂寬取10m。圍堰迎水面坡度1:3.5,背水坡度1:2.5，型式如圖所示： 4.4.5 圍堰的平面布置上游圍堰作為大壩的一部分，因此該圍堰與大壩壩趾重合，軸線與壩軸線平行。如附圖所示。五、主體工程施工5.1土石壩施工5.1.1 土石壩施工順序施工順序見(jiàn)下圖。5.1.2施工強(qiáng)度列如下表施工分期i砂(圍)i粘(圍)粘砂粘砂粘砂位置高程39.539.551.351.38686105105工程量v (m3)9950110699178502869502236180201247776660363796有效工日t (日)42361301444134741

38、66190平均施工強(qiáng)度q平2369.1 297.2 1373.1 6038.2 571.9 4245.7 461.8 1914.7 最大施工強(qiáng)度q大3553.6 445.8 2059.6 9057.3 857.8 6368.6 692.7 2872.1 注： q平=v/t (m3/d) q大= k q平 (m3/d)取k=1.5由上表計(jì)算可得：一般粘土施工強(qiáng)度可滿足要求，砂礫石最大施工強(qiáng)度為9057.3m3/s，故施工強(qiáng)度滿足。5.1.3 土方施工機(jī)械的選擇及數(shù)量計(jì)算1、根據(jù)資料并結(jié)合施工的實(shí)際情況，比較常用土方施工機(jī)械的適用性及可供選擇的型號(hào)規(guī)格。2、土石壩施工作業(yè)機(jī)械化方案選定根據(jù)施工強(qiáng)度

39、、工程量、料場(chǎng)條件、運(yùn)輸?shù)缆?、上壩條件、壩面作業(yè)等選擇合理的機(jī)械化施工方案，本工程各個(gè)作業(yè)采用以下機(jī)械如下表所列分項(xiàng)工程粘土心墻施工砂礫壩殼施工開(kāi)挖挖土機(jī)挖裝正向鏟挖裝水上砂礫運(yùn)輸自卸汽車運(yùn)輸自卸汽車運(yùn)輸壓實(shí)推土機(jī)平土、羊足碾推土機(jī)平土、振動(dòng)碾壓實(shí)3、主要機(jī)械選擇本工程各種作業(yè)選用的機(jī)械如表3.3所示分項(xiàng)工程粘土心墻施工砂礫壩殼施工開(kāi)挖正向鏟w200 2m3正向鏟 w200 2m3運(yùn)輸自卸汽車t20 20t 11.7m3自卸汽車t20 20t 11.7m3壓實(shí)羊足碾yt2-3.5 3.5t 加重6.5t振動(dòng)碾yh3-50 自重15t 加重50t 4、確定機(jī)械的生產(chǎn)率a粘土施工機(jī)械生產(chǎn)率的確定：

40、（粘土心墻施工機(jī)械生產(chǎn)率用查定額指標(biāo)的方法來(lái)確定） 挖掘機(jī)： 臺(tái)班：0.1620.158 臺(tái)班產(chǎn)量：6.176.31自卸汽車：臺(tái)班：0.790.68 (1km) 臺(tái)班產(chǎn)量：1.271.47 每增一公里：臺(tái)班增加0.160.27羊足碾：臺(tái)班：0.490.308 （另加刨毛臺(tái)班0.11） 臺(tái)班產(chǎn)量：2.043.2 推土機(jī)：臺(tái)班：0.11 由實(shí)際料場(chǎng)的位置，運(yùn)距為7km，計(jì)算機(jī)械生產(chǎn)率如下： p挖=1001.110.16=563.1 m3/班。（其中1.11為自然方轉(zhuǎn)換實(shí)方的系數(shù)，下同） p運(yùn)=1001.11（0.73+60.21）=45.3 m3/班。 p壓=1001.11（0.4+0.11）=1

41、76.6 m3/班。 p推=1001.110.11=891.0m3/班。b粘土心墻機(jī)械數(shù)量確定由表可知粘土心墻最大施工強(qiáng)度q大=2059.6m3/d， n=12班/天，取n=1.5；機(jī)械數(shù)量：n控=q大/np控=2059.6563.11.53臺(tái) （挖掘機(jī)） n運(yùn)=q大/np運(yùn)=2059.645.31.532臺(tái) （自卸汽車） n壓= q大/np壓=2059.6176.61.58臺(tái) （羊足碾） n推= q大/np壓=2059.6891.01.52臺(tái) （推土機(jī)）c配套機(jī)械數(shù)量計(jì)算：在機(jī)械化作業(yè)組織中，為充分發(fā)揮配套機(jī)械中主要機(jī)械的作用，必須使配套和次要機(jī)械生產(chǎn)率略大于主要機(jī)械的生產(chǎn)率。汽車容量：合理

42、范圍是36倍的挖土機(jī)斗容。=36。 式中：m土斗數(shù)；車箱容積；q土斗容積m=11.72=5.85（36）滿足要求一臺(tái)挖土機(jī)正常工作時(shí)，配合的汽車數(shù)n由下式確定 ；其中：t裝=挖土機(jī)的循環(huán)時(shí)間裝滿一車的裝載次數(shù)=0.46=2.4 min；t卸=1 min；n=（2.4+272560+1）2.4=16臺(tái)因此，需配套自卸車機(jī)械數(shù)量為316=48臺(tái)c砂礫石施工機(jī)械生產(chǎn)率的確定：（砂礫石壩殼施工機(jī)械生產(chǎn)率采用計(jì)算的方法來(lái)確定）d砂土生產(chǎn)率：正向鏟（m3/班）式中：q土斗的幾何容積（m3）kv土斗的充盈系數(shù)kp體積換算系數(shù)t機(jī)械運(yùn)行一次的循環(huán)時(shí)間；取0.5minp挖=6080.520.9511.18=15

43、45.8 m3/班。自卸汽車（m3/班）式中：q車箱的幾何容積（m3）kv車箱的充盈系數(shù)kp體積換算系數(shù)t機(jī)械運(yùn)行一次的循環(huán)時(shí)間；t運(yùn)=t空回=l/v=5.52060=16.5min；t裝=0.46=2.4min；t卸=1 min；即t=t裝+t卸+t運(yùn)+t回=36.4 minp運(yùn)=60836.411.710.7511.18=98.1m3/班。振動(dòng)碾生產(chǎn)率p壓=8v（b-c）hktkp/n =1464.4 (m3/班)其中：v碾壓機(jī)運(yùn)行速度，v=1500 m/時(shí)b滾筒長(zhǎng)度，取2.0 mc搭接長(zhǎng)度，取0.2 m（羊足碾）h鋪土厚度，取h=0.8mn壓實(shí)遍數(shù)，取n=6kt時(shí)間利用系數(shù)，取kt=0.

44、6kp體積換算系數(shù)，取kp=11.18p壓=81500（2.00.2）0.80.611.186=1464.4 m3/班。e砂礫石施工機(jī)械數(shù)量選定：最大施工強(qiáng)度q大=9057.3 m3/d挖掘機(jī)數(shù)量n挖=q大/np挖=9057.31.51545.84臺(tái)；自卸汽車數(shù)量n運(yùn)=q大/np運(yùn)=9057.31.598.162臺(tái)；羊足碾數(shù)量n壓= q大/np壓=9057.31.51464.45臺(tái)；推土機(jī)數(shù)量n推= 9057.31000.1111.57臺(tái)f配套機(jī)械數(shù)量的確定汽車容量：合理范圍36。 m=6/2=3，滿足要求一臺(tái)挖土機(jī)正常工作時(shí)，配合的汽車數(shù)n由下式確定 ；其中：t裝=挖土機(jī)的循環(huán)時(shí)間裝滿一車的裝載次數(shù)=0.46=2.4 min；t卸=1 min；n=（2.4+25.52060+1）2.4=16臺(tái)因此，需配套自卸車機(jī)械數(shù)量為416=64臺(tái)g經(jīng)計(jì)算并考慮各施工機(jī)械之間的合理組合得施工機(jī)械規(guī)格、數(shù)量如下：粘土心墻施工：機(jī)械名稱正向鏟自卸汽車羊足碾推土機(jī)規(guī) 格w200t20yt2-3.5移山-80數(shù) 量（臺(tái)）34882砂殼施工：機(jī)械名稱正向鏟自卸汽車振動(dòng)碾推土機(jī)規(guī) 格w20