水利工程施工組織課程設計報告

1、水 利 工 程 施 工 組 織課 程 設 計目錄1. 工程基本資料概述21.1. 工程條件21.2水文、氣象條件設計資料31.2.1. 壩址附近河道水位流量關系31.2.2. 水庫水位庫容關系31.2.3. 春汛、秋汛、大汛不同頻率的洪峰流量過程線31.2.4. 多年平均氣溫、風向、風速61.3. 地質條件資料61.4. 天然建筑材料資料71.4.1 . d1料場71.4.2. d2料場71.4.3. bl料場81.4.4. b2料場81.4.5 c1料場81.4.6. c2料場91.4.7. a粘土料場92. 施工導流設計92.1. 施工導流方案選擇及導流標準確定92.2. 施工導流時段的劃

2、分92.3. 導流設計流量及河床水位的確定102.4. 導流建筑物（圍堰）的設計102.4.1. 第一期上、下游圍堰高程的確定102.4.2. 第二期上、下游圍堰高程的確定11113.施工截流設計133.1. 截流方式的選擇133.2. 截流水力計算133.3.截流龍口寬度及截流材料的粒徑的確定144. 施工排水設計141. 工程基本資料概述1.1. 工程條件長溝水利樞紐工程位于綏芬河上游綏芬河與道芬河匯合口以下300m處，行政區(qū)劃隸屬于汪清縣羅子溝鎮(zhèn)，壩址距羅子溝鎮(zhèn)約20km。擬建公路直達壩址，交通方便。 長溝水利樞紐工程的任務是以防洪、發(fā)電為主，結合城鎮(zhèn)供水及灌溉。長溝水利樞紐工程為等工程

3、。擋水壩、溢流壩為3級建筑物，防洪標準按50年一遇洪水設計，500年一遇洪水校核；壩后發(fā)電廠房為5級建筑物，按30年一遇洪水設計，50年一遇洪水校核。水庫總庫容為6265.27×104m3。裝機6000kw。本工程樞紐由擋水建筑物、泄水建筑物及壩后式電站廠房等組成。 施工用主要建筑材料及所需大宗材料和設備，主要由購買地經公路運輸或由鐵路運輸至汪清鎮(zhèn)，然后改公路運輸至工地倉庫及堆存場。 施工及消防用水采用河水，生活用水采用地下水。 施工用電從羅子溝電站63kv變電站降壓后引入，經工地10kv臨時變電站降壓后使用。 工期要求。根據建設單位意見及工程實際情況，初步擬定工程施工期為三年。1.

4、2水文、氣象條件設計資料1.2.1. 壩址附近河道水位流量關系1.2.2. 水庫水位庫容關系表1 長溝水庫水位面積、庫容關系曲線表hfvhfvm104104m3m104104m346200500487.245059.9447012.721.17505557.137668.9147524.70113.02510750.5710926.1748094.6392.42515848.2014920.61485123935.425201134.9419861.09490233.41812.465251280.8725896.94495293.813127.591.2.3. 春汛、秋汛、大汛不同頻率的洪峰

5、流量過程線分期洪水時段如下：春汛：4月1日5月31日 大汛：6月1日9月24日 秋汛：9月25日11月30日 表2 長溝壩址春汛施工設計設計洪水過程線 單位：m3/s年份月 日 時qp（%）5102019864 22 3587456.945.9 69011888.160.5 912616713687.6 1214218814492.4 1517820815299.9 1816420415096.8 2114819714596 2413419214192.5 23 312018413692 610518213489.1 99417212686.6 128816111782.5 158114410

6、9.578.5 187412599.565.5 2166110.288.558.6 245895.472.851.8 24 35386.164.147.5 65080.659.144.9 9477558.141.3 124571.352.439.6 154367.649.837.9 184163.947.138.2 213960.245.434.5 243756.542.733.7表3 長溝壩址秋汛施工設計設計洪水過程線 單位：m3/s年份月 日 時qp（%）51020198610 26 3183227.625.9 618.537.730.527.6 921.547.136.729.3 122

7、5.556.542.831.7 1536.565.952.135 1842.585.358.938.3 2147.595.764.342.2 2448.598.869.644.5 27 349.499.870.344.9 648.597.869.644.5 94896.66944.2 1247.594.57843.9 154793.567.543.7 1846.5926743.5 21469166.543.2 2443.9906642.9 28 3428965.542.6 641886542.3 940876442 123985.262.441.7 1538.582.761.441.4 183

8、88260.441 2137.38059.440.3 243777.358.440表4長溝壩址大汛設計洪水過程線單位：m3/s年份月 日 時qp（%）0.5125102019868 29 333.139.137.13531.728.725.3 635.141.639.437.233.530.226.4 939.847.945.242.437.933.929.3 1247.557.954.450.84539.833.8 1561.876.771.866.658.350.842.3 1890.6114106.498.284.872.959.2 2115219518016614112095.4 24

9、330428395361306257201 30 373214101165930636430250 6882171414041104725471255 973714191173937640432250 1264612421027820561380222 155401038858686470319187 18492945781625428291171 21435833689552379258153 24407740613491337230137 31 3339730595483330223132 6317728611468326215131 9293692584460319209130 1227

10、4647546439307201128 15255592509419286196126 18240546459384278194124 21225510428370261191121 242124804043502471821201.2.4. 多年平均氣溫、風向、風速綏芬河流域屬寒溫帶大陸季風氣候區(qū)，受西伯利亞高壓和太平洋副高壓影響，氣候較濕潤多雨，季節(jié)變化明顯。各季氣候特征：春季干旱多風，夏季炎熱多雨，秋季涼爽，冬季寒冷而漫長。以羅子溝氣象站為代表站，進行氣象要素統(tǒng)計，資料系列為19582000年。該站多年平均降水量為490.7mm， 降水量年內分布不均勻，主要集中在夏季6-9月份，占全年降

11、水總量的71.7。 多年平均蒸發(fā)量為754.7mm(e601)。多年平均氣溫3.1ºc，極端最高氣溫35.6， 極端最低氣溫-36.6ºc。多年平均風速2.6ms，最大風速28ms。多年平均日照時數2546.4h。最大凍土深度為213cm。 1.3. 地質條件資料水庫區(qū)為中低山區(qū)，河谷呈不對稱“u”字型，河谷內發(fā)育有一級階地、河漫灘。 建筑物區(qū)的地形地貌按其成因類型及形態(tài)特征分為：河漫灘、一級階地和中低山斜坡。 河漫灘：斷續(xù)分布在綏芬河兩岸，灘面較平坦，寬度小于30m，地面高程463 465m，高出河水面12m，組成巖性為全新統(tǒng)沖積砂礫卵石，厚度為1.33.5m。一級階地：

12、斷續(xù)分布在綏芬河兩岸，階面較平坦，寬度小于50m，地面高程 465468m，高出河水面25m，組成巖性為全新統(tǒng)沖積壤土、中砂和砂礫卵石， 厚度為35.7m。中低山斜坡：分布在綏芬河兩岸，一般左岸坡度較緩，右岸坡度較陡，表層局部被第四系崩坡積物和坡洪積物所覆蓋，其下為斜長花崗巖，兩岸均生長有人工次生林。 地層巖性按其成因由新至老如下： 第四系全新統(tǒng)崩坡積堆積、第四系全新統(tǒng)坡洪積堆積、第四系全新統(tǒng)沖積堆積、華力西晚期斜長花崗巖、華力西晚期閃長玢巖。1.4. 天然建筑材料資料長溝水利樞紐工程混凝土澆筑總量13.08×104m 3，石方填筑總量 (包括臨工程)4.19×104m 3

13、 。 1.4.1 . d1料場 d1料場位于壩上游01065km的河漫灘上，寬4060m，為新近沖積堆 積砂礫卵石，巖性以斜長花崗巖為主，局部有細砂或壤土層覆蓋。有用層厚3 4m，有用層儲量10×104m 3， 水上、水下有用層儲量分別為4 ×104m 3、6 ×104m 3。 漂石約占10，卵石約占50，礫石約占30，砂約占10，砂礫卵石多呈棱角狀。質量滿足圍堰堰殼料填筑質量要求。同時該料場還可作為混凝土 骨料場。 料場無用層薄，有堆料場地，可沿河向上游擴大開采，宜枯水期及冬季機械 開采，需修運料道路。建議內摩擦角：水上34º，水下32º；凝

14、聚力=0；控制干密度1.92.0g/3,滲透系數k=1×10-2/s. 1.4.2. d2料場 d2料場位于壩下游0212km的河漫灘上，寬4065m，為新近沖積堆積 砂礫卵石，巖性以斜長花崗巖為主，局部有細砂或壤土層覆蓋。有用層厚34m， 有用層儲量15 ×104m 3，水上、水下有用層儲量分別為5 ×104m 3、10 ×104m 3。 其中漂石約占10，卵石約占50，礫石約占30，砂約占10，砂礫卵石多 呈次圓次棱角狀。質量滿足圍堰堰殼料填筑質量要求。同時該料場還可作為混 凝土骨料場。 料場無用層薄，有堆料場地，宜枯水期及冬季機械開采，需修運料道路

15、。建議內摩擦角：水上34º，水下32º；凝聚力=0；控制干密度1.92.0g/3,滲透系數k=1×10-2/s。1.4.3. bl料場 b1料場位于太平溝村西北約0.5km，綏芬河右岸一級階地及高漫灘上，距 壩址15km，無用層平均厚073m，有用層平均厚2m，局部含有害夾層(砂壤土、 壤土)。料場無用層及扣除層971 x104m 3，料場有用層儲量2644 x104m 3，砂石 比為1：054。除細骨料堆積密度和孔隙率不合格外，其它指標均滿足混凝土粗、 細骨料質量要求。 地形較平坦，地面高程3974017m， 采，交通條件較好，有鄉(xiāng)路通往壩址。1.4.4. b2

16、料場部分為耕地，宜枯水期機械和人工開 采b2料場位于太平溝村西南約05km，綏芬河右岸一級階地及高漫灘上，距 壩址145km，無用層平均厚07m，有用層平均厚242m，局部含有害夾層(砂 壤土、壤土)。料場無用層及扣除層546x104m3，料場有用層儲量1878 x104m 3， 砂石比為l：085。除細骨料堆積密度和孔隙率不合格、含泥量略高外，其它指 標均滿足混凝土粗、細骨料質量要求。 地形較平坦，地面高程39639989m， 開采，交通條件較好，有鄉(xiāng)路通往壩址。 d1和d2料場 部分為耕地，宜枯水期機械和人工 d1和d2即前述圍堰用堰殼料場，料源各項指標基本滿足混凝土粗、細骨 料質量要求。

17、 長溝水利樞紐工程混凝土總量為1308 x104m 3，細骨料總的需要開采量為 742 x104m 3，粗骨料總的需要開采量為2224x x104m 3。總的篩分強度為 1587m3h。 料場選擇 ， 根據儲量、開采條件、質量評價以及場地情況綜合分析，初步選定b2、d1、 d2料場作為混凝土粗、細骨料場。 b1料場需修臨時路17km。料場占地1417 x104(含堰殼料開采占地)。 1.4.5 c1料場 c1料場位于東南岔河與綏芬河交匯處，東南岔河上游左岸，距壩址06km。 有天然露頭，露頭寬400m，高50m，縱深100m，有效儲量200 x104m 3，可開采儲量120 x104m 3。巖

18、性為斜長花崗巖，灰白色，呈弱微風化及新鮮，節(jié)理 較發(fā)育，開采塊徑幾十厘米到一米，占用林地。 料石質量除軟化系數略低外，其它指標均滿足設計要求。料場至壩址間需修 臨時道路。 1.4.6. c2料場 c2料場位于綏芬河下游右岸，距壩址05km。有天然露頭，露頭寬500m， 高50m，縱深80m，有效儲量200 x104m 3，可開采儲量120xx104m 3。巖性為斜 長花崗巖，灰白色，呈弱微風化及新鮮，節(jié)理較發(fā)育，開采塊徑幾十厘米到一 米，占用林地。 料石各項指標均滿足設計要求。1.4.7. a粘土料場a粘土料場位于長溝壩址上游500m處，儲量和質量均滿足設計要求。天然含水量6.7 kn/m3，

19、干容重15.5kn/m3,濕容重16.5 kn/m3 ，滲透系數k=0.009m/s。2. 施工導流設計2.1. 施工導流方案選擇及導流標準確定根據本工程的實際水文地質條件，河流流量小，河床較寬的特點，選擇采用二期分段圍堰的導流方案。第一期，先圍右岸，包括右岸擋水壩段和一流壩段，進行一期基坑內施工；第二期，圍左岸部分，包括廠房壩段和擋水壩段，進行二期基坑施工。本工程根水利水電工程施工組織設計手冊，以及本工程的級別和圍堰工程規(guī)模，選定施工導流建筑為v級。根據水利水電工程施工組織設計手冊，以及導流建筑物的級別，選定導流建筑物的洪水標準為：5年一遇。2.2. 施工導流時段的劃分根據本工程的水文地質條

20、件，采用分段圍堰法導流，中后期采用導流底孔導流來修建大壩。劃分為三個時段：第一時段，擬定度大汛，在河流右岸修建一期圍堰，河水由束窄河床通過；第二時段，擬定度春汛，在河流左岸修建二期圍堰，河水通過一期擋水壩段預留的導流底孔下泄；第三時段，壩體全面升高，先有導流底孔臨時下泄，待泄水建筑物建成之后，封堵底孔，河水由泄水建筑物下泄，也可部分或全部的攔蓄在水庫中，直到工程完建。2.3. 導流設計流量及河床水位的確定根據導流設計洪水標準和圍堰分期施工，選定施工導流設計流量q=255m3/s由水位流量關系曲線，采用內插法得當通過流量為255m3/s時水位為465.20m。2.4. 導流建筑物（圍堰）的設計2

21、.4.1. 第一期上、下游圍堰高程的確定當通過設計流量q=255m3/s時，水位為465.20m，根據規(guī)范選定超高為0.5m,則下游圍堰高程可選定為h1下=465.70m。根據樞紐布置布置圖，剖得過水斷面為：由圖可計算出當通過設計流量q=255m3/s時的的過水斷面面積為a1=135.08m2,選定一期河床束窄系數為50%，則束窄斷面面積a2=67.54m2。因此可以求的行進流速v0： v0= 束窄流速vc： vc=雍高z： 取上游超高為0.7m則上游圍堰高程h1上： h上=465.20+0.83+0.7=466.73m 根據水利水電工程施工組織設計手冊查得一期上下游圍堰迎水面坡度為：1：2.

22、5，背水面坡度為：1：2 一期縱向圍堰見附圖2.4.2. 第二期上、下游圍堰高程的確定根據導流方案，擬定一期時在溢流壩段中部設置一個導流底孔，用于二期宣泄水流，底孔高程為463.00m，導流底孔尺寸擬定為：寬高=4m6m。則由寬頂堰計算公式： m流量系數（一般取0.320.35）b導流底孔寬度，mh堰前水頭，m則可以計算出不同上游水位相應的下泄流量q，見表5： 表5： 水位庫容下泄流量關系曲線vhq0.00 4620.00 2.65 4630.00 5.29 4646.02 7.94 46517.04 10.59 46631.30 13.23 46748.19 15.88 46867.35 1

23、8.52 46988.54 21.17 470111.57 78.24 471136.31 86.94 472162.65 95.63 473190.50 104.33 474219.77 113.02 475250.41 305.22 476282.36 327.02 477315.56 348.82 478349.97 370.62 479385.54 392.42 480422.24 二期擬定度春訓，相應的來水過程線見表2：通過對二期設計時段的來水過程線和泄水過程線的對比分析可知，來水>泄水，因此需進行調洪演算來確定二期上下游圍堰高程。調洪演算見表6：表6 調洪演算表時 間（年 ，

24、月，日，時）q (m3/s)q平均 (m3/s)q (m3/s)q平均 (m3/s)v (104m3)v (104m3)z (m)備注1986421240.00 0.00 2.65 463.00 22345.90 22.95 45.92 22.96 10.25 12.90 466.87 660.50 53.2088.14 67.03 5.58 18.48 468.98 987.60 74.0596.20 92.17 0.95 19.43 469.34 1292.40 90.00114.47 105.33 3.96 23.39 470.12 1599.90 96.15115.03 114.75

25、0.43 23.82 470.14 1896.80 98.35116.96 116.00 1.46 25.28 470.18 庫水位最大2196.00 96.40115.66 116.31 -0.98 24.30 470.17 泄流量最大 2492.50 94.25113.66 114.66 -1.52 22.77 470.09 23392.00 92.25111.67 112.66 -1.53 21.25 470.00 689.10 90.55108.26 109.96 -0.44 20.80 469.86 986.60 87.85105.93 107.09 -0.26 20.54 469.

26、76 1282.50 84.55102.00 103.96 -0.45 20.10 469.59 1578.50 80.5097.88 99.94 -0.47 19.62 469.42 1865.50 72.0086.59 92.23 -1.33 18.29 468.91 2158.60 62.0577.56 82.07 -1.11 17.18 468.49 2451.80 55.2072.11 74.84 -0.69 16.49 468.23 24347.50 49.6566.53 69.32 -0.72 15.77 467.96 644.90 46.2064.40 65.46 -0.28

27、15.49 467.85 941.30 43.1060.72 62.56 -0.49 14.99 467.67 1239.60 40.4558.69 59.71 -0.28 14.72 467.56 1537.90 38.7557.19 57.94 -0.21 14.51 467.48 1838.20 38.0556.97 57.08 -0.03 14.48 467.47 2134.50 36.3554.40 55.68 -0.36 14.12 467.34 2433.70 34.1052.34 53.37 -0.29 13.83 467.23 根據表6可知上游最大水位為：470.18m；根據

28、圖一的水位流量關系曲線可查的下游的最大水位為：464.33m。根據水利水電工程施工組織設計手冊取上下游超高分別為0.7m、0.5m則上下游堰頂高程分別為： 上游堰頂高程：h1上=470.22+0.7=470.88m 下游堰頂高程：h2下=464.35+0.5=464.83m查水利水電工程施工組織設計手冊得： 二期上下游圍堰迎水面坡度為：1：2.5 二期上下游圍堰背水面坡度為：1：2 3.施工截流設計3.1. 截流方式的選擇根據水利樞紐布置形式，結合水文、地形、地質條件和計劃工期等因素，選定立堵法為長溝水利樞紐工程的截流方法。立堵法截流準備工作簡單，造價低，且是我國傳統(tǒng)的截流方式，積累了豐富的經

29、驗。隨著截流理論和實踐的發(fā)展，立堵法某些不利條件逐步得到了改善。3.2. 截流水力計算截流設計流量選擇截流時期內重現(xiàn)期5年的月平均流量，河床允許流速。龍口泄流量計算公式式中：流量系數； 龍口寬度，m； 水深，m。 表7 截流水力計算表龍口寬度 b(m)上游水位 h(m)底孔泄流量q1(m3/s)龍口泄流量q2(m3/s)截流流量 q(m3/s)單寬流量 q(m3/(ms)龍口流速 v(m/s)上下游水位差z(m)0.00 466.53 40.00 0.00 40.00 0.00 0.00 3.03 0.50 466.15 33.64 6.36 40.00 12.72 3.07 2.65 1.00 465.83 28.70 11.30 40.00 11.30 2.95 2.33 2.00 465.34 21.60 18.40 40.00 9.20 2.75 1.84 3.00 464.98 16.77 23.23 40.00 7.74 2.60 1.48 4.00 464.70 13.32 26.68 40.00 6.67 2.47 1.20 5.00 464.47 10