土壩施工組織設(shè)計(jì)

1、說明書一、 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。在壩型比較階段, 比較了混凝土重力壩和粘土心墻砂殼壩兩個(gè)方案。粘土心墻砂殼壩壩高81米，壩頂長(zhǎng)度370米。設(shè)計(jì)正常高水位為100米，校核洪水位為102米。大壩屬于二級(jí)建筑物。溢洪道布置在距壩一公里的左岸凹口處（圖中未示），為開敞正槽式，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。引水式電站布置在右岸，引水洞長(zhǎng)525米，直徑7米，廠房安裝5萬千瓦的機(jī)組兩臺(tái)。2、 施工條件（1） 施工日期主體工程工期暫定為4年，2002年準(zhǔn)備，2003年開工，2006年年底前發(fā)電（初始發(fā)電水位為80米）。

2、（2） 壩址地形、地質(zhì)及當(dāng)?shù)夭牧蠅沃诽幜饔蛎娣e2610平方公里，壩址以上河流全長(zhǎng)104公里；其中50公里為通航河道，常年有載重5至10噸木船和竹木筏過壩。壩址兩岸系高山，山坡較陡。壩址河谷寬為200米，河底高程25米。兩岸覆蓋層較薄，基巖為石英砂巖（X級(jí)）；河床基巖較好，兩岸巖石節(jié)理發(fā)育，風(fēng)化較深。河床砂礫覆蓋層厚為03米，平均1.5米。壩址上下游均為寬闊沖積臺(tái)地，在上下游37公里的臺(tái)地和河灘上，有滿足筑壩要求的大量砂礫料（類土）。采取水上砂礫平均運(yùn)距5.5公里；如就近采取水下砂礫，平均運(yùn)距為3.5公里。粘土料（類土）在左岸下游7公里的王家村，高程為4050米，儲(chǔ)量豐富，質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。（3

3、） 氣象與水文該工程位于華東，氣候溫和，雨量充沛，每年5月至10月降雨較多，屬溫帶多雨氣候，按水文規(guī)律分為枯水期和洪水期（包括梅雨期和臺(tái)風(fēng)期），其界限不明顯。一般11月至次年4月底為枯水期，5月至10月為洪水期，其中5、6兩個(gè)月的降雨量最大，占全年雨量的30%，該河流量屬山區(qū)性河流，洪水暴漲暴落，最大流量高達(dá)8290立方米/秒，最小流量只有78秒立方米，相差上千倍。1、 各月最大瞬時(shí)流量（M3/秒）表1月份頻率123456789101112全年1%18601670244037805530829050607550484023953065207082902%16801330219033004920

4、746043506350384020202500178074603%15001140192028003250615033804740335015401770119561504%93094012502000270049902660339027101160123082349902、各時(shí)段設(shè)計(jì)流量（M3/秒）表2時(shí)段1%2%5%10%20%9.1-3.31474041903450287022609.1-4.305000446037403160251010.1-4.304620355029502460195011.1-3.313020266021801810141011.1-4.30402035602

5、940245019208.15-5.15515045703880332027403、典型年逐月平均流量（M3/秒）表3月份123456789101112全年平水年（50%）19.88071.886.3122.5277134.892.873.791.723.927.689.8豐水年（1%）2875.489.913448952927610318291.840.732.7172.6枯水年（80%）11.513.96181.7114163102.488.972.971.81715.367.84、設(shè)計(jì)洪水過程線（圖A）5、壩址水位流量關(guān)系曲線（圖B）6、水庫(kù)水位與庫(kù)容關(guān)系曲線（圖C）7、壩區(qū)各種日平均降

6、雨統(tǒng)計(jì)表（日）表4月份日降雨量123456789101112總計(jì)5mm588696567553735mm10mm3333222412333110mm30mm3445653242114030mm10113221210014合計(jì)12151615201512181410971588、壩區(qū)各種日平均氣溫統(tǒng)計(jì)表（日）表5月份日平均氣溫12345678910111230OC00000310410000 OC12100000000005-5 OC530000000001925月489130973760014.378.84月1341157760001.240.5可以看出，要求大壩2006年5月30日前填筑完成

7、，利用永久溢洪道溢洪。調(diào)整第III期填筑工期，實(shí)際施工強(qiáng)度復(fù)核見下表施工分期IIIII位置高程（m）53.5105.0工程量V（m3）4211503034604有效工日T（日）127610平均施工強(qiáng)度Q平33164975最大施工強(qiáng)度Q大49747462復(fù)核情況滿足要求滿足要求7、 大壩施工控制進(jìn)度工程截流：2003年11月1日大壩攔洪時(shí)間：2004年4月30日封孔日期：2006年4月20日發(fā)電日期：2006年10月1日大壩填筑完工日期：2006年5月25日繪制大壩控制進(jìn)度，見附圖。三、導(dǎo)流工程規(guī)劃布置（一）導(dǎo)流隧洞1、攔洪水位攔洪壩高安全超高53.5-251.5m。2、隧洞斷面尺寸2.1隧洞最

8、大下泄量根據(jù)1頻率洪水放大的過程線，選取T=24、28、32小時(shí)出現(xiàn)最大下泄量，分時(shí)段計(jì)算累計(jì)入庫(kù)量，扣除泄洪總量，得出相應(yīng)的調(diào)洪庫(kù)容，并繪制QV曲線如下圖所示，計(jì)算見附表。根據(jù)攔洪水位對(duì)應(yīng)的庫(kù)容3.14億m3，查出最大下泄流量為2160m3/s，相應(yīng)下游水位31.6m。2.2泄放最大流量時(shí)的隧洞流速擬定進(jìn)水口底板高程25m，出口底板高程23.7m，進(jìn)口計(jì)算水深H051.5-2526.5m，出口水深hp7.9m，m0.85。g取10N/kg。有壓流隧洞流速： = 16.39m/s2.3隧洞過水?dāng)嗝婷娣e：WQ泄/V2160/16.39131.79m23、隧洞斷面型式、尺寸及布置3.1隧洞斷面型式

9、及尺寸隧洞斷面采用城門洞型，洞寬根據(jù)公式W=B2 + B2計(jì)算，B9.73m,實(shí)際取B=9.8m，則隧洞過水?dāng)嗝婷娣e為133.74m2。3.2隧洞布置隧洞布置在左岸，與上下游圍堰保持不小于40m的距離，進(jìn)口底板高程25m，隧洞長(zhǎng)度650m，出口底板高程23.7m，縱坡0.2%，進(jìn)出口布置一定的直線段和明渠段，出口與原河床水流交角小于30，見附圖。進(jìn)口底板高程設(shè)為25.0m主要考慮到于原河床底高程平順相接，同時(shí)考慮了大壩合龍段施工、過筏等因素。（二）汛期大壩攔洪校核假定下泄流量分別1800、2200、2600m3/s，根據(jù)隧洞尺寸和泄流條件，根據(jù)有壓流公式試算，計(jì)算上游水位；假定下泄流量分別為1

10、00、200、300 m3/s，根據(jù)明流公式試算，計(jì)算上游水位。并繪制隧洞泄流能力QH曲線L1。計(jì)算過程見附表。采用簡(jiǎn)易圖法計(jì)算隧洞最大下泄流量。根據(jù)1頻率洪水放大的過程線，選取T=24、28、32小時(shí)出現(xiàn)最大下泄量，得出相應(yīng)的庫(kù)容，查相應(yīng)的水位，并繪制隧洞最大下泄能力QH曲線L2。計(jì)算過程見附表。將L1、L2分別繪制在同一坐標(biāo)系中，查圖，Q泄1253 m3/s，對(duì)應(yīng)的攔洪高程H攔52.95m。根據(jù)施工進(jìn)度控制，攔洪填筑高程為55m，安全超高=55-52.95=2.05m，滿足安全要求。（三）圍堰主要尺寸、型式及布置1、上游圍堰為保證枯水期基坑施工，上游圍堰應(yīng)盡快達(dá)到枯水期度汛高程，通過現(xiàn)有的

11、泄水曲線采用調(diào)洪演算確定可能達(dá)到的洪水位。根據(jù)5頻率洪水放大的過程線，選取T=22、24、36小時(shí)出現(xiàn)最大下泄量，分時(shí)段計(jì)算累計(jì)入庫(kù)量，扣除泄洪總量，得出相應(yīng)的調(diào)洪庫(kù)容，計(jì)算見附表。并繪制QH曲線L2如下圖所示。根據(jù)隧洞泄洪曲線L1，利用圖解法查得圍堰攔洪高程為40.2m，考慮1.8m的安全超高，上游圍堰頂高程：Z上40.2+1.8=42.0m。由于本工程采用上游圍堰一次性攔洪，為節(jié)省投資，上游圍堰作為壩體的一部分，圍堰最終頂高程55.0m，采用砂礫石黏土斜墻圍堰，填筑質(zhì)量要求同大壩。上游坡比1:3，下游坡比1:2.0，采用黏土斜墻防滲，如下圖所示。2、下游圍堰下游圍堰同樣采用砂礫料黏土斜墻圍

12、堰，根據(jù)1頻率洪水最大下泄流量1253 m3/s，下游河床水位為30.5m，安全超高1.5m，圍堰頂設(shè)計(jì)高程32.0m。上游設(shè)計(jì)坡比1:2，下游設(shè)計(jì)坡比1:2.5，圍堰頂寬10m，完成度汛后拆除，如下圖所示。3、圍堰布置上下游圍堰充分考慮與隧洞進(jìn)出口距離、沖刷等因素，見附圖。四、主體工程施工計(jì)算（一）土石壩施工1、施工強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)備配備控制施工強(qiáng)度如下：填筑料黏土砂殼（含反濾料）說明平均施工強(qiáng)度Q平7415065Q平=V/T（m3/天）Q大=1.5Q平（m3/天）最大施工強(qiáng)度Q大11127598計(jì)算Q大小于施工單位的最大施工能力10000m3/天，滿足要求。2、土石方施工機(jī)械的選擇及數(shù)量計(jì)算

13、2.1機(jī)械選型原則砂礫料采用水上開采，選用自卸汽車配合正向鏟裝土、運(yùn)輸；土料開采，選用自卸汽車配合正向鏟裝土、運(yùn)輸；黏土壓實(shí)選用羊足碾；砂礫料選用振動(dòng)碾。2.2土石壩施工作業(yè)機(jī)械化方案1)黏土心墻：2m3挖土機(jī)挖裝，15T自卸汽車運(yùn)輸上壩，T-120推土機(jī)推平，9T羊足碾壓實(shí)。運(yùn)輸距離7km。2)砂殼：4 m3正向鏟裝水上沙石料， 20 T自卸汽車運(yùn)輸，T-120推土機(jī)推平，13.5T振動(dòng)碾壓實(shí)。運(yùn)輸距離5.5km。2.3主要機(jī)械數(shù)量計(jì)算2.3.1機(jī)械生產(chǎn)率1、黏土心墻施工機(jī)械生產(chǎn)率根據(jù)定額指標(biāo)確定：（1）2m3挖機(jī)裝車生產(chǎn)強(qiáng)度：P=100/0.15667 m3/臺(tái)班（2）2m3挖掘機(jī)裝15T

14、自卸汽車運(yùn)輸III類土汽車生產(chǎn)強(qiáng)度：P100/(0.85+0.256)42.6m3/臺(tái)班（3）T-120推土機(jī)推平（10m計(jì)算）：P768m3/臺(tái)班（4）9T羊足碾壓實(shí)（12遍計(jì)算）：P=531 m3/臺(tái)班（5）6T羊足碾拋毛：P=100/0.11909 m3/臺(tái)班2、砂殼施工機(jī)械生產(chǎn)率根據(jù)計(jì)算確定：（1）T-120推土機(jī)推平（10m計(jì)算）：P=768 m3/臺(tái)班（2）4m3正向鏟裝水上砂石料：P608qKvKtKp/ t2171m3/臺(tái)班查表式中：q4.0，Kv0.95，Kt0.75（施工條件、管理良好），Kp1/1.05，tt裝t卸t空回0.6min（3）20 T自卸汽車運(yùn)輸（5.5 km

15、）：P608qKvKtKp/ t111.9m3/臺(tái)班查表式中：q11.7，Kv0.95，Kt0.75（施工條件、管理良好），Kp1.0/1.18 tt裝t卸t運(yùn)t空回40.6+1.5+5.5/25602=30.3min（4）13.5T振動(dòng)碾壓實(shí)：P=8V（B-C）hKtKp /n2268m3/臺(tái)班查表式中：V=1500m/h, B=2.0m, C=0.2m, h=0.8m Kt0.75（施工條件、管理良好）, Kp1.05, n=62.3.2機(jī)械數(shù)量計(jì)算根據(jù)最大上壩強(qiáng)度，以挖掘機(jī)為主要設(shè)備，選擇主要和配套設(shè)備。1、黏土心墻機(jī)械施工能力根據(jù)1112m3/天，一班制作業(yè)配備。（1）挖機(jī)數(shù)量根據(jù)施工

16、強(qiáng)度計(jì)算：N=Q大/P1112/6672臺(tái)（2）汽車數(shù)量根據(jù)施工強(qiáng)度計(jì)算：N=Q大/P1112/42.626輛。（3）推土機(jī)數(shù)量根據(jù)施工強(qiáng)度計(jì)算：N=Q大/P1112/768=2臺(tái)（4）9T羊足碾壓實(shí)根據(jù)施工強(qiáng)度計(jì)算：N=Q大/P1112/5313臺(tái)（5）6T羊足碾拋毛根據(jù)施工強(qiáng)度計(jì)算：N=Q大/P1112/9092臺(tái)2、砂殼機(jī)械施工能力根據(jù)7598m3/天，一班制作業(yè)配備。（1）挖機(jī)數(shù)量：N=Q大/P7598/21714臺(tái)。（2）汽車數(shù)量：NQ大/P7598/111.968輛。（3）推土機(jī)數(shù)量：N=Q大/P7598/768=10臺(tái)。（4）振動(dòng)碾數(shù)量：N=Q大/P7598/2268=4臺(tái)3、施

17、工道路布置由于采用自卸汽車直接上壩，采用岸坡道路和壩坡道路相結(jié)合的原則布置施工道路。左岸30m等高線：布置在左岸30m高程，是本工程的主要運(yùn)輸線路，從下游砂礫料沿30m高程接上下游圍堰、導(dǎo)流隧洞進(jìn)出口及上壩路。過導(dǎo)流隧洞時(shí)采用鋼棧橋跨越。壩坡路：布置在下游，從左岸30m等高線起坡，S型道路接至壩頂105m高程，全長(zhǎng)約1100m，平均縱坡小于7%。道路設(shè)計(jì)路面寬度8m，最大縱坡控制在7%以內(nèi)，采用泥結(jié)石路面。4、大壩施工主要機(jī)械匯總表序號(hào)機(jī)械設(shè)備名稱技術(shù)規(guī)格或型號(hào)配備數(shù)量1挖土機(jī)W200，2m32臺(tái)2挖土機(jī)W400，4m34臺(tái)3推土機(jī)T-12012臺(tái)4自卸汽車交通SH361，15噸26輛5自卸汽

18、車T20，20噸68輛6振動(dòng)碾YZ-13.5，13.5噸4個(gè)7羊足碾9T3臺(tái)8羊足碾6T2臺(tái)（二）導(dǎo)流隧洞開挖1、基本資料1.1導(dǎo)流隧洞采用城門洞型，開挖寬度10.8m，高度16.2m，砼襯砌厚度0.5 m，隧洞長(zhǎng)650m，進(jìn)口高程25.0m，出口高程23.7m。施工工期：要求在截流前完成，采用雙向進(jìn)尺，每個(gè)工作面每天兩個(gè)循環(huán)1.2地形地質(zhì)巖石等級(jí)f10（級(jí)別X），開挖時(shí)不需臨時(shí)支撐，但需永久混凝土襯砌。在地形上不宜開挖支洞增加工作面。1.3爆破用炸藥硝銨炸藥(礦山地下II號(hào))。2、開挖方法采用鉆爆法開挖隧洞，由于地質(zhì)條件比較好，機(jī)械化程度高，擬采用全斷面微差爆破一次成型，周邊采用光面爆破。3

19、、鉆孔爆破循環(huán)作業(yè)項(xiàng)目及機(jī)械設(shè)備的選擇3.1作業(yè)項(xiàng)目固定循環(huán)時(shí)間：裝藥0.5h；爆破、散煙、安全檢查處理1.0h；裝渣機(jī)械進(jìn)、出洞0. 5h；鉆車進(jìn)、出洞0. 5h。合計(jì)：2.5h。3.2機(jī)械設(shè)備鉆孔：采用鉆孔臺(tái)車，崩落孔和周邊孔鉆孔直徑40mm，掏槽孔鉆孔直徑45mm。裝藥：采用裝藥臺(tái)車爆破：采用楔形掏槽，非電毫秒微差起爆網(wǎng)絡(luò)，一次性爆破散煙：采用軸流式雙向通風(fēng)機(jī)安全檢查處理：利用裝藥臺(tái)車，人工排除危石、浮石，必要時(shí)進(jìn)行噴錨支護(hù)裝渣：采用1.7m3裝載機(jī)裝7.0T自卸汽車運(yùn)輸4、開挖循環(huán)作業(yè)組織4.1開挖斷面面積隧洞開挖寬度10.8m，城門洞型，面積S162.4m2。4.2炮眼數(shù)量的確定與布

20、置根據(jù)以往的工程經(jīng)驗(yàn)及統(tǒng)計(jì)資料得出的單位進(jìn)尺（米）耗藥量，除以每孔裝藥量，得炮眼數(shù)（N）：NKS/r*a式中：K單位挖方耗藥量，查表取90kg/100m3S隧洞開挖面積，162.4m2炮孔利用系數(shù)，0.9r單位長(zhǎng)度炮眼的裝量，查表取1.4kg/m（孔徑40mm）a炮孔裝藥系數(shù)，一般藥孔a2=0.63,掏槽藥孔a1=0.72掏槽孔N1采用楔形掏槽，布置16個(gè)孔，孔徑45mm，總裝藥量為a1*r*n10.72*1.7*1619.58kg。周邊孔N2布置間距50cm，根據(jù)周長(zhǎng)共布置98個(gè)，線裝藥密度300g/m，裝藥系數(shù)0.75，總裝藥量為0.30*0.75*9822.05kg。崩落孔布置數(shù)量N3（KSa1*r* n1）/r*a2 (90*1.624*0.9-19.58)/(1.4*0.63)=127個(gè)。計(jì)算布孔：N=N1+N2+N316+98+127=241個(gè)實(shí)際布孔：中心位置布置楔形掏槽孔16個(gè)，梅花形布置，成楔形；周邊布