水工專升本畢設(shè)工程施工組織設(shè)計(jì)方案指導(dǎo)書

1、施工組織設(shè)計(jì)指導(dǎo)書（水工專升本專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)用）河海大學(xué)水利水電學(xué)院2012年9月施工組織設(shè)計(jì)任務(wù)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。后者的樞紐布置如圖11所示，壩高81m,壩頂長(zhǎng)度370ml設(shè)計(jì)正常高水位為100m,校核洪水位為102m,大壩典型剖面見圖n-no大壩屬于2級(jí)建筑物。溢洪道布置在距壩1km的左岸凹口處（圖中未示），為開敞正槽式，其頂高程為92m,總寬是64m,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)525m,直徑7m,廠房安裝5萬kW的機(jī)組兩臺(tái)。二、施

2、工條件（一）施工工期主體工程工期暫定為4年，2012年準(zhǔn)備，2013年開工，2016年年底前發(fā)電（初始發(fā)電水位為80m）。（二）壩址地形、地質(zhì)及當(dāng)?shù)夭牧?壩址處流域面積2610km,壩址以上河流全長(zhǎng)104km；其中50km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200m,河底高程25ml兩岸復(fù)蓋層較薄，基巖為石英砂巖（X級(jí)）；河床巖基較好，兩岸巖石節(jié)理發(fā)育，風(fēng)化較深。河床砂礫復(fù)蓋層厚為03m,平均1.5m=壩址上下游均為寬闊沖積臺(tái)地，在上下游37km的臺(tái)地和河灘上，有滿足筑壩要求的大量砂礫料（出類土）。采取水上砂礫平均運(yùn)距5.5km；如就近采取水

3、下砂礫，平均運(yùn)距為3.5km；粘土料（出類土）在左岸下游7km的王家村，高程為4050ml儲(chǔ)量豐富，質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。（三）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（包括梅雨期與臺(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)8290m/s,最小流量只有78m3/s,相差上千倍。根據(jù)設(shè)計(jì)需要，給出下列各種水文、氣象資料:1、各月最大瞬時(shí)流量（ms）表1份頻就123456789101112全年1%

4、18601670244037805530829050607550484023953065207082902%16801330219033004920746043506350384020202500178074605%150011401920280032506150338047403350154017701195615010%9309401250200027004990266033902710116012308234990頻率標(biāo)準(zhǔn)：所謂百年一遇，指工程由于洪水的原因失敗的概率為1/100。為了適應(yīng)工程需求，一般將某一典型洪水過程線加以放大，使其洪水特征等于頻率計(jì)算解得的設(shè)計(jì)值，即以為所得的過程線

5、是待求的設(shè)計(jì)洪水過程線。放大方法主要有：同倍比同頻率放大法。32、各時(shí)段設(shè)計(jì)流量（m/s）表2時(shí)段1%2%5%10%20%9.13.11474041903450287022609.14.305000446037403160251010.14.304620355029502460195011.13.313020266021801810141011.14.30402035602940245019203.155.15515045703880332027403、典型年逐月平均流量（m3/s）表3月份123456789101112全年平水年（50%）19.880.071.886.3122.5277134

6、.892.873.791.723.927.689.8豐水年（1%）28.075.489.913448952927610318291.840.732.7172.6枯水年（80%）11.513.961.081.7114163102.488.972.971.81715.367.84、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)各種日平均降雨量統(tǒng)計(jì)表（天）表4份日降雨富（mms123456789101112全年3010113221210014合計(jì)12151615201512181410971588、壩區(qū)各種日平均降雨量統(tǒng)計(jì)表（天）表5月份日平均

7、12345678910111230C00000310410000C12100000000005-5c530000000001-20C000000000000（四）施工力量及施工設(shè)備施工承包商的大壩壩殼最大施工能力為10000m3/d，技術(shù)設(shè)備限在施工單位已有的設(shè)備中選用，數(shù)量不限，三材由國(guó)家統(tǒng)一分配。（五）在壩型比較階段，對(duì)該土壩樞紐的施工導(dǎo)流方案建議采用隧洞導(dǎo)流，并考慮上游土石圍堰與壩體結(jié)合，以節(jié)省導(dǎo)流工程費(fèi)用。三、設(shè)計(jì)任務(wù)研究分析現(xiàn)有資料，計(jì)算有效工日；在此基礎(chǔ)上，分以下兩部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。第一部分施工導(dǎo)流計(jì)劃（一）確定導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)（二）確定施工導(dǎo)流方案，確定大壩施工分期和截流、攔洪、封孔、發(fā)電日

8、期，初定大壩施工控制性進(jìn)度。（三）導(dǎo)流工程規(guī)劃布置1、根據(jù)導(dǎo)流方案和粗定的大壩攔洪高程，確定隧洞的斷面型式和尺寸，并進(jìn)行平、立面布置；2、汛期大壩（或圍堰）攔洪校核；3、圍堰型式、主要尺寸及布置。第二部分主體工程施工（四）土石壩施工1、施工強(qiáng)度計(jì)算2、開采、運(yùn)輸、壓實(shí)機(jī)械型號(hào)選擇及數(shù)量計(jì)算；3、施工道路布置。（五）導(dǎo)流隧洞開挖1、開挖方法的選擇；2、施工作業(yè)組織及設(shè)備選擇；3、開挖作業(yè)組織；4、繪制作業(yè)圖表，計(jì)算施工工期和所需設(shè)備數(shù)量。（六）擬定施工控制進(jìn)度計(jì)劃四、設(shè)計(jì)成果（一）大圖（1號(hào)圖）一張，要求畫出：1、導(dǎo)流建筑物及土、砂礫料上壩路線平面布置；2、導(dǎo)流建筑物縱橫剖面圖、隧洞開挖面的孔眼

9、布置及開挖循環(huán)作業(yè)圖表；3、大壩及主要隧洞施工機(jī)械匯總表。（二）說明書一份、計(jì)算書一份。說明書中除設(shè)計(jì)說明外，還應(yīng)包括必要的插圖、表格和樞紐工程施工總進(jìn)度計(jì)劃表。土壩樞紐工程施工組織設(shè)計(jì)指示書一、熟悉設(shè)計(jì)資料全面了解給定的資料和設(shè)計(jì)任務(wù)。l、水文資料：最大設(shè)計(jì)流量、壩址水位流量關(guān)系曲線、庫(kù)容曲線等；2、氣象資料：降雨、氣溫；3、地形地質(zhì)條件和筑壩材料料場(chǎng)；4、水利樞紐組成建筑物的型式、尺寸；5、施工工期要求；6、施工機(jī)械與定額資料。二、工日分析工日分析是計(jì)算施工強(qiáng)度和論證施工進(jìn)度的依據(jù)。如已論證施工強(qiáng)度過大而工期不能改變，可以采用雨季或冬夏季施工措施，增加施工天數(shù)，減小施工強(qiáng)度，以保證計(jì)劃實(shí)現(xiàn)

10、。1、工日分析按下式進(jìn)行月有效工日=日歷天數(shù)因雨雪、氣溫不能施工天數(shù)其它原因停工天數(shù)2、依據(jù)：（1）壩區(qū)各種降雨天數(shù)統(tǒng)計(jì)表（表4）;（2）壩區(qū)各種氣溫天數(shù)統(tǒng)計(jì)表（表5）;（3）法定假日：5.1、5.2、5.3、10.1、10.2、10.3、1.1、春節(jié)及星期六、星期天；（4）各種工作因雨、氣溫停工標(biāo)準(zhǔn)見表6和表7。3、本樞紐主要工程各月的有效工日計(jì)算按表8進(jìn)行。表6月因雨停工標(biāo)準(zhǔn)降水量（mm30石料開采VV停工停工填筑VV砂石開采VV停工停工填筑VV粘土開采V停彳f+1天停+2天填筑V停（蓋）停（蓋）停+1天隧洞開挖VVV停澆混凝土V停停停表7因氣溫停工標(biāo)準(zhǔn)日平均氣溫30C0c-5c3501.

11、041級(jí)、2級(jí)永久性水工建筑物淹沒一般城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)、或影響工程總工期及第一臺(tái)(批)機(jī)組發(fā)電而造成較大經(jīng)濟(jì)損失1.5315500.11.053級(jí)、4級(jí)永久性水工建筑物淹沒基坑，但對(duì)總工期及第一臺(tái)(批)機(jī)組發(fā)電影響不大，經(jīng)濟(jì)損失較小1.5151.01.00.1100100-505020混凝土壩、漿砌石壩50502020104、導(dǎo)流泄水建筑物封堵與水庫(kù)蓄水標(biāo)準(zhǔn)（1）規(guī)范規(guī)定封堵的下閘設(shè)計(jì)流量采用時(shí)段510年重現(xiàn)期的月或旬平均流量。封堵工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為1020年重現(xiàn)期。（2）封堵后壩體度汛標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)導(dǎo)流建筑物封堵后，大壩進(jìn)入施工運(yùn)行期，這時(shí)，壩體度汛按表12規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)選擇。表12導(dǎo)流泄水建筑物封堵后壩體

12、度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期（年）壩型大壩級(jí)別123土石壩設(shè)計(jì)50020020010010050校核1000500500200200100混凝土壩、漿砌石壩設(shè)計(jì)200100100505020校核50020020010010050（3）水庫(kù)蓄水標(biāo)準(zhǔn)建議采用75%85%保證率作為水庫(kù)的蓄水標(biāo)準(zhǔn)。二、確定導(dǎo)流方案和大壩施工分期，根據(jù)施工單位能力，粗定大壩施工控制進(jìn)度（一）施工導(dǎo)流方案在選壩階段，對(duì)樞紐施工導(dǎo)流進(jìn)行多方案比較，其中土石壩方案采用隧洞導(dǎo)流方案，并建議上游土石圍堰與壩體結(jié)合，以節(jié)省導(dǎo)流費(fèi)用。（二）確定大壩施工分期，粗定截流、攔洪、封孔、發(fā)電日期。采用隧洞導(dǎo)流方案，土石壩的施工一般分四期進(jìn)行。第一期：

13、截流前，要完成導(dǎo)流隧洞工程，并做好截流準(zhǔn)備工作。第二期：截流后，在圍堰的保護(hù)下進(jìn)行大壩基礎(chǔ)工程施工（包括排水、基坑開挖及基礎(chǔ)處理），然后進(jìn)行大壩填筑，在梅雨、臺(tái)風(fēng)汛期到來之前將大壩搶筑到攔洪水位以上。第三期：攔洪以后繼續(xù)填筑大壩到開始封孔蓄水。第四期：封孔后大壩繼續(xù)升高直至壩頂設(shè)計(jì)高程。二期工程是工程成敗的關(guān)鍵，這一期工程量往往很大，要求較高的施工強(qiáng)度，以致超過施工單位的生產(chǎn)能力。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)，可以采用全斷面、臨時(shí)斷面、圍堰攔洪或采用分期圍堰填筑部分壩體等方法（如表13所示），以保證安全攔洪度汛。表13攔洪度汛方法1、全斷面壩體攔洪施工能力足夠時(shí)采用2、圍堰

14、攔洪壩基處理量大，時(shí)間長(zhǎng)，粘土心墻上升速度趕不上攔洪水位時(shí)采用3、臨時(shí)斷面攔洪砂殼施工能力不足時(shí)采用4、分期填筑攔洪河谷較寬，施工能力不足時(shí)采用IVIV皿 一I口. I對(duì)來水量大，庫(kù)容小的工程，封孔以后，水庫(kù)很快被充滿，宜在大壩建成后才能封孔蓄水，此時(shí)無第四期工程。（三）確定截流和攔洪時(shí)間，然后根據(jù)截流到攔洪的天數(shù)扣除排水、基礎(chǔ)開挖和處理時(shí)間，按粘土心墻填筑上升速度每天0.20.4m確定大壩可能達(dá)到的攔洪高程。（四）大壩各期工程量計(jì)算根據(jù)大壩分期按下列公式計(jì)算（梯形河谷適用）各期工程量（V）H.VL3bm1m2H13b2mlm2H（i）6式中：V為計(jì)算部分壩體工程量，岳；L為計(jì)算部分壩體頂部長(zhǎng)

15、度，成H為計(jì)算部分壩體高度，b為計(jì)算部分壩體頂寬，成1為計(jì)算部分壩體底部長(zhǎng)度，成m、m分別為計(jì)算部分壩體上、下游邊坡。（五）計(jì)算大壩各期平均施工強(qiáng)度（Q（粘土、砂礫料）(2)V式中：T為該期實(shí)際有效施工天數(shù)。按照各期施工強(qiáng)度大致均衡的原則，控制不均衡系數(shù)不超過1.52.0,并在施工單位生產(chǎn)力允許的范圍內(nèi)，修改分期方案和各期壩體尺寸，或各期的開挖完工日期，直到滿意為止。（六）確定封孔蓄水及發(fā)電日期本電站的初始發(fā)電水位為80m,蓄水保證率要求75%以上，要求在2014年10月1日有一臺(tái)機(jī)組發(fā)電。一般來說，應(yīng)在保證大壩安全的前提下，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，利用庫(kù)容曲線求得

16、相應(yīng)的水庫(kù)蓄水量，按照保證率的要求，用80%典型枯水年各月平均流量推斷出封孔日期。即此時(shí)封堵蓄水，可以保證到初定的發(fā)電日期，水庫(kù)水位可以達(dá)到初始發(fā)電水位。例如：要求10.1發(fā)電，初始發(fā)電時(shí)庫(kù)容發(fā)V,推算封孔蓄水日期可按表14進(jìn)行。表14蓄水時(shí)間80%來水量(m3)ViQiT下游要求供水量ViqiT累計(jì)蓄水量（m3）Z（ViVi）9月V9V9V9V9V8月V8V88(ViVi)Vi97月V7V77(ViVi)Vi96月V6V6(ViVi)Vi95月V5V55(ViVi)Vi94月V4V44(ViVi)Vi9表中Vi為i月的來水總量、Vi為i月時(shí)下游要求的供水量。由表可知，蓄水6個(gè)月才能達(dá)到相應(yīng)于

17、初始發(fā)電水位的存蓄量。故推得封孔日期為4月的某一天。本設(shè)計(jì)中，在封孔蓄水期內(nèi)，下游用水由壩址下游支流匯入河道解決，下游來水全部蓄入水庫(kù)。2、大壩安全校核封孔日期是以蓄枯水年水量保證如期發(fā)電來確定的，如果封孔以后所遇到的不是枯水年而是豐水年，則庫(kù)內(nèi)水位上升很快，有利于發(fā)電，但勢(shì)必威脅尚未修建到頂?shù)拇髩伟踩?，因此，必須按豐水年來水量進(jìn)行大壩安全校核。校核標(biāo)準(zhǔn)按庫(kù)容及下游安全而定，可按表15進(jìn)行計(jì)算比較。表中V為i月的來水總量，h為i月底相應(yīng)的庫(kù)水位。hi為月初發(fā)生一次洪水（1%）所增高的水位，H為i月底大壩修建到的高程。若Hlhi+-Ahi+1,即認(rèn)為大壩是安全的；否則認(rèn)為有漫頂危險(xiǎn)。本設(shè)計(jì)中不考

18、慮的影響。封孔 4567 N 9 月表15蓄水時(shí)段末1%來水量V逐月累計(jì)水量Z2V庫(kù)水位hi月初洪水引起庫(kù)水位移壩面高程H4月V4Uh4h4H45月V55Vii4h5h5H56月6Vii4h6h6H67月V77Vii4h7h7Hz8月8Vii4h8h8H89月V99Vii4h9h9H9如果校核結(jié)果，安全度太大，可以考慮提早發(fā)電，如不能滿足安全要求，可采取下列措施，以保證大壩安全。提高大壩上升速度；延遲封孔和發(fā)電；采用后期導(dǎo)流措施，利用永久或臨時(shí)泄水建筑物控制上游水位。（七）根據(jù)確定的截流、攔洪、封孔、發(fā)電日期和工程分期繪制大壩控制進(jìn)度，如圖23枯水期洪水期枯水期洪水期枯水期洪水期枯水期洪水期枯

19、水期隧道，截流攔洪帷幕灌漿封孔，發(fā)電/壩基清理姓口圍堰/m/|,1=*/1,初始發(fā)電水位/原河床泄水-隧洞導(dǎo)流*H斷流發(fā)電尾水一圖2臨時(shí)斷面攔洪方案大壩施工控制進(jìn)度三、導(dǎo)流工程規(guī)劃布置需要決定的問題有：導(dǎo)流隧洞的斷面形式、尺寸、進(jìn)出口底坎高程，洞線布置及相應(yīng)的圍堰形式、尺寸和平面布置，本應(yīng)先擬出幾個(gè)隧洞斷面尺寸、不同的底坎高程和不同的布置方案，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，然后確定最優(yōu)的隧洞斷面和進(jìn)出口底坎高程。限于時(shí)間，本設(shè)計(jì)要求完成一個(gè)方案的計(jì)算與分析，但應(yīng)明確方案比較時(shí)應(yīng)分析研究的問題：(1)隧洞尺寸大小，底坎高程對(duì)攔洪水位及大壩合龍段施工的影響；(2)隧洞尺寸、底坎高程對(duì)圍堰及隧洞工程量的影響；(

20、3)通航過筏條件對(duì)截流條件的影響。(一)確定泄水建筑物斷面型式和尺寸，并進(jìn)行平面和立面布置。l、計(jì)算攔洪水位根據(jù)已定的攔洪壩高扣除安全超高23m,即為攔洪水位。2、確定隧洞斷面尺寸(1)隧洞最大下泄流量計(jì)算在工程水文學(xué)中，我們已經(jīng)知道水庫(kù)對(duì)洪水的調(diào)節(jié)作用。按照隧洞的泄流條件和水庫(kù)調(diào)節(jié)性能，根據(jù)洪峰過程線可以求得隧洞泄水過程線，其關(guān)系如圖3所示，圖中V為水庫(kù)形成的最大庫(kù)容，Q泄為相應(yīng)于最大庫(kù)容V時(shí)的隧洞最大下泄流量。在已知洪水過程線和上游攔洪水位的條件下，若求得隧洞泄水過程線，就得出相應(yīng)于攔洪水位時(shí)的隧洞最大下泄流量。但泄水過程線需經(jīng)調(diào)洪運(yùn)算求得，計(jì)算工作量大。為簡(jiǎn)化計(jì)算，曲線AB以直線代替，就

21、可方便地計(jì)算出陰影部分面積所代表的庫(kù)容V,并與攔洪水位相應(yīng)庫(kù)容V比較，如V=V，由AB直線段為所擬的隧洞泄水過程線，Q泄為所求隧洞的最大下泄流量。如VWV,則另需假定AB線位置重算。T圖3計(jì)算方法:如圖3所示，在估計(jì)所求B點(diǎn)附近，任意選定B、B、B點(diǎn)，通過B、B、B向A點(diǎn)方向作三條直線，并與洪峰過程線相切。計(jì)算相應(yīng)直接AB與洪峰過程線所包圍的面積（即相應(yīng)庫(kù)容）和相應(yīng)的隧洞最大下泄量，并繪制Qy關(guān)系曲線，如圖4所示。根據(jù)攔洪水位相應(yīng)庫(kù)容V,在Q-V曲線上，找出相應(yīng)的隧洞最大下泄流量。（2）泄放最大流量時(shí)的隧洞流速計(jì)算。大壩攔洪時(shí)，隧洞泄放最大流量，一般為壓力流,其流速按有壓流公式計(jì)算：V 7y

22、2g(H0hp) m.2g(Ho hp)式中：m=0.85 ; V為洞里平均流速;H為隧洞進(jìn)口計(jì)算水深（在洞線布置之前用攔洪水位代之）;hp為隧洞出口底坎以上水深，在這里，可根據(jù)隧洞最大下泄量，從壩址水位流量關(guān)系曲線上查得。隧洞過水?dāng)嗝婷娣e計(jì)算(4)3、隧洞斷面型式、尺寸及布置 隧洞斷面型式及尺寸導(dǎo)流隧洞的斷面型式有圓形、馬蹄形和城門洞形，其中 城門洞形最普遍，這種型式開挖方便，有利于泄流和截流，本工程采用城門洞形，其尺寸如圖5,根據(jù)公式W=B2 B8確定隧洞斷面尺寸。（2）隧洞布置隧洞路線應(yīng)結(jié)合地形、地質(zhì)條件選定，一般長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短，但必須考慮進(jìn)、出口與上、下游圍堰之間保持 2050m的距離

23、（根據(jù)水深及河床覆蓋層厚度確定）,防止水流沖刷圍堰。隧洞軸線盡可能布置成直線，當(dāng)轉(zhuǎn)彎時(shí)，其轉(zhuǎn)彎半徑不少于5R導(dǎo)流洞的底面高程一般布置在最低水位以下一定高程(通過方案比較確定)，布置應(yīng)汪息：使截流方便一一低；航運(yùn)過水要求吃水深，凈空，流速小于36m/s；隧洞施工方便(出渣方便、排水容易)一一高；過流平順，進(jìn)、出口無明顯跌落，水面銜接條件好，便于通航過木。隧洞底坡一般為0.2%0.5%,也可以布置成平底坡，視河床縱坡而定。為了保證水流平順，隧洞進(jìn)出口各有一定長(zhǎng)度的直線段和明渠段。在進(jìn)口應(yīng)設(shè)置喇叭段。封孔閘門布置于洞口，當(dāng)洞口寬度超過6m時(shí)，應(yīng)布置中墩，以減少封孔閘門跨度。出口明渠段可以擴(kuò)大口門，反

24、坡與原河道相接，其出口軸線與河床水流軸線交角最好小于30。隧洞進(jìn)、出口頂部巖石覆蓋層厚度一般不小于1.02.0倍隧洞凈寬，視地質(zhì)條件而定。(二)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)過調(diào)洪演算確定上游攔洪水位，以檢查此時(shí)的壩面高程是否能安全攔洪。計(jì)算方法：(1)明流按下式計(jì)算：h1h2V22 V122g 2g2i)LC R(5)式中：hi為進(jìn)口洞內(nèi)水深；h2為出口洞內(nèi)水深；5為進(jìn)口洞內(nèi)流速；V2為出口洞內(nèi)流速;V=(ViV2)/2；C為平均謝才系數(shù)；R為平均水力半徑；L為隧洞長(zhǎng)度。計(jì)算步驟：(a)判別出口流態(tài)淹沒出流：hkh下；h2h下；自由出流：hkh下；h2hk0其中：h下為

25、出口下游水深；hk為臨界水深，矩形過水?dāng)嗝鏁r(shí)2(6)aqhk3,g(b)確定h2后，假定hi用公式(5)列表試算表16hih2V1V2VRC2_/2g2_V2/2g22V/CRh進(jìn)口落差近似按下式計(jì)算V122gVo22g式中：為流速系數(shù)，取0.80.9；Vo為上游行進(jìn)流速，當(dāng)Vo1m/s時(shí)，流速水頭很小,式(7)中第二項(xiàng)可略去。(d)計(jì)算上游水位(上)上進(jìn)口坎高程hiZ(8)(2)有壓流按下式計(jì)算:HoV2h2 (1)2g,V2 .一(C2R i)L(9)其中：h2為出口計(jì)算水深，自由出流時(shí)h2 0.85D ,淹沒出流時(shí):h2失系數(shù)之和，進(jìn)口采用喇叭口時(shí)一1二進(jìn)=0.25;C-R6,謝才系數(shù)，

26、米用混凝土襯砌時(shí)n圖6隧桐泄水能力曲線n=0.014,不襯砌時(shí)n=0.035;其它符號(hào)參閱相關(guān)水力學(xué)資料。上游水位：上班口坎高程+H0計(jì)算時(shí)，假定幾個(gè)隧洞下泄流量，分別計(jì)算出相應(yīng)的上游水位，畫出無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段曲線，以代替半有壓流曲線，如圖6。2、通過調(diào)洪運(yùn)算，確定梅雨汛期攔洪水位。依據(jù)：庫(kù)容曲線；洪峰流量過程線；壩址水位流量關(guān)系曲線;隧洞泄水能力曲線。計(jì)算方法：列表數(shù)算法；簡(jiǎn)單圖算法。A、列表數(shù)算法列表數(shù)算法也稱雙曲輔助線法，根據(jù)水量平衡方程繪出雙曲輔助線，然后列表計(jì)算。日簡(jiǎn)易圖算法計(jì)算原理及思路同本指示書的隧洞最大下泄量計(jì)算部分。計(jì)算步驟如下：假定

27、三條隧洞泄水過程線AB、AB、AE3(如圖3);求出相應(yīng)的庫(kù)容Vi、V2、V3和下泄流量Q、Q、Q;根據(jù)V、VV3在庫(kù)容曲線上得出相應(yīng)的上游水位Hl、H2、H3；在繪有隧洞泄流能力曲線L的6H坐標(biāo)圖上，繪出相應(yīng)的點(diǎn)R（Q,H）、P2（Q,H）、P3（Q3，H3）；過Pi、P2、P3點(diǎn)繪曲線L2交L于P點(diǎn)，則對(duì)應(yīng)于P點(diǎn)的泄流量Q為攔洪時(shí)隧洞最大下泄流量，相應(yīng)的水位H即為所求攔洪水位，見圖7。3、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的大壩高程1與攔洪高程H進(jìn)行比較，若1hH，則安全，反之不安全，其中，h為安全超高。如果校核結(jié)果為不安全，可改變進(jìn)度或采用局部加高壩體攔洪等措施。（三）圍堰

28、主要尺寸、型式及布置1、擋水時(shí)段的確定本設(shè)計(jì)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。圍堰的擋水時(shí)段可用圖解法決定（略），為簡(jiǎn)化起見，設(shè)計(jì)者可選定一個(gè)適當(dāng)?shù)目菟谧鳛閲叩膿跛畷r(shí)段。2、圍堰頂高程的確定在圍堰擋水時(shí)段內(nèi)，圍堰應(yīng)擋住可能發(fā)生的最大洪水，故以5頻率該時(shí)段的最大洪峰為圍堰的設(shè)計(jì)流量。圍堰頂高程由該設(shè)計(jì)流量時(shí)的上游水位和安全超高確定。發(fā)生設(shè)計(jì)洪水時(shí)的上游水位即為圍堰攔洪水位，下游圍堰的頂高程下=下游水位+超高，下游水位是發(fā)生設(shè)計(jì)洪峰流量、隧洞下泄最大流量時(shí)的下游水

29、位，根據(jù)流量水位關(guān)系曲線得出。3、圍堰的型式圍堰的型式參看教材，本設(shè)計(jì)建議上、下游都采用砂礫石粘土斜墻圍堰，且上游圍堰作為壩體的一部分。4、圍堰的斷面尺寸要求確定圍堰頂寬，邊坡尺寸，防滲結(jié)構(gòu)尺寸及其與基礎(chǔ)的連接型式。本工程河床覆蓋層較薄，水深不大，應(yīng)以防滲體與基巖直接連接較好。注意點(diǎn)：圍堰的水下部分尺寸應(yīng)加大；上游圍堰粘土斜墻防滲體應(yīng)在壩體以外，下游圍堰在施工后期應(yīng)予拆除。5、圍堰的平面布置要求按比例在地形圖上正確畫出圍堰的平面布置圖，在大壩斷面圖上面出圍堰的剖面，以反映大壩與圍堰的相互位置o第二部分主體工程施工一、土石壩施工（一）施工強(qiáng)度計(jì)算列表計(jì)算表17施工分期I（圍堰）nmw說明位置高程

30、（m）Q平(m3/d)3Q大KQ平(m/d)K=1.52.0工程量V（m3）O工日T（日）平均施工強(qiáng)度0P最大施工強(qiáng)度Qt（二）土方施工機(jī)械的選擇及數(shù)量計(jì)算1、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，見表18。表18機(jī)械名稱適用范圍可供選擇的型號(hào)及規(guī)格開挖機(jī)械正向鏟用于開挖土、砂礫料、石渣并裝車Wo(1m3)、W0o(2m3)、W(4m3)索式挖土機(jī)用于開挖水下砂礫料無裝載機(jī)開挖松散土料、砂、礫、石渣等并裝車Z43.5,斗容1.7m3Z4-5.0,斗容3.0m3輪斗式挖土機(jī)開挖土料，砂礫料WU400/700,PW=400/700鏈斗式采砂船開挖水下砂礫料斗容150#P理=120n3i/h

31、斗容400#P理=250m3/h推土機(jī)用于料場(chǎng)集料，壩面平土移山80T2120運(yùn)輸機(jī)械自卸汽車牌號(hào)載重量容積黃河QD357t3.4m3交通SF36115t6m3小松HD8018t10.7m3佩爾利尼T2020t11.7m3皮帶機(jī)用于轉(zhuǎn)運(yùn)，運(yùn)輸土料砂礫料壓實(shí)機(jī)械羊足輾壓實(shí)粘土YT3.5重3.5t加重6.5t氣胎輾壓實(shí)粘土、壤土、砂礫等YZP4自重13.5t振動(dòng)輾壓實(shí)砂性土、砂礫、石渣等Y150自重15t力口重50t風(fēng)動(dòng)鉆機(jī)手持氣腿鉆，鉆孔直徑=3443mm鉆進(jìn)深度4n重量28kg0l-30手持風(fēng)鉆鉆車導(dǎo)軌式鉆車，裝有丫00鑿巖機(jī)，鉆孔直徑=4080mmCGJ5-32、土石壩施工作業(yè)機(jī)械化方案選定

32、根據(jù)工程量、施工強(qiáng)度、料場(chǎng)條件、運(yùn)輸?shù)缆贰⑸蠅螚l件、壩面作業(yè)等選擇合理的機(jī)械化施工方案。本工程各種作業(yè)可供采用的機(jī)械化方案如下：表19粘土心墻施工開挖推土機(jī)松土集料成堆；挖土機(jī)挖裝運(yùn)輸皮帶機(jī)運(yùn)輸上壩（輔以集料斗及汽車分送）；自卸汽車運(yùn)輸上壩壓實(shí)推土機(jī)平土，羊足輾或氣胎輾壓實(shí)沙礫壩殼施工開挖正向鏟或裝載機(jī)挖裝水上砂礫；索鏟或采砂船采取水下砂礫運(yùn)輸皮帶機(jī)運(yùn)輸上壩；自卸汽車運(yùn)輸壓實(shí)推土機(jī)平土，氣胎碾或振動(dòng)輾，夯土機(jī)壓實(shí)設(shè)計(jì)者根據(jù)表19所列的機(jī)械化方案和施工單位擁有的機(jī)械選擇一個(gè)粘土和砂礫的挖運(yùn)填施工機(jī)械化方案。3、主要機(jī)械數(shù)量計(jì)算A、確定機(jī)械的生產(chǎn)率機(jī)械生產(chǎn)率可采用定額指標(biāo)（機(jī)械生產(chǎn)定額列于附錄中）

33、或計(jì)算方法確定。本設(shè)計(jì)要求粘土心墻施工機(jī)械生產(chǎn)率用查定額指標(biāo)的方法確定；砂礫壩殼施工機(jī)械的生產(chǎn)率用計(jì)算法確定。（1）周期運(yùn)行機(jī)械（單斗式挖掘機(jī)、自卸汽車等）生產(chǎn)率；生產(chǎn)率（以壩上壓實(shí)方為標(biāo)準(zhǔn)）計(jì)算式為：P臾寧人3/班）（10）t式中：q為土斗或車箱幾何容積（m3）；Kv為土斗或車箱的充盈系數(shù)（表20）；Kt為時(shí)間利用系數(shù)（見表21）;Kp為體積換算系數(shù)（見表22）;t為機(jī)械運(yùn)行一次的循環(huán)時(shí)間。tt裝t卸t運(yùn)t空回（11）式中：t運(yùn)、t空回隨運(yùn)距或偏轉(zhuǎn)角而變，可以用下式求得：t運(yùn)t空回V（12）式中：L為轉(zhuǎn)角或運(yùn)距；V為轉(zhuǎn)速或平均車速，對(duì)于自卸汽車采用2025km/hot裝、t卸分別為裝土和卸土

34、時(shí)間，可以按經(jīng)驗(yàn)確定，對(duì)于自卸汽車：t裝nt式中：n為挖土機(jī)裝滿一車的斗數(shù)；t為挖土機(jī)循環(huán)工作時(shí)間（見表23）。t卸可取12.5分鐘，包括調(diào)車、等待時(shí)間。表20開挖機(jī)械的充盈系數(shù)表機(jī)械名稱堅(jiān)硬土一般土壤砂礫石渣石渣（含大石塊）裝載機(jī)1.01.10.91.00.70.8推土機(jī)0.60.70.70.90.60.70.40.6鏟運(yùn)機(jī)0.71.00.50.9挖土機(jī)0.60.750.80.90.91.00.60.750.40.5注：如用公式（10）計(jì)算汽車生產(chǎn)率時(shí)，充盈系數(shù)近似取l表21施工機(jī)械時(shí)間利用系數(shù)表施工條件管理?xiàng)l件優(yōu)良良好中等較差優(yōu)良0.840.8l0.760.70良好0.780.750.7l

35、0.65中等0.720.690.650.60較差0.630.6l0.570.52注：施工條件指地形、天氣、施工工作面、地表排水、施工方法、程序、工程規(guī)模等。管理?xiàng)l件：計(jì)算管理好壞、操作人員水平、機(jī)械化等情況等。本設(shè)計(jì)中的施工條件，管理水平均可選良好。表22土壤體積換算系數(shù)表土方類型計(jì)算條件自然方松散方壓實(shí)力粘土壓實(shí)方1.111.411.00普通土壓實(shí)方1.111.391.00砂礫壓實(shí)方1.051.181.00爆破石渣壓實(shí)方0.771.151.00表23正向鏟循環(huán)時(shí)問表土斗容量（m3）l234時(shí)間（秒）1628182818282030注：表中數(shù)據(jù)為理想作業(yè)條件下的循環(huán)時(shí)間（轉(zhuǎn)角90。，最優(yōu)掌子高

36、度）。選用時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況選用并修正.修正系數(shù)取0.91.26o對(duì)易挖土取小值.對(duì)難挖土取大值。（2）輪斗、鏈斗式挖掘機(jī)生產(chǎn)率（P）V3.P608-pqKvKtKp（m/班）（13）式中：V為輪斗、鏈斗的移動(dòng)速度；l為-土斗間距，成其它符號(hào)意義同式（10）。（3）皮帶運(yùn)輸機(jī)生產(chǎn)率（參看教材）。（4）碾壓機(jī)械生產(chǎn)率計(jì)算P8V（BC）hKtKp/n（m3/班）（14）式中：V為碾壓機(jī)械開行速度，m/h,按表24采用；B為滾筒長(zhǎng)度，m,按表24選用；C為搭接寬度，羊足碾、振動(dòng)碾用0.2m,氣胎碾用0.3m;h為鋪土厚度，m,按表24采用；n為壓實(shí)遍數(shù)，按表24選用；K為時(shí)間利用系數(shù)，可取0.50.7

37、;Kp為體積換算系數(shù)。表24壓實(shí)參考表計(jì)算參數(shù)羊足碾氣胎碾振動(dòng)碾夯板滾筒長(zhǎng)度（m）2.093.02.01.5mx1.5m碾壓速度（m/h）300021001500817次/分輔土厚度（m）0.200.300.800.80碾壓遍數(shù)161266B、機(jī)械數(shù)量計(jì)算機(jī)械數(shù)量按下式計(jì)算(15)式中：Q大為各期最大施工強(qiáng)度, 的臺(tái)班生產(chǎn)率，m/臺(tái)班。nP3m/d;n為米用班制，米用12臺(tái)班/d;P為所選機(jī)械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，必須使配備的次要機(jī)械生產(chǎn)率略大于主要機(jī)械的生產(chǎn)率。例如，對(duì)于挖掘機(jī)自卸汽車挖運(yùn)方案，就應(yīng)使正向鏟在任何時(shí)間不致發(fā)生等待汽車的情況

38、。為此應(yīng)妥善選擇與正向鏟配合工作的自卸汽車容量和數(shù)量。1、汽車容量應(yīng)復(fù)核挖掘機(jī)的裝車斗數(shù)m汽車容量太大，汽車停時(shí)太長(zhǎng)；汽車容量太小，則調(diào)車(16)頻繁、挖土機(jī)效率低。m的合理范圍為35（汽車運(yùn)距為1km以內(nèi)時(shí)）。mcqKHKP3式中：Q為自卸汽車的載重量，t;q為選定挖掘機(jī)的斗容量，m;c為料場(chǎng)土料的天然容重，kg/KP為土料的松散影響系數(shù)，表示挖土前原狀土與挖土后松土體積的比值；KH為挖掘機(jī)土斗充盈系數(shù)。2、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:(17)式中：t裝為裝車時(shí)間，可由下列兩式之一求得:(18)運(yùn)輸工具容量挖土機(jī)全效生產(chǎn)率t裝=挖土機(jī)的循環(huán)時(shí)間x裝滿一車的裝載次數(shù)(19)

39、（三）施工道路布置自卸汽車直接上壩布置，要求爬坡坡度小于25。當(dāng)岸坡較平緩時(shí)，有可能采用每隔1020m高差（隨壩面升高）的岸坡道路上壩布置如圖8所示。圖8岸坡上壩道路布置示意圖當(dāng)岸坡陡峻，無法在岸坡上布置汽車上壩道路時(shí)，可采用壩坡上壩道路，如圖9所示。圖9壩坡上壩道路布置示意圖采用鐵路運(yùn)輸或其他爬坡能力有限的運(yùn)輸工具運(yùn)送土料無法直接上壩時(shí)，可采用轉(zhuǎn)運(yùn)上壩。土料卸人轉(zhuǎn)運(yùn)地弄料斗，經(jīng)皮帶機(jī)上壩。其布置圖請(qǐng)參考施工教材。二、導(dǎo)流隧洞開挖（一）基本資料1、隧洞：長(zhǎng)、斷面型式、尺寸；進(jìn)出口高程；混凝土襯砌厚度0.5m。2、施工期：隧洞在截流前建成。采用每天一或兩個(gè)循環(huán)制，每循環(huán)作業(yè)時(shí)間為816h。3、地

40、形、地質(zhì)條件：巖石f=10（級(jí)別IXX）,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。4、爆破用炸藥：硝俊炸藥（礦山地下n號(hào)）。5、施工設(shè)備：空壓機(jī)站供風(fēng)滿足要求；鑿巖機(jī)械、裝渣，運(yùn)輸機(jī)械見表18。（二）開挖法選擇采用鉆爆法開挖隧洞，由于本工程隧洞地址較好，機(jī)械化程度較高，建議采用全斷面開挖。（三）鉆孔爆破循環(huán)作業(yè)項(xiàng)目及機(jī)械設(shè)備的選擇在隧洞進(jìn)、出口同時(shí)進(jìn)行開挖，每個(gè)工作循環(huán)中有關(guān)工序的固定作業(yè)時(shí)間如下：裝藥0.5h;爆破、散煙、安全檢查處理lh;裝渣機(jī)械進(jìn)、出洞各15min；鉆車進(jìn)、出洞各15min；隨循環(huán)進(jìn)尺而變的作業(yè)有鉆孔和出渣，其延續(xù)時(shí)間均按循環(huán)進(jìn)尺計(jì)算。對(duì)全

41、斷面開挖，通常采用正向鏟或裝載機(jī)裝渣、自卸汽車出渣（堆渣場(chǎng)距洞口約300mL鉆孔采用鉆車，車上鑿巖機(jī)數(shù)量根據(jù)需要自定。（四）開挖循環(huán)作業(yè)組織1 、確定開挖斷面積S按照本指示書第一部分導(dǎo)流計(jì)劃中確定的隧洞過水面積，再考慮襯砌厚度0.5m。2 、炮眼數(shù)量的確定與布置根據(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（成耗藥量，除以每孔裝藥量，即得炮眼數(shù)N：KS(20)式中：丫為單位長(zhǎng)度炮眼的裝藥量，按表25采用；“為炮眼的裝藥系數(shù)；Y為炮眼利用系數(shù)，取0.9;K為單位挖方耗藥量。K值與炸藥種類、巖石性質(zhì)、炮眼種類有關(guān)，可以根據(jù)定額或現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果確定，本設(shè)計(jì)按表26選用。表25單位長(zhǎng)度裝藥量表（kg/m

42、）-藥卷直徑炸藥密度-32mm34mm40mm45mm1.01.3（克/毫升）0.70.91.01.11.31.41.651.75表26隧洞開挖炸藥消耗定額表（平洞：kg/100m3）巖石級(jí)別S=30-50(m2)S=50-100(m2)S100(mi)皿81.875.268.lIX92.484.68lX10294.690XI11310599計(jì)算時(shí)，先確定掏槽眼的布置、數(shù)量，并計(jì)算相應(yīng)的裝藥量，然后計(jì)算一般擴(kuò)大眼的N2KS 1 N12(21)數(shù)量（N2）：式中：，本設(shè)計(jì)中一般藥孔1=0.63,掏槽藥孔2=0.72；N為掏槽孔的數(shù)量；其它參數(shù)含義與式（20）相同。3、循環(huán)作業(yè)進(jìn)尺計(jì)算先選擇循環(huán)作

43、業(yè)時(shí)間（8-16h）,減去循環(huán)中固定的作業(yè)時(shí)間，余下的即為鉆孔，出渣時(shí)間：這段時(shí)間越長(zhǎng)，鉆孔總深度和出渣量越大，進(jìn)尺也越大。但過深的鉆孔深度往往會(huì)降低爆破效果。循環(huán)作業(yè)進(jìn)尺按下式計(jì)算：(22)Lt循tit鉆t出渣式中：t循為作業(yè)循環(huán)時(shí)間，本設(shè)計(jì)采取用12h；匯ti為循環(huán)中固定的作業(yè)時(shí)間之和；6為出渣與鉆孔順序進(jìn)行的時(shí)間搭接系數(shù)（01）,6=0時(shí)，出渣與鉆孔全部平行進(jìn)行，6=1時(shí)，出渣與鉆孔順序進(jìn)行；t鉆為單位進(jìn)尺的鉆孔時(shí)間，按下式計(jì)算:(23)式中：n為工作面上鉆機(jī)臺(tái)數(shù)，視工作面的大小而定，一臺(tái)鉆機(jī)的合適工作面面積為35吊;V為鉆孔速度，按表27選用；刀為炮眼利用系數(shù),采用0.9 ; t出渣為

44、單位進(jìn)尺的出渣時(shí)間,按式24確定:t出渣S 1P(24)式中：S為開挖面積；P為裝渣機(jī)械的生產(chǎn)率（實(shí)方/小時(shí)）表27風(fēng)鉆鉆進(jìn)速度參考表f值891011鉆速(m/h)64.53.83.04、確定鉆孔，出渣機(jī)械數(shù)量1.25 ）來確定。鉆孔數(shù)量根據(jù)工作面大小和合適進(jìn)尺長(zhǎng)度確定。出渣機(jī)械的數(shù)量可以根據(jù)露天挖掘機(jī)械裝硝、自卸汽車運(yùn)渣定額，并加以適當(dāng)修正（時(shí)間定額修正系數(shù)為5、繪制循環(huán)作業(yè)圖表，如下表:隧洞開挖循環(huán)作業(yè)圖表6、計(jì)算總工期LT(25)mnL式中：L為隧洞全長(zhǎng)；L為每循環(huán)進(jìn)尺；m為工作面數(shù)，本設(shè)計(jì)m=2；n為每天循環(huán)次7、隧洞開挖主要機(jī)械匯總表。第三部分施工控制性進(jìn)度在研究導(dǎo)流計(jì)劃，封孔蓄水計(jì)

45、劃的基礎(chǔ)上，擬定樞紐工程的控制性進(jìn)度，具體對(duì)導(dǎo)流工程、大壩、引水發(fā)電工程和溢洪道等的分部工程，按月編制進(jìn)度，提出主要工程（土石方、混凝土工程）的施工強(qiáng)度，保持主要工種的平衡，并在研究施工方法時(shí)加以論證。一、進(jìn)度計(jì)劃編制步驟1 、根據(jù)導(dǎo)流計(jì)劃、蓄水計(jì)劃確定控制點(diǎn)，明確施工順序，編制大壩控制性進(jìn)度；2 、提出主體工程施工強(qiáng)度；3 、工程施工方法及強(qiáng)度論證；4 、編制樞紐施工總進(jìn)度；5 、提出主要工程量，機(jī)械設(shè)備，材料勞動(dòng)力需要量計(jì)劃。二、進(jìn)度計(jì)劃編制原則1 、保證如期發(fā)電或提早發(fā)電；2 、保證各期中心任務(wù)的完成；3 、盡量采用流水作業(yè)，以縮短工期減少施工強(qiáng)度；4 、保證主要工程施工的平衡和連接，使人力、機(jī)械設(shè)備得到充分利用，不形成高峰，不造成窩工；5 、合理安排施工順序，保證施工安全，如：壩頭清理