水工专升本毕设工程施工设计方案指导书

1、施工组织设计指导书（水工专升本专业毕业设计用）河海大学水利水电学院2012年9月施工组织设计任务书一、工程概况工程地处我国华东钱塘江的支流上，为一发电为主兼顾灌溉、防洪的水利枢纽工程。在坝型比较阶段，比较了混凝土重力坝和粘土心墙砂壳坝两个方案。后者的枢纽布置如图11所示，坝高81m，坝顶长度370m。设计正常高水位为100m，校核洪水位为102m,大坝典型剖面见图n-no大坝属于2级建筑物。溢洪道布置在距坝1km的左岸凹口处（图中未示），为开敞正槽式，其顶高程为92m,总宽是64m,出口采用差动式鼻坎挑流消能。引水式电站布置在右岸，引水洞长525m,直径7m,厂房安装5万kW的机组两台。、施工

2、条件（一）施工工期主体工程工期暂定为4年，2012年准备，2013年开工，2016年年底前发电（初始发电水位为80m）。（二）坝址地形、地质及当地材料坝址处流域面积2610km2,坝址以上河流全长104km;其中50km为通航河道，常年有载重5至10吨木船和竹木筏过坝。坝址两岸系高山，山坡较陡。坝址河谷宽为200m,河底高程25m。两岸复盖层较薄，基岩为石英砂岩（X级）；河床岩基较好，两岸岩石节理发育，风化较深。河床砂砾复盖层厚为03m,平均1.5m。坝址上下游均为宽阔冲积台地，在上下游37km的台地和河滩上，有满足筑坝要求的大量砂砾料（出类土）。采取水上砂砾平均运距5.5km;如就近采取水下

3、砂砾，平均运距为3.5km;粘土料（出类土）在左岸下游7km的王家村，高程为4050m,储量丰富，质量满足设计要求。（三）气象与水文该工程位于华东，气候温和。雨量充沛，每年5月至10月降雨较多，属温带多雨气候，按水文规律分为枯水期和洪水期（包括梅雨期与台风期），其界限不明显。一般11月至次年4月底为枯水期，5月至10月为洪水期，其中5、6两个月的降雨量最大，占全年雨量的30%,该河流量属山区性河流，洪水暴涨暴落，最大流量高达8290m3/s,最小流量只有78m3/s,相差上千倍。根据设计需要，给出下列各种水文、气象资料:1、各月最大瞬时流量（m3/s）表1分频率7123456789101112

4、全年1%18601670244037805530829050607550484023953065207082902%16801330219033004920746043506350384020202500178074605%150011401920280032506150338047403350154017701195615010%9309401250200027004990266033902710116012308234990频率标准：所谓百年一遇，指工程由于洪水的原因失败的概率为1/100。为了适应工程需求，一般将某一典型洪水过程线加以放大，使其洪水特征等于频率计算解得的设计值，即以为所得

5、的过程线是待求的设计洪水过程线。放大方法主要有：同倍比同频率放大法。2、各时段设计流量（m3/s）表2时段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%）19.880.071.886.3122.527

6、7134.892.873.791.723.927.689.8丰水年（1%）28.075.489.913448952927610318291.840.732.7172.6枯水年（80%）11.513.961.081.7114163102.488.972.971.81715.367.84、设计洪水过程线（图A）;5、坝址水位流量关系曲线（图B）;6、水库水位与库容关系曲线（图C）;7、坝区各种日平均降雨量统计表（天）表4日降雨&mms123456789101112全年<55886965675537351033332224123331103034456532421140>3010

7、113221210014合计12151615201512181410971588、坝区各种日平均降雨量统计表（天）表5月份日平均123456789101112>300000031041000<0C12100000000005<-5C530000000001<-20C000000000000（四）施工力量及施工设备施工承包商的大坝坝壳最大施工能力为10000m3/d,技术设备限在施工单位已有的设备中选用，数量不限，三材由国家统一分配。（五）在坝型比较阶段，对该土坝枢纽的施工导流方案建议采用隧洞导流，并考虑上游土石围堰与坝体结合，以节省导流工程费用。三、设计任务研究分析现有

8、资料，计算有效工日；在此基础上，分以下两部分进行设计。第一部分施工导流计划（一）确定导流标准（二）确定施工导流方案，确定大坝施工分期和截流、拦洪、封孔、发电日期，初定大坝施工控制性进度。（三）导流工程规划布置1、根据导流方案和粗定的大坝拦洪高程，确定隧洞的断面型式和尺寸，并进行平、立面布置；2、汛期大坝（或围堰）拦洪校核；3、围堰型式、主要尺寸及布置。第二部分主体工程施工（四）土石坝施工1、施工强度计算2、开采、运输、压实机械型号选择及数量计算；3、施工道路布置。（五）导流隧洞开挖1、开挖方法的选择；2、施工作业组织及设备选择；3、开挖作业组织；4、绘制作业图表，计算施工工期和所需设备数量。（

9、六）拟定施工控制进度计划四、设计成果（一）大图（1号图）一张，要求画出：1、导流建筑物及土、砂砾料上坝路线平面布置；2、导流建筑物纵横剖面图、隧洞开挖面的孔眼布置及开挖循环作业图表；3、大坝及主要隧洞施工机械汇总表。（二）说明书一份、计算书一份。说明书中除设计说明外，还应包括必要的插图、表格和枢纽工程施工总进度计划表。土坝枢纽工程施工组织设计指示书一、熟悉设计资料全面了解给定的资料和设计任务。1、水文资料：最大设计流量、坝址水位流量关系曲线、库容曲线等；2、气象资料：降雨、气温；3、地形地质条件和筑坝材料料场；4、水利枢纽组成建筑物的型式、尺寸；5、施工工期要求；6、施工机械与定额资料。二、工

10、日分析工日分析是计算施工强度和论证施工进度的依据。如已论证施工强度过大而工期不能改变，可以采用雨季或冬夏季施工措施，增加施工天数，减小施工强度，以保证计划实现。1、工日分析按下式进行月有效工日=日历天数因雨雪、气温不能施工天数其它原因停工天数2、依据：（1）坝区各种降雨天数统计表（表4）;（2）坝区各种气温天数统计表（表5）;（3）法定假日：5.1、5.2、5.3、10.1、10.2、10.3、1.1、春节及星期六、星期天；（4）各种工作因雨、气温停工标准见表6和表7。3、本枢纽主要工程各月的有效工日计算按表8进行。表6月因雨停工标准降水量（mm）<55101030>30石料开采V

11、V停工停工填筑VV砂石开采VV停工停工填筑VV粘土开采V停停+1天彳f+2天填筑V停（盖）停（盖）彳f+1天隧洞开挖VVV停浇混凝土V停停停表7因气温停工标准日平均气温>30<0C<-5C<-20C混凝土自然施工停停停停混凝土冬季施工VVV停粘土VV停停砂砾VVV停表8XX工种施工天数统计表月份天数123456789101112日历天数312831303130313130313031法定假日因雨停工因气温停工其他原因停工（本设计不考虑）有效工日注：粘土开采中若因雨停工降雨量既有1030,又有30,则统计停加天数时，只统计降雨量大的一种情况。第一部分施工导流计划一、导流标

12、准导流标准是进行施工导流计算，确定导流建筑的尺寸和建筑设计的依据。导流标准的高低，关系到工程和下游人民生命财产及工农业生产的安全，也关系到工程造价和工期。水利水电施工组织设计规范明确了新的导流标准规范包括围堰挡水、坝体施工期临时挡水、导流泄水建筑物封堵和水库蓄水三个基本阶段。围堰挡水称初期导流，坝体挡水和封堵蓄水称为后期导流。一般初期导流失事只影响围堰和基坑工程施工，而后期导流失事，则危及大坝及下游城镇安全，造成的损失比初期导流的大得多。1、导流建筑物的级别导流建筑物的级别是确定洪水标准和建筑物结构设计的依据。根据我国的实际情况，规范规定导流建筑物划分为3、4、5三级，一般为4级和5级，并以3

13、级来控制：具体划分按表9所列各项指标确定，其中4、5级导流建筑物应按表列的四项指标中的最高级别确定，而3级导流建筑物要求有两项以上的指标满足该级要求。2、洪水标准表9导流建筑物级别划分级别保护对象失事后果使用年限导流建筑物规模(年)堰高(m)库容(108m3)3有特殊要求的1级永久性水工建筑物淹没重要城镇、工矿企业、交通干线或推迟工程总工期及第一台(批)机组发电，造成重大灾害和损失>3>50>1.041级、2级永久性水工建筑物淹没一般城镇、工矿企业、或影响工程总工期及第一台(批)机组发电而造成较大经济损失1.5315500.11.053级、4级永久性水工建筑物淹没基坑，但对总

14、工期及第一台(批)机组发电影响不大，经济损失较小<1.5<15<0.1注：(1)导流建筑物包括挡水和泄水建筑物，两者级别相同；(2)当导流建筑物根据表中指标分属不同级别时，应以其中最高级别为准。但列为3级导流建筑物时，至少应有两项指标符合要求；(3)表列四项指标均按施工段划分；(4)有、无特殊要求的永久建筑物都是针对施工期而言，有特殊要求的1级永久建筑物是指施工期不允许过水的土坝及其它有特殊要求的永久建筑物；(5)使用年限是指导流建筑物每一导流分期的工作年限，两个或两个以上导流分期共用的导流建筑物，如分期导流一、二期共用的纵向围堰，其使用年限不能叠加计算；(6)导流建筑物规模

15、一栏中，堰高指挡水围堰最大高度，库容指堰前设计水位所拦蓄的水量，两10选定，该表者应同时满足。导流建筑物的设计洪水标准是根据导流建筑物的级别和类型，根据表适用于洪水期，也适用于枯水期。表10导流建筑物的洪水标准划分导流建筑物类型导流建筑物级别345洪水重现期（年）土石结构50202010105混凝土、浆砌石结构2010105533、坝体临时挡水度汛洪水标准坝体施工期临时挡水度汛的洪水标准按表11选定。表11坝体施工期临时度汛洪水标准重现期（年）坝型拦洪库容（108m3）>1.01.00.1<0.1土石坝>100100505020混凝土坝、浆砌石坝>50502020104

16、、导流泄水建筑物封堵与水库蓄水标准（1）规范规定封堵的下闸设计流量采用时段510年重现期的月或旬平均流量。封堵工程的设计标准为1020年重现期。（2）封堵后坝体度汛标准当导流建筑物封堵后，大坝进入施工运行期，这时，坝体度汛按表12规定的标准选择。表12导流泄水建筑物封堵后坝体度汛洪水标准重现期（年）坝型大坝级别123土石坝设计50020020010010050校核1000500500200200100混凝土坝、浆砌石坝设计200100100505020校核50020020010010050（3）水库蓄水标准建议采用75%85%保证率作为水库的蓄水标准。二、确定导流方案和大坝施工分期，根据施工单

17、位能力，粗定大坝施工控制进度（一）施工导流方案在选坝阶段，对枢纽施工导流进行多方案比较，其中土石坝方案采用隧洞导流方案，并建议上游土石围堰与坝体结合，以节省导流费用。（二）确定大坝施工分期，粗定截流、拦洪、封孔、发电日期。采用隧洞导流方案，土石坝的施工一般分四期进行。第一期：截流前，要完成导流隧洞工程，并做好截流准备工作。第二期：截流后，在围堰的保护下进行大坝基础工程施工（包括排水、基坑开挖及基础处理），然后进行大坝填筑，在梅雨、台风汛期到来之前将大坝抢筑到拦洪水位以上。第三期：拦洪以后继续填筑大坝到开始封孔蓄水。第四期：封孔后大坝继续升高直至坝顶设计高程。二期工程是工程成败的关键，这一期工程

18、量往往很大，要求较高的施工强度，以致超过施工单位的生产能力。为了保证在施工单位生产能力范围内顺利完成拦洪任务，可以采用全断面、临时断面、围堰拦洪或采用分期围堰填筑部分坝体等方法（如表13所示），以保证安全拦洪度汛。表13拦洪度汛方法1、全断面坝体拦洪施工能力足够时采用2、围堰拦洪坝基处理量大，时间长，粘土心墙上升速度赶不上拦洪水位时采用3、临时断面拦洪砂壳施工能力不足时采用4、分期填筑拦洪河谷较宽，施工能力不足时采用IV-IV,4IVIVm对来水量大，库容小的工程，封孔以后，水库很快被充满，宜在大坝建成后才能封孔蓄水，此时无第四期工程。（三）确定截流和拦洪时间，然后根据截流到拦洪的天数扣除排水

19、、基础开挖和处理时间，按粘土心墙填筑上升速度每天0.20.4m确定大坝可能达到的拦洪高程。（四）大坝各期工程量计算根据大坝分期按下列公式计算（梯形河谷适用）各期工程量（HVL3bm1m2H13b2mlm26式中：V为计算部分坝体工程量，m3；L为计算部分坝体顶部长度，m；H为计算部分坝体高度，m；b为计算部分坝体顶宽，m；l为计算部分坝体底部长度，m；mi、m2分别为计算部分坝体上、下游边坡。（五）计算大坝各期平均施工强度（Q）（粘土、砂砾料）(2)式中：T为该期实际有效施工天数。按照各期施工强度大致均衡的原则，控制不均衡系数不超过1.52.0,并在施工单位生产力允许的范围内，修改分期方案和各

20、期坝体尺寸，或各期的开挖完工日期，直到满意为止。（六）确定封孔蓄水及发电日期本电站的初始发电水位为80m,蓄水保证率要求75%以上，要求在2014年10月1日有一台机组发电。一般来说，应在保证大坝安全的前提下，尽可能提早发电。1、封孔日期的确定根据初始发电水位，利用库容曲线求得相应的水库蓄水量，按照保证率的要求，用80%典型枯水年各月平均流量推断出封孔日期。即此时封堵蓄水，可以保证到初定的发电日期，水库水位可以达到初始发电水位。例如：要求10.1发电，初始发电时库容发V,推算封孔蓄水日期可按表14进行。表14蓄水时间80%来水量(m3)MQiT下游要求供水量MqT累计蓄水量(m3)z(ViV&

21、#39;i)9月V9V9V9V9V8月V8V88(ViVi)Vi97月V7V77(ViVi)Vi96月V6V66(ViVi)Vi95月V5V55(ViVi)Vi94月V4V44(ViVi)Vi9表中Vi为i月的来水总量、Vi为i月时下游要求的供水量。由表可知，蓄水6个月才能达到相应于初始发电水位的存蓄量。故推得封孔日期为4月的某一天。本设计中，在封孔蓄水期内，下游用水由坝址下游支流汇入河道解决，下游来水全部蓄入水库。2、大坝安全校核封孔日期是以蓄枯水年水量保证如期发电来确定的，如果封孔以后所遇到的不是枯水年而是丰水年，则库内水位上升很快，有利于发电，但势必威胁尚未修建到顶的大坝安全，因此，必须

22、按丰水年来水量进行大坝安全校核。校核标准按库容及下游安全而定，可按表15进行计算比较。表中Vi为i月的来水总量，hi为i月底相应的库水位。Ahi为月初发生一次洪水（1%）所增高的水位，Hi为i月底大坝修建到的高程。若Hi>hi+Ahi+1,即认为大坝是安全的；否则认为有漫顶危险。本设计中不考虑Ahi的影响。封孔4s67N9月表15蓄水时段末1%来水量Vi逐月累计水量Z2Vi库水位hi月初洪水引起库水位移坝面高程Hi4月V4V4h4h4H45月V55Vii4h5h5H56月V66Vii4h6h6H67月V77Vii4h7h7H78月V88Vii4h8h8H89月V99Vii4h9hgH9如

23、果校核结果，安全度太大，可以考虑提早发电，如不能满足安全要求，可采取下列措施，以保证大坝安全。提高大坝上升速度；延迟封孔和发电；采用后期导流措施，利用永久或临时泄水建筑物控制上游水位。(七)根据确定的截流、拦洪、封孔、发电日期和工程分期绘制大坝控制进度，如图2。1二3d'j.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水期隧道，截流1拦洪帷幕灌浆封孔，发电人初始发电水位坝基清理m-1姓口围堰/A.,/*原河床泄水*隧洞导流,1断流!发电尾水-*图2临时断面拦洪方案大坝施工控制进度三、导流工程规划布置需要决定的问题有：导流隧洞的断面形式、尺寸、进出口底坎高程，洞线布置及相应的围堰形

24、式、尺寸和平面布置，本应先拟出几个隧洞断面尺寸、不同的底坎高程和不同的布置方案，进行技术经济比较，然后确定最优的隧洞断面和进出口底坎高程。限于时间，本设计要求完成一个方案的计算与分析，但应明确方案比较时应分析研究的问题：(1)隧洞尺寸大小，底坎高程对拦洪水位及大坝合龙段施工的影响；(2)隧洞尺寸、底坎高程对围堰及隧洞工程量的影响；(3)通航过筏条件对截流条件的影响。(一)确定泄水建筑物断面型式和尺寸，并进行平面和立面布置。1、计算拦洪水位根据已定的拦洪坝高扣除安全超高23m,即为拦洪水位。2、确定隧洞断面尺寸(1)隧洞最大下泄流量计算在工程水文学中，我们已经知道水库对洪水的调节作用。按照隧洞的

25、泄流条件和水库调节性能，根据洪峰过程线可以求得隧洞泄水过程线，其关系如图3所示，图中V为水库形成的最大库容，Q泄为相应于最大库容V时的隧洞最大下泄流量。在已知洪水过程线和上游拦洪水位的条件下，若求得隧洞泄水过程线，就得出相应于拦洪水位时的隧洞最大下泄流量。但泄水过程线需经调洪运算求得，计算工作量大。为简化计算，曲线AB以直线代替，就可方便地计算出阴影部分面积所代表的库容V',并与拦洪水位相应库容V比较,如V'V,由AB直线段为所拟的隧洞泄水过程线，Q泄为所求隧洞的最大下泄流量。如V'困，则另需假定AB线位置重算。图3计算方法:如图3所示，在估计所求B点附近，任意选定Bi

26、、B2、B3点，通过Bi、B2、B3向A点方向作三条直线，并与洪峰过程线相切。计算相应直接ABi与洪峰过程线所包围的面积(即相应库容)和相应的隧洞最大下泄量，并绘制Qy关系曲线，如图4所示。根据拦洪水位相应库容V,在QV曲线上，找出相应的隧洞最大下泄流量。(2)泄放最大流量时的隧洞流速计算。大坝拦洪时，隧洞泄放最大流量，一般为压力流，其流速按有压流公式计算：-2g(Hohp)m.2g(Hohp)式中：m=0.85;V为洞里平均流速；Ho为隧洞进口计算水深(在洞线布置之前用拦洪水位代之)；hp为隧洞出口底坎以上水深，在这里，可根据隧洞最大下泄量，从坝址水位流量关系曲线上查得。(3)隧洞过水断面面

27、积计算W幺V3、隧洞断面型式、尺寸及布置(1)隧洞断面型式及尺寸导流隧洞的断面型式有圆形、马蹄形和城门洞形，其中城门洞形最普遍，这种型式开挖方便，有利于泄流和截流，本工程采用城门洞形，其尺寸如图5,根据公式_2_2,、W=B-B确定隧洞断面尺寸。8(2)隧洞布置(4)图5隧洞路线应结合地形、地质条件选定，一般长度应尽可能短，但必须考虑进、出口与上、下游围堰之间保持2050m的距离（根据水深及河床覆盖层厚度确定），防止水流冲刷围堰。隧洞轴线尽可能布置成直线，当转弯时，其转弯半径不少于5B。导流洞的底面高程一般布置在最低水位以下一定高程（通过方案比较确定），布置应注意：使截流方便一一低；航运过水要

28、求吃水深，净空，流速小于36m/s;隧洞施工方便（出渣方便、排水容易）一一高；过流平顺，进、出口无明显跌落，水面衔接条件好，便于通航过木。隧洞底坡一般为0.2%0.5%,也可以布置成平底坡，视河床纵坡而定。为了保证水流平顺，隧洞进出口各有一定长度的直线段和明渠段。在进口应设置喇叭段。封孔闸门布置于洞口，当洞口宽度超过6m时，应布置中墩，以减少封孔闸门跨度。出口明渠段可以扩大口门，反坡与原河道相接，其出口轴线与河床水流轴线交角最好小于30。隧洞进、出口顶部岩石覆盖层厚度一般不小于1.02.0倍隧洞净宽，视地质条件而定。（二）汛期大坝拦洪校核1、根据已定的隧洞尺寸和泄流条件，经过调洪演算确定上游拦

29、洪水位，以检查此时的坝面高程是否能安全拦洪。计算方法：（1）明流按下式计算：几h222V2V12g元2(&i)LCR(5)式中：h1为进口洞内水深；h2为出口洞内水深；M为进口洞内流速；V2为出口洞内流速;V=（V1V2）/2;C为平均谢才系数；R为平均水力半径；L为隧洞长度。计算步骤：（a）判别出口流态淹没出流：hkh下；h2h下；自由出流：hkh下；h2hko其中：h下为出口下游水深；hk为临界水深，矩形过水断面时(6)aq2hk3一,g（b）确定h2后，假定h1用公式（5）列表试算表16hih2V1V2VRC2_V1/2g2_V2/2g22V/CRh进口落差近似按下式计算V：2g

30、V022g式中:为流速系数，取0.80.9;Vo为上游行进流速，当Vo1m/s时，流速水头很小,式中第二项可略去。(d)计算上游水位(上)上进口坎高程h1Z(8)(2)有压流按下式计算:Hoh2v2(1)2gV2(i)LC2R(9)其中：h2为出口计算水深，自由出流时图6薄洞泄水能力曲线h20.85D,淹没出流时：h2hr；为局部损1.1一失系数之和，进口采用喇叭口时进=0.25;C-R6,谢才系数，米用混凝土衬砌时nn=0.014,不衬砌时n=0.035;其它符号参阅相关水力学资料。上游水位：上=进口坎高程+Ho计算时，假定几个隧洞下泄流量，分别计算出相应的上游水位，画出无压和有压部分的泄流

31、量与水位的关系曲线并以光滑曲线连接该段曲线，以代替半有压流曲线，如图6。2、通过调洪运算，确定梅雨汛期拦洪水位。依据：库容曲线；洪峰流量过程线；坝址水位流量关系曲线；隧洞泄水能力曲线。计算方法：列表数算法；简单图算法。A、列表数算法列表数算法也称双曲辅助线法，根据水量平衡方程绘出双曲辅助线，然后列表计算。B、简易图算法计算原理及思路同本指示书的隧洞最大下泄量计算部分。计算步骤如下:假定三条隧洞泄水过程线ABi、AB2、AB3（如图3）;求出相应的库容Vi、V2、V3和下泄流量Qi、Q2、Q3；根据Vi、V2、V3在库容曲线上得出相应的上游水位Hi、H2、H3；在绘有隧洞泄流能力曲线Li的QH坐

32、标图上，绘出相应的点Pi（Qi,Hi）、P2（Q2,H2）、P3（Q3,H3）；过Pi、P2、P3点绘曲线L2交Li于P点，则对应于P点的泄流量Q为拦洪时隧洞最大下泄流量，相应的水位H即为所求拦洪水位，见图7。3、大坝安全校核根据大坝施工控制进度所确定的梅雨汛前的大坝高程i与拦洪高程H进行比较，若ihH,则安全，反之不安全，其中，h为安全超高。如果校核结果为不安全，可改变进度或采用局部加高坝体拦洪等措施。（三）围堰主要尺寸、型式及布置i、挡水时段的确定本设计采用枯水期挡水围堰围护基坑修筑大坝。围堰的任务在于保护基坑内工程施工，直到坑内坝体高出水面，所以围堰的挡水时段决定于基坑内基础处理工程量，

33、坝体施工速度及水文变化情况。围堰的挡水时段可用图解法决定（略），为简化起见，设计者可选定一个适当的枯水期作为围堰的挡水时段。2、围堰顶高程的确定在围堰挡水时段内，围堰应挡住可能发生的最大洪水，故以5%频率该时段的最大洪峰为围堰的设计流量。围堰顶高程由该设计流量时的上游水位和安全超高确定。发生设计洪水时的上游水位即为围堰拦洪水位，下游围堰的顶高程下=下游水位+超高，下游水位是发生设计洪峰流量、隧洞下泄最大流量时的下游水位，根据流量水位关系曲线得出。3、围堰的型式围堰的型式参看教材，本设计建议上、下游都采用砂砾石粘土斜墙围堰，且上游围堰作为坝体的一部分。4、围堰的断面尺寸要求确定围堰顶宽，边坡尺寸

34、，防渗结构尺寸及其与基础的连接型式。本工程河床覆盖层较薄，水深不大，应以防渗体与基岩直接连接较好。注意点：围堰的水下部分尺寸应加大；上游围堰粘土斜墙防渗体应在坝体以外，下游围堰在施工后期应予拆除。5、围堰的平面布置要求按比例在地形图上正确画出围堰的平面布置图，在大坝断面图上面出围堰的剖面，以反映大坝与围堰的相互位置。第二部分主体工程施工一、土石坝施工（一）施工强度计算列表计算表17施工分期I（围堰）nmw说明位直图程（m）cV3Q平(m/d)Q大KQ平(m3/d)K=1.52.0工程量V（m3）O工日T（日）平均施工强度Q平最大施工强度Q大（二）土方施工机械的选择及数量计算1、常用土方施工机械

35、的适用性及可供选择的型号规格，见表18。表18机械名称适用范围可供选择的型号及规格开挖机械正向铲用于开挖土、砂砾料、石渣并装车W100(1m3)、W200(2m3)、W400(4m3)索式挖土机用于开挖水下砂砾料无装载机开挖松散土料、砂、砾、石渣等并装车Z43.5,斗容1.7m3Z4-5.0,斗容3.0m3轮斗式挖土机开挖土料，砂砾料WUD400/700,自里=400/700链斗式采砂船开挖水下砂砾料斗容150升P理=120m3/h斗容400升P理=250m3/h推土机用于料场集料，坝面平土移山80T2120运输机械自卸汽车牌号载重量容积黄河QD357t3.4m3交通SH36115t6m3小松

36、HD18018t10.7m3佩尔利尼T2020t11.7m3皮带机用于转运，运输土料砂砾料压实机械羊足辗压实粘土YT23.5重3.5t加重6.5t气胎辗压实粘土、壤土、砂砾等YZPl4自重13.5t振动辗压实砂性土、砂砾、石渣等YZ3-50自重15t加重50t风动钻机手持气腿钻，钻孔直径=3443mm,钻进深度4m,重量28kg0l30手持风钻钻车导轨式钻车，装有YG40凿岩机，钻孔直径=4080mmCGJl5-32、土石坝施工作业机械化方案选定根据工程量、施工强度、料场条件、运输道路、上坝条件、坝面作业等选择合理的机械化施工方案。本工程各种作业可供采用的机械化方案如下：表19粘土心墙施工开挖

37、推土机松土集料成堆；挖土机挖装运输皮带机运输上坝（辅以集料斗及汽车分送）；自卸汽车运输上坝压实推土机平土，羊足辗或气胎辗压实沙砾坝壳施工开挖正向铲或装载机挖装水上砂砾；索铲或采砂船采取水下砂砾运输皮带机运输上坝；自卸汽车运输压实推土机平土，气胎碾或振动辗，夯土机压实设计者根据表19所列的机械化方案和施工单位拥有的机械选择一个粘土和砂砾的挖运填施工机械化方案。3、主要机械数量计算A、确定机械的生产率机械生产率可采用定额指标（机械生产定额列于附录中）或计算方法确定。本设计要求粘土心墙施工机械生产率用查定额指标的方法确定；砂砾坝壳施工机械的生产率用计算法确定。（1）周期运行机械（单斗式挖掘机、自卸汽

38、车等）生产率；生产率（以坝上压实方为标准）计算式为：P-qKMKp（m3/班）（10）式中：q为土斗或车箱几何容积（m3）；Kv为土斗或车箱的充盈系数（表20）；Kt为时间利用系数（见表21）;Kp为体积换算系数（见表22）;t为机械运行一次的循环时间。tt装t卸t运t空回（11）式中：t运、t空回随运距或偏转角而变，可以用下式求得：L3t空回v（12）式中：L为转角或运距；V为转速或平均车速，对于自卸汽车采用2025km/h。t装、t卸分别为装土和卸土时间，可以按经验确定，对于自卸汽车：t装nt'式中：n为挖土机装满一车的斗数；t'为挖土机循环工作时间（见表23）。t卸可取1

39、2.5分钟，包括调车、等待时间。表20开挖机械的充盈系数表机械名称坚硬土一般土壤砂砾石渣石渣（含大石块）装载机1.01.10.91.00.70.8推土机0.60.70.70.90.60.70.40.6铲运机0.71.00.50.9挖土机0.60.750.80.90.91.00.60.750.40.5注：如用公式（10）计算汽车生产率时，充盈系数近似取l表21施工机械时间利用系数表施工条件管理条件优良良好中等较差优良0.840.810.760.70良好0.780.750.710.65中等0.720.690.650.60较差0.630.610.570.52注：施工条件指地形、天气、施工工作面、地表

40、排水、施工方法、程序、工程规模等。管理条件：计算管理好坏、操作人员水平、机械化等情况等。本设计中的施工条件，管理水平均可选良好。表22土壤体积换算系数表土方类型计算条件自然方松散方压实力粘土压实方1.111.411.00普通土压实方1.111.391.00砂砾压实方1.051.181.00爆破石渣压实方0.771.151.00表23正向铲循环时问表土斗容量（m3）1234时间（秒）1628182818282030注：表中数据为理想作业条件下的循环时间（转角90。，最优掌子高度）。选用时可根据实际情况选用并修正.修正系数取0.91.26o对易挖土取小值.对难挖土取大值。（2）轮斗、链斗式挖掘机生

41、产率（P）V3,P608qKvKtKp（m/班）（13）式中：V为轮斗、链斗的移动速度；l为-土斗间距，m；其它符号意义同式（10）。（3）皮带运输机生产率（参看教材）。（4）碾压机械生产率计算P8V（BC）hKtKp/n（m3/班）（14）式中：V为碾压机械开行速度，m/h,按表24采用；B为滚筒长度，m,按表24选用；C为搭接宽度，羊足碾、振动碾用0.2m,气胎碾用0.3m;h为铺土厚度，m,按表24采用；n为压实遍数，按表24选用；Kt为时间利用系数，可取0.50.7;Kp为体积换算系数。表24压实参考表计算参数羊足碾气胎碾振动碾夯板滚筒长度（m）2.093.02.01.5mx1.5m碾

42、压速度（m/h）3000210015008-17次/分辅土厚度（m）0.200.300.800.80碾压遍数161266B、机械数量计算(15)nPm3/d；n为采用班制，采用12台班/d；P为所选机机械数量按下式计算式中：Q大为各期最大施工强度，械的台班生产率，m3/台班。C、配套机械数量计算在机械化作业组织中，为充分发挥配套机械中主要机械的作用，必须使配备的次要机械生产率略大于主要机械的生产率。例如，对于挖掘机自卸汽车挖运方案，就应使正向铲在任何时间不致发生等待汽车的情况。为此应妥善选择与正向铲配合工作的自卸汽车容量和数量。1、汽车容量(16)应复核挖掘机的装车斗数m。汽车容量太大，汽车停

43、时太长；汽车容量太小，则调车频繁、挖土机效率低。m的合理范围为3-5（汽车运距为1km以内时）。cqKhKp式中：Q为自卸汽车的载重量，t;q为选定挖掘机的斗容量，m3；c为料场土料的天然容重，kg/m3；KP为土料的松散影响系数，表示挖土前原状土与挖土后松土体积的比值；KH为挖掘机土斗充盈系数。2、一台挖土机正常工作时，配合的汽车数n,由下式确定:2L(17)式中：t装为装车时间，可由下列两式之一求得:运输工具容量上挖土机全效生产率(18)t装=挖土机的循环时间x装满一车的装载次数(19)（三）施工道路布置自卸汽车直接上坝布置，要求爬坡坡度小于25，当岸坡较平缓时，有可能采用每隔1020m高

44、差（随坝面升高）的岸坡道路上坝布置如图8所示。图8岸坡上坝道路布置示意图图9坝坡上坝道路布置示意图采用铁路运输或其他爬坡能力有限的运输工具运送土料无法直接上坝时，可采用转运上坝。土料卸人转运地弄料斗，经皮带机上坝。其布置图请参考施工教材。二、导流隧洞开挖（一）基本资料0.5m。1、隧洞：长、断面型式、尺寸；进出口高程；混凝土衬砌厚度2、施工期：隧洞在截流前建成。采用每天一或两个循环制，每循环作业时间为816h。3、地形、地质条件：岩石f=10（级别IXX）,开挖时不需临时支撑，但需永久混凝土衬砌。在地形上不宜开挖支洞增加工作面。4、爆破用炸药：硝钱炸药（矿山地下n号）。5、施工设备：空压机站供

45、风满足要求；凿岩机械、装渣，运输机械见表18。（二）开挖法选择采用钻爆法开挖隧洞，由于本工程隧洞地址较好，机械化程度较高，建议采用全断面开挖。（三）钻孔爆破循环作业项目及机械设备的选择在隧洞进、出口同时进行开挖，每个工作循环中有关工序的固定作业时间如下：装药0.5h;爆破、散烟、安全检查处理lh;装渣机械进、出洞各15min;钻车进、出洞各15min;随循环进尺而变的作业有钻孔和出渣，其延续时间均按循环进尺计算。对全断面开挖，通常采用正向铲或装载机装渣、自卸汽车出渣（堆渣场距洞口约300m）,钻孔采用钻车，车上凿岩机数量根据需要自定。（四）开挖循环作业组织1、确定开挖断面积S按照本指示书第一部

46、分导流计划中确定的隧洞过水面积，再考虑衬砌厚度0.5m。2、炮眼数量的确定与布置根据以往的工程经验及统计资料得出的单位进尺（m）耗药量，除以每孔装药量，即得炮眼数N：2KSN（20）式中：丫为单位长度炮眼的装药量，按表25采用；a为炮眼的装药系数；刀为炮眼利用系数，取0.9;K为单位挖方耗药量。K值与炸药种类、岩石性质、炮眼种类有关，可以根据定额或现场试验测定结果确定，本设计按表26选用。表25单位长度装药量表（kg/m）32mm34mm40mm45mm炸药密度药卷直径1.01.3(克/量升)0.70.91.01.11.31.41.651.75表26隧洞开挖炸药消耗定额表（平洞：kg/100m

47、3）岩石级别S=30-50(m2)S=50-100(m2)S>100(m2)皿81.875.268.lIX92.484.68lX10294.690XI11310599计算时，先确定掏槽眼的布置、数量，并计算相应的装药量，然后计算一般扩大眼的数量（N2）:N2KS1N12(21)式中：，本设计中一般药孔1=0.63,掏槽药孔2=0.72;Ni为掏槽孔的数量；其它参数含义与式（20）相同。3、循环作业进尺计算先选择循环作业时间（8-16h）,减去循环中固定的作业时间，余下的即为钻孔，出渣时间：这段时间越长，钻孔总深度和出渣量越大，进尺也越大。但过深的钻孔深度往往会降低爆破效果。循环作业进尺按

48、下式计算：(22)Lt循tit钻t出渣式中：t循为作业循环时间，本设计采取用12h；汇ti为循环中固定的作业时间之和；6=1时,出渣与钻孔顺序进行的时间搭接系数（0-1）,后0时，出渣与钻孔全部平行进行，出渣与钻孔顺序进行；t钻为单位进尺的钻孔时间，按下式计算：(23)Nlt钻F一nV式中：n为工作面上钻机台数，视工作面的大小而定，一台钻机的合适工作面面积为35m2;V为钻孔速度，按表27选用；刀为炮眼利用系数，采用0.9;t出渣为单位进尺的出渣时间，按式24确定：t出渣S1P（24）式中：S为开挖面积；P为装渣机械的生产率（实方/小时）表27风钻钻进速度参考表f值891011钻速(m/h)6

49、4.53.83.04、确定钻孔，出渣机械数量1.25）来确定。钻孔数量根据工作面大小和合适进尺长度确定。出渣机械的数量可以根据露天挖掘机械装硝、自卸汽车运渣定额，并加以适当修正（时间定额修正系数为5、绘制循环作业图表，如下表：阮国"时隧洞开挖循环作业图表出迨砧年出出拈孔6、计算总工期(25)式中：L为隧洞全长；L为每循环进尺；m为工作面数，本设计m=2；n为每天循环次7、隧洞开挖主要机械汇总表。第三部分施工控制性进度在研究导流计划，封孔蓄水计划的基础上，拟定枢纽工程的控制性进度，具体对导流工程、大坝、引水发电工程和溢洪道等的分部工程，按月编制进度，提出主要工程（土石方、混凝土工程）的施工强度，保持主要工种的平衡，并在研究施工方法时加以论证。一、进度计划编制步骤1、根据导流计划、蓄水计划确定控制点，