水利施工组织设计2.doc

目录 前言1 第一章工程概况 第一节施工场地及运输条件8 第二节气候特征9 第三节水文特征10 第四节工程地质条件及水文地质条件13 第五节当地建筑材料13 第二章施工导流截流 第一节导流方式的选择15 第二节导流设计标准及导流时段划分15 第三节导流设计流量及导流方案确定16 第四节导流洞设计及水力计算16 第五节调洪演算21 第六节截流23 第七节截流水力计算25 第八节截流材料分析和选择27 第九节围堰设计29 第十节基坑排水31 第三章土石坝施工 第一节料厂规划35 第二节开挖机械设备选择37 第三节土石料运输40 第四节填筑41 第五节其它施工方法43 第六节防渗结构与坝体接坡接头部位施工49 第四章地基处理施工组织设计 第一节坝址河床的地质条件51 第二节岩基开挖51 第三节灌浆53 第四节灌浆施工55 第五节施工布置59 第六节施工准备工程60 第七节施工质量及安全措施61 第八节环境保护措施61 第五章施工总进度62 第六章施工总布置64 后记68 参考文献69 第一章工程概况 第一节施工场地及运输条件 1、施工场地 Z水利枢纽位于Q河干流上，坝区附近皆为高山峡谷地区，Z水库山峡长约12km，上下游均有比较平坦的山间盆地，可作为枢纽的施工场地。 枢纽选定坝址位于峡谷尾部，距峡谷出口1.7km。坝区河床两岸山坡陡竣，成“V”字形。左岸坡度4580，陡缓相间；右岸坡度6085。两岸山顶均为黄土覆盖。 坝址河床高程一般为410m，枯水季水面一般为418m，河面宽5060m，主河槽偏右岸，深约10m。坝址左岸山峰起伏高出河面约150m以上。右岸坝头附近为一狭小丘陵阶地，高出河面110m左右。与坝区阶地相连接的就是地形平坦、面积宽阔的李家台四级阶地，高程560580m。 自峡谷出口起，两岸地势逐渐开阔，呈狭长的二级阶地，高程约为430440m,沿Q河右岸距坝址约8km的旧镇，附近有宽阔平坦的二级阶地。 坝内河谷两岸有很多冲沟，左岸主要有坝址下游200m处的滑沟；右岸主要有坝址上游150m处的红柳沟，下游的刘家沟、金沟和银沟等。这些冲沟切割既深且短，均系沿断层及节理裂隙发育而成，与河谷多成7080的交角。由于这些冲沟的切割，使坝区地形变得非常复杂，给施工场地布置造成一定的困难。 坝区附近可供施工场地布置的地段，有右岸李家沟，峡谷出口右岸的明坝和左岸的易家湾等阶地，各地段特性如表11所示。 表11： 顺序 名称 位置 距离坝址/km可利用面积/m/s高程/m 1 李家沟右岸坝址下游 1.5 1.2565-580 2 明坝 右岸坝址下游 2.5 0.5430-440 3 易家沟 左岸坝址下游 3.0 0.3430-440 4 旧镇 右岸坝址下游 8.0 2.0425-460 2、运输条件 仙洲到Z水库的公路为六级公路，已建成通车，路线全长约50km。对于水路交通，因Q河上游为峡谷，河窄水急，不能通行船只。有国家铁路干线通过仙洲市，可沿Q河岸边进入工地。 第二节气候特征 1、气温 本地区为大陆性气候。多年平均温度为9.6.月平均最高温度为22.9，最低为6.5；绝对最高为39.1，绝对最低为23.1，日最小变幅1.3。坝址附近历年气温观测统计资料，如表12所示。 表12坝区19531988年气温特征 项目月份日平均最高绝对最高日平均最低绝对最低月平均 17.513.818.323.16.5 214.917.515.422.11.6 322.526.97.916.35.5 428.433.22.98.412.0 532.735.53.20.117.4 634.236.58.52.921.0 735.939.111.79.322.9 834.438.310.65.421.5 929.131.95.30.516.4 1023.628.02.56.610.1 1117.421.610.415.31.8 127.610.915.721.65.3 年平均9.6 2、降水 本地区雨量稀少，年平均降水量为330.1mm，最大达471.9mm，其中6070集中在79月，最大日降雨量为71.8mm。最长一次降水延续时间为4d，最大一次降雨量为21mm。暴雨常在下午或晚间出现。 降雪一般于11月下旬开始，最大一次为20mm，积雪最大厚度为6cm，积雪日期一般从11月下旬到次年3月上旬，年平均积雪日数为21.6d，土壤冰结深度约1m。 3、风向及风速 本地区春季多风，最大风速为17m/s,风向多为东北向。 4、冰期 每年11月底或12月初行凌，12月底封冻，次年2月底或3月初解冻。冰冻期约23个月。冬季行凌初期，多为针状和薄片状冰，流冰速度最大为1.45m/s，最小为0.95m/s。春季流冰多为坚硬冰块，冰厚一般为0.2m，最厚可达1m。流冰期一般无过大冰块下泄。 第三节水文条件 Q河的年最小流量多发生在1，2月份，3月份上游开始融化冰，流量渐增，6月份以后即进入汛期。年最大流量一般发生在79月间。 坝址区实测最大流量5640m3/s，多年平均流量830m3/s；河水含沙量最高达5kg/m3（79月），最低为0.01kg/m3（12月）。峡内流速最大7m/s，最小流速0.8m/s。 其流量特征数据列于表13至表18。 表13坝址水文站各月不同频率的瞬时最大流量 频率月份1251020 1485426430404370 2405393371356334 3723680615568507 4131012101070956839 523502110181615801320 648104270357037302470 754704920421036503090 851304670403035503020 963805620461038703110 1037003410301027002370 1117501650152014101290 12796759701659601 全年63905870513045603810 表14坝址水文站不同频率的月平均流量频率月份15102085% 1348327322265218 2345338327269229 3469432410300240 4586499458327332 5959569480425354 64420711607482406 718901020882785620 812501050760580536 91140870695541480 10959630547413385 11692579489400328 12430421406378285 全年840638553446402 表15不同施工期各种频率的最大流量 时段频率 1251020 11.15.3120501920175016101450 11.165.101340127011701090997 10.16.3047104290371032602790 10.166.1528402670243022402020 表16不同施工期各种频率的最大流量 水位418.00418.5419.4421.50422.50423.60424.65425.55 流量/(m3.s-1)250500100020002500300035004000 水位426.40427.15427.65428.20428.70429.50430.05430.50 流量/(m3.s-1)450050005500600065007500850010500 表17水位库容关系表 水位418.00428.00432.80435.60439.10444.10447.60450.3455.20 库容/m300.20.40.60.81.21.62.03.0 水位458.70461.80464.30468.20471.70475.40482.1492.90503.20 库容/m34.05.06.08.010.012.015.018.020.0 表1-8各种频率洪水过程数据表 流量日期频率 5%2%1%0.5% 9.12500285031203365 9.22600296432443632 9.32740312434183686 9.42870327235813860 9.53040346637934090 9.63220367140174330 9.73420390042674600 9.83660417245664923 9.93940449249165300 9.104260485653155730 9.114600524457396187 9.124860554060636537 9.135130584864006900 9.144800547259886456 9.154400501654895918 9.164100467451155515 9.173840437847905165 9.183630413845304882 9.193430391042804613 9.203240369440424358 9.213100353438684170 9.222950336336803970 9.232820321535183793 9.242700307833703632 9.252600296432453497 9.262500285031203365 第四节工程地质条件 1、地质条件 坝区为高山峡谷区。峡谷由震旦纪变质岩构成，其上部为第四纪砾石岩，含砂砾石层及黄土。Q河流向在坝址附近转为SW260，河谷呈弯曲形。河谷两岸变质岩顶板出露标高，左岸约520m，右岸约515m。在标高515m时，谷宽约135m,坝址左右岸基岩上直接为黄土覆盖。 坝址区及上下游河床覆盖层厚512m。表面0.3m左右为黄土覆盖，以下均由卵砾石夹粗、中砂等物构成。河床靠右岸有一深槽，顺河呈长条状分布，深槽处水深约10m，覆盖层厚约1012m，此深槽系河水沿构造裂隙侵蚀冲刷而成。坝址河谷及两岸的变质岩主要由云母石英片岩组成，石质坚硬，相当于16级岩石分类中的第X级岩石，普氏系数f8，云母石英片岩极限抗压强度为100120MPa，角闪片岩极限抗压强度为90120MPa。 坝址右岸距河边480m处，有一天然冲刷的鞍状地形，溢洪道即建此处，该处系古河道的遗址，两则有大小冲沟数条，与它成7080交角。 2、水文地质条件 地下水属裂隙补给水，数量很少，主要在构造裂隙及局部破碎带内，含杂质多，不宜饮用。在坝区的变质岩中还有裂隙承压水，稳定水位432446m，单宽涌水是一般为3升/分,最大为120升/分,随岩石裂隙发育程度,联通情况和深度而变化。 岩石力学指标：云母石英岩极限抗压强度10001200kg/cm2,角闪片岩极限抗压强度9001200kg/cm2。 第五节当地建筑材料 坝址上、下游均有砂石材料。特别是坝址下游藏量丰富，开采运输比较方便，质量一般皆符合要求，只有砂质土尚未找到理想的产地，必要时可以采用两岸的黄土代替。 富家沟、孙家沟及老虎沟位于下游右岸山沟中，距坝址约10km，沟口为宽阔的冲积滩，沟壁为黄土覆盖，厚度一般不到2m。沟底宽3040m高程约为460480m沟中平时无水，开采条件良好。富家沟与孙家沟相互毗连，面积约0.3km2。其中富家沟储量71.5万m3,孙家沟储量20万m3,老虎沟面积约0.05km2，储量约39万m3。 第二章施工导流截流 第一节导流方式的选择 一、隧洞导流 一般山区河流，河谷狭窄，两岸地形陡峻山岩坚硬常用隧洞导流。隧洞导流便于主体工程施工，但隧洞的流量不大，且造价比较昂贵。 二、明渠导流 明渠导流一般适用于岸坡平缓或有宽阔滩地的平原河道，在山区河道上，如果河槽形状明显不对称，也可在滩地上开挖，明渠导流的导流量较大，但由于要占用较多的场地不利于主体工程的施工。 综合考虑水文、地形、地质枢纽类型及河流的综合利用等因素，最后选定隧洞导流方式。 第二节导流设计标准及导流时段划分 一、导流设计标准 1、确定导流洞等级 由设计数据可知本枢纽为一级建筑物，可确定主要建筑物，如大坝为一级，次要建筑物为三级，临时建筑物为四级。 2、确定导流设计标准 相应洪水重现期为3020年，采用洪水频率标准5。 二、导流时段划分 本工程选用的是隧洞导流，对其导流时段可划分为： 1、若砼坝基不过水，则要求基坑内的主体建筑物在一个枯水期内抢修至拦洪高程以上，围堰仅在枯水期运行，高程可降低，经济效益显著。 2、若砼坝基过水，此时围堰高度和泄水建筑物尺寸均可能显著减小，但是因基坑过水需要采用过水围堰或其它附加措施，且会浪费一定工期。 综上考虑，本枢纽位于山谷地带，坝体较高，不可能在一个枯水期修至拦洪高程，而围堰易于修筑，又因为河流泥沙含量大，不能使基坑过水，因此，围堰为不过水围堰。利用隧洞导流，应采用全年作为导流挡水时段。 第三节导流设计流量及导流方案确定 一、导流流量确定 洪水重现期为20年，频率为5查表13可得全年瞬时最大流量为5130m3/s。 二、导流方式的方案比较及确定 方案1、采用一条隧洞，易布置，但泄流量大，要求的断面尺寸大，不利于开挖衬砌，而且国内施工企业对大断面隧洞的施工在技术上也可能达不到。 方案2、采用两条隧洞，布置在以一岸。 （1）、布置在不同高程，泄流条件好，但由于两隧洞间岩壁厚度不应小于开挖洞径的两倍，岸坡较陡不利于机械施工。 （2）、布置在同一高程上，则外侧隧洞洞轴线较长，开挖量较大，造价较高且水力条件也不大好。 方案3、采用两条隧洞，分别布置在两岸，则洞轴线较短，水力条件较好，隧洞断面适当，将洞高程选在适当位置易于开挖，衬砌施工。 综合比较，采用方案3比较经济且便于施工。 第四节导流洞设计及水力计算 一、断面形状与尺寸选择（两条隧洞取相同的形状和尺寸）。 1、断面形状选门洞形：便于施工，通过调整高宽有利于围岩稳定。 2、洞内流速：一般取6-20m3/s。 3、断面尺寸设计：根据隧洞高宽比d/b=1.1-1.5,圆弧圆心角=100180，初选12，d/b=1.33则门洞断面的尺寸为： B=12md=16mr=6.93m 120d1=12.54m 隧洞面积AK=1212.54+1/3（43）21/21223 =179.94m2 水力湿周：Xk=12+12.542+2/34351.58m 水力半径：Rk=AK/Xk=179.46/51.58=3.49 二、隧洞出口高程与平面布置 设计左右隧洞进口高程相同。一般进口高程低于正常枯水位1.01.5m，而本工程枯水位为418m，故采用隧洞进口高程为415m，坡度为4，出口高程为413m，隧洞转弯半径为80m，两条洞转弯角度45，左右岸洞轴线均可在地形图上量得均为500m。 三、隧洞进出口布置 1、进口类型选择为圆形喇叭口。 2、出口布置，应保持水流的良好衔接，达到消能防冲的目的，由于出口高程较低，故可不设消能设施。 四、水力计算 由于流量的不同产生三种不同流态，流量从小到大依次产生明流、半有压流、有压流。 1、流态判别：当H/D1.2为无压流 1.2H/D1.5为半有压流 H/D1.5为有压流 其中：H从隧洞进口断面底部算起的上游水头 D隧洞洞高或洞径（圆形） 2、有压流水力计算 H/D1.5即H1.51624m 有压出流流量公式Q2g(H0+il-hp) 流量系数=1/1+2g/c2L/4R=0.7 式中：局部水头损失1+2+3+ 0.05+0.2+0.2+0.124=0.574 1进口处水头损失10.05 2闸门槽20.2 3出口水头损失30.2 40.124+3.104（d/2R）3.5(/90)1/2=0.125 =45R=80m 隧洞出口断面面积179.46m2 hp隧洞出口断面水流平均势能hpD0.85 H24m 有压流进口水位高程应在415+24439m以上 由已知资料知：瞬时最大流量Q5130m3/s查Z-Q曲线得ZF=427m 所以出口底板以上水深hs427-41314m 有压洞高d=16mhsd 有压出流按自由出流计算。 有压出流水力计算成果表 上游水位（m）440441443445446447 上游水深（m）252628303132 单洞流量（m3/s）2175.42245.32379.12505.72566.72626.3 双洞流量（m3/s）4350.74490.74758.25011.55133.45252.5 上表中Q单=2g(H0+il-hp) 0.7179.4629.825+4500-(0.856.932) =2169.6 同理得Q分别为2245.3、2379.1、2505.7、2566.7、2626.3。 3、半有压流计算 1.2H/D1.5即19.2H24 半有压流计算公式：QAd2g(H0-d) Ad：管道断面面积Ad179.46m2 d：管身高度d16m :流量系数取0.62 ：进口竖向收缩系数取0.726 由于流态不稳，流量计算准确性较差，且范围较小。 4、无压流水力计算 H1.2D即H1.21.6 、判断陡缓坡 当H=19.5时QAd2g(H0-d) =0.62179.4629.8(19.2-0.716) =1293m3/s 则单宽流量q/b=1293/12=116.08m3/s 临界水深hk3q2/g=3116.082/9.8=11.11m 取值为1 过水面积：Akhkb=11.1112=133.32m2 水力湿周：Xk12+211.11=34.22 水力半径：R=A/X=133.32/34.22=3.90 谢才系数：C=1/NR1/6=1/0.0153.901/6=83.64 底坡：i=ghk/Ck2Rk0.01529.811.11/3.900.75 =3.994 为陡坡 取单宽流量q=1000/12=83.33 临界水深hk3q2/g=383.332/9.8=8.92m 取值为1 过水面积：Akhkb=8.9212=107.04m2 水力湿周：Xk12+28.92=29.84 水力半径：R=A/X=107.04/29.84=3.59 谢才系数：C=1/NR1/6=1/0.0153.591/6=82.49 底坡：i=ghk/Ck2Rk0.01529.88.92/3.590.75 =3.54 为陡坡 取Q=600m3/sq=600/12=50m3/s 临界水深hk3q2/g=3502/9.8=6.34m 过水面积：Akhkb=6.3412=76.08m2 水力湿周：Xk12+26.34=24.68 水力半径：R=A/X=76.08/24.68=3.08 谢才系数：C=1/NR1/6=1/0.0153.081/6=80.41 底坡：i=ghk/Ck2Rk0.01529.86.34/3.080.75 =3.14 为陡坡 取Q=200m3/sq=200/12=16.67m3/s 临界水深hk3q2/g=316.672/9.8=3.05m 过水面积：Akhkb=3.0512=36.59m2 水力湿周：Xk12+23.05=18.01 水力半径：R=A/X=36.59/18.01=2.02 谢才系数：C=1/NR1/6=1/0.0152.021/6=74.97 底坡：i=ghk/Ck2Rk0.01529.83.05/2.020.75 =2.64 为陡坡 、无压流的缓坡计算分为： 短管泄流Q=mBk2gH03/2m流量系数取0.35 长管泄流Q=Ae2g(H0-hc)流速系数0.92 hc进口断面水深，按水面线推求 若为陡坡，则泄流公式Q=mBk2gH03/2 m：流量系数取0.35 Bk：平均宽度Bk12m 根据计算知隧洞为陡坡，所以计算公式用Q=mBk2gH03/2 第五节调洪演算 一、辅助曲线计算，取t=6h 上游水位HU(m)库容V(108m2)V/t(m3/s)泄流量Q(m3/s)Q/2(m3/s)V/t+q/2V/t-q/2 4240.062781100550828-222 4280.2926200010001926-74 4320.361667270013503017367 4360.562593330016504043943 4400.8438893800190059391839 4441.255564600230078563256 4481.64759351002550101435043 二、导流设计5频率全年最大流量为5130m3/s，导流施工期最大流量为1750m3/s，据工程水文学取5频率的典型洪水过程线进行同倍比放大，得设计洪水过程线。 K峰5130/17502.93 将洪水过程线中各不同时段的Q作同倍比放大。 即QpK峰Q 时间（h）0612182430364248546066 流量Q(m3/s)3104907301260173016701150910810560450370 放大后Qp（m3/s）90814362139369250694893337026662373164113191084 三、调洪演算 根据入流量与泄流量相同，确定起调水位为422m。 时间t(h)时段t6hQ5%QqV/t-q/2V/t+q/2 0694649-450 61915782700-400350 122144511911100-350796 183215518001650-2001450 2443720290625002002160 30551054381332019504581 36649275001390028506951 42733934529420029507374 48826853777405026006727 54923903040380018005640 601016522390335010004290 66111328187426003002874 7212109214901800-1001790 781391512251400-3001125 841479710181000-400718 由表知导流量最大为4200m3/s，此时上游水位为443m。 隧洞入口底板以上水深为44341231m。 第六节截流 一、截流方式的选择 截流可采用平堵或立堵截流。 1、平堵截流 平堵法水力学条件好，就其水力实质来说，平堵截流过程中龙口宽度基本不变，主要从垂直方向束窄水流。此法适用于河床较宽，水量较大的南方地区。为了利用平堵截流，一般均采用自卸汽车在预先架设好的浮桥或固定栈桥上进行抛投。其缺点：必须架设浮桥或栈桥，增加了截流造价，而且桥的宽度有限，不利于大规模自卸汽车抛投材料，有可能延误工期。 2、立堵截流 就水力学实质来说，立堵法主要是从测向束窄水流，直到最后合龙，其水力条件较为不好，立堵合龙过程中出现的最大流速比平堵大，对河床冲刷大，而且龙口的戗堤稳定性差。但随着现在施工机械及施工技术的不断提高，六十年代以来，国内外施工绝大部分工程均采用立堵截流。 综上所述，由于本工程地处北方，流量不大，河床不宽，不适宜平堵，应采用立堵截流。 二、截流时间的选择 由于本河流无通航、过木等要求，且为北方河流，冬季常有冰情，春季流冰多为坚硬冰块，枯水期11.15.31，在此期间流量较小，便于截流，为了截流后能修筑围堰达到高程，综合考虑气象，水文等因素，选择截流时间为10月份下旬进行。 根据河流水文特性及施工条件进行选择，一般选用截流期510年一遇的月或旬平均流量，结合本工程的水文实情，选用10月份10频率月平均流量547m3/s作为截流设计流量。 三、截流戗堤轴线和龙口位置选择 1、截流戗堤轴线位置选择 将截流戗堤作为土石围堰的一部分考虑，为使基坑排水量少，宜在上游截流，由于上、下游围堰间距不大，在深山峡谷中施工，场地狭小，不宜采用多戗截流，选用单戗堤截流，将戗堤布置在上游围堰内非防渗体部分，截流后下游也修一戗堤，以利于下游围堰施工。 2、龙口位置选择 由于深水偏右岸，最深约10m，河底地质条件也较好，左岸坡度较缓，便于施工，把龙口选在右岸，龙口合龙时也可配合左岸，在右岸抛投大石块，以利于截流，龙口宽度由截流水力计算确定。 3、戗堤形式 由于导流最大设计流量Qdmax=547m3/s，由前导流水力计算知为无压流，且为陡坡 根据隧洞流量公式Q=mBk2gH03/2 得H0（Q/mBk2g）3/2 m:流量系数取0.35 B：隧洞平均宽度B=12m 即H0（547/2/0.351229.8）3/2=5.3m 此时上游壅高水深H5.3m 隧洞进口高程为415m，取戗堤高程415+5.3420.3m 设戗堤高程为421m 12m421m 考虑两料车同时抛投1:1.251:1.15 设戗堤宽12m，如图：410m 第七节截流水力计算 合龙过程中流量：Qr=Q+Qd+Qac+Qs Q:龙口流量 Qd：分流建筑物中的流量 Qac：上游河槽中的调蓄流量（可省去不计） Qs：戗堤渗流量（可省去不计） Qr=Q+Qd547m3/s 一、立堵截流龙口泄水能力 Q=mBk2gH03/2 m:流量系数当Z0/H00.3时，为非淹没出流m=0.385 Z0/H00.3时，淹没出流m=(1-Z0/H0)Z0/H0 Z0:龙口上下游水位差H0:龙口上游水位 二、截流水力参数计算 1、龙口截流量为两个阶段： 第一阶段，龙口断面为梯形，龙口较宽。 第二阶段，龙口为三角形，龙口逐渐合拢。 2、龙口采用护底措施，护底厚2m 由截流设计量Q547m3/s，查Q-Z曲线，下游水深Z418.3m,河床高程为410m，所以hs=8.4mhs=hs-2=6.4m 3、龙口过水断面边坡ms=1.25-1.5此时可取ms=1.25。 4、当龙口宽度b2mshs时，龙口形状为梯形。即b21.256.416m;当龙口宽度b2mshs时，龙口形状为三角形。 水力计算采用图解法 分流建筑物流量即隧洞导流流量 由导流水力计算知为无压陡坡型，故用公式Q=mBk2gH03/2 m=0.35Bk=12m 上游水位（m）418.5419419.5420420.5421421.5 壅高水深（m）3.544.555.566.5 总流量（m3/s）243.5297.5355.0415.8479.7546.6616.3 根据公式Q=mBk2gH03/2计算龙口泄流量 m：流量系数，根据Z下/H0的值确定 Bk：龙口平均过水宽度 H0：龙口上游水深 Z下:下游水位，根据Qmax=547m3/s查Q-Z曲线，Z下418.3m。 上游水位418.5419419.5420420.5421 Z下/H00.030.0780.160.210.250.3 m0.1680.2580.3360.3620.3750.385 b=24216.9372.3537.7638.2724.1810 20167.6287.7415.5493.2558.5625.9 16118.3203.1293.3348.1395.0441.8 1274.0126.9183.3217.6246.9276.1 85084.6122.2145.1164.6184.1 424.642.361.172.582.392.0 212.321.230.136.341.246.0 、由上表计算数据，绘制立堵水力计算曲线 、计算合龙过程的水力参数 H0H+V2/2g V2/2g=0.05 H=H0-0.05 Zc/H可由Zc/HZ0/H0曲线查得 龙口平均流速V=Q/Bh=Q/B(H-Zc) 合龙过程中的各个水力参数计算见下表： 龙口宽度2420161284 上游水位418.4418.6418.85419.1419.35419.75 上游水深H06.46.66.857.17.357.75 Q(m3/s)22021018515012052 Qd(m3/s)22723726229732738.2 平均宽度B17.613.69.6642 单宽流量12.515.419.3253026 上下游水位差Z0.10.30.550.81.051.45 H=(H0-0.05)m6.356.556.87.057.37.7 Z0/H00.0160.0450.080.1130.1430.187 Zc/H0.0100.0350.060.080.10.13 Zc0.0640.2290.4080.5640.731.0 平均流速V1.992.443.013.854.573.88 第八节截流材料分析和选择 1、抛投料稳定分析及选择 国内外广泛采用伊兹巴什公式 V=K2g(rs-r/r)d推出d=1/2g(rs-1)(r/k)2 V:极限抗冲流速 d：石块化引为球形时的粒径 rs：石块容重取1.8103kg/m3 r:水容重取1.0103kg/m3 k：综合稳定系数取1.0 结合水力计算成果，求不同区段对粒径的需求 流速1.992.443.013.854.573.88 粒径0.310.470.711.171.641.18 根据计算分区 r3.5m/s区1.01.70m直径石料 2m/s3.5m/s区0.351.0m直径石料 2m/s以下区直径0.35m以下石料 由水利特性曲线划分区段，分别采用不同抛投方法 、龙口宽度大于20m，此时流速与落差不大，水流平缓，无冲刷，可采用端部全面抛投齐头并进，抛投料直径在0.35以下。 、龙口宽度在20m14m，流速与落差均有增加，水流对抛投料冲刷加剧，可采用直径0.35m1.0m直径的石料在龙口上游抛投。 、龙口宽度在14m8m，龙口收缩较大，龙口流速与单宽流量达到最大值，为避免抛投料大量流失，采用直径1.0m1.7m的大岩块人工抛投。 、合龙区段，龙口宽度4m0m，龙口流速下降，落差大大增加，上游水位壅高较大，可采用拦石栏，在上游抛投四面体。 材料数量确定 1、合龙段戗堤工程量计算：=B :戗堤体积 B:龙口平均宽度，m :戗堤断面面积，m2 1/2(m1+m2)p2+ap =1/2(1.25+1.5)112+1211 =298.4m3 项目单位龙口分区 1234 进占长度m0441414202030 最大分区流速m/s1.993.54.573.88 抛投粒径m四面体1.71.01.00.350.35以下 抛投工程量m3895298417903880 总工程量1000m3 第九节围堰设计 一、围堰形式选择 按使用材料分，最常见的围堰有以下几种： 1）土石围堰2）砼围堰3）钢板桩格型围堰 4）木笼围堰5）草木围堰 土石围堰可充分利用开挖废料，大面积填筑，施工方便，成本低廉，由于本工程两岸地势较陡，且土石料丰富，修筑方便，且考虑后期围堰拆除方便，选用土石围堰。 二、围堰的平面布置 围堰的平面布置应考虑外形轮廓和堰内空间两个问题，外形轮廓不仅与导流泄水建筑物的布置有关，而且取决于围堰的种类，地质条件以及防冲措施的考虑，堰内空间取决于主体工程的轮廓和相应的施工方法，由于本工程采用一次拦断法导流，基坑是由上、下游围堰和河床两岸围成，基坑坡址离主体工程轮廓的距离不应小于2030m。基坑开挖边坡则与地质条件有关；具体平面布置如下图示。 为防止围堰堰体与堰脚处的基础不受到水流冲刷，应使围堰与导流洞进口保持足够距离，一般要求50m以上，距离较小时，应加强对堰坡的防护。 10m 5m30m161m30m5m 三、堰顶高程 1、上游围堰堰顶高程 由调洪演算确定最高水位为443m 由堰顶高程公式H=h+hw+ H:围堰挡水的静水位。 hw：波浪高度，一般情况可不计。 :围堰的安全超高，对于过水围堰，可选用0.20.5，此处取0.5。 相应的顶部高度为H=(443-410)+0.533.5m 考虑浪高，则确定相应的顶部高程为444m 2、下游围堰堰顶高程 由最大下游泄流量为4200m3/s，查相应的水位流量关系曲线知下游为425.5m，由堰顶高程公式H=h+hw+ 下游堰高H（425.5-410）+0.516m 确定下游堰高为426m 四、围堰断面形式及构造 考虑材料、断面形式、围堰拆除等因素，经分析比较，最后选用粘土心墙式不过水土石围堰，在粘土心墙下采用一排帷幕灌浆，深度为10m，上下游围堰灌浆型式相同。(见附图) 五、围堰接头处理及围堰拆除 土石围堰与岸坡的接头和土石坝相仿，主要通过扩大接触面和嵌入岸坡的方法，以延长塑性防渗体的接触渗径，防止集中渗透破坏。 在主体工程修至拦洪高程时，可以拆除围堰。 第十节基坑排水 基坑排水包括初期排水和经常性排水两部分。 基坑排水设计工作包括 1、排水量计算 2、抽水设备选择 3、排水布置 4、排水费用计算 一、初期排水 初期排水包括排除基坑积水，围堰渗水及降雨降流，可用下式表达： 排水量基坑积水+渗水+雨水 由于初期排水在枯水期进行，可不考虑降雨。 1、排水量估算 主要是积水排除和渗水的排除，由于初期排水时的渗流量估算往往很难符合实际，通常不单独估算渗流量Qs，而将其与积水Q合并在一起，依靠经验估算初期排水总量Q。 Q=Q1+Qs =V/T=(23)h/243600 :经验系数建议采用(23) h:基坑水位允许下降速度m/昼夜；土石围堰为0.50.7m/昼夜 :基坑积水平均表面积m2，由围堰的平面布置及围堰型式计算得 2505513750m2 Q=30.613750/243600=0.29m3/s 2、水泵选择及泵站布置 排水设备选为离心式水泵，容量按Q0.29m3/s估算，并配置备用量，为运转方便，应选择容量不同的水泵，以便组合运用，当水泵工作台数在5台以下时，可备用一台，5台以上时，按20备用，本排水站采用固定在围堰上和浮船式相结合的布置方式；当吸水高度小于6m时，采用固定式布置，当吸水高度大于6m时，选用浮式泵站，两种布置如图示。 泵站布置时，应使管路能抵抗一定的漏水冲刷，水泵的出水管口最好放在水面以下，这样可依靠虹吸作用减轻水泵的工作，在水泵排水管上设置止回阀，以防止水泵停止工作时，水流倒流入基坑。 二、经常性排水 1、排水系统