水利施工组织毕业设计--设计书

毕业论文毕业论文 第 I 页 共 57 页 摘 要 河流上修筑水工建筑物 关系着下游千百万人民生命财产安全 本设计主要论述了 柳村水电站施工导流 导流建筑物的形式 围堰的结构设计及稳定分析 混凝土施工等 柳村电站枢纽位于西藏昌都地区左贡县境内怒江一级支流玉曲河上 为无调节坝后 式小型水电站 该电站由拦河坝 泄洪建筑物 引水建筑物及电站厂房组成 电站设计 装机容量为 2 800kW 施工总工期 2 年 本枢纽导流建筑物为 V 级 电站施工导流设计 流量采用平水年平均径流流量 Q 49 36 m3 s 在导流方案设计时 分别采取了全段围堰法 和分段围堰共 6 种方案的论述 经过技术和经济论证 最终采用分段围堰法施工 围堰 材料采用草土袋 土工布防渗 经过抗滑稳定的分析 围堰符合设计标准 混凝土施工组织设计包括混凝土的配制 混凝土的浇筑 混凝土的温度控制 混凝 土的养护 钢筋及模板作业等 柳村电站枢纽为浆砌石硬壳坝 混凝土施工主要在电站厂 房坝段 溢流面 上游面板及下游消能池 关键词 关键词 施工导流 全段围堰法 分段围堰法 混凝土施工 毕业论文毕业论文 第 II 页 共 57 页 Abstract Build the water conservancy project building on the river is concerning a great amount of people s safety of life and property of low reaches Is it expound the fact Liucun power station construct water conservancy diversion form structural design and steady analysis concert construction etc of cofferdam water conservancy diversion of building mainly to design originally The hydropower station of Liucun lies within the boundaries of Zuogong county of Qamdo Prefecture of Tibet on Nujiang first class tributary Yuqu river for not regulating the small scale power station of the type after the dam Hydropower station by dam release floodwater building channel water the building and hydropower station factory building make up Design installed capacity 2 800kW always constructs for 2 years of time limit This pivot water conservancy diversion building V grade hydropower station construct water conservancy diversion adopt and design the flow of flood crest while being the first stage of 49 36m3 s adopt and does not design flow in flood season non while being the second stage of 117 5m3 s When water conservancy diversion conceptual design adopt the intergrity cofferdamdam and hierarchic cofferdamdam methods to 6 argumentation of scheme separately prove through technology and economy is it hierarchic cofferdamdam methods to adopt finally cofferdamdam material adopt grass soil bag geotechnological cloth prevention of seepage through is it slip steady analysis to resist the cofferdam accords with the design standard The concrete construction organization designs include theconcrete configuration concrete constructing the concrete temperature control concrete maintenance the steel bar and the template work and so on The hydropower station of Liucun plants key position for lays with mortar the stone hard shell dam The concrete construction mainly in the power plant workshop dam section overflows the flow surface upstream the kneading board and the downriver disappears can the pond Key Words River diversion during construction Intergrity cofferdam method Hierarchic cofferdam method Concert construction 毕业论文毕业论文 第 III 页 共 57 页 目目 录录 前 言 1 柳村水利枢纽施工组织设计及主体工程施工 2 1 柳村电站工程基本概况 2 1 1 水文基本资料 2 1 2 洪水 3 1 2 1 洪水特性 3 1 2 2 设计洪水 3 1 2 3 设计断面水位流量关系曲线 4 1 3 地质 4 1 3 1 库区工程地质条件 4 1 3 2 天然建筑材料 7 2 施工导流设计 8 2 1 导流建筑物级别的确定 8 2 2 设计流量 Q设的确定 9 2 3 围堰堰顶高程以上的超高 d 9 2 4 导流方案 10 2 4 1 导流方案介绍 10 2 4 2 全段围堰法导流 11 2 4 3 分段围堰法导流 14 2 5 总费用 18 2 6 方案比较 19 2 7 施工导流建筑物设计 20 2 7 1 一期导流建筑物布置 20 2 7 2 二期导流建筑物布置 21 2 8 围堰结构设计 22 2 8 1 一期围堰结构型式 22 2 8 2 二期围堰结构型式 23 2 9 围堰的稳定分析 24 3 专题设计 主体工程施工 27 3 1 柳村电站混凝土概述 27 3 2 混凝土原材料及配合比 28 3 2 1 水泥 28 3 2 2 骨料 28 3 2 3 水和外加剂 28 3 2 4 混凝土配合比 29 3 3 混凝土的运输 30 3 4 混凝土浇筑 31 毕业论文毕业论文 3 4 1 施工准备 31 3 4 2 混凝土的入仓方式 31 3 4 3 混凝土的铺筑 31 3 4 4 混凝土的平仓 34 3 4 5 混凝土的振捣 34 3 5 混凝土的温控 35 3 5 1 低温季节施工 35 3 5 2 高温季节施工 35 3 5 3 雨季施工 36 3 6 混凝土的养护工艺 36 3 6 1 冬季保温养护 36 3 6 2 夏季保温养护 36 3 7 钢筋施工 37 3 7 1 钢筋下料 37 3 7 2 钢筋加工 37 3 7 3 钢筋运输 37 3 7 4 钢筋绑扎 38 3 7 5 钢筋接头连接 38 3 8 施工缝处理 40 3 9 模板作业 41 3 9 1 钢模安装 41 3 9 2 大面积组合钢模 胶合模板 41 3 9 3 墩头模板 42 3 9 4 预制混凝土模板 42 结 论 45 参考文献 46 附录 47 毕业论文毕业论文 第 1 页 共 57 页 前 言 2008 年 2 月底 我开始大学期间的最后一个综合性的学习阶段 毕业设计 在学 校的安排下 我的设计题目是 柳村电站施工组织设计 设计专题是 主体工程施工 在指导老师田林钢 曹震带领和帮助下 顺利完成这次设计任务 最终提交毕业成果 柳村电站施工在玉曲河上进行 受当地水温 气象 地形 地质等因素影响很大 电站的建设 可解决左贡县城以及郊区设计水平年 2008 年 及远景设计水平年 2015 年 的照明电炊 取暖 部分农副产品加工 文化教育 行政等方面用电 拟定和选择柳村电站的施工方法 特别是导流方案的选择是本次设计的关键 坝址 处的特殊的地形 河道宽度 地质条件都给布置导流建筑物带来困难 在本设计中共列 出了 6 种导流方案进行论述 最终选择了分段围堰法的导流方案 并对此方案进行了施 工总进度的编排 为了使理论和实践相结合 学校安排我们去四川瀑布沟 深溪沟水电站施工现场进 行毕业实习 在实习过程中 我有效的利用实习时间 掌握了很多施工组织知识为本设 计打下了良好的基础 本设计参考了大量的文献 资料 手册 同时感谢田林钢 曹震两位老师对本次设 计内容指导和帮助 毕业论文毕业论文 第 2 页 共 57 页 柳村水利枢纽施工组织设计及主体工程施工设计 1 柳村电站工程基本概况 柳村河是怒江的一级支流 海拔 5685m 河长 402km 流域呈长方形 电站坝址以 上流域面积 5615 2km2河道平均比降 5 流域内地势由北向南倾斜 地形复杂 河道由 高山经高原进入河谷 河谷断面由 V 型逐渐过渡到 U 型 电站由左右岸非溢流坝 段 厂房混凝土坝段构成 1 1 水文基本资料 柳村河流域内没有水文站和雨量站 本次设计分别采用白玉水文站和桃园子水文站 作为参证站 设计代表年年内分配比例见表 1 1 表 1 1 设计代表年径流年内分配比例表 月 月 份 频率 123456789101112 P 10 1 461 321 843 497 6718 0920 0314 7013 969 894 562 98 P 50 2 502 152 203 559 6520 4720 6513 8010 257 204 612 96 P 90 2 352 162 303 676 6213 0318 6716 7515 7710 295 133 25 计算求得柳村电站坝址处指定频率的设计代表年年径流量如下 丰水年 P 10 K10 1 26 Qp 62 82 m3 s 平水年 P 50 K50 0 99 Qp 49 36m3 s 枯水年 P 90 K90 0 75 Qp 37 40m3 s 表 1 2 设计代表年年内径流分配表 单位 m3 s 月份 频率 123456789101112 P 10 10 999 9713 9126 3257 82136 38150 98110 83105 2674 5334 3822 47 P 50 14 8012 7413 0121 0257 16121 26122 3181 7560 7442 6627 3217 55 P 90 10 569 6810 3016 4829 7158 4883 7875 1970 7846 1823 0514 60 毕业论文毕业论文 第 3 页 共 57 页 表 1 3 柳村电站平水年逐日平均流量 P 50 单位 m3 s 月 日 一二三四五六七八九十十一十二 116 3913 6712 4314 1127 313 5987 5672 4338 4247 1033 1620 28 216 3914 3212 2214 1122 8713 973 0064 4537 5046 2332 6520 03 316 3913 6712 8513 3824 6714 6757 4362 4236 4047 9531 3619 54 415 1913 0212 8513 3828 1415 0055 5158 0635 6645 1330 5919 78 515 4314 1012 2214 3524 2615 1355 5152 2635 3045 8431 3619 78 616 1513 2412 4316 5422 7317 9152 0148 0237 6945 6029 5721 02 716 1513 2412 4319 2122 8726 7147 3845 0037 5046 1431 3619 78 815 9111 9312 4318 9725 0925 0150 6641 837 8748 4429 8218 55 914 9512 8011 7917 0226 4729 4949 6440 9339 1648 5629 8219 54 1014 9512 8012 0015 8131 3236 2947 1638 7635 6646 6927 2520 03 1114 9511 5012 4315 5639 6437 5263 7536 7239 3445 0430 0820 03 1215 9112 1512 2215 0838 1131 3564 7635 4241 55543 1727 5118 30 1315 6712 3712 4315 8138 8131 8155 5138 8244 3042 2329 0518 79 1415 4312 1512 2215 8139 5037 8952 5733 2445 9241 0627 2519 29 1514 7112 1511 7914 8337 4238 4548 1735 2748 0939 6526 9919 04 1613 5011 9312 2215 5635 0651 4249 6435 5647 9538 4726 4819 04 1712 7812 8012 4315 3229 7857 1346 7132 5145 3438 0126 9918 55 1812 5413 2412 2216 5432 7178 9150 0931 9346 1437 0727 2517 06 1912 7812 5912 4317 0230 4978 1362 2831 9346 1437 0727 2517 06 2013 0212 1513 0618 2428 0067 4897 3734 4046 7435 4332 1521 39 2113 2612 5913 0619 2125 7859 3089 5840 2148 5134 4926 7416 32 2213 0212 8013 0619 4624 6779 6878 6436 8743 7735 6626 4814 84 2313 5012 5913 4821 8924 39104 8569 6138 9045 6337 3025 9714 59 2414 2212 5914 3222 3724 39122 9160 3638 6143 6537 3024 6816 07 2514 7112 8014 9519 2124 80166 2752 5736 5847 0335 8924 1716 07 2614 7112 3714 7418 7326 20107 3216 7141 2341 5125 6624 1713 35 2714 8512 5713 8119 2027 55118 5135 2642 2147 5230 1227 8214 56 2814 8512 5713 2223 2228 2490 2234 1243 7048 1230 5030 3715 22 2913 1413 2224 0227 56112 2140 1542 0743 1836 5829 0919 15 3012 2513 0123 02114 0244 4746 8547 1337 1828 3319 40 3114 2512 2813 0122 2528 2590 2545 4547 1440 5518 90 1 2 洪水 1 2 1 洪水特性 柳村河洪水主要由暴雨形成 具有洪水历时短 过程尖瘦 涨落快的特点 1 2 2 设计洪水 柳村电站以堤坝集中水头 但坝低 库容很小 仅能进行径流日调节 对水工建筑 物形成威胁的主要因素是洪峰流量 因此本次洪水计算只考虑了设计 校核洪峰流量 毕业论文毕业论文 第 4 页 共 57 页 以及相应频率的坝址的设计 校核洪水位计算 没有对设计 校核洪水过程作调洪计算 根据国家技术监督局和建设部 GB50071 2002 国家标准 本电站工程为 IV 等工程 枢纽工程为 4 级建筑物 确定拦河坝设计洪水标准为 100 年一遇 校核洪水标准为 300 年一遇 设计洪水计算采用经验公式 Q设 F设 F参 nQ参 1 1 式中 Q参 参证站平均年最大洪峰流量 Q参 216m3 s Q设 设计站平均年最大洪峰流量 m3 s F参 参证站流域面积 F参 2841km2 F设 设计站流域面积 F设 5615 2km2 n 0 66 直接移用白玉水文站的 P III 型曲线分布参数 Cv Cs计算成果 即 Cv 0 30 Cs 3 0Cv 可计算出电站坝址处各设计频率的年最大洪峰流量 成果如下 表 1 4 设计洪峰流量成果表 单位 m3 s 设计断面设计频率p 0 10 20 330 5125102050 Kp2 322 192 102 021 891 751 561 401 230 96 电站坝址 5615 2km2 786742712685641593529475417325 1 2 3 设计断面水位流量关系曲线 根据实测的工程区河段地形资料及断面资料 结合洪水调查 河道糙率及比降等参 数 拦河坝的水位流量关系用比降法推算 采用谢才公式计算 计算结果见表 1 5 图 1 1 1 3 地质 1 3 1 库区工程地质条件 水库区河谷较宽 滑坡 崩塌等不良地质现象所见甚少 谷坡右岸较陡 约 50 完 整性较好 左岸坡度较缓 约计 30 50 岩石完整性差 风化强于右岸 全风化深度在 5m 以上 水库蓄水后会有局部塌滑 但总体上边坡是稳定的 两岸植被较好 水土流失不严重 在雨季河水较浑浊 一般季节河水清澈 含砂量 小 淤积源有限 但为保证有效库容应有排沙设施 毕业论文毕业论文 第 5 页 共 57 页 库区由砂岩 板岩组成 板岩渗透性差 对抗渗有利 两岸山体雄厚 不存在向临 近沟谷渗漏问题 水库回水河道长度约 7 5km 在正常高水位下无住户 耕地少 不存在严重浸没 淹 没问题 表 1 5 上坝址水位 流量关系成果表 水位水深水面宽 过水断 面面积 湿周 水力 半径 谢才 系数 流量备注 ZhBAXRCQ mmmm2mmm3 s 3693 30 425 058 490 3420 877 29 3693 70 831 2519 7631 350 6323 1525 68 3694 11 237 4533 5037 600 8924 5254 83 3694 51 642 1249 5742 351 1725 6697 32 3694 92 045 41567 0745 731 4726 65153 04 3695 32 448 6985 8949 121 7527 44220 36 3695 72 851 98106 0352 512 0228 11299 45 3696 13 254 70127 4455 412 3028 72392 52 3696 53 656 12149 6257 212 6229 34502 06 3696 94 057 53172 3459 002 9229 89622 56 3697 34 458 94195 6360 793 2230 38753 83 3697 74 860 36219 5062 583 5130 82895 75 3698 15 261 77243 9264 373 7931 221048 03 3698 55 663 18268 9266 164 0631 581210 74 3698 96 064 59294 4867 964 3331 921383 61 图 1 1 上坝址处水位 流量关系曲线 毕业论文毕业论文 第 6 页 共 56 页 毕业论文毕业论文 第 7 页 共 57 页 1 3 2 天然建筑材料 主要对砂料 粗 细骨料 块石料 粘土料进行了调查 砂料 粗细骨料 距坝轴线上游 200m 左右有一长 250m 宽 50m 河漫滩可作为砂料 粗细骨料场 砂以中砂为主 含泥量较低 砾石 0 5 4cm 占绝大部分 其组成为砂岩 灰岩 片麻岩 储量估计有 40 50 万方 块石 左岸坝轴线下游 300m 现公路高程 灰岩裸露 岩石致密 强度高 储量丰 富 且运距短 板岩风化土 左岸沿公路高程有丰富的板岩风化土 残坡积物等可做土料产地 毕业论文毕业论文 第 8 页 共 57 页 2 施工导流设计 施工导流是水利水电枢纽总体设计的重要组成部分 是选定枢纽布置 施工程序和 施工总进度的重要因素 要周密地分析研究水文 地形 地质 水文地质 枢纽布置及 施工条件等资料 要选定导流标准 划分导流时段 确定导流设计流量 选择导流方案 及导流建筑物的型式 确定导流建筑物的布置 正确合理的施工导流 可以加快施工进 度 降低工程造价 2 1 导流建筑物级别的确定 导流标准是选择导流设计流量进行施工导流设计的标准 导流设计流量是选择导流 方案 设计导流建筑物的主要依据 我国所采用的导流标准是按现行规范 水利水电工 程施工组织设计规范 SD7338 89 需根据导流建筑物的保护对象失事后果 使用年限和 工程规模等指标 将导流建筑物划分为 3 5 级 具体划分见下表 表 2 1 导流建筑物级别划分表 围堰工程规模项目 级别 保护对象失事后果 使用年限 年 堰高 m 库容 亿 m3 3 有特殊要求 的 1 级永久 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 0 4 1 2 级永久 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 5 315 500 1 1 0 5 3 4 级永久 建筑物 淹没基坑 但对总工期及 第一台 批 机组发电影 响不大 经济损失较小 1 5 15 0 1 由基本资料可知 柳村水电站位于西藏昌都地区左贡县境内怒江一级支流玉曲河上 为无调节坝后式小型水电站 电站由拦河坝 泄洪建筑物 引水建筑物及电站厂房组成 取水枢纽为浆砌石重力坝 其中两侧为非溢流坝 最大坝高 22 47m 坝顶轴线长 70m 宽 3 0m 高程 3715 00m 毕业论文毕业论文 第 9 页 共 57 页 则本电站枢纽工程为 4 级建筑物 根据其保护对象 工程规模 失事后果 使用年 限 本枢纽导流建筑物为 V 级 使用年限小于 1 5 年 堰高小于 15 米 库容小于 0 1 亿 m3 本工程厂房处于设计洪水位以上 水下工程有拦河坝 本工程拟用草土围堰 V 级 土石围堰其洪水重现期为 5 至 10 年 2 2 设计流量 Q 设的确定 本工程厂房处于设计洪水位以上 水下工程有拦河坝 本工程拟用土石围堰 V 级 土石围堰其洪水重现期为 5 至 10 年 表 2 2 导流建筑物洪水标准划分表 导流建筑物级别 345 导流建筑物类型 洪水重现期 年 土 石50 2020 1010 5 混 凝 土20 1010 55 3 根据当地多年流量情况 及最近几年来洪水期情况 其设计流量取平水年设计代表年 径流量 Q 49 36m3 s 2 3 围堰堰顶高程以上的超高 d 土石围堰堰顶在设计洪水静水位以上应有一段超高 其高度应当避免顶溢流的一切 可能性 设计洪水位以上的堰顶超高按下式 2 1 确定 q hed 2 1 式中 d 土石围堰在静水位以上的超高 m e 堰前因风吹而使静水位超出库水位的壅水高度 m 取 0 05m q h 波浪在堰坡上的爬高 按式 2 2 计算 m 波浪以上的安全超高 按表 2 3 取值 级围堰对应的 取 0 5m m 其安全超高值 由标准 SDJ12 78 及 SDJ217 87 规定 级围堰对应的 取 0 5m 1 见下表 2 3 表 2 3 不过水围堰堰顶超高下限值 m 围堰级别 围堰形式 34 5 毕业论文毕业论文 第 10 页 共 57 页 土石围堰0 70 5 混凝土围堰0 40 3 经计算结合工程经验取超高 d 1 2 米 2 4 导流方案 施工导流的基本方法 可分为两类 一类是分段围堰法 水流通过被束窄的河床 坝体底孔 缺口或明槽等往下游宣泄 另一类是全段围堰法 水流通过河床外的临时或 永久隧洞 明渠或河床内的涵管等往下游宣泄 若遇导流流量较大 也可采用围堰过水 配合泄流的导流方式 分段围堰法亦称分期围堰法 就是用围堰将水工建筑物分段分期围护起来进行施工 的方法 分期导流适用于下列情况 导流流量大 河床宽 有条件布置纵向围堰 河床中永久建筑物便于布置导流泄水建筑物 河床覆盖层不厚 全段围堰法导流 就是在河床主体工程的上下游各建一道拦河围堰 使河水经河床 以外的临时泄水建筑物下泄 主体工程建成或接近建成时 再将临时泄水道封堵 本工程导流设计流量为 49 36m3 s 流量不大 河床较窄 不利布置纵向围堰 河床 深覆盖层为 40 50m 以上条件都说明不宜采用分段围堰 但分段围堰不用在河道旁边修 筑明渠或隧洞 可节省大量工程量 2 4 1 导流方案介绍 2 4 1 1 采用全段围堰法方案介绍 全段围堰法采用三种方案 根据当地地质 地形等情况初步拟订为全段围堰遂洞导 流 具体方案介绍如下 1 全段围堰法 粘土斜墙带水平铺盖围堰 遂洞导流 2 全段围堰法 塑料斜墙带水平铺盖围堰 遂洞导流 3 全段围堰法 混凝土心墙围堰 遂洞导流 2 4 1 2 采用分段围堰法方案介绍 本枢纽导流建筑物为 V 级 使用年限小于 1 5 年 堰高小于 10 米 库容小于 0 1 亿 m3 本工程围堰洪设计流量采用 P 50 平水年平均流量 49 36 m3 s 本电站采用分段围 堰法导流 用二段二期导流 一期围堰位置的确定须考虑下列因素 一期先围主河槽部分 一期工程一般选 择在施工场地开阔 交通方便的一岸 一期修建的永久建筑物要布置二期导流泄水建 筑物 并有利于枢纽提前受益 各期永久建筑物工程量大体平衡 一期河床束窄系 毕业论文毕业论文 第 11 页 共 57 页 数 K 一般为 40 60 考虑以上因素确定一期先围河床左岸 建造电站厂房坝段和一段溢流坝段 河水由右 岸束窄的河道通过 二期围河床右岸 建造非溢流坝段和剩下的溢流坝段 河水由一期 预留的坝体缺口导流 纵向围堰的布置考虑浆砌石坝段的施工逢进行布置 本工程河床左岸布置有电站厂房和冲砂闸 若在二期封堵一期导流预留缺口时 封 堵到 3702m 时 就可利用直径为 2m 的一个冲砂孔泄水 若流量过大 可利用高程位于 3704m 两个直径为 1 6m 的发电洞泄水 加快封堵时间 根据以上考虑因素 一期工程拟 修建左岸挡水坝段与一段溢流坝段 根据地形图 河道较狭窄 有可能布置不下纵向围堰 所以在一期围堰施工之前 对右岸河床进行开挖 以增大河床过流能力 对右岸河床沿开 挖线按 1 2 坡比进行开挖围堰的示意图见 图 2 1 图 2 1 一期围堰示意图 2 4 2 全段围堰法导流 2 4 2 1 全段围堰法 粘土斜墙带水平铺盖围堰 遂洞导流 1 围堰尺寸确定 考虑到施工交通问题结合工程的规模初步确定围堰的顶宽为五米 上游边坡为 1 2 5 下游边坡为 1 1 5 围堰斜墙为粘土 上部厚度为 1 米 下部厚度为 1 倍的水头 为防止斜墙表面冲刷 干裂 冰冻以及迎水面裂缝 在斜墙上覆盖有护坡 护坡有堆石 护坡 砌石护坡等形式 将护坡厚度选为 0 5 米下设 0 3 米的垫层 当斜墙基础为透水层时 为了减少渗透流量和满足基础防渗稳定要求 围堰前应设 铺盖 通常对铺盖土料的要求同斜墙一样 水平铺盖长度通常为 3 4 水头 铺盖厚度 一 般在一米左右 在与斜墙接头出 应该加厚 一般为 3 4 米 对斜墙长度这里取 4 倍水头 接头处取三米 斜墙不堰体之间设置 1 米反滤层 2 隧洞设计 洞轴线长 l 331 266m 隧洞进口与主河流交角为 34 隧洞出口与主河流交角为 毕业论文毕业论文 第 12 页 共 57 页 30 隧洞转弯半径 100m 隧洞转角 35 进口直线段长 158 72 米 出口直线 段长 111 46 米 曲线段长 61 086 米 合计知道洞轴线长 l 331 266 米 隧洞糙率初步选 用 n 0 018 隧洞断面选择用圆形截面 3 材料用量及造价计算 针对此种围堰的形式 利用上面的基本原理和材料单价 用 Mathematic4 1 软件编计算 程序 程序分两部分 上游围堰和隧洞的总造价由第一个程序完成 下游围堰造价的程序 单独编写 由运行结果知 其下游围堰造价为 11 44 万元 而上游围堰和隧洞的造价之和 最小值 也就是最优组合为洞径为 d 4 0 m 用洞径和上下游水位差之间的关系 和围堰 的安全超高 可以求出上游围堰的高为 6 7 m 所以最优组合为 d 4 0 m hs 6 7 m 工程 量如下表 表 2 4 粘土斜墙工程量及造价表 洞径堆石体方量黏土方量衬砌混凝土隧洞挖方总造价 4 0 m 9196 8 m34273 08 m33829 79m36504 39m3279 07 万元 2 4 2 2 全段围堰法 塑料斜墙带水平铺盖围堰 遂洞导流 1 围堰尺寸确定 初步确定围堰的顶宽为五米 围堰边坡为 1 级坡 坝壳料为风化岩石 上游边坡为 1 2 5 1 2 75 下游边坡为 1 1 5 1 1 8 这里选上游边坡为 1 2 5 下游边坡为 1 1 5 塑料斜墙宽度约为 1 6mm 宽度为 1 4 米 护坡厚度选为 0 5 米下设 0 3 米的垫 层 斜墙长度这里取 4 倍水头 接头处取三米 斜墙不堰体之间设置反滤层 其厚一般 为 1 0 3 0 米 厚度这里取为 1 0 米 2 隧洞设计 遂洞设计仍然采用上面参数 各个参数如下 洞轴线长 l 331 266m 隧洞进口与主 河流交角为 34 隧洞出口与主河流交角为 30 隧洞转弯半径 100m 隧洞 转角 35 进口直线段长 158 72 米 出口直线段长 111 46 米 曲线段长 61 086 米 合计知道洞轴线长 l 331 266 米 隧洞糙率初步选用 n 0 018 圆形截面 3 材料用量及造价计算 针对此种围堰的形式 利用上面的基本原理和材料单价 用 Mathematic4 1 软件编的计 算程序 程序仍然分两部分 上游围堰和隧洞的总造价由第一个程序完成 下游围堰造价 的程序单独编写 毕业论文毕业论文 第 13 页 共 57 页 由运行结果知 其下游围堰造价为 11 44 万元 而上游围堰和隧洞的造价之和最小值 也就是最优组合为洞径为 d 4 2 m 用洞径和上下游水位差之间的关系 和围堰的安全超 高 可以求出上游围堰的高为 6 4 m 所以最优组合为 d 4 2 m hs 6 4m 表 2 5 塑料斜墙工程量及造价表 洞径堆石体方量塑料面积衬砌混凝土隧洞挖方黏土用量总造价 4 2m11675 92m31913 37m23829 79m36504 39m3 239 万 元 2 4 2 3 全段围堰法 混凝土心墙围堰 遂洞导流 1 围堰尺寸确定 初步确定围堰的顶宽为五米 围堰坡度 围堰边坡为 1 级坡 坝壳料为风化岩石 上游边坡为 1 2 0 下游边坡为 1 1 8 混凝土心墙围堰 顶部厚度取 0 5 米 断面为梯 形 两边坡度相同 坡度为 15 1 30 1 取 30 1 底部厚度按允许水力梯度取 1 6 堰 高 2 隧洞设计 这里遂洞设计仍然采用上面参数 各个参数如下 洞轴线长 l 331 266m 隧洞进口 与主河流交角为 34 隧洞出口与主河流交角为 30 隧洞转弯半径 100m 隧 洞转角 35 进口直线段长 158 72 米 出口直线段长 111 46 米 曲线段长 61 086 米 合计知道洞轴线长 l 331 266 米 隧洞糙率初步选用 n 0 018 圆形截面 3 材料用量及造价计算 针对此种围堰的形式 利用上面的基本原理和材料单价 用 Mathematic4 1 软件编的计 算程序 程序仍然分两部分 上游围堰和隧洞的总造价由第一个程序完成 下游围堰造价 的程序单独编写 由运行结果知 其下游围堰造价为 11 44 万元 而上游围堰和隧洞的造价之和最小值 也就是最优组合为洞径为 d 4 2 m 用洞径和上下游水位差之间的关系 和围堰的安全超 高 可以求出上游围堰的高为 6 4 m 所以最优组合为 d 4 2 m hs 6 4m 由运行结果知 其下游围堰造价为 11 4642 万元 而上游围堰和隧洞的造价之和最小 值 也就是最优组合为洞径为 d 4 0 m 用洞径和上下游水位差之间的关系 和围堰的安 全超高 可以求出上游围堰的高为 6 9 m 所以最优组合为 d 3 8 m hs 6 9 m 表 2 6 混凝土心墙工程量及造价表 洞径堆石体方量心墙混凝土衬砌混凝土隧洞挖方总造价 毕业论文毕业论文 第 14 页 共 57 页 4 0m11675 92m31913 373m23663 27m35994 45m3 249 1 万元 综合上述 3 种方案进行比较 采用塑料斜墙带水平铺盖围堰 遂洞导流的全段围堰 方式 其总造价为 239 万元 2 4 3 分段围堰法导流 2 4 3 1 分段围堰法导流计算 1 一期导流建筑物的水力计算 因纵向长度大于 100 米 查规范可以采用明渠均匀流进行计算 由工程已知资料 表 2 14 上坝址 流量关系成果表中数据计算出 河道粗糙系数 n 0 04 底坡 i 0 004 渠均匀流计算公式 13 22 1 Q Ai R n 2 2 式中 Q 设计流量 m3 s n 河道粗糙系数 取 0 04 A 过水断面面积 m2 R 水力半径 m R A X X 湿周 通过试算 假设一围堰高度 H 计算出水深 h 通过 h 计算得过水断面面积 A 和水 力半径 R 代入明渠均匀流公式得 Q 值 当 Q 值与设计流量 49 36 m3 s 接近时的 H 值即 为实际围堰的高度 2 二期导流建筑物的水力计算 二期利用一期预留缺口进行梳齿导流 拟设两个缺口 n 2 二期导流最重要的是计 算出梳齿上的水头 H0 由 H0 d 超高 计算出二期上游围堰的高度 利用实用堰流计算 公式计算 式 2 13 2 3 0s H2gmBQ m 2 3 式中 m 4 堰流侧收缩系数 按下式 2 14 计算 s 淹没系数 二期导流为非淹没出流 s 取 1 0 m 流量系数 B 断面宽度 m 毕业论文毕业论文 第 15 页 共 57 页 H0 堰顶水头 m m n n sc 1 2 4 式中 c 中孔侧收缩系数 4 Bb Bbt s 边孔侧收缩系数 4 Bb Bbb n 梳齿孔数 n 取两孔 以上两个公式必须进行试算 才能计算出堰顶水头 H0 2 4 3 2 分段围堰法方案 方案 1 采用土石围堰 查设计规范手册 土石围堰坡率取 1 2 按上述方法进行计算得 一期上游围堰高 度为 5 2m 下游围堰高度为 2 32m 但是二期纵向围堰在布置时上游段横断面太大 将会把 坝体缺口堵住 是缺口不能过水 所以此方案不可行 方案 2 采用钢板桩围堰 结合河床地质情况及施工要求采用钢板桩围堰既可以满足布置要求又能剩去防渗设 计 但是因电站地处西藏昌都地区左贡县境内怒江一级支流玉曲河上 距离城市较远 钢板桩的取材很难 考虑即便花很大代价运得钢板桩 其重复利用的可能也很低 固其 会导致工程造价相当高 考虑经济原因 所以此方案也不可行 方案 3 采用草土围堰 按草土围堰进行设计计算 计算过程见计算书 得 一期上游横向围堰高度为 4 1 2 5 2 m 如图 2 2 所示 毕业论文毕业论文 第 16 页 共 57 页 图 2 2 一期上游横向围堰剖面图 单位 m 1 草土袋堰体 2 土工布防渗 一期下游横向围堰高度为 1 12 1 2 2 32m 如图 2 3 所示 图图 2 3 一期下游横向围堰剖面图 单位 m 1 草土袋堰体 2 土工布防渗 一期纵向围堰高 4 1 2 5 2m 如图 2 4 所示 图 2 4 一期纵向围堰剖面图 单位 m 1 草土袋堰体 2 土工布防渗 按设计流量 即 Q 49 36 m3 s 计算 二期采用梳齿导流 设两孔 孔口宽 b 5m 坝基到缺口的距离 P1 5m 梳齿间距 t 3m 梳齿到边界的距离 b 2m 如图 2 8 所示 毕业论文毕业论文 第 17 页 共 57 页 图 2 8 二期缺口布置图 单位 m 1 溢流坝段 2 冲砂闸混凝土导墙 3 坝体缺口 经试算 缺口上水头高度 H0 2 3m 则二期上游围堰高为 按下式 2 15 计算 H P1 H0 d 2 5 式中 d 围堰超高 前面已计算 d 1 2m m P1 坝基到缺口的距离 m H0 缺口上水头高度 m 则上游围堰高为 H 2 3 2 1 2 5 5m 下游围堰高为 H Hd d 2 32m 二期上游横向围堰高度为 4 3 1 2 5 5 m 如图 2 5 所示 毕业论文毕业论文 第 18 页 共 57 页 图 2 5 一期上游横向围堰剖面图 单位 m 1 草土袋堰体 2 土工布防渗 二期下游横向围堰高度为 1 12 1 2 2 32m 如图 2 6 所示 图 2 6 一期上游横向围堰剖面图 单位 m 1 草土袋堰体 2 土工布防渗 二期纵向围堰高 4 3 1 2 5 5m 如图 2 7 所示 图 2 7 二期纵向围堰剖面图 单位 m 1 草土袋堰体 2 土工布防渗 2 5 总费用 采用过水围堰 必然在汛期时无法施工 并且基坑的在汛期淹没 按 2 个月不施工 计算其带来的损失及各分段围堰的费用见表 2 7 及表 2 8 毕业论文毕业论文 第 19 页 共 57 页 表 2 7 过水围堰汛期损失费用表 采用过水围堰汛期损失费 序号项目损失费用总计 万元 1基坑清理50 万元 2人 机器损失费30 万元 3抢险损失费30 万元 110 表 2 8 分段围堰法围堰费用表 分段围堰法围堰费用一览表 序 号 项目 工程量合计工程量单价 费 用 万元 1上游围堰1492 4m365 元 m3 2下游围堰731 76m365 元 m3 3 一期围堰 纵向围堰4035 79m3 6259 95m3 65 元 m3 4上游围堰2150 5m365 元 m3 5下游围堰308 5m365 元 m3 6 二期围堰 纵向围堰2698 54m3 5148 54m3 11408 49 m3 65 元 m3 74 155 7上游292 25m225 元 m2 8下游253 804m225 元 m2 9 一期土工布 纵向1364 04m2 1910 09m2 25 元 m2 10上游403 88m225 元 m2 11下游107m225 元 m2 12 一期土工布 纵向1338 65m2 1849 53m2 3759 62m2 25 元 m2 9 4 综上所述 分段围堰法导流总费用 人民币 83 555 万元 110 万元 193 555 万元 2 6 方案比较 从经济上来比较 使用分段围堰法导流的费用是 193 555 万元 使用全段围堰法导流 的费用是 239 万元 全段围堰法的导流费用高于分段围堰法 高出约 45 万元 并且采用 合理的施工进度可以降低分段围堰法在汛期的损失费用 从施工难易程度上来说 分段围堰法施工比较简单 而全段还要考虑隧洞的开挖 隧洞是造价比较昂贵和施工比较复杂的建筑物 本工程两岸地形陡峻 隧洞开挖困难 并且隧洞的泄流能力有限 汛期洪水宣泄常需另找出路 另外 全段围堰法采用塑性黏 毕业论文毕业论文 第 20 页 共 57 页 土心墙的土石不过水围堰 围堰工程规模比较大 而使用分段围堰法 围堰较低且围堰 结构简单 施工简易 并且不需要大型机械的施工 综上所述 本工程采用分段围堰法导流 2 7 施工导流建筑物设计 本枢纽导流建筑物为 V 级 使用年限小于 1 5 年 堰高小于 15 米 库容小于 0 1 亿 m3 本工程围堰洪设计流量采用 P 50 平水年平均流量 49 36 m3 s 本电站采用分段围堰 法导流 用二段二期导流 一期先围河床左岸 建造电站厂房坝段和一段溢流坝段 河 水由右岸束窄的河道通过 二期围河床右岸 建造非溢流坝段和剩下的溢流坝段 河水 由一期预留的坝体缺口导流 2 7 1 一期导流建筑物布置 本工程采用草土袋围堰 一期围堰位置的确定须考虑下列因素 一期先围主河槽 部分 一期工程一般选择在施工场地开阔 交通方便的一岸 一期修建的永久建筑 物要布置二期导流泄水建筑物 并有利于枢纽提前受益 各期永久建筑物工程量大体 平衡 一期河床束窄系数 K 一般为 40 60 100 O C W W K 2 6 式中 C W 一期围堰和基坑占据断面面积 m2 O W 原河床过水断面面积 m2 本工程河床左岸布置有电站厂房和冲砂闸 若在二期封堵一期导流预留缺口时 封 堵到 3702m 时 就可利用直径为 2m 的一个冲砂孔泄水 若流量过大 可利用高程位于 3704m 两个直径为 1 6m 的发电洞泄水 加快封堵时间 根据以上考虑因素 一期工程拟 修建左岸挡水坝段与一段溢流坝段 根据地形图 河道较狭窄 有可能布置不下纵向围堰 所以在一期围堰施工之前 对右岸河床进行开挖 以增大河床过流能力 对右岸河床沿开 挖线按 1 2 坡比进行开挖围堰的示意图如下 见图 2 9 毕业论文毕业论文 第 21 页 共 57 页 图 2 9 一期围堰示意图 围堰的平面布置主要包括围堰外形轮廓布置和确定堰内基坑范围两个问题 外形轮 廓不仅与导流泄水建筑物的布置有关 而且取决于围堰种类 地质条件以及对防冲措施 的考虑 通常基坑坡趾距离主体工程的距离 不应小于 20 30m 以便布置排水设施 交通运输道路 堆放材料和模板等 2 鉴于本工程量小 基坑于主体工程的距离选用 15m 当纵向围堰不作为永久建筑物的一部分时 基坑坡脚距离主体工程轮廓的距离 一 般不小于 2 0m 以便布置排水和堆放模板 如无