第七章--建设与施-工PPT课件

1 第七章建设与施工 第一节施工组织设计 第二节施工导流 第三节施工导流的基本方法 第四节围堰工程 第五节施工导流量的确定 2 第一节施工组织设计一 概述1 定义工程建设一般要经过规划 设计 建造等阶段以及试运转和验收等过程 才能正式投入生产 在经历的每一个阶段 需明确投入多方面的力量 动用大量人力 物力和资金 完成一系列的工作 施工组织设计是研究施工条件 选择施工方案 对工程施工全过程实施组织和管理的指导性文件 是编制工程投资估算 设计概算和招标投标文件的主要依据 3 2 阶段可行性研究 根据工程施工条件 从施工角度提出可行性论证 初步设计 编制施工组织设计 全面论证工程施工技术上的可能性和经济上的合理性 招标投标活动 参加招投标的单位 从各自的角度 分析施工条件 研究施工方案 提出质量 工期 施工布置等方面的要求 对工程的投资或造价进行合理的估计 工程施工过程 针对各单项工程或专项工程的具体条件 编制单项工程或专项工程施工措施设计 从技术组织措施上具体落实施工组织设计的要求 4 3 作用当可行性研究设计及总概算已获批准 工程项目已列入国家年度基本建设计划 标志着工程建设的总体方案已经确定 当建设单位通过招标程序与施工单位签订了工程承发包合同 施工单位的可组建机构进入施工现场 进行施工准备 在准备就绪的基础上 施工单位提出开工报告 经建设单位同意 就正式转入主体工程施工 所有施工准备和主体工程施工的各项活动 都应在施工组织设计的指导下 按设计图纸和施工计划保质保量地进行 5 4 要求在进行水利水电工程可行性研究设计时 要配合选坝工作 从施工导流 场内外交通 建筑材料 施工场区布置 主体工程施工方案 施工总进度安排等方面的工作 对不同坝址不同坝型的枢纽方案进行技术经济论证 提出工程总量 施工期限 施工强度 工程费用 劳动力 主要建筑材料 主要施工机械设备 施工动力需用量等估算指标 坝址选定以后 要研究枢纽主要建筑物的施工方案 通过技术经济比较 提出合理方案的推荐意见 形成施工组织设计 6 二 施工组织设计的内容 1 施工条件分析 2 施工导流 3 主体工程施工 4 施工交通运输 5 施工工厂设施和大型临建工程 6 施工总布置 8 主要技术供应计划 7 施工总进度 7 1 施工条件分析 工程所在地点 对外交通运输 枢纽建筑物及其特征地形 地质 水文 气象条件主要建筑材料来源和供应条件当地水源 电源情况 施工期间通航 供水 环保等要求对工期 分期投产的要求施工用地 居民安置以及与工程施工有关的协作条件等 施工条件包括工程条件 自然条件 物质资源供应条件以及社会经济条件等 主要有 8 2 施工导流施工导流设计应在综合分析导流条件的基础上 确定导流标准 划分导流时段 明确施工分期 选择导流方案 导流方式和导流建筑物 进行导流建筑物的设计 提出导流建筑物的施工安排 拟定截流 渡汛 拦洪 排冰 通航 下闸封堵 供水 蓄水 发电等措施 9 3 主体工程施工 主体工程包括挡水 泄水 引水 发电 通航等主要建筑物 应根据各自的施工条件 对施工程序 施工方法 施工强度 施工布置 施工进度和施工机械等问题 进行分析比较和选择 必要时 对其中的关键技术问题 如特殊的基础处理 大体积混凝土温度控制 坝体临时度汛 拦洪及特殊爆破 喷锚等问题 作出专门的设计和论证 对于有机电设备和金属结构安装任务的工程项目 应对主要机电设备和金属结构 如水轮发电机组 升压输变电设备 闸门 启闭设备等的加工 制作 运输 拼装 吊装以及土建工程与安装工程的施工顺序等问题 作出相应的设计和论证 10 4 施工交通运输对外交通运输是在弄清现有对外水陆交通和发展规划的情况下 根据工程对外运输总量 运输强度和重大部件的运输要求 确定对外交通运输方式 选择线路的标准和线路 规划沿线重大设施和与国家干线的连接 并提出场外交通工程的施工进度安排 场内交通运输应根据施工场区的地形条件和分区规划要求 结合主体工程的施工运输 选定场内交通主干线路的布置和标准 提出相应的工程量 施工期间 若有船 木过坝问题 应作出专门的分析论证 提出解决方案 以混凝土运输为例 11 混凝土运输过程包括水平和垂直运输 从混凝土出机口到浇筑仓前 主要完成水平运输 从浇筑仓前至仓里主要完成垂直运输 一 混凝土的水平运输设备通常混凝土的水平运输有有轨和无轨运输两种 1 自卸汽车自卸汽车灵活 应用广泛 但能源消耗大 运输成本高 12 自卸汽车 13 2 铁路运输在工程量比较集中 地形比较平坦时 常采用铁路运输 其优点是运输能力大 工效高和消耗能源少 但铁路布置受地形限制 技术要求高 工程量大 3 胶带机运输在供料点比较集中 运输距离短的情况 可考虑用胶带机运输混凝土 它对地形的适应性较好 且设备简单 操作方便 效率高 成本低 但容易出现分离 砂浆损失 14 二 混凝土的垂直运输设备通常混凝土的垂直运输有以下三种 1 施工栈桥与门塔机施工栈桥一般由桥墩 梁跨结构和桥面系统三部分组成 桥上行驶门塔机或运输车辆 2 缆机3 专用皮带机 15 施工栈桥与门塔机 16 17 施工工厂设施 如混凝土骨料开采加工系统 土石料场和土石料加工系统 混凝土拌和及制冷系统 机械修配系统 汽车修配厂 钢筋加工厂 预制构件厂 风 水 电 通讯 照明系统等 大型临建工程 如施工栈桥 过河桥梁 缆机平台等 要作出专门设计 确定其工程量和施工进度安排 5 施工工厂设施和大型临建工程 18 骨料开采加工系统 19 施工总布置的主要任务是根据施工场区的地形地貌 枢纽主要建筑物的施工方案 各项临建设施的布置要求 对施工场地进行分期 分区和分标规划 确定分期分区布置方案和各承包单位的场地范围 提出用地计划 研究施工期间的环境保护和植被恢复的可能性 6 施工总布置 20 7 施工总进度 施工总进度的安排包括准备工程 主体工程和结束工作在内的施工总进度 确定项目的起迄日期和相互之间的衔接关系 对导流截流 拦洪度汛 封孔蓄水 供水发电等控制环节 工程应达到的形象面貌 对土石方 混凝土等主要工种工程的施工强度 对劳动力 主要建筑材料 主要机械设备的需用量 要进行综合平衡 要分析施工工期和工程费用的关系 提出合理工期的推荐意见 21 根据施工总进度的安排和定额资料的分析 对主要建筑材料和主要施工机械设备 列出总需要量和分年需要量计划 此外 在施工组织设计中 必要时还需提出进行试验研究和补充勘测的建议 为进一步深入设计和研究提供依据 8 主要技术供应计划 22 第二节施工导流 水利工程施工 顾名思义就是要和水流打交道 或者换句话说 在水利工程施工的整个过程中 如何使水流对整个工程施工的影响最小 从而保证整个工程的施工进度 质量和投资均在允许的范围内 23 大家知道 水利工程中有许多工作都需要在干地施工 如 地基处理 大坝施工等 而每条河流的流量变化总是有一定规律的 总有枯水期和洪水期 因此 从整个工程施工的角度来说 施工导流就是解决一个问题 每年枯水期的水如何下泄 每年洪水期的水如何下泄 24 为了解决水流和施工的矛盾 保证主体建筑物的干地施工条件 我们常采取以下方法 1 导如何将水流导向下游 2 截如何将原河床的水流拦断 使其按照我们的意图下泄 25 3 拦如何在洪水来临时 拦住洪水 保证整个水利枢纽的安全渡汛 4 蓄如何在工程建设的中后期及时蓄水 保证工程的效益按时发挥 5 泄如何保证水流顺畅流向下游 26 第三节施工导流的基本方法 27 一 全断围堰法的分类及适用条件 视泄水建筑物的不同 全断围堰法又可进一步区分为 隧洞导流 明渠导流 涵管导流等 而每种导流方式的选择 需考虑地形 地质 水文等多种影响因素之后再确定 28 隧洞导流 一般山区河流 河谷狭窄 两岸地形陡峻 山岩坚实 可采用隧洞导流 1 隧洞泄流能力有限 汛期洪水宣泄需另找出路 如允许基坑淹没或与其他建筑物联合泄流 2 隧洞造价昂贵 最好与永久隧洞相结合 统一布置 进行设计 3 土石坝 混凝土坝枢纽均适用 隧洞导流动画示意 29 明渠导流 适用于岸坡平缓或有宽阔滩地的平原河道 在山区河道上如河槽形状明显不对称 明渠导流动画示意 涵管导流 多用于中小型土石坝工程 导流流量不超过1000m3 s 30 隧洞导流A 平面布置主要是指隧洞路线的选择 应特别注意地质条件和水力条件 一般可参照以下原则布置 1 应将隧洞布置在完整 新鲜的岩层中 应避免隧洞轴线与岩层 断层 破碎带平行 洞轴线与岩石层面的交角最好在45度以上 层面倾角也以不小于45度为宜 31 2 利用坝址附近的有利地形 尽量使隧洞线路顺直 当河道弯曲时 隧洞宜布置在凸岸 3 隧洞如果必须转弯 则转弯半径应大于5倍洞宽 转折角应不大于60度 在弯道的上下游应设置直线段过渡 直线段长度一般也应大于5倍洞宽 4 进出口与河床的交角以30度为宜 5 隧洞进 出口距上 下游围堰坡脚应有足够的距离 一般要求在50m以上 32 B 进出口高程与断面型式1 隧洞应有足够的埋深 进洞处顶部岩层厚度通常在1 3倍洞径之间 2 进出口底部高程应考虑洞内流态 截流等要求 一般出口底部高程与河床齐平或略高 对于有压隧洞 底坡在1 3 者居多 无压隧洞的底坡主要取决于水力计算 3 隧洞出口消能也应给予足够重视 特别是有压隧洞或永久隧洞 扩散消能 挑流鼻坎 消力池等布置方式均有应用 33 B 隧洞断面型式主要取决于地质条件及设计流态 洞身断面常用门洞形 也称方圆形 有时也用圆形或马蹄形 34 圆形 门洞形 马蹄形 35 圆形隧洞 城门洞式隧洞 36 工程名称 断面形状 断面尺寸 宽 高 m m 设计流量 m 3 s 长 度 备注 龙滩 门洞形 16 m 21 m 2条洞 三板溪 门洞形 16m 18m 1条洞 锦屏 门洞形 15m 19m Q 导 9370 2条洞 溪洛渡 门洞形 18m 20m Q 导 32000 6条洞 隔河岩 门洞形 13m 16m 1条洞 乌江渡 门洞形 10m 10m 1320 1条洞 龙羊峡 门洞形 15m 18m 3340 1条洞 小浪底 圆 形 D 14 5 3250 3条洞 官 厅 马蹄形 8m 8m 350 502 1 1149 1183 661 501 1223m 598 849 1003 69 1220 37 C 断面面积及尺寸隧洞断面尺寸 取决于通过流量的大小 在流量一定的情况下 隧洞经济断面的选择 须拟定几个隧洞尺寸 计算相应的围堰高度 并计算不同断面尺寸的隧洞与围堰的工程量造价 两者相加 总造价最小的断面尺寸即为经济断面 38 经济合理的隧洞断面尺寸应体现在以下的方面 1 尽量发挥隧洞效益的同时 务必使围堰能在一个枯水期内建成 并保证围堰的安全和技术上的可靠性 2 洞内流速不超过允许抗冲流速 3 满足通航 放木等综合利用要求 4 方便施工 5 满足中后期施工渡汛要求 39 隧洞造价曲线 40 二 分段围堰法的分类及适用条件 在流量很大的平原河道或河谷较宽的山区河流上修建混凝土坝枢纽时 且工期很长时 宜采用分期导流 这种导流方式较易满足通航 过水 排冰等要求 如我国葛洲坝 富春江水电站等均采用了这一导流方式 根据不同时期泄水道的特点 分段围堰法导流方式中又包括束窄河床导流和通过已完建或未完建的永久建筑物导流 41 1 束窄河床导流一期导流的泄水道是被围堰束窄后的河床 如果河床的覆盖层为深厚的细土粒层 则束窄河床不可避免地会产生一定的冲刷 2 通过已完建或未完建的永久建筑物导流2 1明槽导流2 2底孔导流2 3坝体缺口导流 42 2 1明槽导流 在第一期围堰围护下先修建导流明槽 河水由缩窄河床宣泄 导流明槽河床侧的边墙常作第二期的纵向围堰 第二期工程施工时 河水即由导流明槽下泄 2 2底孔导流 事先在混凝土坝内修好临时底孔或永久底孔 导流时让全部或部分导流量通过底孔宣泄到下游 保证工程继续施工 表孔 中孔 低孔导流 43 2 3坝体缺口导流 混凝土坝施工中 当汛期河水暴涨暴落 其他导流建筑物又不足以宣泄全部流量时 为了不影响施工进度 使大坝在涨水时仍能继续施工 可在未建成的坝体上预留缺口 在修建混凝土坝 特别是大体积混凝土坝时 由于这种方法比较简单 常被采用 44 45 分段围堰法导流纵向围堰布置 一 导流程序一般应在考虑以下几个方面后再权衡决定 1 先围有浅滩的一岸 利于初期通航和洪水宣泄 利于初期施工组织 由简至繁 2 一期工程应包括可用于导流的永久泄水建筑物 或有可布置底孔 缺口的混凝土坝段 46 3 一期基坑最好与工地的主要对外交通线及施工场地同岸 4 对于中 低水头枢纽 尽量先围有厂房 船闸的一岸 便于及早投产运用 二 纵向围堰位置选择实际上就是要确定适宜的河床束窄度 适宜的纵向围堰位置 与以下主要因素有关 47 1 地形地质条件河心洲 浅滩 小岛 基岩露头等 都是可供布置纵向围堰的有利条件 2 河床允许束窄度允许束窄度主要与河床地质条件和通航要求有关 3 水工布置尽可能的利用厂房 厂闸 闸门等建筑物之间的隔水导墙作为纵向围堰的一部分 48 4 导流过水要求进行一期导流布置时 不但要求考虑束窄河道的过水条件 而且还要考虑二期截流与导流的要求 主要应考虑的问题是 一期基坑中能否布置下宣泄二期导流流量的泄水建筑物 由一期转入二期施工的截流落差是否太大 5 施工布局的合理性各期基坑中的施工强度应尽量均衡 一期工程施工强度可比二期低些 但不宜相差悬殊 49 三 纵向围堰的平面布置 50 第四节围堰工程 围堰是导流工程中的临时挡水建筑物 用来围护基坑 保证水工建筑物能在干地上施工 导流任务完成之后 要根据情况予以拆除 51 1 分类按材料 土石围堰 钢板桩格型围堰 混凝土围堰按围堰与水流的相对位置 横向 纵向按是否允许过水 过水围堰和不过水围堰 52 土石围堰是采用最广泛的一种围堰形式 能充分利用当地材料 构造简单 施工方便 53 54 钢板桩格型围堰在国外一些大中型工程中应用较广泛 这一种围堰形式 修建和拆卸均可高度机械化 钢板桩的回收率高 可达70 以上 边坡垂直 断面小 占地少 安全可靠 55 混凝土围堰抗冲和防渗能力大 挡水水头高 底宽小 易于与永久混凝土建筑物相连接 必要时还可过水 采用较广泛 56 2 断面型式土石围堰是一种临时性的建筑物 其断面不可能象土石坝那样单一化或标准化 多采用复式 反滤层多采用粒径略加控制的几层风化砂即可 围堰的接头处理也可以适当简便些 57 3 围堰的防渗和防冲防渗土石围堰一般采用斜墙 斜墙接水平铺盖 防渗墙 灌浆帷幕 注意的是斜墙和铺盖的水下抛填质量 防冲常采用抛石护底 柴排护底 除此之外 对围堰的布置给予足够的重视 通常在围堰的上下游的转脚处设置导流墙 58 4 围堰的拆除围堰是临时性建筑物 导流任务完成后 应按设计要求进行拆除 以免影响永久建筑物的施工及运行 例如 在采用分段围堰法截流时 第一期横向围堰的拆除如果不合要求 势必增加上下游水位 从而增加截流工作的难度 增加截流料物的重量和数量 这种教训在国内外都有不少 59 60 第五节导流设计流量的确定 导流标准导流时段的划分 61 1 定义 导流标准即选择导流设计流量的标准 是选择导流方案 确定导流建筑物的主要依据 由于施工期可能遭遇洪水 是一个随机事件 主要是以永久建筑物的级别 选定某一洪水重现期作为导流标准 导流标准太高 就会直接影响工程造价 延长导流工程的工期 导流标准太低 可能危及导施工安全 若发生事故 损失太大 62 导流时段1 定义 导流时段就是按照导流程序划分的各施工阶段的延续时间 导流程序 在施工过程中 不同阶段可采用不同的施工导流方法和挡水建筑物 不同导流方法组合的顺序 2 实质 解决施工全过程中 逐年的枯水期的水怎么走 洪水期的水怎么过 也就是确定工程施工顺序和施工期不同时期宣泄不同导流流量的方式 63 3 举例来说 当施工期较长 洪水来临前又不能完建时 导流时段就要考虑以全年为标准 当安排的施工进度能够保证在洪水来临前使坝身起到拦洪的作用 则导流时段应为洪水来临前的施工时段 64 第六节导流方案的选择 1 定义 一个水利水电枢纽工程的施工 从开工到完建往往不是采用单一的导流方法 而是几种导流方法组合起来配合运用 以取得最佳的技术经济效果 这种不同导流时段不同导流方式的组合就称为导流方案 2 选择时应考虑的因素 1 水文条件 河流流量 水位 枯水期长短 汛期延续时间 2 地形条件 不同的地形条件宜采用相应的围堰法 如河床开阔的河流 又要求在施工期有通航等要求 宜采用分段围堰法 3 地质及水文地质 与导流建筑物的布置有直接影响 如岩石风化厚且破碎 就适宜明渠导流 65 4 水工建筑物的型式及布置 与导流方案相互影响 在决定水工建筑物布置时 应同时拟定导流方案 5 河道的综合利用 考虑施工期满足通航 供水 灌溉 渔业或水电站运行等方面的要求 使导流问题更复杂 6 施工进度 方法以及其场地的布置 根据导流方案安排控制性计划 66 第七节截流工程 1 定义 将河水拦断的工程 称为截流工程 2 过程 戗堤进占龙口加固合龙闭气以后 还需围堰加高培厚 排水清淤 地基处理 戗堤进占 在河流一侧或两侧向河床中填筑截流戗堤 这种向河流中筑堤的工作叫进占