水工专升本毕设施工组织设计指导书

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-1 - / 30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nn。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。弓冰式电站布置在右岸，弓冰洞长525m，直径7m，厂房安装

2、5万kW的机组两台。二、施工条件（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（川类土）。采取水上

3、砂砾平均运距5.5km;如就近采取水下砂砾，平均运距为3.5km;粘土料（川类土）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

4、）表1、月份 频率123456789101112全年1%1860167024403780 5530829050607550484023953065207082902%1680133021903300 4920746043506350384020202500178074605%1500114019202800 32506150338047403350154017701195615010%93094012502000 27004990266033902710116012308234990-2 - / 30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

5、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123456789

6、101112全年平水年（50%）19.880.071.886.3122.5277134.892.873.791.723.927.689.8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日降雨量123456789101112全年V558869656755373510333322241

7、23331103034456532421140 3010113221210014合计12151615201512181410971588、坝区各种日平均降雨量统计表（天）表5月份 日平均气温、12345678910111230C0000031041000V0C12100000000005V 5C530000000001 30石料开采填筑砂石开采填筑粘土开采填筑 隧洞开挖 浇混凝土VVVVVVVVVVVV停停（盖）V停停工停工停+1 天停（盖）V停停工停工停+2 天停+1 天停停-5 - / 30表7因气温停工标准日平均气温30Cv0Cv5Cv20C混凝土自然施工停停停停混凝土冬季施工VVV停粘

8、土VV停停砂砾VVV停表8XXX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。-6 - / 30第一部分施工导流计划一、导流标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

9、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。I、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)

10、堰高(m)库容(108m2 3 4 5)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3501.041 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1.5 315 500.1 1.053 级、4 级永久性水 工建筑物淹没基坑，但对总工期及第一台(批)机组发电影响 不大，经济损失较小1.515 1.01.00.1 100100505020混凝土坝、浆砌石坝 50502020104、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

11、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、设计200100100505020浆砌石坝校核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

12、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。-8 - / 30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，这一期工程量往往很大，要求较高的施工强度，以致超过施工

13、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、基础开挖和处理时间

14、，按粘土心墙填筑上升速度每天0.20.4m0.20.4m 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（v）H V L 3b mi m2H l 3b 2 m1m2H（1）6式中：V V为计算部分坝体工程量，m3；L L为计算部分坝体顶部长度，m；H H为计算部分坝 体高度，m;b b为计算部分坝体顶宽，m;I I为计算部分坝体底部长度，m;m1、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 Q （粘土、砂砾料）V Q T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.

15、52.0,并在施工单位生产力允许的范围内，修改分期方案和各期坝体尺寸，或各期的开挖完工日期，直到满意 为止。IVVIn-I-9 - / 30（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

16、行。表 14蓄水时间80%来水量(m3)ViQiT下游要求供水量ViqiT累计蓄水量(m3)z z (V(ViVVi) )9月V9V9V9V9V8月V8V88(ViVi) Vi 97月V7V77(ViVi) Vi 96月V6V66(ViVi) Vi 95月V5V55(ViVi) Vi 94月V4V44(ViVi) Vi 9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-10 - / 30封孔日期是以蓄

17、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。hi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Hihi+hi+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。表 15蓄水时段末1%来水量Vi逐月累计水量EVi库水位hi月初洪水引起库水位移坝面高程Hi4月V4V4h4h4H45月V55Vii 4h

18、5h5H56月V66Vii 4h6h6H67月V77Vii 4h7h7H78月V88Vii 4h8h8H89月V99Vii 4h9h9H9如果校核结果，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。大坝上升曲线溢洪道堰顶脳 q qY Y初始買电水位-11 - / 301提高大坝上升速度；2延迟封孔和发电；3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 21己2b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拦洪帷幕灌浆丄封F发电/坝基清理砼口围堰口 皿/|1- =*/初始 发电水位/- - 原河床泄水 -隧洞导流-H断流怦一发电尾水图 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