发电为主兼顾灌溉、防洪的水利枢纽工程说明书

1、目 录 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc69570012 一、工程概况 PAGEREF _Toc69570012 h 1 HYPERLINK l _Toc69570013 二、施工条件 PAGEREF _Toc69570013 h 1 HYPERLINK l _Toc69570014 三、施工根本资料分析 PAGEREF _Toc69570014 h 3 HYPERLINK l _Toc69570015 四、施工导流计算 PAGEREF _Toc69570015 h 6 HYPERLINK l _Toc69570016 五、 主体工程施工 PAGEREF _To

2、c69570016 h 18 HYPERLINK l _Toc69570017 六、施工控制性进度 PAGEREF _Toc69570017 h 25附录： 图1 洪水单位过程线图2水库库容曲线图3 坝址水位流量关系曲线图4 隧洞设计QH曲线图5 工程施工临时设施总平面布置图水工专业施工毕业设计说 明 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。枢纽工程为粘土芯墙砂壳坝，坝高81m，坝顶长度为370米。设计正常高水位为100米，校核洪水位为102米。大坝属二级建设物。溢洪道布置在距坝1km的左岸凹口处，为开敞正槽式，此顶高程为92米，总宽是64米，出

3、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525米，直径7米厂房安装5万千瓦的机组两台。二、施工条件2.1 坝址地形、地质及当地材料坝址处流域面积2610平方公里，坝址以上河流全长104公里；其中50公里为通航河道，常年有载重5至10砘木船和竹木筏过坝。坝址两岸系高山，山坡较陡。坝址河谷宽为200米，河底高程25米。两岸覆盖层较薄，基岩为石英砂岩(X级)；河床岩基较好，均为宽阔冲积台地，在上下游3-7公里的台地和河滩上，有满足筑坝要求的大量砂砾料(类土)。采取水上砂砾平均运距5.5公里；如就近采取水下砂砾，平均运距为3.5公里。粘土料(类土)在左岸下游7公里的王家村，高程为405

4、0米，储量丰富，质量满足设计要求。2.2 气象与水文该工程位于华东，气候温和，雨量充分，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(包括梅雨期和台汛期)，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8290立方米/秒，最小流量只有78立方米/秒，相差上千倍。1、各月最大瞬时流量(m3/s) 表1 月份频率123456789101112全年1%18601670244037805530829050607550484023953065207082902

5、%16801330219033004920746043506350384020212500178074605%150011401920280032506150338047403350154017701195615010%93094012502000270049902660339027101160123082349002、各时段设计流量(m3/s) 表2时段1%2%5%10%20%4740419034502870226050004460374031602510462035502950246019503020266021801810141040203560294024501920515045703

6、880332027403、典型年逐月平均流量(m3/s) 表3月份123456789101112全年平水年(50%)277丰水年(1%)134489529276103182枯水年(80%)114163174、设计洪水过程线(见附图)5、坝址水位流量关系曲线(见附图)6、水库水位与库容关系曲线7、坝区各种日平均降雨量统计表(日)月份日降雨量123456789101112总计3010113221210014合计12151615201512181410971588、坝区各种日平均气温统计表月份日平均气温123456789101112300000031041000012100000000005-553

7、00000000019294727635529462009294810338230740009294918242849900009294故本工程应采用后期导流措施，利用永久溢洪道泄洪，以保证大坝平安。即在5月31日之前到达92m高程，以利用永久溢洪道泄洪。4.3 导流工程规划布置4.3.1 拦洪水位根据前述，拦洪坝高为51米，扣除拦洪水位2米后，拦洪水位为49米。4.3.2 隧洞断面确定1、隧洞最大下泄流量106m3，即之间，采用100年一遇洪水标准，其设计洪水流量为8290m3/s.根据洪水过程线作图QV，查值得出，最大下泄流量2200m3/s2、隧洞流速计算 V=m2g(H0-hp) 其中

8、 m=0.85 H03、过水断面面积计算W=Q泄/V=2200/15. 6=141m34、隧洞断面型式本工程隧洞断面采用城门洞，其底宽B=W/(1+10m10=15m其断面如下：图一导流隧洞标准断面图为了便于航运、施工方便，全长820m，其中进口明渠长130m，出口明渠长240m，隧洞长450m，并在桩号0+430设一个173转折角半径为1002%，出口明渠底坡为0.2%，出口高程为24.5m。洞轴线见图纸。4.3.3 汛期大坝拦洪校核1根据已定的隧洞尺寸和泄流条件，经调洪演算确定上游拦洪水位，以检查此时的坝面高程是否能平安拦洪。1明流计算无压段a假定Q分别为300m3/s , 600m3/s

9、, 900m3/s hkh下时为淹没出流，那么h2=h下; 反之为自由出流,那么h2=hk 。h下由坝址处流量水位曲线查得。 ，L=450 Q=2200m3/s， 列表如下：Qm3/shkh下h23004.48(自由出流)6007.15(自由出流)9009.29(自由出流)b由上表所示的h2分别假定h1，列表计算如下Qh1h2A1A2V1V2X1X2R1R2C1C230019562021206009003111322有压段计算假定Q分别为2500m3/s 2800m3/s 3000 m3/sQhkH下h22500718.55自由出流280020203000明流按下式计算：h1=h2+式中： h

10、1-进口洞内水深；-平均谢才系数 h2-出口洞内水深；-平均水力半径 V1-进口洞内流速；L-隧洞长度 V2-出口洞内流速；=V1+V2/2有压流按下式计算：Ho=h2+ 淹没出流时：h2=h下局部损失系数之和，进口采用喇叭口时C=上游水位上=进口坎高程+H。h2RCiCLVHoi进坎高上i8645026864502686450263确定半有压段端点AKm=0.85A+Q2=2039m3/s通过调洪演算确定霉雨汛期拦洪水位简易图解法a假定三条隧洞泄水过程线A1B1、A2B2、A3B3b求出相应库容V1V2V3和下泄流量Q1Q2Q3c根据V1V2V3在库容曲线上得出相应的下面游水位H1H2H3(

11、d) 在绘有隧洞泄流能力曲线L1的QH坐标图上，绘出相应的点P1P2P3(e) 过P1P2P3点绘曲线L2交L1于P0对应于P点的水位H即是所求拦洪水位,图解计算结果列表如下：Qm3/sV(m3)H(m)2460(P3)27410640182061064564781401062200(P2)2901061500(p1)34510652查图H拦(5) 大坝平安校核根据大坝施工控制进度所确定的梅雨汛前大坝高程1=51m平安超高1-所以应局部加高坝体拦洪,即汛期来临前修筑一子堰临时拦洪。4.4 围堰布置4.4.1挡水时段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，

12、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根底处理工程量，坝体施工速度及水文变化情况。大坝二期施工期间为2003年10月1日2004年4月30日，因此选择枯水期10月1日4月30日时段内P5%的最大设计流量查表22950m3/s 作为围堰的设计流量。4.4.2 围堰顶高程确定围堰顶高程由该设计流量时的上游水位和平安超高确定。发生设计洪水时的上游水位即为围堰拦洪水位。Q5%2950 m3/s，发生设计洪水时的上游水位即拦洪水位37.5m；由作图法，根据洪水单位过程线附图A，求得Q泄1000m3/s。查坝址水位流量关系曲线附图C求得下游水位HP29.4m。考虑平安超高0.7m，那么：上游

13、围堰顶高程：上=上游水位+超高=37.50.738.2 取39 m。下游围堰顶高程：下 m。4.4.3 围堰形型式确定考虑经济与当地施材料原因，为了施工方便，围堰采用粘土斜墙围堰。4.4.4 围堰断面尺寸考虑交通要求，根据经验，堰顶宽取10m。围堰迎水面坡度1:4.0,背水坡度1:2.5，型式如下列图： 4.4.5 围堰的平面布置上游围堰作为大坝的一局部，因此该围堰与大坝坝趾重合，轴线与坝轴线平行。见附图。五、 主体工程施工5.1.1 土石坝施工顺序施工顺序见下列图。施工分期I(围堰)粘砂粘砂粘砂位置高程3951518484105105工程量V(m3)143174173434769674275

14、000212843838416297885有效工日T(日)3779124357402105117平均施工强度Q平38702195620777052953662546最大施工强度Q大580432939311115579425493819说明： Q平=V/T Q大=Q平.k (m3一般粘土施工强度可满足要求，砂砾石最大施工强度为9311m3/s，故施工强度满足。5.1.3 土方施工机械的选择及数量计算(1)常用土方施工机械的适用性及可供选择的型号规格见资料。(2)土石坝施工作业机械化方案选定分项工程粘土心墙施工砂砾坝壳施工开挖挖土机挖装正向铲挖装水上砂砾运输自卸汽车运输上坝自卸汽车运输压实气胎碾压

15、实或羊足碾振动碾压实推土机平土(3)主要机械选择分项工程粘土心墙施工砂砾坝壳施工开挖正向铲W200 2m3正向铲 W200 2m3运输自卸汽车T203自卸汽车 SH361、15t、6m3压实羊足碾YT加重振动碾 YH3-50， 15t 加6.5 (4)确定机械的生产率A 粘土生产率确实定： 查表,运距1公里。自卸汽车：台班：0.790.68(1km)计算得 P挖3/班 P运3/班 P碾=347m3/班B粘土心墙机械数量确定由表可知 Qmax=3293m3/d，n=12班/天机械数量 N控=Qk/nP控=4台 挖掘机 N运=Qk/nP运=38台 自卸汽车 N压= Qk/nP压=5台 羊足碾C配套

16、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，必须使配套和次要机械生产率略大于主要机械的生产率。汽车容量：合理范围是36倍的挖土机斗容。m= m土斗数车箱容积 q土斗容积m=5.856 满足要求一台挖土机正常工作时，配合的汽车数n由下式确定t装=挖土机的循环时间装满一车的装载次数可得 t装=168s，t卸=60s，n=14台配套机械数量414=56台D砂土生产率：P汽= m3/班q土斗或车箱的几何容积m3kv土斗或车箱的充盈系数kp体积换算系数t机械运行一次的循环时间t运=t空回=0.229h，t装=112s，t卸=60s，t=t装+t卸+t运+t回=38minP汽=6

17、1m3/班振动碾生产率P=8VB-Chktkp/n =1464.4 (m3/班)其中： V碾压机运行速度，V=1500m/时BC搭接长度，取0.2m羊足碾hn压实遍数，取n=6kt时间利用系数，取ktkp体积换算系数，取kp3/班E：砂石施工机械数是选定：Qmax=9311m3/d挖掘机N控=Qmax/nP控=4台，自卸汽车N运=Qmax/nP运=88台，羊足碾N压= Qmax/nP压=4台 F：配套机械数是确实定汽车容量：合理范围36 m=3满足要求一台控土机正常工作配合汽车数n=，故配备汽车422=88台G：经计算并考虑各施工机械之间的合理组合得施工机械如下：粘土心墙：名称 正向铲 自卸汽

18、车 羊足碾规格 W200 T20 YT2-3.5数量 4 56 5砂壳施工：名称 正向铲 自卸汽车 振动碾规格 W200 SH361 YZ3-50数量 4 88 4 5.2施工道路布置：自卸汽车上坝布置，要求爬坡坡度小于25由地形资料知岸坡陡峻，无法在岸坡上布置汽车上坝道路时，可采有坝坡上坝道路，如下图。3.2 导流隧洞开挖3.2.1 根本资料(1)、隧洞长450米，断面为城门洞形，底宽B=10m，进口高程26m，出口高25m，砼衬砌厚0.5米。(2)、施工期：截流前建成，每天两循环制，每循环作业时间为12小时。(3)、地形地质条件：岩石f=10级别，开挖时不需临时支撑但需砼衬砌，无施工支洞。

19、(4)、爆破炸药：硝铵炸药矿出地下II号(5)、施工设备：空压钻站供风满足要求；凿岩机械，装渣，运输机械。3.2.2开挖方法选择：采用钻爆法全断面开挖隧洞。3.2.3钻孔爆破循环作业工程及机械设备的选择。在隧洞进出口同时开挖，每个工作循环中有关工序的固定时间如下：装药h，爆破、散烟、平安检查处理1h，装碴机械进出洞各15分钟，钻车进出洞各15分钟。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300米钻孔采用钻车，车上凿岩机数量根据需要自定。(1)、开挖面积S=考虑衬砌(2)、炮眼数量确实定布置用单位进尺耗药量除以每孔装药量得炮眼数N= 式中：r单位长度炮眼的装量，取1.7/m，d=45； 炮眼的装药系数