宜黄县曹山拦河坝工程设计书

毕业设计（论文）题目宜黄县曹山拦河坝工程设计书目录TOC\o"1-2"\h\z\u第一章工程概况3723 序号建筑物

名称闸门所在位置名称孔口尺寸

-水头（m）闸门及

支承型式单重（t）数量总重（t）启闭设备备注门体门槽孔数扇数门体门槽型式、容量（KN）扬程

m台

数重量（t）单重总重轨道1拦河坝工作闸门液压坝6.0×3.5-4弧面翻板钢闸门6.00.855304.0单作用三级液压启闭机2×2502.35315共1座泵站表4.2.1金属结构材料设备汇总表第五章施工组织设计一、施工条件5.1.1工程概况曹山拦河坝位于宜黄县凤冈镇陈坊村桥下组，是一座以旅游开发为主，兼顾灌溉供水等综合利用的小（2）型水库枢纽工程。坝址距县城约15km，控制流域面积47.4km2。水库坝址处地形较开阔，便于布置施工场地布置。工程区对外交通主要依靠省道南（南城）崇（崇仁）公路和凤冈镇官仓村至陈坊村曹山寺公路，距抚吉高速公路约10km，对外交通便捷。水库枢纽由大坝、放水闸门等部分组成。大坝右端30m为闸坝，其余为土坝，工程主要建筑工程量见表5.1.1。表5.1.1工程量汇总表编号工程项目名称单位工程量备注1土方开挖m³9872石方开挖m³1103土方填筑m³27234清基m³390厚0.3m5现浇砼齿槽、路肩梁C15m³336砼预制块护坡C15m³53厚100mm7砂砾石垫层m³53厚100mm8草皮护坡m25349钢管φ300m6410C20砼基座m³511上游护坦砼C20m³9712堰体砼C25m³49213闸墩砼C25m³7814二期砼C30m³2315消力池地板砼C25m³21116挡墙砼C20m³11217上下游衔接扭面砼C20m³8018垫层砼C15m³7119钢筋制安t465.1.2自然条件5.1.2.1施工场地条件本工程沿线两侧均为山地，坝址左岸比较开阔的低山，可作为施工临时设施布置场地，施工临时设施相对集中。5.1.2.2水文、气象情况宜黄县为华南气候区和华中气候区的过渡地带，属中亚热带湿润季风气候区，四季分明，雨量充沛，光照充足。年平均气温为17.3℃，极端最高气温40.2℃，极端最低气温-12.2℃，年平均降雨量为1752mm，年最大降雨量为2619.1mm，年最小降雨量1073.0mm，降雨量年内分配不均匀，3~6月降雨量约占全年降雨量的60%，多年平均相对湿度为82.3%，多年蒸发量为882mm，多年平均风速为1.6m/s，多年平均日照数1637h，无霜期为276d。5.1.2.3地质情况工程区处华南褶皱系、赣中南褶隆、赣西南（抚州-吉安拗陷）、大湖山-芙蓉山隆断构造单元中，据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)的界定，区内地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相应地震基本烈度为Ⅵ度，区域稳定性较好。河床两侧基岩裸露，主要出露强风化状花岗岩，岩体裂隙较不发育，整体稳定性较好；河床部位现在上部为1.60m左右粗砂层，其下为弱风化基岩。工程区地表水系发育，汛期受河水侵袭。区内地下水类型主要有孔隙潜水和基岩裂隙水。孔隙潜水埋藏较浅，对基坑开挖不利，汛期施工时需采取降排水措施。工程区地下水类型主要为孔隙潜水，部分基岩裂隙水。5.1.3施工交通运输情况大坝坝址对外交通主要依靠省道南（南城）崇（崇仁）公路和凤冈镇官仓村至陈坊村曹山寺公路，距宜黄县县城约15km，距抚吉高速公路约10km，对外交通便捷。5.1.4施工材料及施工用水、电、通讯等本工程主要外购材料有块石、砂石骨料、水泥、钢筋、钢材、木材及燃油等。砂卵石料、块石料从县城附近砂石场购买，其质量和储量均可满足设计要求。运距约20.0km。水泥拟在宜黄县附近有质量保证的水泥厂家采购。钢筋、钢材、木材及燃油等在宜黄县城区采购。本项目施工用水、电及通讯可充分利用项目区现有的设施。（1）施工用水本项目施工用水可采取抽取河水，生活用水取用附近居民生活用水或设置井管抽取地下水。（2）施工用电项目区周边电网设施较为完善，施工期用电就近接入曹山自来水厂取水供电线路，该线路为0.4kv线路，线径为LGJ-70，满足施工需要，并配备一套发电机组作为施工的备用电源。（3）通讯施工期间的通讯主要利用移动通讯网。5.1.5施工期排水、供水及通航要求工程所在河流及库区无通航、过木等要求。本工程选择在冬春季施工，下游无供水及灌溉功能，故可不用考虑施工期下游的用水问题。二、施工导流与截流5.2.1设计条件（1）坝址水位流量关系曲线（详见水文章节）（2）水库的库容曲线（详见水文章节）（3）各时段施工洪水洪峰流量见表7.3.1。表5.2.1分期施工洪水成果表当年11~12月12~次年1月2013.313.65.2.2导流标准及导流方式（1）导流标准根据《防洪标准》（GB50201-2014）的有关规定，本工程等级为5级，主体建筑物为Ⅴ级，临时建筑物为Ⅴ级，选取导流建筑物洪水标准为P=20.0%。（2）导流时段本工程集雨面积不大，考虑到大坝为闸坝，施工时允许闸孔溢流，故选定初期施工时段为11月至次年2月。水库坝址河谷较宽，适宜采用分期导流，即第一期导流开挖左岸山体导流，第二期导流封堵第一期排水渠前后段，采用右侧已建闸孔和原河道进行导流。（3）导流流量本工程导流时段采用最枯3个月，即11月～次年1月，本工程施工期洪水标准采用5年一遇(P=20%)，相应的设计洪峰流量为13.6m³/s。.（4）导流方式本工程主要建设内容为大坝施工，导流方案的选择应根据工程施工进度快、工期短、造价低的原则确定。根据现有的自然条件，围堰采用土料填筑。5.2.3导流工程设计本工程所属河段属山区河流，具有洪水暴涨暴落，历时短的特点，根据本工程的特点，为节约工程投资，按施工期洪水标准修筑施工围堰，即堰顶高程常水位加0.5m安全超高计算。由于河道较宽，水位较低，本工程围堰采用土石围堰，围堰中部设置土工膜防渗，围堰材料尽可能重复使用。施工时利用枯水期完成易受水影响的建筑物施工，若遭遇洪水，调整施工进度，减小洪水期间对工程进度影响。（1）导流方案比较初步选择两种方案。方案一是一期在左侧山体开挖明渠导流，先施工右端带5扇闸门的坝体，二期利用右侧5扇闸门导流，进行左坝施工；方案二是一期利用河道右侧导流，在河中大坝第三孔（从右算起，下同）闸门孔位置建造围堰，先施工包括第四、第五孔闸门在内的左坝，二期利用已完成的第五闸门孔导流，在第四闸门位置建造围堰，完成右端坝体施工。考虑到采用方案二时二期导流断面较小（只有1个闸门孔的宽度），而且河道纵向围堰施工、排水和二期大坝施工难度较大，确定采用方案一。（2）导流建筑物的布置导流采用明渠和闸门孔的导流方式。第一期导流采用明渠导流，导流渠布置在坝址左岸，进口底高程113.45m，出口底高程113.2m，底宽10m，边坡1:1，坡降i=1/500，导流渠总长约130m。考虑到施工交通，导流渠上建二座2*5m净跨的施工便桥（不过重型机械，重型机械从河道通行），第二期导流采用一期已建完的右坝5扇闸门孔和原河道导流，闸坝堰顶高程为115.00m。（3）施工洪水位根据施工组织安排，第一年11-12月利用明渠导流，导流明渠底板进口高程为113.45m，底宽10.0m，其水位、流量关系采用水力学曼宁公式进行计算，见表5.2.2，考虑河道调蓄能力较小，施工洪水位查导流明渠水位流量关系确定。第一年12月-次年1月利用新建右坝闸孔和原河道导流，闸坝堰顶高程为115.00m。其水位、流量关系见表5.2.3。考虑枯水期也有适量来水，从施工安全角度出发，起调水位闸门底板高程+0.2m，根据施工期来水，闸孔及原河道泄水能力及库容曲线进行调节计算，计算时段取1小时，施工期洪水位成果见表5.2.4。表5.2.2导流明渠过流能力关系表水位（m）113.45113.85114.25114.65流量（m3/s）02.78.5716.88表5.2.3新建右坝闸门过流能力关系表水位（m）115.3115.6115.9116.2116.5流量（m3/s）00.543.188.5617.8表5.2.4水库施工洪水调节成果表施工期上游施工洪水位（m）第一年11-12月114.52第二年12-次年1月116.42（3）工程上下游围堰采用土石围堰，一期上游围堰长30m，堰顶高程115.15m，堰高1.7m，下游围堰长27m，堰顶高程115.0m，堰高1.7m。围堰顶宽3.0m，迎、背水面坡比为1:1.5，迎水面采用0.6m厚的编织袋装土进行防护。二期上游围堰长52m，闸坝堰顶高程115.0m，围堰堰顶高程116.8m，平均堰高1.5m，下游利用原河道导流，河床高程113.2m，利用左岸山体平台（高程高于115.0m）作为天然围堰，不需要另建围堰。围堰顶宽3.0m，迎、背水面坡比为1:1.5，迎水面采用0.6m厚的编织袋装土进行防护。围堰布置应满足围护的建筑物基础开挖、施工机械、施工道路布置及基坑排水的要求，还应满足堰体及防渗体与岸坡接头或其他建筑物的连接要求。5.2.4导流工程施工围堰施工：采用自卸汽车由边岸向河中进占法卸料，推土机摊平，同时进行振动碾压，最后在临水面编织袋装土进行防护。施工完成后，围堰拆除。5.2.5截流考虑到11月上旬为枯水期，施工截流时间拟在该时段，截流流量为0.71m3/s，截流材料拟用大块石进行抛填，采取立堵法。立堵法采用自卸汽车运来抛投料，抛投（从龙口两端或一端下料）进占戗堤，直至截断河床。合龙后在戗堤迎水面采取粘土防渗措施封堵渗流通道。5.2.6渡汛按照施工进度要求，建设总工期为5个月，主体工程施工期为3个月，选择在11月至第二年的1月进行主体工程施工，不跨汛期施工。5.2.7基坑排水基坑排水包括初期排水和经常性排水两项内容，本工程基坑较小，初期（指基坑形成后的积水）排水量不大，经常性排水（指基坑运用期）采用抽排方式。其抽水量考虑基坑降雨、积水及围堰渗水等情况考虑。基坑排水采用采用3台8吋潜水泵排水，每台11kw。5.2.8围堰及导流工程量围堰及导流工程量见表5.2.5。表5.2.5工程量汇总表编号工程项目名称单位工程量备注1导流渠土方开挖m³31202导流渠回填m³29003围堰外运土填筑m³9174人工草袋围堰m³2035围堰拆除m³11206施工场内临时道路m18072*5m施工便桥座2含拆除三、主体工程施工5.3.1大坝施工5.3.1.1土石方开挖土方开挖主要为清基开挖、削坡开挖和齿槽开挖。清基、削坡采用1m³反铲开挖，少量人工辅助，清基料由8t自卸汽车运输至弃碴场，削坡料就近直接利用。基础部分石方开挖采用风钻打眼，人工爆破，双胶轮车出碴，石碴运至坝下游的弃料场堆放。建基面1m厚的保护层采用风钻打浅孔，限制装药量。松动爆破，风镐修整，人工出碴清基。5.3.1.2现浇砼工程现浇砼总量为1703m³。混凝土搅拌：采用自落式搅拌机，加料顺序宜为，先加1/2用水量，然后加石子、水泥、砂搅拌1min，再加剩余1/2用水量继续搅拌，搅拌时间不少于1.5min，掺外加剂时搅拌时间应适当延长。各种材料计量准确，计量精度：水泥、水、外加剂为±2%，骨料为±3%。雨期应经常测定砂、石含水率，以保证水灰比准确。混凝土运输：混凝土从搅拌地点运至浇筑地点，延续时间尽量缩短，根据气温宜控制在0.5～1h之内。当采用商品混凝土时，应充分搅拌后再卸车，不允许任意加水，混凝土发生离析时，浇筑前应二次搅拌，已初凝的混凝土不应使用。混凝土浇筑：墙体浇筑混凝土前，在底部接槎处先浇筑5cm厚与墙体混凝土成份相同的水泥砂浆或减石子混凝土。用铁锹均匀入模，不应用吊斗直接灌入模内。第一层浇筑高度控制在50cm左右，以后每次浇筑高度不应超过1m；分层浇筑、振捣。混凝土下料点应分散布置。墙体连续进行浇筑，间隔时间不超过2h。墙体混凝土的施工缝宜设在门洞过梁跨中1/3区段。当采用平模时或留在内纵横墙的交界处，墙应留垂直缝。接槎处应振捣密实。浇筑时随时清理落地灰。振捣：插入式振捣器移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍，一般应小于50cm，门洞口两侧构造柱要振捣密实，不得漏振。每一振点的延续时间，以表面呈现浮浆和不再沉落为达到要求，避免碰撞钢筋、模板、预埋件、预埋管、外墙板空腔防水构造等，发现有变形、移位，各有关工种相互配合进行处理。拆模养护：常温时混凝土强度大于1MPa，冬期时掺防冻剂，使混凝土强度达到4MPa时拆模，保证拆模时。墙体不粘模、不掉角、不裂缝，及时修整墙面、边角。常温及时喷水养护，养护时间不少于7d，浇水次数应能保持混凝土湿润。原材料的加热、搅拌、运输、浇筑和养护等，应根据冬施方案施工。掺防冻剂混凝土出机温度不得低于+10℃，入模温度不得低于+5℃。冬期注意检查外加剂掺量，测量水及骨料的加热温度，以及混凝土的出机温度、入模温度，骨料必须清洁，不含有冰雪等冻结物，混凝土搅拌时间比常温延长50%。混凝土养护做好测温记录，初期养护温度不得低于防冻剂的规定温度，当温度降低到防冻剂的规定温度以下时，强度不应小于4MPa。拆除模板及保温层，应在混凝土冷却至+5℃以后，拆模后混凝土表面温度与环境温度差大于15℃时，表面应覆盖养护，使其缓慢冷却。坝基底板砼垫层浇筑：由拌和站来料，汽车运输，双胶轮车转运，通过仓面分送入仓、捣实。坝体浇筑：砼采用机械拌和，坝下游拌和站来料，人工分散浇筑，浇筑方法应严格按照有关坝体的施工技术规定执行，以确保坝体工程质量，坝体浇筑宜逐层全面上升。5.3.2金属结构安装大坝右端5扇液压升降钢闸门门槽埋件采用二期砼安装定位，闸门由厂家制作后运至现场，检验后再吊装就位。液压升降坝的结构主要有门叶、底轴、铰座及升降油缸等组成。经过咨询钢闸门设计厂家，闸门材料主要为Q235B、铸钢件及自润滑轴承。闸门采用橡皮止水。据厂家提供资料，闸门门叶10t,现场需要将闸门从平板车上吊到溢流堰顶，最大吊装半径为20m，初步选择100t汽车吊，汽车吊理论吨位乘以3，再除以要吊的重量能得出距离，除以距离能得出重量，但是吊车的实际能力达不到计算出来的结果，还要考虑1.25的安全系数。100t吊车的最大起重吨位计算

100t×3=300t300/20=15t

10t×75％=11.25t

采用100t吊车，工作幅度20m，最大起重吨位为11.25t。

闸门重量为10t，100t吊车：11.25t＞10t；所以选择采用100t吊车能完成此次闸门吊装工作。5.3.3主要施工机械设备主要施工机械设备详见表5.3.1。表5.3.1工程主要施工机械设备表序号机械名称数量备注1空气压缩机6m3移动式19m3移动式12液压单斗挖掘机1.0m323推土机59KW24推土机74KW25履带式拖拉机59KW26手持式风钻27气腿式风钻18手持式风镐29混凝土搅拌机0.40m3210振动器插入式1.1KW411振动器平板式2.2KW212风（砂）水枪耗风量（m3/min)6.0213载重汽车5.0T414自卸汽车5.0T415汽车起重机起重量5.0T116汽车起重机起重量100T117轴流通风机功率（KW）14118电焊机交流（KVA）25119对焊机电弧型（KVA）150120钢筋弯曲机φ6-40121钢筋切断机功率（KW）20122钢筋调直机功率（KW）4-14123压路机6~8T124压路机12~15T125柴油发电机126离心水泵4四、施工交通及施工总布置5.4.1施工交通5.4.1.1对外交通曹山拦河坝坝址对外交通主要依靠省道南（南城）崇（崇仁）公路和凤冈镇官仓村至陈坊村曹山寺公路，距宜黄县县城约15km，距抚吉高速公路约10km，对外交通便捷。5.4.1.2场内交通曹山寺服务区有硬化乡村公路通至大坝附近，在坝址左岸修一条施工道路与乡村公路连接，长约500m。5.4.2施工总布置5.4.2.1总体布置原则（1）根据工程的施工特点及要求，尽量简化施工企业设施；（2）场地布置既要便于施工，又要不影响施工区现有设施；（3）根据工程特征和性质，不设大规模的临时生活区；（4）施工布置，不影响附近群众的交通便利和生产生活。5.4.2.2混凝土拌和系统混凝土生产系统生产规模分别按各施工期内混凝土高峰月浇筑强度设计，按浇筑块最大仓面所需要的混凝土小时浇筑强度校核。混凝土拌和站布置在坝址下游左侧周围场地开阔的地段。5.4.2.3砂石料系统本工程砂石料可结合开采及采购，以汽车运输直达施工现场，根据混凝土浇筑能力布置砂石料场面积200m2，砂石料用装载机堆高约2.0m。5.4.2.4模板及钢筋加工场模板和钢筋加工场布置在大坝下游左岸约100m的吉抚高速路桥下，模板按设计图纸加工，钢筋加工场布置拉伸机1台，闪光对焊机1台，弯曲机1台、切断机1台，电焊机1台，模板场和钢筋场面积200m2。5.4.2.5风、水、电系统的布置风：工地供风的主要对象有基础石方开挖和混凝土拌和振捣，其中石方开挖需风量较大，考虑到石方开挖和混凝土振捣场所集中，空压机房宜集中布置，并尽量靠近工作面，同时位于爆破范围内的机房需作防护。空压机容量选择6m3/s、9m3/s、二种类型。水：施工生产、生活和消防用水主要从河内抽水解决。在坝左岸山头设一小水池，供大坝用水。消防用水可临时利用上述水池。电：根据施工进度要求，生产、生活高峰时期的用电负荷为50kw左右，施工用电可利用陈坊村架设架设至大坝的0.4kv线路，辅以自备柴油发电机。5.4.2.6生活区、生产区由于工程建设规模不大且离村庄较近，生活及办公生活区租用附近村民房屋。大坝坝址下游约100m处地形较开阔，适宜布置施工场地，主要施工生产设施靠近工地现场布置，工地现场设置一施工管理房，与木、钢筋加工厂放在一起。经统计，共需施工临时性房屋面积400m2，其中仓库100m2，生活用房100m2，木、钢筋加工工棚200m2。水库施工主要辅助设施见表5.4.1。表5.4.1主要施工辅助设施表序号项目单位数量1砼拌和系统座12木、钢筋加工厂m22003水池座44仓库m21005生活用房m21005.4.3土石方平衡及弃渣规划本工程土石方挖填平衡详见表5.4.2。表5.4.2土石方挖填平衡表单位：m³项目土石方开挖土石方回填弃碴土方开挖砂卵石开挖开挖利用料料场取土外借料建筑物工程1342961381施工导流围堰工程3120293011201310合计4462389111201691注：1、表中数字均为自然方，本工程弃渣总量约0.17×104m³；2、土方回填已考虑1.18的松实系数；3、围堰土方开挖项目为导流明渠开挖及围堰拆除。五、施工总进度5.5.1设计依据（1）水工建筑物布置图及相应的工程量。（2）施工导流的程序和施工总安排。（3）根据现有施工技术水平及施工习惯进行安排。（4）根据建设单位意见及考虑本工程的特性，建设期5个月，主体工程施工3个月。5.5.2施工准备工程进度要求（1）“三通”——电通、公路通、风水通、通讯通，均要求在基础开挖前达到要求。（2）施工辅助企业及临时房屋建筑，设计中拟利用的永久性建筑物房屋，这些房屋应在大开工前完建。上述两项要