某水库工程施工组织设计方案文档格式.docx
《某水库工程施工组织设计方案文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《某水库工程施工组织设计方案文档格式.docx(18页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
K=ACR1/2=Q/i1/2
则K=18/(1.5/100)1/2=146.97m3/s
糙率n值表
衬砌材料
n
现浇混凝土衬砌
0.014
预制装配式混凝土衬砌
0.017
浆砌石衬砌
经过修整的不衬砌断面
0.03~0.035
未经过修整的不衬砌断面
0.04~0.045
由《施工组织设计规范》,对现浇砼衬砌,n=0.014则
b2.67/nK=
采用高等教育出版社《水力学》上册附图Ⅱ,由b2.67/nK与h0/b的关系曲线,当b2.67/nK=17.2时,在m=0.0的曲线上查得h0/b=0.211,故导流洞中的实际水深为h0=0.211×
3.8=0.802m
根据假设的隧洞断面图与洞身水力计算结果,圆拱直墙式断面尺寸为:
洞宽b=3.8m;
直墙高3.197m;
圆拱半径r=2.194m;
洞内水深h=0.802m;
水面
以上净空高度3.498m。
净空面积=A总-A=3.8×
2.1+2×
1.9×
1.097×
1/2+(1200×
3.14×
1.92)/3600-3.8×
0.802=12.05(m2)
则ΔA/A=(12.05/15.1)×
100%=79.81%
故净空高度及净空面积均符合明渠规范要求,并且实际过水断面形状上为矩形,故假设隧洞为明渠是正确的。
当Q=18.0m3/s时的相应临界水深hk及临界坡ik,=[ΑQ2/(gb2)]1/3
hk=[1×
182/(9.8×
3.82)]1/3=1.32m,h0=0.802m,由h0<hk时、Fr>1为急流。
临界断面面积Ak=bhk=3.8×
1.32=5.016m2
临界过水宽度Bk=b=3.8m
临界湿周Xk=b+2hk=3.8+2×
1.32=6.44m
临界水力半径Rk=Ak/Xk=5.016/6.44=0.78m
临界谢才系数Ck=RK/61/n=0.781/6×
1/0.014=68.52
则临界纵坡ik=gXk/(αCk2Bk)=9.8×
6.44/(1×
68.522×
3.8)=0.0036
由ik=0.35%<i=1.5%,所以为陡坡。
第二节上、下游水位计算
1)、下游水位
由基本资料—岔河水库坝下水位流量关系曲线可知,当流量Q=18m3/s时相对应的水位为1423.01m,故下游水位为1423.01m,下游设计洪水静水位为:
1423.01m。
2)、上游水位
由ik=0.35%<i=1.5%,隧洞长L=184.79m,取隧洞进口底板高程为:
1426m,则隧洞出口高程为:
1426-Li=1426-184.79×
1.5/100=1423.30m
因隧洞出口底板高程与下游水位高程之差大于零,即1423.15-1423.01=0.14>0。
故泄流量为自由出流。
采用中国城市出版社《施工组织设计与施工规范实用全书》上册,泄流量按短管自由出流,即按非淹没堰流计算。
非淹没堰流公式Q=mBK2g1/2H02/3
m——流量系数
H0——计入行近流速的上游水头
Bk————临界水深下的平均过水宽度
H0=(Q2/2gm2Bk2)1/3=[182/(2×
9.8×
0.32×
3.82)]1/3=2.33m
则上游水位:
1424.38+2.33+△Z
=1424.38+2.38+1.62
=1428.38m△Z为河底高程与进口底板之差。
故上游设计洪水静水位为:
1428.38m。
第三节进口过流流量校核
采用中国城市出版社《施工组织设计与施工规范实用全书》上册以及SL297—2002水工隧洞设计规范,进口过流流量按宽顶堰公式计算:
Q=σSε1mnb’(2g)1/2H03/2
式中
m=0.32+0.01×
(3-P1/H)/(0.46+0.75×
P1/H)
=0.32+0.01×
(3-1.63/2.38)/(0.46+0.75×
1.63/2.38)
=0.34
σS——淹没系数,自由出流时,σS=1
ε1——侧收缩系数
ε1=1-[α0/(0.2+p1/H)3](b/B)4(1-b/B)
=1―[0.19/(0.2+1.63/2.38)3](3.7/4.22)4(1―3.7/4.22)
=0.98
故Q=1×
0.98×
0.34×
1×
3.7×
(2×
9.8)1/2×
2.383/2
=20.00m3/s>18m3/s
所以满足要求。
第二章围堰的水力计算
第一节下游围堰计算
考虑到下游围堰挡水保证基坑干地施工,且该工程规模较小,导流期间不允许基坑淹没,故下游围堰设计成不过水围堰。
查围堰设计规范DL/T5087—1999,围堰断面设计要求表7.1.1,不过水围堰堰顶安全超高下限值,对于Ⅳ-Ⅴ级土石围堰,δ=0.5m。
表2—1不过水围堰堰顶安全超高下限值
围堰
形式
围堰级别
Ⅲ
Ⅳ
土石围堰
0.7
0.5
砼围堰
0.4
0..3
土石围堰防渗体顶部在设计洪水静水位以上的超高值:
斜墙式防渗体为0.8~0.6m;
心墙式防渗体为0.6~0.3m。
取防渗体超高值为0.3m。
根据规范规定:
无行车要求的堰顶宽度,当堰高在6~10m时,堰顶宽度取3~4m,当堰高>
10m时堰顶宽度取5m。
该工程围堰考虑工程自卸汽车运输土石料与推土机工作等因素,堰顶宽为4.5~5m,取堰顶宽为4.5m。
围堰采用塑性心墙围堰,填筑时做成梯形断面,坡度为1:
0.2~1:
0.6的陡坡。
心墙的断面是梯形的,上部厚度不小于0.8~1.0m,下部厚度不小于1/10水头,且不能少于3m。
由资料可知,河床的覆盖层厚度取1.5m。
查坝址处水位流量关系曲线得:
当Q=18m3/s时,其相应的水位高程为1423.01m,则下游围堰的堰顶高程为:
Hd=hd+ha+δ
hd------下游水位高程
ha------波浪爬高(此处忽略不计)
δ------安全超高,按表2—1选用
心墙式防渗体为0.6~0.3m,即取0.3m,则顶部高程为1423.31m。
则下游围堰的堰顶高程:
Hd=1423.01+0.5=1423.51m
下游围堰高度为:
h=Hd-1419.34=1423.51-1419.34=4.17m
注:
1419.34m为下游围堰的河底高程。
下游围堰的底宽计算:
B=2×
4.17+4.5+1.5×
4.17
=19.095m
下游围堰心墙底宽计算:
B=2×
0.3×
4.45+2=4.66m
第二节上游围堰计算
考虑到上游围堰挡水保证基坑干地施工,且该工程规模较小,导流期间不允许基坑淹没,故上游围堰设计成不过水围堰。
不过水围堰堰顶安全超高下限值
根据施工组织设计规范规定:
10m时堰顶宽度取5m,本工程考虑到自卸汽车运输土石料与推土机工作等因素,堰顶宽为4.5~5m,堰顶宽取4.5m。
取下游面坡度为1:
2.0,上游面坡度为1:
1.5;
围堰心墙的断面是梯形,上部厚度不小于0.8~1.0m,或由施工要求决定,下部厚度不小于1/10水头,且不小于3m。
塑性心墙围堰心墙围堰用的粘土及粘壤土,或砂和粘土按比例配合的土料,填筑时做成梯形断面,坡度为1:
因此,本工程的心墙顶宽取为1.5m,两边的坡度取为1:
0.3。
由上游水位计算可知,导流隧洞进口底板高程为1426.00m,按规范要求,导流隧洞进、出口高程选择需要考虑截流、通航、放木要求,以及封堵条件,泥沙淤积或磨损,方便施工等。
导流隧洞进高程通常取枯水位以下1.0~1.5m。
上游的水位高程为:
1428.33m
由i=1.5%,L=184.79m,所以上、下游导流隧洞的进、出口的高差为:
Δh=i×
L=1.5%×
184.79=2.77m
则导流隧洞的出口高程为:
1426.00-2.77=1423.23m
故上游围堰的堰顶高程由下式决定:
Hu=hd+Z+ha+δ
式中Hu——上游围堰堰顶高程,m;
Z——上下游水位差,m;
Hu=hd+Z+ha+δ=1423.01+(1428.33-1423.01)+0.5
=1423.01+5.32+0.5
=1428.33m
上游围堰的河底高程为1423.57m,则上游围堰的高度为:
1428.83-1423.57=5.26m
上游围堰的底宽计算:
5.26+4.5+1.5×
5.26
=20.28m
b=2×
第三章隧洞内力及配筋计算
第一节山岩压力
由于山岩压力是不压隧洞衬砌设计中起决定作用的荷载,因此山岩压力值的计算选定,直接关系到衬砌尺寸是否经济合理。
采用《水工隧洞设计规范》建议的山岩压力计算,对于Ⅲ~Ⅳ类围岩,可以按松动介质平衡理论估算三岩压力。
考虑到进出口的地质条件不是很好,属于Ⅲ~Ⅳ类围岩,不能形成压力拱,当洞室埋深度(由衬砌顶部至地面的垂直距离)H小于2倍压力拱高度或小于压力拱跨度的2.5倍。
为了使用设计便于安全,对于不能形成压力拱的岩体,允许按全部岩柱重量(不考虑两侧磨阻力)来计算垂直压力,即采取q=γH。
分别取隧洞进、出口往里15m所对应的覆盖层厚度分别为H1=15.45m,H2=12.49m。
按水利电力出版社高昌侠、熊启钧编著《隧洞》表3—2岩石坚固系数及其它力学指标表查得:
对于中等坚硬的岩石及坚