水电站水利工程施工组织设计设计1本科毕设论文Word文档下载推荐.docx
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根据本工程特点，施工区分两处布置，一处在坝区，一处在站区。
坝区的施工场地主要承担大坝和引水隧洞上半段的施工；
厂区的施工场地主要承担引水隧洞下半段、发电厂房及升压站的施工。
坝区的施工场地因坝址地处深切式河谷地段，地势陡峭，只好沿新开公路末端两侧布置，将生产区和生活区分开，生产区布置有砼搅拌机、堆料场、施工仓库、模板加工厂和钢筋加工厂，各种材料及半成品首先运至缆索下临时场地，再通过缆机索道运抵各施工点。
大坝左、右坝肩各设一处缆机平台，平台上架设缆机塔架，由于公路位于左岸，因此5t卷扬机设在左平台上。
厂区的施工场地沿湘坑河布置，生产与生活用房均搭建临时工棚解决，并在远离工地和生活区的山坡上塔建一座火工材料库，将各种火工材料隔离分开专人保管，并建立严格进出库制度，以防火工材料外流。
在厂区施工场地上布置有石子破碎机、砼拌和机、堆料场、施工仓库、模板加工厂和钢筋加工厂。
本工程共需搭建临时工棚500m2，其中，生活用房250m2、各类加工厂150m2、各类仓库100m2；
缆机平台土石方开挖150m3，缆机平台砼浇筑12m3，缆机塔架架设0.5t。
1.1.4主要建筑材料、水源，电源及其它条件
主要建筑材料
水源
施工用水可直接从湘坑河中提取，生活用水可将河水净化处理后饮用。
电源
占大~王家屋10KV线路已接通，施工用电可直接T接就近接引地方系统电源。
其它条件
本工程所在区域属亚热带季风气候区，四季分明，气候温暖，雨量充沛，降雨主要集中在4~8月份，约占全年降雨的64.38%，秋、冬两季降雨较少，夏末秋初易出现干旱，施工期安排在2008年8月~2009年12月（利用两个枯水期）。
1.1.5工期要求
施工总进度安排
本工程计划2009年12月份发电，因此，主要工程必须在一个枯水期内施工结束，除大坝、厂房水下部分施工外，如厂房和大坝水上部分开挖、隧洞开挖、溢洪道开挖都应尽量提前进行，工程总工期计划18个月。
施工进度计划
施工准备阶段：
施工期为2008年7月初~8月底，主要完成三通一平、山场征用及施工招标等工作，为整个工程施工做好准备工作。
大坝施工：
施工期为2008年8月初~2009年2月底。
其中，基础石方开挖、垫层砼浇筑、帷幕灌浆、固结灌浆和钻排水孔时间为2008年8月初~9月底计61天。
坝体砌石和砼浇筑分二期施工，一期工程施工时间为2008年10月初~2008年11月底计61天，二期工程施工时间为2008年12月初~2009年2月底计120天。
引水隧洞工程施工：
施工期为2008年8月初~2009年9月底，其中，进出石方明挖安排在2008年8月份施工，计31天；
石方洞挖安排在2008年9月初~2009年9月底计395天；
进口建筑物的施工及隧洞衬砌安排在2009年9月初~2009年11月底计91天；
压力钢管和钢闸门制作与安装安排在2009年10~11月份施工，计61天。
溢洪道施工：
施工期为2008年9月初~2009年1月底。
其中，基础石方开挖时间为2008年9月初~10月底计61天；
安装锚固筋（含钻孔）时间为2008年11月初~11月底计30天；
两侧及底板砼浇筑时间为2008年12月初~2009年1月底计62天。
厂房及升压站施工：
施工期为2009年元月初~2009年6月底，其中，土石方开挖及砌石安排在2009年元月份施工，计30天；
基础砼浇筑安排在2009年2月初~4月底计89天；
厂房砌筑安排在2009年5月份施工；
机电设备安装安排在2009年6月份施工，计30天。
施工扫尾工作：
施工期为2009年11月初~2009年12月底，计61天。
主要完成坝基开挖裸露面的整治、厂区附属工程建设、施工区的绿化和工程验收等工作。
施工总进度计划详见**水电站施工总进度计划表。
**水电站施工总进度计划表
序
号
工程项目名称
工程量
2008年
2009年
单位
数量
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
施工准备工作
项
大坝
基础石方开挖
m3
2950
垫层砼浇筑
1072
灌浆工程
m
820
大坝一期砌筑工程
5225
大坝二期砌筑工程
15658
引水
隧洞
进出口石方明挖
1500
石方洞挖
9511
进水口及隧洞衬砌砼浇筑
413
压力钢管及闸门制安
t
溢洪道
680
安装锚固筋（含钻孔）
2.5
13
底板、侧墙混凝土浇筑
240
14
厂
房
及
升
压
站
土石方开挖
600
15
基础砼浇筑
262
16
厂房砼浇筑
144
17
厂房砌筑
59
18
水轮发电机组安装
台套
19
主变及其他机电设备安装
20
施工扫尾工作
1.2自然条件
1.2.1水文、气象条件
水文条件
**水电站地处石台县境内的三级支流湘坑河上，湘坑河发源于国家级自然保护区牯牛降，流经仙寓镇**村、湘源村，于合心村流入公兴河，全长8km。
引水坝址以上流域面积12.3km2，引水坝处河道窄小，河床为裸露花岗岩,流域内植被良好,林木繁茂,森林覆盖率达80﹪以上。
本区位于亚热带季风气候区，多年平均气温16℃，多年平均降雨量1900mm，汛期在5月至7月，洪水来得快，去得快，一次洪水过程不过一天。
**水电站坝址处径流采用高坦水文站1957-2003年（缺1962年）径流系列资料，按面积比缩放，同时考虑该区位于黄山暴雨中心，降雨量丰富，可研中推荐采用1.15扩大系数进行修正。
多年平均径流深1195mm（高坦站观测多年平均径流深1039.45mm），多年平均年径流总量为1470×
104m3，3~7月份径流量占全年的72.68%。
气象条件
本地区位于长江下游华东季风温暖亚热带，四季分明，气候温暖，雨量充沛。
多年平均气温为16℃，最高气温40.9℃（1967年8月28日），最低气温-13.2℃（1969年2月1日），多年平均无霜期234天，多年平均日照时数1704h。
工程所在区域属亚热带湿润气候区，气候温和，光照充足，雨量充沛，四季分明。
因受太平洋暖空气和北方冷空气的共同影响，降雨年际间、地区间差异大，常有灾害性暴雨发生。
1.2.2地形、地质
**水电站位于池洲市石台县牯牛降西麓，仙寓镇**村境内湘源河源头。
本区地层属于扬子地层区郎溪~祁门地层小区，主要岩性为休宁组的中厚层细砂岩夹粉砂质泥岩，底部为石英砂岩及雷公坞组的凝灰岩，局部夹灰岩透镜体。
区内未见有成规模的岸坡崩塌河滑依现象，仅在局部山体缓坡处堆积有坡积物。
区内地下水类型主要为基岩裂隙水及第四系孔隙水。
区内植被茂密，水土保持良好,边坡稳定.河床中多为基岩裸露,沉积物较小,山体较厚,基本不存在库区渗漏问题。
坝址两岸山势挺拔雄厚，多悬崖陡壁，基岩多出露，仅在右岸分布有少许坡积物。
河流在此处呈近南北流向，河道宽约20m，河床中遍布巨石，河底高程约320m（黄海高程系,后同）；
两岸山坡的坡度约40°
~45°
，河谷类型呈不规则对称的“U”字形。
坝址区地层属为白垩系第二次酸性侵入岩（γ53
（2）），岩性为二长花岗岩及花岗闪长岩，内有少量呈条带状分布的后期石英细脉。
二长花岗岩：
肉红色，块状构造，为中细粒等粒结构，坚硬致密，矿物粒度是渐变的，没有明显的分界线，其矿物组成主要为钾长石，长石、石英，局部岩石中的石英含量略高。
引水隧洞区属于构造低山地貌，山体雄厚，隧洞基本在微～未风化层中穿过，其埋深多在70m~180m。
进口段为花岗岩，岩石新鲜完整，节理裂隙不发育，开挖成形好，可全断面进行爆破开挖，无须支护和衬砌。
中后段系休宁组砂岩、片岩，节理裂隙局部相对发育密集或有破碎带，尤其是局部碳质页质分布区，岩石自然稳定性差，应进行必要的支护和衬砌。
其余段岩石新鲜完整，节理裂隙不发育，开挖成形好，可全断面进行爆破开挖，无须支护和衬砌。
厂房处表层覆盖少量第四系坡积物，厚度多小于1m，其岩性为泥质、碳质粉细砂岩夹薄层泥灰岩，南侧灰岩逐渐增多。
上部约有3m~5m左右厚度的弱风化层，其下为微分化层，为良好的建筑物基础持力层。
河床处为微～未风化岩石基本出露。
2施工导流
本章内容主要在综合分析导流条件的基础上确定导流标准，选择设计导流方案、导流建筑物等，并提出导流建筑物的合理施工安排。
此部分要求绘制完整的施工导流图，见施工平面布置图。
2.1导流标准
2.1.1导流时段的划分
根据各时段来水资料分析，本工程最小枯水流量在10月~次年3月，因此导流时段选为10月~次年3月。
2.1.2导流建筑物设计洪水标准
可由《水利水电施工组织设计规范》查表获得，规范中相关指标判别表具体可参见下表2.1。
表2.1导流建筑物洪水划分表
导流建筑物类型
导流建筑物级别
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
洪水重现期（年）
土石
50-20
20-10
10-5
混凝土
5-3
根据保护对象、失事后果、使用年限和临时工程规模等综合因素确定，导流建筑物级别为Ⅴ级，对于采用当地材料填筑的土石围堰，施工导流建筑物洪水重现期为10~5年。
根据本工程特点及以上综合因素，本大坝工程导流标准采用5年一遇枯水期洪峰流量，经计算，导流流量为8.5m3/s。
2.2导流方案
2.2.1导流方案的选择原则
（1）充分掌握基本资料，全面分析各种因素，优化导流方案，使工程尽早发挥效益。
（2）对各期导流特点和相互关系进行系统分析，全面规划，统筹安排，运用风险度分析的方法，处理洪水与施工的矛盾，务求导流方案经济合理，安全可靠。
（3）适应河流水文特征和地形、地质条件。
（4）工程施工期短，工程施工安全、灵活、方便。
（5）结合利用永久建筑物，减少导流工程量和投资。
（6）河道截流、坝体度汛、封堵、蓄水和供水等初、后期导流在施工期各个环节，能合理衔接。
在导流方案比较优选时，应根据地形、地质条件、水文特征、流冰、枢纽布置、航运、施工安全方便、施工进度、投资等要求综合比较选择。
根据本工程坝址河床窄、导流流量小的特点，采用分段围堰、分期施工的导流方式。
由于坝址处右岸交通比较便利，一期围堰先围右岸，由左岸主河槽导流，一期围堰束窄河床的70%，施工右岸坝体和排砂底孔，排砂孔径为单排1200×
1200mm的砼箱涵；
进口闸门（底板高程502.2m）；
待右坝端施工到▽508.4m，二期围堰围左岸，此时来水进入最枯季节，排砂底孔过流，后左、右坝体交替施工，直至坝体施工结束。
2.2.2导流方案的拟定
一期导流：
一期围堰先围右岸，由左岸河床导流，一期围堰束窄河床的70%，右岸河槽宽仅为15m，设计导流流量为8.5m3/s，控制水位上游为507.40m，下游水位为501.50m。
二期导流：
待右坝侧施工到▽508.40m时，二期围堰围住左岸，排砂底孔过流，此时正值最枯季节，随着坝体的升高，库内调蓄能力逐渐增强，排砂底孔基本能满足过流要求。
2.3导流建筑物的设计与工程量
2.3.1围堰的设计
围堰超高值Δh的计算
Δh=h1%+hz+hc
Δh—防浪墙顶与设计洪水位或校核洪水位的高差，m；
H1%—累计频率为1%时的波浪高度，m；
hz—波浪中心线至设计洪水位或校核洪水位的高差，m；
hc—安全加高，按表2.2采用
表2.2堰顶的安全加高hc表
运用情况
坝的级别
设计情况（基本情况）
0.7
0.5
0.4
校核情况（特殊情况）
0.3
内陆峡谷水库，宜按官厅水库公式计算（适用于
＜20m/s及D＜20km）
下面按官厅公式计算h1%，hz。
式中：
D——吹程，km，按回水长度计。
——波长，m
——壅高，m
V0——计算风速
h——当
时，为累积频率5%的波高h5%;
当
时，
为累积频率10%的波高h10%。
规范规定应采用累计频率为1%时的波高，对应于5%波高，应由累积频率为P（%）的波高hp与平均波高的关系可按表2.3进行换算
表2.3累积频率为P（%）的波高与平均波高的比值表
P（%）
0.1
50
2.97
2.42
2.23
2.11
2.02
1.95
1.71
1.61
1.43
0.94
2.70
2.26
2.09
2.00
1.92
1.87
1.65
1.56
1.41
0.96
0.2
2.46
1.96
1.88
1.81
1.76
1.59
1.51
1.37
0.98
1.93
1.82
1.70
1.66
1.52
1.45
1.34
1.00
2.01
1.78
1.68
1.64
1.60
1.44
1.39
1.30
1.01
1.80
1.63
1.49
1.46
1.33
1.25
表2.4超高值Δh的计算的基本数据表
设计洪水位
校核洪水位
吹程D（m）
2600
3000
风速
（m）
21
安全加高
设计洪水位时，采用重现期为50年的最大风速，本次设计
；
校核洪水位时，采用多年平均风速，本次设计
。
a.设计洪水位时Δh计算：
波浪三要素计算如下：
波高：
h=1.03m
波长：
=10.65m
壅高：
，故按累计频率为
计算
，由表2.3查表换算
故
b.校核洪水位时Δh计算：
h=0.65m
=7.37m
，故按频率为
由表2.3查表换算
故
堰顶高程计算
a.设计洪水位的堰顶高程（枯水期）：
b.校核洪水位的堰顶高程（枯水期）：
为了保证围堰的安全，选取较大值，所以选取堰顶高程为508.40m
2.3.2导流隧洞的设计
开挖断面
本站设计流量1.12m3/s,考虑到水量损失及灌溉用水要求,引水工程按1.24m3/s设计,隧洞进口（底板）高程499.36m,出口（底板）高程474.36m,高差25.00m,主洞长3162m,平均坡度0.8%;
拟定隧洞断面以减少水头损失,便于施工为原则,初步拟定城门型断面2.0m×
2.0m,
断面面积:
A=2.0×
1.0+
×
1.02×
3.14=3.57m2,洞内流速:
V=0.347m/s。
（流速较小，为防止於积，在洞内设置沉石坑）。
均在允许范围内,考虑到正常情况机组运行时间较长,以这种情况来确定经济断面,并以洪水期来校验隧洞的过水能力,以上分析可知,拟定的断面合适,在满足过水能力的前提下的最小施工断面。
衬砌断面
尽管隧洞地质较好,但洞进出口由于爆破松动,都应做适当衬砌,先按开挖断面衬砌看能否满足过流要求,能满足便好,若不能满足,需增大开挖断面;
考虑25cm厚钢筋混凝土,衬砌后的断面是1.5×
1.5m,过流面积为:
A=1.5×
0.75+
0.752×
3.14=2.008m2,正常运行流速为0.62m/s。
钢管断面
钢管的允许流速为2—5m/s，考虑本工程管道较长，流速取下限，于是
=850mm，取d=800mm，则v=2.47m/s。
其他引水断面设计
进水口：
设在坝内,为减小框架工程量，拟釆用螺杆平板闸门；
闸门尺寸1000×
1000mm；
进水口上最小淹没深0.3m,按闸孔出流,计算公式如下：
Q=μ1eB
式中:
Q—闸孔出流量（亦即是电站的引用流量）
B—闸孔宽度,该闸宽度B=1.0m,
e—闸门开启度,取0.95
μ1—闸孔流量系数
经验算Q=1.2m3/s>
1.12m3/s,其过水能力能满足进水要求。
2.3.3导流建筑物工程量计算
导流隧洞全长3162m，设计断面为2.0m×
2.0m（宽×
高）城门洞型，25cm厚钢筋混凝土,衬砌后的断面是1.5×
1.5m，导流建筑物工程量见下表。
表2.5导流建筑物工程量表
项目名称
备注
2.4导流工程施工
2.4.1引水隧洞工程施工
施工程序：
石方明挖—石方洞挖—进水口砼浇筑—金属结构制作与安装—衬砌砼及镇墩砼浇筑。
施工方法：
石方明挖自上而下分台阶进行，采用风钻造孔、人工爆破，1m3挖掘机装、5t自卸汽车运输清碴；
石方洞挖采用风钻造孔、人工光面爆破，人工装、手扶拖拉机运输清碴；
调压井采用自上而下一次开挖成型，卷扬机井口出碴。
砼浇筑采用0.4m3拌和机搅拌、人工推运双胶轮车运砼、人工平仓、2.2kw插入式振捣器振捣密实。
钢筋采用机械切割、弯曲，人工绑扎或焊接。
压力钢管在加工厂制作成半成品，现场首先就位、校正、固定，再双面焊接成型，然后浇筑封堵砼和镇
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