水利工程施工课程设计教学文案.docx

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水利工程施工课程设计教学文案

CHANGCHUNINSTITUTEOFTECHNOLOGY

水利工程施工组织课程设计

学生姓名：

傅元帅

学院名称：

水利工程与环境学院

专业名称：

水利水电工程

班级名称：

水电1243班

学号：

1206411313

指导教师：

张鸿远

长春工程学院水利与环境工程学院

2015年10月9日

前言……………………………………………………………………..2

一、设计目的…………………………………………………………..2

二、施工基本资料概述………………………………………………..2

三、施工导流设计……………………………………………………..6

1、施工导流方案的选择……………………………………………………6

2、施工导流时段的划分…………………………………………………..7

3、施工导流设计流量的确定……………………………………………..7

4、围堰计算………………………………………………………………..8

四、施工截流设计…………………………………………………….14

1、截流方法的选择………………………………………………………..14

2、截流材料粒径确定……………………………………………………..15

五、基坑排水………………………………………………………….16

附表：

施工进度计划表……………………………………………….17

附图：

上下游围堰设计图…………………………………………….18

前言：

施工组织课程设计是一门基础课程，它对于一个水利水电专业的学生来说，有特别重要的作用，施工组织设计是学生在跨出校门，走上工作岗位之前，学校安排的一次重要的设计课程。

设计对于锻炼一个学生的动手能力至关重要。

本次设计目的在于培养学生的动手能力以及具体问题具体分析的能力，做设计的同学都知道，理论与实际并不完全一样。

设计过程中会遇到课本上没有包括的情况，这就要求我们能够联合所学知识跟实际遇到的工程概况，来对这其中的建筑物做适合的设计调整，以适合实际工况。

此次设计在张宏远老师和王忠诚老师的悉心指导下，在同学的互相帮助中，施工设计得以较好的完成。

设计中，由于我们水平有限以及所借资料比较陈旧。

所以，设计中仍然存在着很多不足之处，甚至还存在错误之处。

这些，希望老师给予指正。

我们一定虚心学习，努力学习。

在今后的工作生涯中，一定可以不断地完善自己，充实自己。

一、设计目的

目的在于巩固所学的基础理论知识，训练学生初步运用水利工程施工专业知识，针对具体的水利水电工程，全面分析水利水电工程的资料，通过对各种施工导流方案比较，选出最优方案，使工程达到既安全，快速施工又节约投资的目的，从而进一步了解水利水电工程施工导流设计的目的和任务，综合掌握水利水电工程施工的全貌，培养统筹全局的观念，为今后施工组织设计工作打下良好的基础。

（1）学生需掌握结合设计任务分析基本资料，进行导流方案选择；

（2）熟练运用参考书籍、设计手册及规范等辅助设计；

（3）学生掌握用图表和文字表达设计意图；

（4）了解国内外最新的施工技术参数和科学成果，适当应用到设计中，定出技术上可行、经济上合理、施工运用上安全可靠的施工导流方案并进行相应的导流建筑物设计、截流设计、拦洪度汛及基坑排水设计。

二、工程基本资料概述

选择长白站为参证站，点绘长白站历年逐月最大洪峰流量年内分布图，并描绘平顺的外包线，根据洪水成因和变化过程确定分期，春汛期为:

4月1日～5月20日;秋汛期为:

9月20日～10月30日。

分期洪水过程线

水库典型洪水过程线选择长白水文站,春汛典型年为1985年4月30日～5月2日;秋汛典型年为1987年9月20日～22日，洪水历时为3天，时段△t=3小时。

截流期洪水计算

截流期洪水以水库坝址处历年月迳流资料进行统计，用矩法公式按连序系列计算统计参数，采用P—Ⅲ型曲线适线，Cs与Cv的倍比为2.0。

按适线最佳确定截流期洪水参数。

计算出水库坝址处P%=10、20的月平均流量。

成果见表1.1。

横山水库坝址处截流期设计洪水

表1.1单位：

m3/s

月份

控制点

F（km2）

Q

Cv

Cs/Cv

P（%）

10.0

20.0

4

坝址

92

1.55

0.42

2.0

2.421

2.055

5

坝址

92

2.31

0.35

2.0

3.388

2.949

9

坝址

92

1.95

0.48

2.0

3.204

2.663

10

坝址

92

1.16

0.26

2.0

1.559

1.403

水库坝下100米处H～Q线

根据测绘院1993年施测的水库纵横断面及平面图，比降采用6.87‰，糙率根据河床组成主槽糙率采用0.045,边槽糙率采用0.06，用曼宁公式计算出水库

坝下100米处H～Q线,与洪调成果较为接近，见附图8。

青山水库库容曲线表

工程地质条件

横山水利枢纽位于长白县东北部的二十三道沟内，有公路相通，交通较为便利。

横山水利枢纽由土石坝、岸边溢洪道组成，工程有关技术指标见表3.1-1。

工程主要技术指标一览表

表3.1-1

序号

指标名称

单位

数量

备注

1

正常高水位

m

1280

土石坝为心墙坝与斜墙坝两个比选方案。

2

最大坝高

m

40

3

坝顶长度

m

500

4

溢洪道闸底高程

m

1272.5

5

溢洪道挑坎底高程

m

1264.5

吉林省水利水电勘测设计研究院地质勘察岩土工程院受长白县水电局委托，于1993年8月～10月，对青山水库及双山梯级电站进行可行性阶段的工程地质勘察和天然建造材料的初查工作。

（1）熔岩台地（Ⅰ）

分布二十三道沟河两侧，面积巨大，台面高程1064～1316m，微向南东倾斜，坡度小于1º。

由第四系上更新统冰水堆积粘土、壤土、卵砾石含粘性土及下更新统玄武岩组成。

其上林木繁茂，植被良好，部分发育有沼泽。

（2）河谷谷坡（Ⅱ）

由于河流侧向侵蚀和切割，形成较大的谷坡地形，从上游至下游形成由窄变宽，由浅至深，由陡变缓的特征。

二十三道沟河流两岸（青山水利枢纽坝址以上）坡高30～40m，坡度10°～21°，斜坡大部由崩积块石及坡洪积碎块石含粘性土组成，玄武岩裸露很少。

（3）一级阶地（Ⅲ）

分布二十三道沟河两岸，阶面高出河床5～10m，微向河床倾斜，坡度3°～5°，由冲洪积堆积物组成，其下为坡积层。

（4）河漫滩（Ⅳ）

分布二十三道沟河河床两侧，河漫滩高出河水面0.5～3m，河漫滩宽200～400m，地形平坦，由冲积卵砾石含粘性土组成，局部夹粗砂，表部有火山灰砾和植土，其上发育有沼泽。

3.2.地层岩性

设计需用的天然建材料别和设计需用量及调查的精度与储量列于表4-1。

采用坑探为主，小手钻为辅的调查方法，储量计算主要采用平行断面法，部分为三角形法。

天然建筑材料设计用量与调查储量一览表

表4-1

项目

料别

设计需用量

（万m3）

调查

备注

精度

储量（万m3）

时间

粘土料

25

初查

95.0

1993年

1、粘土料场两处。

2、砂砾料场三处，坡洪积料一处。

3、石料场三处。

4、砼粗骨料需人工粉碎，砼细骨料与反滤料需外购。

坝壳料

53

普查

16（砂砾料）

50.4（坡洪积料）

石料

9.5

初查

159.5

（含坝壳料与砼粗骨）

砼骨料

3（粗）

2（细）

普查

无，需外购

反滤料

6

普查

合计

98.5

A1土料场防渗土料质量评价表

表4-2

规程规定SDJ17-78（规程规定SL251-2000）

试验指标

质量评价

序号

项目

指标

试验组数

最大值

最小值

平均值

1

粘粒含量

15-40%为宜

14

46.4

38.1

42.6

偏高

2

塑性指数

10-20

14

15.1

11.6

13.3

合　格

3

渗透系数

碾压后，<1×10-4cm/s（<1×10-5cm/s，并应小于坝壳透水料的50倍

2

2.81×10-7

2.68×10-7

2.75×10-7

合　格

4

有机质含量

<1%（<2%）

2

0.53

0.41

0.47

合　格

5

易溶盐含量

<3%

5

0.084

0.026

0.053

合　格

6

天然含水量

最好与最优含水量或塑限近似

11

28.8

18.5

25.8

略高

7

PH值

>7

8

紧密密度

宜大于天然密度

8

1.58

1.46

1.53

偏低

9

Sio2/R203

>2

击实

最大干密度

/g/cm3

8

1.58

1.46

1.53

最优含水量

/%

8

28.7

22.0

24.6

注：

1括号内为新规范SL251-2000规定指标；2天然密度为1.56g/cm3。

A2土料场防渗土料质量评价表

规程规定SDJ17-78（规程规定SL251-2000）

试验指标

质量

评价

序号

项目

指标

试验

组数

最大值

最小值

平均值

1

粘粒含量

15-40%为宜

6

44.5

25.4

39.6

合　格

2

塑性指数

10-20

6

12.0

8.4

10.0

合　格

3

渗透系数

碾压后，<1×10-4cm/s（<1×10-5cm/s，并应小于坝壳透水料的50倍

6

1.53×10-6

不透水

4.27×10-7

合　格

4

有机质含量

<1%（<2%）

5

易溶盐含量

<3%

3

0.078

0.058

0.070

合　格

6

天然含水量

最好与最优含水量或塑限近似

11

27.5

20.3

23.1

略高

7

PH值

>7

8

紧密密度

宜大于天然密度

6

1.64

1.52

1.59

合　格

9

Sio2/R203

>2

击实

最大干密度

/g/cm3

6

1.64

1.52

1.59

最优含水量

/%

6

26.7

20.5

22.5

三、施工导流设计

导流标准就是导流建筑物的设计洪水标准，导流标准即某一洪水重现期，他是根据永久建筑物的级别确定，本次设计对象查《水利水电施工组织设计规范》采用十年一遇的洪水标准。

施工导流方案选择及导流标准确定

（1）施工导流方案的选择

选择导流方案时应考虑水文条件、地形条件、地质及水文地质条件、水工建筑物的形式及布置、施工期间河流的综合利用、施工进度施工方法及施工场地布置、施工期间河流的综合利用、施工进度、施工方法及施工场地的布置。

由地形图可知，本工程坝区内河谷不对称，左岸平缓，右岸谷坡较陡、汛期流量小、河漫滩宽200-400m.地形平坦，而且上游左岸有引水隧洞，所以设计两种可行方案。

方案一：

采用全段围堰法，在左岸开挖引水隧洞，截流时引水隧洞用作导流隧洞。

第一年进行左右岸坝体的基础开挖和基础处理，同时开挖引水隧洞，第二年修筑上游围堰进行全段围堰截流，同时也进行溢洪道基础的施工，第三年主要是整体坝