水利施工课程设计.docx
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水利施工课程设计
第一部分基本资料
一、工程概况：
松涛水利枢纽位于柳河干流上的松涛峡，系一级建筑物，由河床混凝土重力坝、溢洪道、右岸土坝和坝后厂房等部分组成。
枢纽主要任务是发电，装机容量3╳15＝45万Kw，单机容量15万Kw。
发电最低水位500m，相应库容19.5亿m3。
枢纽右岸适当位置布置防空洞，可满足封孔蓄水期对下游洪水100m3/s流量的要求。
二．枢纽地形
坝址距下游的松州市河道长约100km，直线距离约50km，坝址附近皆为高山峡谷地区。
松涛峡长约12km，上下游均有比较平坦的山间盆地，可作为施工场地。
坝址位于峡谷尾部，距峡谷出口约1.7km，坝区河床两岸山坡陡峻，成V字型。
左岸坡度450~800，陡缓相见；右岸坡度600~850，两岸山体均为黄土覆盖。
坝址河床一般为410m，河面宽50~60m，深化区偏右岸，最深约10m。
坝址左岸山峰起伏，高出河面约150m以上。
右岸坝头附近为一狭小丘陵阶地，高出河面约110m左右。
与坝区阶地相连的就是地形平坦、面积宽阔的李家台四级阶地，高程约560~580m。
自峡谷出口起，两岸地势逐渐开阔，呈狭长二级台地，高程约430~440m，沿柳河右岸距坝址约8km的旧镇，附近有宽阔平坦二级阶地。
坝内河谷两岸有很多冲沟，左岸主要有坝址下游200m处的滑沟；右岸主要有坝址上游150m处的红柳沟，下游的刘家沟、金沟和银沟等。
这些冲沟切割既深且短，均系沿断层及节理裂隙发育而成，与河谷多成700~800的交角。
由于这些冲沟的切割，使坝区地形变得非常复杂，给施工场地布置造成一定困难。
坝区附近可供施工场地布置的地段，有右岸李家沟，峡谷出口下游右岸的明坝和左岸的易家湾等阶地。
三．气候
1．气温
本流域属于大陆性气候。
多年平均气温9.6℃，月平均最高气温为22.9℃（出现在7月份）,最低气温为-6.5℃（出现在1月份）。
绝对最高气温为39.1℃，绝对最低气温为-23.1℃，日最小变幅为1.3℃。
2．降水
本地区雨量小，多年平均降雨量为330.1mm，最大年降雨量为471.9mm，其中60～70%集中在7～9月份，最大日降雨量71.8mm。
最长一次降水延续时间4昼夜。
最大日降雨量21.0mm，暴雨常在下午和晚间出现。
降雪一般于11月下旬开始，最大一次为20mm，积雪最大厚度为6cm，积雪日期一般从11月下旬到次年3月上旬，年平均积雪日数为21.6日，土壤冰结厚度为1m。
3．冰期
每年从11月底或12月初行冰凌，12月底封冻，次年2月底或3月初解冻。
冰冻期为2~3个月。
冬季行凌初期，多为针状、薄片状冰。
流冰速度最大为1.45m/s，最小为0.95m/s。
春季流冰多为坚硬冰块，冰厚一般为0.2m，最厚可达1m，流冰期一般无过大冰块下泄。
4．风向及风速
本地区春季多风，最大风速17m/s，风向多为东北向。
四．水文条件
柳河的年最小流量多发生在1、2月份，3月份上游开始融雪化冰，流量渐增，6月份以后进入汛期。
年最大流量多发生在7～9月间。
坝址区实测最大流量5640m3/s，最小流量205m3/s，多年平均流量为830m3/s；河水含沙量最大可达5kg/m3（7～9月），最小为0.01kg/m3（1～2月）。
峡内流速最大为7m/s，最小为0.8m/s。
五．工程地质条件
坝区为高山峡谷地区。
峡谷由震旦纪变质岩构成，其上部为第四纪砾石岩，含砂砾石岩及黄土。
河谷两岸变质岩顶板出露标高，左岸约520m，右岸约515m。
标高515m时，谷宽约135m，坝址左右岸基岩上为黄土覆盖，坝址区及上下游河床覆盖层厚5～12m，表面0.3m左右为黄土覆盖，以下卵砾石夹粗、中砂等物组成。
坝址河谷及两岸的变质页岩主要由云母石英片岩（抗压强度为1000～1200kg/cm3）和角闪片岩（抗压强度为900～1200kg/cm3）组成，石质坚硬，普氏系数f＝8。
坝址右岸距河边480m处，有一天然冲刷的鞍状地形，溢洪道即建此处，该处系古河道的遗址，两侧有大小冲沟数条，与它成700~800的交角。
此坝址处水文地质条件，地下水属裂隙补给水，数量很少，主要在构造裂隙及局部破碎带内。
在坝区变质页岩中还有裂隙承压水，稳定水位432～446m，单宽涌水量一般为3l/min，最大为120l/min，随岩石裂隙发育程度、连通情况和深度而发生变化。
坝区是地震波及区，据上机主管部门提出的松涛水利枢纽地段的地震基本烈度为7度。
第二部分项目进度
松涛水利枢纽系一级建筑物，由河床重力坝、右岸砼重力坝、溢洪道、右岸土坝、坝后式厂房等建筑物组成。
主要施工项目及进度安排如下表：
工作项目
工期
紧后工作
紧前工作
A0准备工作
12
A1,A2
无
A1导流隧洞开挖和衬砌
8
A3
A0
A2戗堤预进占
9
A3
A0
A3截流
1
A4,A5
A2
A4土石围堰加高培厚
4
B1,F1
A3
A5基坑排水
1
B1,F1
A3
A6围堰拆除
4
B7,B8,B9,C4,D4,E4
A7
A7隧洞封堵
4
F9
A6
B1河床重力坝坝肩土石方开挖
3
B2
A0
B2河床重力坝坝基土石方开挖
5
B3
B1,A4,A5
B3河床坝基浇筑
3
B4
B2
B4河床重力坝砼浇注至430m高程
5
B5,B6
B3
B5引水道安装
2
B7
B4
B6河床重力坝砼浇筑至490m高程
10
B8
B4
B7引水道接缝灌浆止水
1
A6
B5
B8河床重力坝砼浇筑至539m高程
5
A6
B6
B9河床重力坝基础帷幕灌浆
4
A6
B6
C1右岸砼重力坝土方开挖
3
C2
A0
C2右岸砼重力坝石方开挖
1
C3
C1
C3右岸砼重力坝砼浇筑至539m高程
5
C4
C2
C4右岸砼重力坝帷幕灌浆
2
A6
C3
D1溢洪道土方开挖
15
D2
A0
D2溢洪道石方开挖
13
D3
D1
D3溢洪道堆砌石填方施工
1
D4
D2
D4溢洪道砼浇筑至539m高程
8
A6
D3
E1右岸土石坝土方开挖
17.5
E2
A0
E2右岸土石坝石方开挖
0.5
E3
E1
E3右岸土石坝填筑
17
E4
E2
E4土石坝防渗设施建设
5
A6
E3
F1厂房基础土石方开挖
3
F2
A4,A5
F2厂房下部基础砼浇筑
13
F3,F18
F1
F3厂房上部基础砼浇筑
10
F4
F2
F4安装间的修建
2
F5
F3
F5桥调安装
3
F6
F4
F61＃机组一期安装
2
F7,F10
F5
F71＃机组二期安装
3
F8,F11
F6
F81＃机组三期安装
1
F9,F12
F7
F91＃机组调试
1
F13
F8
F102＃机组一期安装
2
F11,F14
F6
F112＃机组二期安装
3
F12,F15
F7,F10
F122＃机组三期安装
1
F16,F13
F8,F11
F132＃机组调试
1
F17
F9,F12
F143＃机组一期安装
2
F15
F10
F153＃机组二期安装
3
F16
F14,F11
F163＃机组三期安装
1
F17
F15,F12
F173＃机组调试
1
E0
F13,F16
F18副厂房修建
3
F19
F2
F19副厂房设备安装
3
F9
F18
F20开关站土石方开挖
2
F21
A4,A5
F21开关站砼浇筑
2
F22
F20
F22开关站设备安装
3
F9
F21
E0收尾工程
2
无
F17
第三部分工程指标
一．工程施工导流设计概况
1）施工导流拟采用20年一遇洪水
2）导流方式采用全段围堰，全年挡水，隧洞导流，导流设计流量513m3/s
3）上游围堰高50m，下游围堰高27m，导流隧洞2条，每条断面150m2，长度800m。
4）截流于第二施工年11月上旬进行
5）封堵蓄水采用90％保证率，于2000年2月14日蓄水
6）灌浆廊道高程430m
7）拦洪高程490m
二．指标
1）隧洞开挖及衬砌：
100m/月；
2）基础开挖：
岩石1.2～2.5米/月，土方和覆盖层2～3米/月
3）混凝土浇筑4～5万m3/月或5～6万m3/月
4）土石围堰：
上游围堰高50m,下游围堰高27m。
填筑0.15～0.3米/昼夜。
5）基坑排水：
0.15～1.0米/昼夜
6）电站厂房上升速度：
1.5～2.0米/月
7）机组安装6月/台
8）碾压式土坝上升速度：
0.3米/昼夜（5.0米/月）
9）围堰和基坑排水：
4～9月完成
10）准备工作0.5～1年，主体工作2～3年，结束工作0.5～1年
11）设计要求
工程总工期定为6年，拟定于1995年元月开工，2000底结束。
第一台机组发电为2000年7月1日。
第四部分工期分析
一、准备工程分析
准备工程是导流工程、大坝工程、厂房工程、溢洪道工程等的基础和前提。
主要工作包括施工场地平整，生活房屋建筑，供水供电，通信系统安装；对外交通，对内交通修筑，混凝土工厂，砂石料厂系统修建，起重机平台的开挖及安装等。
依据经验以及坝体方量及总工期要求选定准备工程的工期为1年，即从1995年1月到1996年1月止。
二、导流工程分析：
1、松涛水利枢纽导流方式采用全段围堰，全年挡水，隧洞导流。
导流标准为洪水20年一遇。
2、工程量及施工历时计算：
1）导流隧洞开挖及衬砌：
采用两条长800m的隧洞导流，施工中采用上下游4个开挖断面同时进行，一边施工一边衬砌，工期为八个月。
2）上、下游土石围堰施工：
施工中上下游土石围堰高45m、30m，土料采用隧洞开挖料，安排工期4个月。
围堰修筑用导流隧洞开挖的土石料进行戗堤预进占，戗堤预进占与导流隧洞开挖同时进行。
导流隧洞开挖比戗堤进占提前1个月完成，保证石料充足块料符合要求和机器设备充足后，进行合龙闭气。
戗堤进占定于9月暴雨期结束后，11月下旬降雪期来临前，故应选择在10月上旬开始，截流于11月上旬进行，总历时1个月。
3）基坑初期排水
根据导流设计流量为513m3/s，查坝址处水位-流量关系图：
水位为418.5m
查地形图，坝址处最低高程为410m，则△=8.5m。
由地形资料可知，坝址河床深化区偏右岸，最深约10米，故基坑内积水为10m。
基坑排水0.15~1.0m/天，安排历时1个月。
4）土石围堰加高培厚：
施工中上下游土石围堰高45m、30m，土料采用隧洞开挖料，安排工期4个月。
5）导流隧洞封堵
河床坝段大坝帷幕灌浆结束后进行导流隧洞封堵，与蓄水前各项准备工作同时进行，历时4个月。
6）围堰拆除
在河床坝段大坝帷幕灌浆结束后进行，与导流隧洞封堵同时进行，采用爆破法加采砂船挖掘，历时3个月。
三、大坝工程分析：
1、河床坝段：
在围堰加高培厚和基坑排水完成后方可进行河床坝段施工。
（1）河床重力坝坝肩土石方开挖：
可安排与隧洞开挖同时进行，根据工程量及开挖水平，安排3个月工期。
河床重力坝坝基土石方开挖：
安排在基坑排水之后，工期5个月。
（2）坝段较高，故坝段混凝土的浇筑采用浇筑一段灌浆加固一段再继续浇筑。
选择以灌浆廊道高程430m和防洪高程490m为界分段，期间在混凝土浇筑到引水管道安装高程410m时埋入管道，混凝土浇筑到引水管道进水高程500m时进行引水道接缝灌浆止水。
由高程~混凝土浇筑量累计图查得混凝土浇筑到各高程的工程量为：
坝基至430m高程：
19万m3，430至490m高程：
36.8万m3，490至539m高程：
18.5万m3，取混凝土浇筑强度为4万m3/月。
则19/4=4.75≈5个月，36.8/4=9.2≈10个月，18.5/4=4.625≈5个月。
共20个月。
帷幕灌浆：
一般在廊道或灌浆洞内进行帷幕灌浆，基本上不受气候和洪水的影响，与大坝施工干扰较小，均可均衡安排其施工进度。
但是必须在坝体浇筑几层后才开始灌浆。
所有帷幕灌浆一般均应安排在水库蓄水以前完成，工期接在围堰拆除之后，耗时4个月。
引水管道共3条，历时2个月，引水管道接缝灌浆止水历时：
1个月。
2、右岸混凝土重力坝：
右岸混凝土重力坝安排在准备工作完成之后进行。
坝基开挖工程量为土方24万m3，石方3.5万m3。
共27.5万m3。
采取基础开挖强度为岩石4万m3/月，土方和覆盖层8万m3/月
土方：
24/8＝3个月，石方：
3.5/4＝0.87≈1个月
土石方开挖强度=27.5/4=6.8万m3/月，取混凝土浇筑强度为5万m3/月，则混凝土浇筑历时：
11.8/5＝2.36≈3个月
右岸砼重力坝接触、固结、接缝灌浆施工总历时：
2个月，则浇筑与接缝处理总共使用5个月的时间。
帷幕灌浆工程在坝段浇筑即将结束时候在排水廊道内开始，施工历时：
2个月。
3、溢洪道：
溢洪道也为干地施工，可在准备工作完成后进行。
坝基开挖工程量为土方121万m3，石方51万m3，采取基础开挖强度为岩石4万m3/月，土方和覆盖层8万m3/月，则土方：
121/8＝15.1个月，石方：
51/4＝12.75个月，考虑到土石方大量、集中开挖，取土方历时15个月，石方开挖历时13个月，共28个月。
实际土石方开挖强度=172/28=6.14万m3/月，堆砌石填筑工程可与土石方开挖同时进行，其工程量为2.4万m3，施工历时3个月。
混凝土浇筑工程量：
15万m3，取混凝土浇筑强度为5万m3/月
则混凝土浇筑工程施工历时：
15/5=3个月，加上溢洪道较长，溢洪道接触、固结、接缝灌浆所用的时间后总历时8个月。
4、右岸土坝：
干地施工，在准备工作完成后进行。
坝基开挖土方：
143万m3，石方0.1万m3
采取基础开挖强度为岩石4万m3/月，土方和覆盖层8万m3/月
土方开挖时间143/8＝17.5个月，石方开挖时间0.1/4=0.025个月，取0.5个月，故开挖历时取为18个月。
土石填筑工程量：
101.5m3，取填筑强度为：
6万m3/月，
土石填筑工程施工历时：
101.5/6=16.9个月，可以取17个月
土石坝采取防渗设施建设，历时5个月。
四、厂房工程分析：
1、厂房工程：
厂房地基开挖安排在河床重力坝段土石方开挖工程完毕之后进行；厂房混凝土浇筑及分为一期和二期混凝土浇筑。
厂房地基开挖完毕之后进行一期混凝土浇筑，随后安装1#机组；为合理安排施工进度，机组安装采用流水作业，1#机组一期安装完毕之后进行2#机组安装，2#机组一期安装完毕之后进行3#机组安装。
（1）地基开挖：
厂房基础石方开挖可与河床重力坝的河床部分开挖同时施工，由于工程量不大，地基开挖工程量为石方9.6万m3，采取基础开挖强度为岩石4万m3/月，石方：
9.6/4＝2.4≈3个月，安排工期3个月
（2）厂房混凝土浇筑
厂房混凝土浇筑，虽工程量较少，但细部较复杂，施工质量要求高，安排21个月工期，分为上部（13个月）和下部（10个月）。
（3）机组安装
已知机组安装强度为6月/台，同时考虑流水作业。
1#机组一期安装工程施工历时：
2个月开始于桥调安装后
1#机组二期安装工程施工历时：
3个月
1#机组三期安装工程施工历时：
1个月
2#机组一期安装工程施工历时：
2个月
2#机组二期安装工程施工历时：
3个月
2#机组三期安装工程施工历时：
1个月
3#机组一期安装工程施工历时：
2个月
3#机组二期安装工程施工历时：
3个月
3#机组三期安装工程施工历时：
1个月
（4）安装间及副厂房
安装间的修建于厂房下部基础混凝土浇筑后进行，历时2个月；完成后进行桥调安装，历时3个月。
副厂房的修建也于厂房下部基础混凝土浇筑后进行，历时3个月；完成后进行副厂房设备安装，需3个月。
2、开关站工程
开关站程在基坑排水后即可以进行，要求在发电前完成，工程量较小，参考相似工程，土石方开挖工期2个月，浇筑2个月，设备安装3个月。
五、收尾工作：
收尾工程：
主要工作包括场地的清理，设备，房屋的拆卸等，安排工期2个月。
附录：
主要水工建筑物的组成和工程量表
序号
工程项目
挖方（千m3）
填方（千m3）
混凝土和钢筋混凝土（千m3）
灌浆工程（百m）
土方（含砂砾石
石方
合计
土方
堆砌石
反滤层
合计
总计
其中
固结灌浆
1
河床坝段
110
327
437
743
207
137
2
混凝土重力坝
240
35
275
118
85
46
3
溢洪道
1210
510
1720
24
24
150
4
右岸土坝
1430
1
1431
700
205
110
1015
5
坝后厂房
96
96
48
升级会员 