毕业设计任务书碾压砼重力坝.docx
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毕业设计任务书碾压砼重力坝
CHANGCHUNINSTITUTEOFTECHNOLOGY
毕业设计任务书
论文题目：
学生姓名：
学院名称：
专业名称：
班级名称：
学号：
指导教师：
教师职称:
学历：
年月日
长春工程学院
毕业设计任务书
水环学院水利水电工程专业2012届
题目
隆化水利枢纽（碾压砼重力坝方案）施工组织设计
专业班级
学生姓名
指导老师
闫雪莲
任务书下发日期
2012．3．26
设计截止日期
2012．6．25
难度系数
较难
毕业设计（论文）的主要内容：
完成隆化水利枢纽（碾压砼重力坝方案）的施工组织设计，即分析施工条件；进行施工导流设计；砼料场的选择及开采；碾压砼重力坝的施工；施工场地内外交通的布置；混凝土骨料开采加工系统、混凝土拌和系统和制冷系统等，位置、规模、设备容量、生产工艺、平面布置、占地面积的设计等。
施工场地进行分期、分区和分标规划，确定分期分区布置方案和各承包单位的场地范围；施工总进度的安排。
毕业设计（论文）的主要要求:
（具体图表，文字资料见附件）
（一）文献综述；
1．设计目的及意义；2．设计拟解决的工程实际问题；3．设计拟应用的现场资料综述；4．设计拟应用的文献综述；5．设计相关技术的国内外现状。
（二）设计方案及技术路线：
施工导流方案选择、截流方案选择及采用的技术路线。
（三）设计计算：
1．施工导流水力学计算；2．截流水力计算；3．工程量计算；
（四）设计说明书
1．前言；2．工程基本资料概述；3．施工组织设计
（1）施工条件；
（2）施工导流；（3）料场的选择与开采；（4）主体工程施工；（5）施工交通运输；（6）施工辅助企业；（7）施工总布置；（8）施工总进度；（9）主要技术供应。
（五）设计计算书
主要内容包括以下几部分：
1．施工导流的计算2．施工截流计算3．基坑排水量的计算4．施工机械数量的选择。
（六）设计图纸：
导流建筑物布置图；施工平面总布置图；施工总进度表
主要参考文献：
1．《水利水电工程施工组织设计指南》2．《水利水电工程施工组织设计手册》3．《水利工程施工》
任务书编制教师（签章）：
年月日
教研室审核意见:
教研室主任（签章）:
年月日
学院审核意见:
学院院长（签章）:
年月日
备注
注：
任务书中的数据、图表及其他文字说明可作为附件附在任务书后面，并在主要要求中标明：
“见附件”
附件：
（隆化水利枢纽具体资料）
1、工程条件
1.1地理位置
隆化水利水电枢纽工程位于河北省承德市隆化县境内，由龙山水库和
南湾水电站两部分工程组成，水库坝址在旧屯乡龙山村北500m的滦河干流上，距隆化县城约75km，距承德市约130km，是以发电为主，结合防洪、灌溉、水产养殖等综合利用的中型水利枢纽工程，控制流域面积14742km2，占滦河流域总面积的33%，总库容2406万m3，装机3.0万kW。
1.2工程选址、工程总布置及主要建筑物
1.2.1工程等别及设计标准
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），水库库容在1000～10000万m3之间，灌溉面积在5～50万亩之间，枢纽建成后向下游承德钢厂和滦河电厂供水，供水对象为中等城市，因此本工程为Ⅲ等工程，其主要建筑物拦河坝、泄洪底孔及引水隧洞等按3级建筑物设计，电站厂房等按4级进行设计。
主要建筑物拦河坝、泄洪底孔及引水隧洞等设计洪水标准采用50年一遇，校核洪水标准采用500年一遇。
溢流坝和泄洪底孔的消能防冲建筑物设计洪水标准为30年一遇。
水电站厂房的洪水标准为30年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核.
根据河北省地震局，河北省质量技术监督局2001年转发的《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），工程区域地震动峰值加速度g为0.05g，地震动反应谱特征周期s为0.45s，相当于地震基本烈度Ⅵ度区。
根据《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97），地震设计烈度为6度。
1.2.2工程坝址、坝型及布置
坝址：
龙山水库位于龙山村北约500m的滦河干流上，滦河在本区流向由北向南蜿蜒曲折，河谷呈开阔的“U”字型与窄狭的“V”字型，河谷两岸断续有Ⅰ、Ⅱ级阶地展布。
工程所在河段地面高差大，是开发水能的极佳地段。
坝线两岸地形为不对称U型，左岸较陡，右岸较缓。
左坝肩基岩出露，岩性为斑状混合岩，岩体表层节理裂隙发育，但岩体风化程度较浅，具有较高的强度，强风化厚度3～5m，左坝肩虽然小构造发育，但多数被岩脉充填；微风化岩体透水率小于5Lu，具微～弱透水性。
右坝肩山体坡脚基岩出露，岩性为斑状混合岩，表层为强风化岩，右坝肩4～7m见弱风化岩，弱风化岩体透水率大多小于5Lu，具微～弱透水性。
河床覆盖层厚2.8～11.3m，下部为斑状混合岩，强风化岩厚度0.7～3m，弱风化岩厚度25m左右，上部节理较发育，节理面水锈浸染较重，底部岩石完整。
地质勘探工作表明，推荐坝址区未发现有大的断裂出露，钻孔中未发现不良的软弱结构面，坝基弱风化岩体强度可满足建坝要求。
根据地形、地质条件，最终选定坝轴线位置为：
左岸L点（X＝82892.968，Y＝24205.659），桩号为0-050；右岸R点（X＝83195.968，Y＝23942.659），桩号为0+351.220。
1.2.3坝型及布置：
工程主要建筑物为拦河坝、引水建筑物及厂区建筑物。
拦河坝布置于中坝线下游约60m处，包括非溢流坝段、溢流坝段和底孔坝段。
引水建筑物进口布置在河道左岸，由进水口、引水隧洞、调压井和穿河压力管道四部分组成。
厂区建筑物位于南湾子村西的滦河右岸河漫滩上，包括主副厂房、尾水渠、升压站及厂区附属建筑物等。
a）拦河坝
非溢流坝段
非溢流坝段坝型为碾压混凝土重力坝，坝顶全长286m，坝顶高程695.0m，坝顶宽6m，最大坝高45m，上游折坡点高程665.0m，折坡点以下坡度1:
0.3；下游折坡点高程687.0m，折坡点以下坡度1:
0.7。
由左岸挡水重力坝段和右岸挡水重力坝段组成。
左岸非溢流坝段长80m，由左岸向右岸方向分别为1至5坝块，共分5个坝块。
右岸非溢流坝段长123m，由左岸向右岸方向分别为10至16坝块，共分为7个坝块。
溢流坝段
溢流坝段布置在主河槽段，由左岸向右岸方向分别为7、8、9坝块，共分为3个坝块，坝块长分别为22m、21m、22m。
溢流孔采用开敞式，堰顶高程684.7m，设5个溢流表孔，单孔净宽10m。
堰上设弧型工作闸门，以卷扬启闭机控制；前端设检修门，门机启闭。
泄洪底孔坝段
底孔坝段位于6坝块。
底孔结构型式为有压短管式，根据排沙及施工导流的要求，确定其规模为进口尺寸4×4m，进口底高程661.2m。
进口设平面事故检修门及弧型工作门，出口以跌坎形式与下游衔接。
b）引水建筑物
引水建筑物进口布置在河道左岸，由进水口、引水隧洞、调压井和穿河压力管道四部分组成。
厂区建筑物位于南湾子村西的滦河右岸河漫滩上，包括主副厂房、尾水渠、升压站及厂区附属建筑物等。
进水口位于拦河坝左岸上游约200m处，进口底高程672.5m，以进水口为起始桩号，即引0+000。
南湾电站引水洞线全长6349.4m。
进水口
进水口距左坝头约200m处，其轴线与拦河坝轴线交角为8.6358°，为岸塔式结构，基础为斑状混合岩。
引水隧洞
引水隧洞由穿山段和穿河段两部分组成。
穿山段隧洞长5.788km，分为衬砌段、喷锚段和不衬砌段；穿河段隧洞长0.55km。
衬砌段和穿河段隧洞采用圆形断面，喷锚段和不衬砌段采用马蹄形断面。
调压井
调压井中心线桩号6+232.86，为简单圆筒式，调压井底高程662.6m，顶面高程717.05m，采用全断面钢筋混凝土衬砌，衬砌平均厚度60cm，直径12m，筒深54.45m；连接管直径6m，深10.5m。
调压井顶部设钢栏杆，防止人和物掉入井内。
压力钢管
压力钢管采用露天式布置，管道由一条主管从桩号6+349.41引至桩号6+352.91分成两条支管，其分叉角为60°，由支管进入厂房。
主管直径4m，长3.5m；支管直径2.9m，每根长10.92m。
c）厂区建筑物
厂房
厂房分为主厂房和副厂房，副厂房位于主厂房的上游侧，主、副厂房之间设有2cm的沉陷缝；安装间布置在主厂房右侧，并用2cm的沉陷缝与主机室分开。
主厂房长38.9米，宽15米，从上到下分为发电机层、水轮机层及蜗壳层（压力钢管层）三层。
副厂房长38.9米，宽8.8米，为框架结构，围护结构为240mm厚砖墙。
副厂房上、下共分四层，由下至上分别为水轮机层、电缆夹层、发电机层和办公用房层。
升压站
升压站布置在厂房左侧距厂房7.0m的位置，其平面尺寸为34×49m，占地面积为1750m2，设计地面高程为616.0m，其上布置变压器等电器设备，周围设置护栏。
尾水渠
尾水渠由反坡直墙段、扭坡段、梯形断面渠道段、尾水闸门及交通桥等组成。
反坡直墙段采用1：
3的反坡段与梯形断面渠道段连接，总长23.67m，反坡段两侧墙采用混凝土半重力式挡土墙。
扭坡段及梯形断面渠道段总长223m，其中扭坡段长15.0m，由半重力直墙渐变为梯形断面渠道，渠道底宽9.0m，边坡1：
1.5，渠底纵坡1/1000，采用浆砌石护砌。
考虑电站机组检修，在电站主厂房下游侧设置尾水闸墩、检修平台及启闭设备，并设置尾水闸门一扇，尾水闸门设计孔口尺寸5.605×2.06m（宽×高），电站尾水检修平台高程615.9m。
为满足厂区内交通要求，在尾水渠上修建交通桥，设计桥面宽5.0m，桥面高程615.7m，上部采用预制T梁结构，下面采用混凝土灌注桩基础。
厂区附属建筑物
厂区附属建筑物包括办公楼、宿舍楼、锅炉房、浴室、食堂等生活设施，以及机修车间、库房等辅助生产设施，总建筑面积2625m2，包括厂房在内总占地面积为18530m2。
综合考虑厂区地形、交通及防洪等因素，确定厂区地面高程为615.7m。
2、枢纽区工程地质条件
2.1地形地貌
坝址区河谷呈“U”字型，左岸山体陡峻，最大高程820.0m，右岸稍缓，最大高程770.8m。
坝址区河谷宽约230m，一级阶地宽约155m，高程667～671m；漫滩宽约25m，高程663m左右；河床宽约50m，高程660.4～661.4m。
为河床流水地貌，河床坡降为2.5‰，滦河在本区流向由北向南蜿蜒曲折。
2.2工程地质及水文地质条件
坝址区河谷呈“U”字型，左岸山体陡峻，最大高程820.0m，右岸稍缓，最大高程770.8m。
坝址区河谷宽约230m，一级阶地宽约155m，高程667～671m；漫滩宽约25m，高程663m左右；河床宽约50m，高程660.4～661.4m。
为河床流水地貌，河床坡降为2.5‰，滦河在本区流向由北向南蜿蜒曲折。
通过前期工程地质勘察工作，初步查明了龙山水库的工程地质及水文地质条件：
（1）坝址区基岩埋深2.8～11.3m，坝基岩体坚硬，地基承载力可满足设计要求，地质测绘及钻探中未发现大的构造，坝址区工程地质条件较好。
（2）坝基及穿河段开挖均存在施工导流问题，滦河水量充沛，长年径流不断，
滦河河床及漫滩的覆盖层岩性以砂、砾（卵）石为主，该层渗透系数建议值为80～100m/d，属强透水性，因此施工导流难度较大。
（3）推测引水隧洞穿过的地层岩体大部分为弱～微风化岩，据地质测绘成果估判，Ⅱ类围岩长度3.55km，约占61.3%，Ⅲ类围岩长度1.52km，约占26.3%，Ⅳ类围岩长度0.718km，约占12.4%。
各类岩体透水性较差，由于工作精度问题，现围岩分类只是推测，估计小构造及局部软弱岩体有可能揭露，此外局部地段围岩埋深达300m，不排除岩爆的可能而降低围岩类别。
（4）天然料场各类材料质量、储量均满足设计用量要求，尤其块石料储量丰富，材质较好，可适宜做为浆砌石坝材料。
3、气象及水文条件
滦河地处东亚大陆性季风气候区，冬季受蒙古高压控制，盛行自大陆吹向
海洋的寒冷干燥冬季风，夏季盛行自海洋吹向大陆的暖湿夏季风，春秋是此二种截然不同气流的更替期，导致一年四季天气有明显差异。
此地多年平均气温6.2℃，最高气温37.4℃，最低气温-39.6℃；全年无霜期135天，冰冻期100～120天，最大冰冻厚1m，最大冻土深1.5m，多年平均风速2.1m/s，最大风速19m/s，以西北风为主。
该区降雨主要靠太平洋东南季风带来的湿润空气，多年平均降水量450mm，年内分配不均匀，七、八两月雨量占全年雨量的65%。
受降雨的控制，河流来水量也呈现不均匀性，七、八月份河流的径流量较大，同时河流也具有山区河流的特性，汇流时间短，洪枯流量相差悬殊。
根据旧屯站实测资料，选用1958年7月14日至20日的6天洪水过程作典型，按洪峰、洪量同频率法进行放大，得到龙山水库不同频率的设计洪水过程线，详见表1。
表1龙山水库不同频率的设计洪水过程线
历时
（小时）
频率（%）
0.1
0.2
1
2
5
20
0
400
350
250
210
150
40
2
490
430
290
240
170
70
4
570
510
330
260
180
100
6
1160
1020
740
610
430
160
8
3700
3100
1790
1290
720
170
10
3200
2720
1570
1150
650
170
12
2710
2300
1360
1000
580
170
14
2210
1880
1140
860
510
160
16
1710
1450
920
710
440
160
20
1560
1330
870
680
440
160
24
1400
1190
820
650
440
160
28
1240
1050
760
620
430
160
32
1140
970
720
590
420
150
36
1090
960
680
560
400
150
40
1040
930
650
530
380
140
44
980
870
610
500
360
140
48
930
830
580
470
330
130
52
880
780
540
440
310
130
56
830
740
510
410
290
120
60
780
600
470
380
270
120
64
730
650
430
350
250
110
68
680
610
400
320
230
110
72
620
550
360
290
200
100
76
570
510
330
260
180
100
80
560
500
320
250
180
100
88
540
480
310
250
180
90
96
520
460
310
250
170
80
104
500
440
300
240
170
70
112
480
420
290
230
160
70
120
460
400
280
230
160
60
128
440
390
270
220
160
50
136
420
370
260
220
150
50
144
400
350
250
210
150
40
表2水位～库容关系曲线表
库水位
（m）
库容（亿m3）
库水位
（m）
库容（亿m3）
原始
淤积后
原始
淤积后
661.2
0.0001
680
0.0556
0.0232
662
0.00015
681
0.0633
0.0293
663
0.0002
682
0.0718
0.0364
664
0.0004
683
0.0809
0.0443
665
0.0008
684
0.0907
0.0531
666
0.0014
685
0.1011
0.0627
667
0.0024
686
0.1125
0.0735
668
0.0037
687
0.1248
0.0854
669
0.0054
688
0.1382
0.0985
670
0.0075
689
0.1526
0.1127
671
0.0100
0
690
0.168
0.128
672
0.0131
0.0002
691
0.177
0.1449
673
0.0166
0.0008
692
0.2035
0.1635
674
0.0206
0.002
693
0.224
0.184
675
0.0251
0.0038
694
0.2462
0.2062
676
0.0301
0.0062
695
0.2701
0.2301
677
0.0357
0.0094
696
0.2968
0.2568
678
0.0418
0.0133
697
0.3268
0.2868
679
0.0484
0.0178
水位流量关系
龙山水库坝址下游50m处河道水位流量关系是在1/2000地形图上摘取断面，用均匀流推求。
见表3。
表3坝下50m处水位流量关系
水位
流量
备注
662.19
20
663.31
120
667.41
1290
668.69
1790
670.28
2844
670.3
2856
670.31
2862
4、工程量
表5碾压混凝土重力坝方案建筑工程量表
编号
工程和费用名称
单位
数量
一
拦河坝
1
坝基处理
坝基砂卵石开挖
m3
140147
坝基岩石开挖
m3
27082
上坝路及坝头石方开挖
m3
31706
断层破碎带开挖
m3
4902
坝脚砂卵石回填
m3
37255
坝基帷幕灌浆
m
2629
坝基固结灌浆
m
5522
坝基排水孔（D110mm）
m
1733
2
挡水坝段
坝体防渗混凝土W8
m3
6580
坝基垫层混凝土C20
m3
10277
廊道周围常态混凝土C20
m3
6483
底孔挑流段底板混凝土C20
m3
3297
底孔导墙混凝土C20
m3
671
断层破碎带混凝体回填C20
m3
4902
坝体混凝土
m3
98572
钢筋制安
t
758
3
溢流坝段
防渗体混凝土W8
m3
5122
溢流面混凝土F150
m3
5408
基础垫层常态混凝土C20
m3
4441
廊道周围常态混凝土C20
m3
2103
坝体浆砌石
m3
29095
闸墩混凝土C25
m3
6471
边墩混凝土C25
m3
953
公路桥混凝土C25
m3
115
机架桥混凝土C25
m3
245
钢筋制安
t
517
启闭机室面积
m2
462
隆化水利水电枢纽工程的主要建筑材料由承德市及隆化县城采购，运至工地，在工地设有各种材料仓库储存。
工地所在段的滦河四季有地表径流，水质和水量能满足施工期间的生产和生活用水需求。
施工期间的生产、生活用电自滦河老陡山水电站引接，在坝址和电站附近有10kV输电线通过，可引接至工地，经降压后使用。
隆化水利水电枢纽工程的水库坝址和电站附近的河滩较为宽阔，砂石骨料
蕴藏较为丰富，地质勘察时选取了东旧屯、西旧屯、大坝沟门三个料场，从品质和数量均可以满足工程的需要。
据调查，当地现有骨料筛分厂多处，分别为车道沟、鱼亮子和旧屯骨料厂，骨料质量及产量满足工程要求，运距在10～15km范围内，而且供应至工地价格可以接受。
据此，确定两个骨料供应方案：
自采和外购。
5、天然建材
设计采用混凝土坝，需调查混凝土骨料及石料，故选定东旧屯、西旧屯、大坝沟门村的滦河漫滩及Ⅰ级阶地作为混凝土天然骨料场，选定樱桃沟和北沟作为石料场地。
5．1砂砾料
东旧屯料场
位于距坝址7.5km的滦河左岸，面积0.56km2（合840亩），地表被耕地覆盖，上覆无用层平均厚度0.92m，地下水埋深1.88m，平均开采深度3.87m。
料场粗骨料储量120.8万m3，细骨料储量106.4m3，粗细骨料之比为1.1:
1。
砾石、砂干松容重偏低，砂孔隙率、砂含泥量、砾石针片状含量偏高。
西旧屯料场
位于距坝址6.5km的滦河右岸，面积0.13km2（合195亩），地表被耕地覆盖，上覆无用层平均厚度1.35m，地下水埋深3.5m，平均开采深度5.5m，基本无超径石。
料场粗骨料储量39.9万m3，细骨料储量39.5m3，粗细骨料之比为1:
1。
砾石、砂干松容重及砂粒度模数值偏低，砂孔隙率、砂含泥量偏高、砾石吸水率偏高，级配较差，中间粒径含量低。
大坝沟门料场
位于坝址上游7.5km的滦河右岸，地表被耕地覆盖，上覆无用层平均厚度0.3m，地下水埋深0.3～1.0m，超径石含量6.1%。
粗骨料储量17.0万m3，细骨料储量22.0万m3，粗细骨料之比为1:
1.3。
砾石、砂干松容重及砂粒度模数值偏低，砾石吸水率值（对抗寒性砼）偏低，砂孔隙率、砂含泥量基本合格，砾、砂级配的中间粒径含量偏低，级配较差。
综合上述三个料场，砾、砂干松容重值偏低，砂孔隙率大，砾、砂的级配不好，细骨料含量高，料场上部无用层较厚等为其不利条件。
不符合规范要求的指标（见表6）。
由表中可知：
①干松容重偏低，说明其级配不好，将增加水泥用量。
②砾石针片状、含水量超标不多，可用。
③砂含量仅大坝沟门尚可用，其它两个料场超标较多。
④整体来讲，砂料质量比较差，应采取处理措施，如水洗或水下开采。
经储量计算的三个料场净砾石（5～80mm）总储量为177.1万m3，砂总储量为167.9万m3。
砂砾石储量计算结果见表7。
表6超标值与标准值比较表
项
目
产
地
砾石
砂
干松容重（t/m3）
针片状含量（%）
吸水率（%）
干松容重（t/m3）
孔隙率（%）
含泥量（%）
粒度模数（%）
试验
成果
标准值
试验
成果
标准值
试验
成果
标准值
试验
成果
标准值
试验
成果
标准值
试验
成果
标准值
试验
成果
标准值
东旧屯
1.53
>1.6
16.4
<15
<2.5
1.37
>1.5
48.4
<40
9.6
水上<3
水下<5
2.4
2.5
～3.5
西旧屯
1.49
2.8
1.42
46.6
7.5
2.26
大坝沟门
1.54
43.4
4.5
表7砂砾石储量计算成果表
产
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