施工設(shè)歐哲森

1、目錄一、設(shè)計任務(wù)2二、設(shè)計資料2（一）樞紐建筑物型式與組成2（二）地形資料2（三）地質(zhì)及土壤資料2三、施工導(dǎo)流5（一）、導(dǎo)流方案的選擇與時段劃分51.1 導(dǎo)流方案的選擇51.2 導(dǎo)流時段的劃分5（二）、圍堰的設(shè)計62.1、確定圍堰的型式62.2、確定圍堰的高程和斷面尺寸62.3確定壩體攔洪高程142.4圍堰的修筑與拆除15四、施工截流16(一)、選擇截流方式171.1 確定截流日期171.2 確定截流設(shè)計流量18(二)、確定龍口寬度19五、控制性施工進度表2020一、設(shè)計任務(wù)（一）分析基本資料，選擇導(dǎo)流方案。（二）各期圍堰的設(shè)計：確定圍堰型式，堰頂高程和斷面尺寸，修建及拆除方法。（三）確定壩體

2、攔洪高程（洪水頻率f=0.5%）。（四）選擇截流方法，確定截流日期和截流設(shè)計流量。（五）進行截流水力計算，確定截流過程中龍口各水力參數(shù)變化規(guī)律和截流材料最大尺寸。二、設(shè)計資料（一） 樞紐建筑物型式與組成某水庫擋水建筑物為粘土心墻壩，壩體橫斷面見附圖。壩頂長1300余米，壩高48米，屬一級建筑物。右岸山上設(shè)有溢洪道，左岸布置有兩條泄洪發(fā)電直線隧洞為圓形，直徑為6.5米，長300米，隧洞坡降1%，進口底坎高程為100米，隧洞粗率系數(shù)n=0.012。（二） 地形資料樞紐處河谷呈u形，河床寬約400米，右岸有寬達550米的臺地，河床比降為千分之一，壩址處地形剖面圖見附圖。（三） 地質(zhì)及土壤資料壩址處基

3、巖為花崗片麻巖，風(fēng)化層厚1020米，河床砂礫覆蓋層厚58米，距址1.5km處有足夠的土料可供上壩和修筑圍堰。土料有關(guān)性質(zhì)列于表1表1壩體設(shè)計干容重（kg/）自然濕容重（kg/）松散干容重（kg/）可松性系數(shù)含水重1980190016501.150.15表2 河流水文特征時段與流量時段名稱水文特征時段（月、日）流量（/s）5%頻率最大流量5%頻率平均流量春汛期3.15.31560502中水期6.17.10560502洪水期7.119.1047004200枯水期9.1110.31294215最枯水期11.12.286662表3 壩址處原河道水位流量關(guān)系水位（米）959698100102103105

4、106流量（/s）06219829437648256012301071081101121141161182400321047005600650074008260表4 水庫水位容積關(guān)系水位（米）105106107108109110112114容積（億）0.10.20.40.71.01.41.82.11161181201221241261281301331372.63.03.54.04.85.36.06.47.210.0表5 頻率為0.5%洪水過程線（Qt關(guān)系）時間036912151821242730流量67515152515381561158375541531151515815675表6 頻率為

5、5%洪水過程線（Qt關(guān)系）時間036912151821242730流量6759151615271540154815391526151115715615 三、施工導(dǎo)流（一）、導(dǎo)流方案的選擇與時段劃分 1.1 導(dǎo)流方案的選擇選擇導(dǎo)流方案時應(yīng)考慮水文條件、地形條件、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件、水工建筑物的型式及其布置、施工期間河流的綜合利用、施工進度、施工方法及施工場地的布置。由所給資料可知，該工程的河床寬且流量大，分段圍堰導(dǎo)流的費用較低，所以應(yīng)該選擇分段圍堰法導(dǎo)流。比較所給三種方案，第三種方案龍口寬且緊挨著左岸既增加了合龍工程量，又影響左岸壩段施工，影響工期，第一種方案和第二種方案比較，龍口都靠近左岸，第

6、一種方案龍口較寬，增加了合龍的工程量，所以第二種方案合理圍堰分的段數(shù)越多，工程量也就越大，施工越復(fù)雜，同樣，期數(shù)分的越多，工期拖得越長?？偣て跒槿?，所以為了可以集中力量，加快施工進度，采用兩段兩期的導(dǎo)流1.2 導(dǎo)流時段的劃分根據(jù)施工進度和實際情況，將本樞紐分為兩段兩期。其中左岸壩段自成一段，右岸壩段和河床（即合龍）壩段分為一段。分期：第一期4月到第二年9月，進行隧洞和右岸壩段施工。河水以束窄河床導(dǎo)流，河床的束窄程度（面積束窄度K為50 %）由附圖（e）得（）A2為圍堰和基坑所占過水面積為8000m，A1為原河床過水面積16000。由于洪水時將影響工程，需要在隧洞進出口處修建小型圍堰；用以防護

7、壩基。第二期：從第二年9月到第三年11月，進行左岸壩段的施工，截流以后用隧洞導(dǎo)流，到枯水期，左右岸壩段和合龍壩段同時進行施工。第三底，整體壩段進行施工全面提升壩段達到壩頂高程，拆除臨時建筑物，工程完工。（二）、圍堰的設(shè)計2.1、確定圍堰的型式該樞紐為級建筑物，根據(jù)水利水電工程施工組織設(shè)計指南魏璇，表2-1可知，擬建導(dǎo)流建筑物和圍堰為級，使用年限1.53年，圍堰高1550米，根據(jù)樞紐所處的地質(zhì)和土壤條件和土石圍堰的優(yōu)點（土石圍堰構(gòu)造簡單、施工方便，可以在動水中、深水中、巖基上或者有覆蓋層的河床上修建），為了應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)氐牟牧?，所以采用土石圍堰?.2、確定圍堰的高程和斷面尺寸 2.2.1、一期

8、圍堰堰頂高程 導(dǎo)流設(shè)計流量=設(shè)計流量+學(xué)號*5 =4700+23*5 =4815m³/s 根據(jù)壩址處原河道水位流量關(guān)系圖可知水位為：110.3m圖1.水位流量關(guān)系圖查附圖（e）并計算得左岸壩段過水?dāng)嗝婷娣eA=7600，總的過水面積=16800由單側(cè)收縮時=0.95，采用矩形圍堰取=0.85,故束窄河床的平均流速為：=0.667m/s原河床行進流速為：=0.301m/s故水位壅高為：z=-=0.0268m又已知下游波浪爬高ha下=0.7m，查教材表知級土石圍堰圍堰安全超高為0.5m,即=0.5 ，并且故下游圍堰堰頂高程為：=110.3+0.5+0.7=111.5m又知上游波浪爬高=1.

9、0m故上游圍堰堰頂高程：=110.3+0.0268+1.0+0.5=111.827m縱向圍堰采用挑流式布置，利用丁壩將主流挑開，使縱向圍堰沿線附近形成四流區(qū)，只要對回流程度加以適當(dāng)控制，就可以簡化全線防沖措施。（1） 二期圍堰堰頂高程：用列表試算法進行調(diào)洪演算求泄流關(guān)系曲線：D=6.5m R=D/4=1.625m C=90.357=0.0096又進口水頭損失系數(shù) 出口1.0所以=0.717即單條隧洞泄量q=其中 為計入行近流速時的上下游水位差。（上游水位100）q=105.2 q總=2×q單 =210.4上游水位和隧洞總泄量關(guān)系表水位(m)1051061071081091101121

10、14116(/s)470515557595631665729787842V（億）0.10.20.40.71.01.41.82.12.6水位(m)11812012212316128130133137(/s)893941987103110731113115212091280V（億）3.03.54.04.85.36.06.47.210.0庫容與泄流量關(guān)系圖根據(jù)雙曲輔助線法進行調(diào)洪計算具體如下表庫水位（米）庫容（億m³）流量Q（m³/s）Q/2（m³/s）v/t（m³/s）v/t-Q/2（m³/s）v/t+Q/2（m³/s）1050.1471

11、 235.4 926 691 1161 1060.2516 257.9 1852 1594 2110 1070.4557 278.5 3704 3425 3982 1080.7596 297.8 6481 6184 6779 1091632 315.8 9259 8943 9575 1101.4666 332.9 12963 12630 13296 1121.8729 364.7 16667 16302 17031 1142.1788 393.9 19444 19051 19838 1162.6842 421.1 24074 23653 24495 1183893 446.7 27778 27

12、331 28224 1203.5942 470.8 32407 31937 32878 1224988 493.8 37037 36543 37531 1244.81032 515.8 44444 43929 44960 1265.31074 536.8 49074 48537 49611 12861114 557.1 55556 54998 56113 1306.41153 576.6 59259 58683 59836 1337.21210 604.8 66667 66062 67271 137101281 640.4 92593 91952 93233 說明：1.圖中藍色平滑曲線為A曲線

13、，代表；圖中粉色平滑曲線為B曲線，代表。單位均為2.紅色平滑曲線是將下泄流量放大100倍之后繪制而成的，定義為C曲線，表示下泄流量與水庫水位Z的關(guān)系,即。在使用C曲線的時候，只需將由水位查得的下泄流量除以100之后，便是該時間對應(yīng)的實際流量。 5%洪水過程線調(diào)洪計算半解圖（雙輔助曲線圖）時間（h）入庫流量（m³/s）平均入庫流量（m³/s）水庫水位（m）v/t-Q/2（m³/s）v/t+Q/2（m³/s）下泄流量（m³/s）0675795105.2 774 1449 675 3915105.5 931 1846 493 126561615106

14、.6 1600 3215 540 216592715108.2 3457 6172 564 3365124015110.2 5863 9878 671 4415154815111.3 11296 16111 707 4365183915110.0 5913 9828 665 3265212615108.1 3230 5845 599 1865241115105.8 1109 2224 506 91527715105.2 754 1469 479 66530615105.1 618 1233 475 由已知資料5%洪水過程線繪制成圖，見上圖，再由上表所求泄量q與時段t的關(guān)系繪制成曲線，兩曲線交點

15、處的泄量即為最大q=900/s。查泄流曲線qz得上游水位,查原河床水位流量關(guān)系曲線對應(yīng)的下游水位上游攔洪高程 =118.3+0.5+1.0=119.8m下游攔洪高程 =105.5+0.5+0.7=106.7m根據(jù)水工建筑物教材可知，考慮行車和該圍堰的等級以及堰頂寬度的范圍（b=510m），取b=8m，下游背水面坡度為1:11:3.0，取1:1.5，上游迎水面坡度為1:2.51:3.5，取1:3.0。 3，確定攔洪高程 0.5%洪水過程線調(diào)洪計算半解圖（雙輔助曲線圖）時間（h）入庫流量（m³/s）平均入庫流量（m³/s）水庫水位（m）v/t-Q/2（m³/s）v/t

16、+Q/2（m³/s）下泄流量（m³/s）06751095105.2 681 1356 675 31515106.4 539 2054 532 201562515107.9 1520 4035 591 316593815109.9 4667 8482 662 4965126115113.3 10091 16206 767 7190158265116.5 10868 19133 855 6840185415112.2 10255 15670 735 4265213115108.8 4924 8039 624 2315241515106.4 817 2332 532 116527

17、815105.4 611 1426 489 74530675105.2 588 1263 480 由已知資料：0.5%洪水過程線，繪制成圖，見圖五（）再由上表所求泄量與時段的關(guān)系見圖兩曲線交點處的泄量即為最大q=789/s查泄流曲線qz得上游水位114m,查原河床水位流量關(guān)系曲線對應(yīng)的下游水位105.3m上游攔洪高程 =114+0.5+1.0 =115.5m下游攔洪高程 =105.3+0.5+0.7 =106.5m(4)圍堰的修筑與拆除： 圍堰是導(dǎo)流工程的臨時擋水建筑物，用來維護肌坑，保護水工建筑物能在工地施工，因此在修筑圍堰時充分利用當(dāng)?shù)夭牧虾蛷U棄的土石方，盡量簡單構(gòu)造，方便施工，其次，圍堰

18、的防滲性能要高，用以擋水。 若沒有能夠的防滲材料問題時，可采用垂直防滲墻式，用混凝土防滲墻來解決基礎(chǔ)防滲問題。 圍堰在導(dǎo)流任務(wù)完成后，按設(shè)計要求進行拆除，以免影響永久建筑物的施工及時進行，本工程圍堰在施工期最后一次渡汛過后，上游水位下降時，在保證殘留的斷面能繼續(xù)排水和維持穩(wěn)定條件下，用爆破和挖土相等方法，從圍堰的背水坡開始分層拆除，如圖四、施工截流(一)、選擇截流方式1、方式：根據(jù)該河床特點，流量大，河床寬以及覆蓋層薄，所以選擇立堵法。2、日期：由于該河流最大枯水期在11月1日2月28日，枯水期在9月11日-10月31日，截流時段的選擇，既要把握截流時機，選擇在流量較小、風(fēng)險較低的時段進行；又

19、要為后續(xù)的基坑工作和主體建筑物施工留有余地，不致影響整個工程的施工進度。所以，截流時段一般多選在洪水期末、枯水期初，流量已有明顯下降的時候，所以截流日期定于9月12日，流量Q0=280m³/s,相應(yīng)的河道水位為99.8m。3、確定隧洞的泄流量H(m)cos(/2)圓心角(º)弧長L扇形面積A1三角形面積A2過水面積A（m）R（m）C(m½/s)流速V(m²/s)Q（m³/s）1010.69 92.37 5.24 8.51 5.28 3.23 5.24 0.62 76.90 6.04 19.54 1020.38 134.76 7.64 12.42

20、 3.75 8.67 7.64 1.13 85.10 9.06 78.53 1030.08 171.18 9.70 15.77 0.81 14.96 9.70 1.54 89.57 11.12 166.36 1040.23 153.32 11.72 19.04 2.37 21.41 11.72 1.83 92.14 12.46 266.72 1050.54 114.84 13.90 22.59 4.79 27.38 13.90 1.97 93.30 13.09 358.52 1060.85 64.41 16.76 27.23 4.76 32.00 16.76 1.91 92.82 12.82 410.34 4、 進行龍口泄量計算截流時下游水位98.6m，流量系數(shù)m0.385，根據(jù)公式Qmb，計算數(shù)值如下表寬度水位 流量5101520