水利工程施工組織課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、水利工程施工組織課程設(shè)計(jì)目錄1 .工程基本資料概述31.1. 工程條件31.2. 水文、氣象條件設(shè)計(jì)資料 41.2.1. 壩址附近河道水位流量關(guān)系 41.2.2. 水庫(kù)水位 庫(kù)容關(guān)系 41.2.3. 春汛、秋汛、大汛不同頻率的洪峰流量過(guò)程線 41.2.4. 多年平均氣溫、風(fēng)向、風(fēng)速 71.3. 地質(zhì)條件資料71.4. 天然建筑材料資料81.4.1. . D1 料場(chǎng)81.4.2. D2 料場(chǎng)81.4.3. Bl 料場(chǎng)81.4.4. B2 料場(chǎng)91.4.5. C1 料場(chǎng)91.4.6. C2 料場(chǎng)91.4.7. A 粘土料場(chǎng)102 .施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)102.1. 施工導(dǎo)流方案選擇及導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)確定 102.

2、2. 施工導(dǎo)流時(shí)段的劃分102.3. 導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量及河床水位的確定 102.4. 導(dǎo)流建筑物（圍堰）的設(shè)計(jì) 112.4.1. 第一期上、下游圍堰高程的確定 112.4.2. 第二期上、下游圍堰高程的確定 12q mb 2gH 3/2 123 .施工截流設(shè)計(jì)143.1. 截流方式的選擇143.2. .截流水力計(jì)算 143.3. 截流龍口寬度及截流材料的粒徑的確定 154 .施工排水設(shè)計(jì)151 .工程基本資料概述1.1. 工程條件長(zhǎng)溝水利樞紐工程位于綏芬河上游綏芬河與道芬河匯合口以下300m處，行政區(qū)劃隸屬于汪清縣羅子溝鎮(zhèn)，壩址距羅子溝鎮(zhèn)約20kmi擬建公路直達(dá)壩址，交通方便。長(zhǎng)溝水利樞紐工程的任

3、務(wù)是以防洪、發(fā)電為主，結(jié)合城鎮(zhèn)供水及灌溉。長(zhǎng)溝水利樞紐工程為出等工程。擋水壩、溢流壩為 3級(jí)建筑物，防洪標(biāo)準(zhǔn)按 50年一遇 洪水設(shè)計(jì)，500年一遇洪水校核；壩后發(fā)電廠房為 5級(jí)建筑物，按30年一遇洪水設(shè)計(jì)，50 年一遇洪水校核。水庫(kù)總庫(kù)容為 6265.27 x 104mL裝機(jī)6000kw。本工程樞紐由擋水建筑物、泄水建筑物及壩后式電站廠房等組成。施工用主要建筑材料及所需大宗材料和設(shè)備，主要由購(gòu)買地經(jīng)公路運(yùn)輸或由鐵路運(yùn)輸至汪清鎮(zhèn)，然后改公路運(yùn)輸至工地倉(cāng)庫(kù)及堆存場(chǎng)。施工及消防用水采用河水，生活用水采用地下水。施工用電從羅子溝電站 63kv變電站降壓后引入，經(jīng)工地10kv臨時(shí)變電站降壓后使用。工期要

4、求。根據(jù)建設(shè)單位意見及工程實(shí)際情況，初步擬定工程施工期為三年。1.2. 水文、氣象條件設(shè)計(jì)資料1.2.1. 壩址附近河道水位流量關(guān)系就前幕面1.2.2. 水庫(kù)水位 庫(kù)容關(guān)系HFVHFVm一4 ,10 m2104nim一4 ,10 m2104吊46200500487.245059.9447012.721.17505557.137668.9147524.70113.02510750.5710926.1748094.6392.42515848.2014920.61485123935.425201134.9419861.09490233.41812.465251280.8725896.94495293

5、.813127.59表1長(zhǎng)溝水庫(kù)水位一一面積、庫(kù)容關(guān)系曲線表1.2.3. 春汛、秋汛、大汛不同頻率的洪峰流量過(guò)程線分期洪水時(shí)段如下：春汛：4月1日5月31日大汛：6月1日9月24日秋汛：9月25日11月30日表2長(zhǎng)溝壩址春汛施工設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線單位：m/s年份月日時(shí)QP (為5102019864 22 3587456.945.969011888.160.5912616713687.61214218814492.41517820815299.91816420415096.821148197145962413419214192.523 312018413692610518213489.19941

6、7212686.6128816111782.51581144109.578.5187412599.565.52166110.288.558.6245895.472.851.824 35386.164.147.565080.659.144.99477558.141.3124571.352.439.6154367.649.837.9184163.947.138.2213960.245.434.5243756.542.733.7表3長(zhǎng)溝壩址秋汛施工設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線單位：m3/s年份月日時(shí)QP (%51020198610 26 3183227.625.9618.537.730.527.6921.54

7、7.136.729.31225.556.542.831.71536.565.952.1351842.585.358.938.32147.595.764.342.22448.598.869.644.527 349.499.870.344.9648.597.869.644.594896.66944.21247.594.57843.9154793.567.543.71846.5926743.521469166.543.22443.9906642.928 3428965.542.6641886542.3940876442123985.262.441.71538.582.761.441.41838826

8、0.4412137.38059.440.3243777.358.440表4長(zhǎng)溝壩址大汛設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線單位：m3/s年份月日時(shí)QP （為0.5125102019868 29 333.139.137.13531.728.725.3635.141.639.437.233.530.226.4939.847.945.242.437.933.929.31247.557.954.450.84539.833.81561.876.771.866.658.350.842.31890.6114106.498.284.872.959.22115219518016614112095.424330428395361306

9、25720130 3732141011659306364302506882171414041104725471255973714191173937640432250126461242102782056138022215540103885868647031918718492945781625428291171214358336895523792581532440774061349133723013731 3339730595483330223132631772861146832621513192936925844603192091301227464754643930720112815255592

10、5094192861961261824054645938427819412421225510428370261191121242124804043502471821201.2.4. 多年平均氣溫、風(fēng)向、風(fēng)速綏芬河流域?qū)俸疁貛Т箨懠撅L(fēng)氣候區(qū)，受西伯利亞高壓和太平洋副高壓影響，氣候較濕潤(rùn)多雨，季節(jié)變化明顯。各季氣候特征：春季干旱多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季涼爽，冬季寒冷而漫長(zhǎng)。以羅子溝氣象站為代表站，進(jìn)行氣象要素統(tǒng)計(jì)，資料系列為1958-2000年。該站多年平均降水量為490.7mm,降水量年內(nèi)分布不均勻，主要集中在夏季6-9月份，占全年降水總量的71.7%。多年平均蒸發(fā)量為 754.7mm(E601

11、)。多年平均氣溫 3.1 oC,極端最高氣溫 35.6 C, 極端最低氣溫-36.6 oC。多年平均風(fēng)速 2.6m/s,最大風(fēng)速28m/s。多年平均日照時(shí)數(shù) 2546.4h。最大凍土深度為 213cmo1.3. 地質(zhì)條件資料水庫(kù)區(qū)為中低山區(qū)，河谷呈不對(duì)稱“ U'字型，河谷內(nèi)發(fā)育有一級(jí)階地、河漫灘。建筑物區(qū)的地形地貌按其成因類型及形態(tài)特征分為：河漫灘、一級(jí)階地和中低山斜坡。河漫灘：斷續(xù)分布在綏芬河兩岸，灘面較平坦，寬度小于30m,地面高程463465m,高出河水面12m，組成巖性為全新統(tǒng)沖積砂礫卵石，厚度為 1.33.5m。一級(jí)階地：斷續(xù)分布在綏芬河兩岸， 階面較平坦，寬度小于50m,地

12、面高程465468m,高出河水面25m,組成巖性為全新統(tǒng)沖積壤土、中砂和砂礫卵石，厚度為35.7m。中低山斜坡：分布在綏芬河兩岸，一般左岸坡度較緩，右岸坡度較陡，表層局部被第四系崩坡積物和坡洪積物所覆蓋，其下為斜長(zhǎng)花崗巖，兩岸均生長(zhǎng)有人工次生林。地層巖性按其成因由新至老如下：第四系全新統(tǒng)崩坡積堆積、第四系全新統(tǒng)坡洪積堆積、第四系全新統(tǒng)沖積堆積、華力西晚期斜長(zhǎng)花崗巖、華力西晚期閃長(zhǎng)粉巖。1.4. 天然建筑材料資料長(zhǎng)溝水利樞紐工程混凝土澆筑總量13.08 X 104m3,石方填筑總量（包括臨工程）4.19x 104m3。1.4.1. . D1 料場(chǎng)D1料場(chǎng)位于壩上游 0. 1-0. 65km的河漫

13、灘上，寬 4060m,為新近沖積堆 積砂礫 卵石，巖性以斜長(zhǎng)花崗巖為主，局部有細(xì)砂或壤土層覆蓋。有用層厚3- 4m,有用層儲(chǔ)量10X104m 3,水上、水下有用層儲(chǔ)量分別為4 X104m 3、6 x 104m 3。漂石約占10%,卵石約占50%,礫石約占30%,砂約占10%,砂礫卵石多呈棱角狀。質(zhì)量滿足圍堰堰殼料 填筑質(zhì)量要求。同時(shí)該料場(chǎng)還可作為混凝土骨料場(chǎng)。料場(chǎng)無(wú)用層薄，有堆料場(chǎng)地，可沿河向上游擴(kuò)大開采，宜枯水期及冬季機(jī)械開采，需修運(yùn)料道路。建議內(nèi)摩擦角：水上 34o,水下32o；凝聚力=0;控制干密度1.92.0g/cm 3,滲透系數(shù) K=1 X 10-2 cm/s.1.4.2. D2 料

14、場(chǎng)D2料場(chǎng)位于壩下游 0. 21. 2km的河漫灘上，寬 4065m,為新近沖積堆積 砂礫 卵石，巖性以斜長(zhǎng)花崗巖為主，局部有細(xì)砂或壤土層覆蓋。有用層厚34m,有用層儲(chǔ)量15 X104m3,水上、水下有用層儲(chǔ)量分別為5 X104m3、10 x 104m3。其中漂石約占10%,卵石約占50%,礫石約占30%,砂約占10%,砂礫卵石多 呈次圓次棱角狀。質(zhì)量滿足 圍堰堰殼料填筑質(zhì)量要求。同時(shí)該料場(chǎng)還可作為混凝土骨料場(chǎng)。料場(chǎng)無(wú)用層薄，有堆料場(chǎng)地，宜枯水期及冬季機(jī)械開采，需修運(yùn)料道路。建議內(nèi)摩擦角：水上 34o,水下32o；凝聚力=0;控制干密度1.92.0g/ cm 3,滲透系 數(shù) K=1 X 10-

15、2 cm/s。1.4.3. Bl 料場(chǎng)B1料場(chǎng)位于太平7村西北約0.5km,綏芬河右岸一級(jí)階地及高漫灘上，距壩址15knx無(wú)用層平均厚0. 73m,有用層平均厚2m,局部含有害夾層（砂壤土、 壤土）。料場(chǎng)無(wú)用層 及扣除層9. 71 X104m 3,料場(chǎng)有用層儲(chǔ)量 26. 44 X104m 3 ,砂石 比為1: 0. 54。除細(xì)骨料堆積密度和孔隙率不合格外，其它指標(biāo)均滿足混凝土粗、細(xì)骨料質(zhì)量要求。地形較平坦，地面高程 397401. 7m 采，交通條件較好，有鄉(xiāng)路通往壩址。1.4.4. B2 料場(chǎng)部分為耕地，宜枯水期機(jī)械和人工開采B2料場(chǎng)位于太平7村西南約0. 5km,綏芬河右岸一級(jí)階地及高漫灘

16、上，距 壩址14. 5km,無(wú)用層平均厚0. 7m,有用層平均厚2. 42m,局部含有害夾層（砂壤土、壤土）。料場(chǎng)無(wú)用層及扣除層5. 46X104m3料場(chǎng)有用層儲(chǔ)量18. 78 X104m 3,砂石比為I: 0. 85。除細(xì)骨料堆積密度和孔隙率不合格、含泥量略高 外，其它指 標(biāo)均滿足混凝土粗、 細(xì)骨料質(zhì)量要求。地形較平坦，地面高程396399. 89m,開采，交通條件較好，有鄉(xiāng)路通往壩址。D1和D2料場(chǎng)部分為耕地，宜枯水期機(jī)械和人工D1和D2即前述圍堰用堰殼料場(chǎng)，料源各項(xiàng)指標(biāo)基本滿足混凝土粗、細(xì)骨料質(zhì)量要求。長(zhǎng)溝水利樞紐工程混凝土總量為13. 08 X104m 3,細(xì)骨料總的需要開采量為7.

17、42 X104m3,粗骨料總的需要開采量為22. 24X X104m 3?？偟暮Y分強(qiáng)度為 158. 7m3/h。料場(chǎng)選擇，根據(jù)儲(chǔ)量、開采條件、質(zhì)量評(píng)價(jià)以及場(chǎng)地情況綜合分析，初步選定B2、D1、D2料場(chǎng)作為混凝土粗、細(xì)骨料場(chǎng)。B1料場(chǎng)需修臨時(shí)路 1 . 7km=料場(chǎng)占地14. 17 X104 m2（含堰殼料開采占地）。1.4.5 C1 料場(chǎng)C1料場(chǎng)位于東南岔河與綏芬河交匯處，東南岔河上游左岸，距壩址 0. 6km。有天然 露頭，露頭寬 400m,高50m,縱深100m,有效儲(chǔ)量 200 X104m 3 ,可開采儲(chǔ)量 120 X104 m 3。巖性為斜長(zhǎng)花崗巖，灰白色，呈弱微風(fēng)化及新鮮，節(jié)理 較發(fā)

18、育，開采塊徑幾 十厘米到一米，占用林地。料石質(zhì)量除軟化系數(shù)略低外，其它指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求。料場(chǎng)至壩址間需修 臨時(shí)道路。1.4.6 , C2 料場(chǎng)C2料場(chǎng)位于綏芬河下防I右岸，距壩址0. 5km=有天然露頭，露頭寬 500m,高50m,縱深80m,有效儲(chǔ)量200 X104m 3 ,可開采儲(chǔ)量120XX104m 3。巖性為斜 長(zhǎng)花崗巖，灰白 色，呈弱微風(fēng)化及新鮮，節(jié)理較發(fā)育，開采塊徑幾十厘米到一米，占用林地。 料石各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求。1.4.7 . A粘土料場(chǎng)A粘土料場(chǎng)位于長(zhǎng)溝壩址上游 500m處，儲(chǔ)量和質(zhì)量均滿足設(shè)計(jì)要求。天然含水量6.7KN/m-3,干容重 15.5KN/m3,濕容重 16

19、.5 KN/m3 ,滲透系數(shù) K=0.009m/s。2 .施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)2.1. 施工導(dǎo)流方案選擇及導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)確定根據(jù)本工程的實(shí)際水文地質(zhì)條件，河流流量小，河床較寬的特點(diǎn)，選擇采用二期分段圍堰的導(dǎo)流方案。第一期，先圍右岸，包括右岸擋水壩段和一流壩段，進(jìn)行一期基坑內(nèi)施工； 第二期，圍左岸部分，包括廠房壩段和擋水壩段，進(jìn)行二期基坑施工。本工程根水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)手冊(cè)，以及本工程的級(jí)別和圍堰工程規(guī)模，選定施工導(dǎo)流建筑為 V級(jí)。根據(jù)水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)手冊(cè)，以及導(dǎo)流建筑物的級(jí)別，選定導(dǎo)流建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)為：5年一遇。2.2. 施工導(dǎo)流時(shí)段的劃分根據(jù)本工程的水文地質(zhì)條件，采用分段圍堰法導(dǎo)流，中后期

20、采用導(dǎo)流底孔導(dǎo)流來(lái)修建 大壩。劃分為三個(gè)時(shí)段：第一時(shí)段，擬定度大汛，在河流右岸修建一期圍堰，河水由束窄河 床通過(guò)；第二時(shí)段，擬定度春汛，在河流左岸修建二期圍堰，河水通過(guò)一期擋水壩段預(yù)留的導(dǎo)流底孔下泄；第三時(shí)段，壩體全面升高，先有導(dǎo)流底孔臨時(shí)下泄，待泄水建筑物建成之后，封堵底孔，河水由泄水建筑物下泄，也可部分或全部的攔蓄在水庫(kù)中，直到工程完建。2.3. 導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量及河床水位的確定 .、.、.、.3根據(jù)導(dǎo)流設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)和圍堰分期施工，選定施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量Q=255rr/s由水位流量關(guān)系曲線，采用內(nèi)插法得當(dāng)通過(guò)流量為255ni/s 時(shí)水位為 465.20m。2.4. 導(dǎo)流建筑物（圍堰）的設(shè)計(jì)2.4

21、.1, 第一期上、下游圍堰高程的確定當(dāng)通過(guò)設(shè)計(jì)流量 Q=255吊s時(shí)，水位為465.20m,根據(jù)規(guī)范選定超高為 0.5m,則下游圍堰高程可選定為H1下=465.70m。根據(jù)樞紐布置布置圖，剖得過(guò)水?dāng)嗝鏋椋河蓤D可計(jì)算出當(dāng)通過(guò)設(shè)計(jì)流量Q=255rr/s時(shí)的的過(guò)水?dāng)嗝婷娣e為 A1=135.08m2,選定一期河床束窄系數(shù)為 50%則束窄斷面面積 A2=67.54m2。因此可以求的行進(jìn)流速V0:V0=Q 255A1 135.081.89m/s束窄流速Vc：Vc=Q(A1 A2)255(135.08 67.54)3.78m/s1.8922?9.80.83m雍高Z:Vc2 V023.7822_22g? 2

22、2g 2?9.8?0,852取上游超高為0.7m則上游圍堰高程 H1上：H上=465.20+0.83+0.7=466.73m根據(jù)水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)手冊(cè)查得一期上下游圍堰迎水面坡度為：1: 2.5 ,背水面坡度為：1 : 2一期縱向圍堰見附圖2.4.2, 第二期上、下游圍堰高程的確定用于二期宣泄水流，底根據(jù)導(dǎo)流方案，擬定一期時(shí)在溢流壩段中部設(shè)置一個(gè)導(dǎo)流底孔, 孔高程為463.00m,導(dǎo)流底孔尺寸擬定為：寬 高=4m 6s則由寬頂堰計(jì)算公式：q mb 2g H 3/2m流量系數(shù)（一般取 0.32 0.35 ）b導(dǎo)流底孔寬度，mH堰前水頭，m則可以計(jì)算出不同上游水位相應(yīng)的下泄流量q,見表5:表

23、5:水位一一庫(kù)容一一下泄流量關(guān)系曲線VHq0.004620.002.654630.005.294646.027.9446517.0410.5946631.3013.2346748.1915.8846867.3518.5246988.5421.17470111.5778.24471136.3186.94472162.6595.63473190.50104.33474219.77113.02475250.41305.22476282.36327.02477315.56348.82478349.97370.62479385.54392.42480422.24二期擬定度春訓(xùn)，相應(yīng)的來(lái)水過(guò)程線見表2:通

24、過(guò)對(duì)二期設(shè)計(jì)時(shí)段的來(lái)水過(guò)程線和泄水過(guò)程線的對(duì)比分析可知，來(lái)水泄水，因此需進(jìn)行調(diào)洪演算來(lái)確定二期上下游圍堰高程。調(diào)洪演算見表6:時(shí)間（年，月，日，時(shí)）Q (m3/s)Q平均(m3/s)q (m3/s)q平均(m3/s) V(10 4mV (104nf)z(m)備注1986421240.000.002.65463.00?庫(kù)水位最大 泄流里取大22345.9022.9545.9222.9610.2512.90466.87660.5053.2088.1467.035.5818.48468.98987.6074.0596.2092.170.9519.43469.341292.4090.00114.471

25、05.333.9623.39470.121599.9096.15115.03114.750.4323.82470.141896.8098.35116.96116.001.4625.28470.182196.0096.40115.66116.31-0.9824.30470.172492.5094.25113.66114.66-1.5222.77470.0923392.0092.25111.67112.66-1.5321.25470.00689.1090.55108.26109.96-0.4420.80469.86986.6087.85105.93107.09-0.2620.54469.76128

26、2.5084.55102.00103.96-0.4520.10469.591578.5080.5097.8899.94-0.4719.62469.421865.5072.0086.5992.23-1.3318.29468.912158.6062.0577.5682.07-1.1117.18468.492451.8055.2072.1174.84-0.6916.49468.2324347.5049.6566.5369.32-0.7215.77467.96644.9046.2064.4065.46-0.2815.49467.85941.3043.1060.7262.56-0.4914.99467.

27、671239.6040.4558.6959.71-0.2814.72467.561537.9038.7557.1957.94-0.2114.51467.481838.2038.0556.9757.08-0.0314.48467.472134.5036.3554.4055.68-0.3614.12467.342433.7034.1052.3453.37-0.2913.83467.23表6調(diào)洪演算表根據(jù)表6可知上游最大水位為：470.18m；根據(jù)圖一的水位流量關(guān)系曲線可查的下游的最大水位為：464.33m。根據(jù)水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)手冊(cè)取上下游超高分別為0.7m、0.5m則上下游堰頂高程分別為：

28、上游堰頂高程：H1 上=470.22+0.7=470.88m下游堰頂高程：H2 下=464.35+0.5=464.83m查水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)手冊(cè)得：二期上下游圍堰迎水面坡度為：1: 2.5二期上下游圍堰背水面坡度為：1 : 23 .施工截流設(shè)計(jì)3.1. 截流方式的選擇根據(jù)水利樞紐布置形式，結(jié)合水文、地形、地質(zhì)條件和計(jì)劃工期等因素，選定立堵法為長(zhǎng)溝水利樞紐工程的截流方法。立堵法截流準(zhǔn)備工作簡(jiǎn)單，造價(jià)低，且是我國(guó)傳統(tǒng)的截流方式，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。隨著截流理論和實(shí)踐的發(fā)展，立堵法某些不利條件逐步得到了改善。3.2. .截流水力計(jì)算截流設(shè)計(jì)流量選擇截流時(shí)期內(nèi)重現(xiàn)期5年的月平均流量， Q 40.0

29、0m3/S,河床允許流速 v 3.0m/ s。龍口泄流量計(jì)算公式Q mB2gh32式中：m流量系數(shù)；B一龍口寬度，m；h 一水深，m o表7截流水力計(jì)算表龍口寬度B(m)上游水位H(m)底孔泄流量Q(m3/s)龍口泄流量Q(m3/s)截流流量 Q(nf/s)單寬流量q(m3/(m?s)龍口流速 v(m/s)上下游水位差 z(m)0.00466.5340.000.0040.000.000.003.030.50466.1533.646.3640.0012.723.072.651.00465.8328.7011.3040.0011.302.952.332.00465.3421.6018.4040.009.202.751.843.00464.9816.7723.2340.007.742.601.484.00464.7013.3226.6840.006.672.471.205.00464.4710.7529.2