畢業(yè)設(shè)計開題報告

本文格式為Word版，下載可任意編輯——畢業(yè)設(shè)計開題報告金2水電站施工組織設(shè)計

學(xué)生：指導(dǎo)老師：水利與環(huán)境學(xué)院

1工程概況

金2水電站位于云南省麗江市境內(nèi)的金沙江中游河段上，是金沙江中游河段規(guī)劃的第五級電站。本工程采用壩后廠房樞紐布置方案。樞紐建筑物主要由攔河壩、壩后式引水發(fā)電系統(tǒng)、右岸溢洪道、沖砂泄洪底孔等永久建筑物組成。攔河壩為碾壓混凝土重力壩，壩頂高程1424m，最大壩高158m，壩頂長度640m。壩體上、下游面為變態(tài)混凝土防滲層，中間部位為碾壓混凝土。從左至右依次為混凝土鍵槽壩段，左岸非溢流壩段，河床壩段，左岸沖沙底孔壩段、電站進水口壩段、右岸泄洪（沖沙）底孔壩段，右岸溢流壩段，右岸非溢流壩段。非溢流壩段壩頂寬度12m。

本工程樞紐區(qū)壩址基巖袒露，其巖性以玄武巖為主，中間夾有火山角礫熔巖和凝灰?guī)r。巖體強風(fēng)化帶深度6m～20m，弱風(fēng)化帶深度20m～50m，河床沖積層厚5.5m?？萜诤铀娓叱?294m，水面寬60m～100m，水深約10m。河谷呈“V〞型，為縱向單斜谷，兩岸地形基本對稱，山體雄厚，地形陡峻。壩址處控制流域面積23.74×104km2，年徑流量527×108m3，多年平均流量1670m3/s，多年平均降雨量954mm。洪水由暴雨形成，6月至10月為汛期，11月至次年5月為枯水期，實測月平均最大流量7120m3/s，實測月平均最小流量397m3/s。壩址處多年平均輸沙量3919×104t，其中汛期輸沙量占全年的97.6%，多年平均含沙量0.74kg/m3。壩區(qū)屬北亞熱帶邊緣氣侯，多年平均氣溫12.6℃，絕對最高氣溫32.3℃，絕對最低氣溫-10.3℃；多年平均相對濕度63%；風(fēng)向多為南風(fēng)，多年平均風(fēng)速3.5m/s。

2本工程設(shè)計的目的和意義

通過本次設(shè)計，目的是讓學(xué)生把握導(dǎo)流設(shè)計的主要內(nèi)容、編制原則、方法等；穩(wěn)定所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)知識，并能實際運用于設(shè)計、施工中，培養(yǎng)獨立分析和解決

1

問題的能力；明確工程建設(shè)任務(wù)，培養(yǎng)正確的設(shè)計思想；擅長運用圖表和文字表達(dá)設(shè)計意圖，培養(yǎng)運用有關(guān)參考書籍、手冊和規(guī)范的能力；訓(xùn)練運用技術(shù)經(jīng)濟分析方案優(yōu)選設(shè)計方案的能力，和運用計算機輔助工程設(shè)計（CAD）的能力。經(jīng)過對金2水電站施工組織設(shè)計，能夠讓我更好的了解施工組織設(shè)計中的設(shè)計內(nèi)容、步驟和成果等等，熟悉相關(guān)規(guī)范、規(guī)程、手冊和工具書等，為參與工作提前做好準(zhǔn)備，以便于將來更快的融入到工作中。

3設(shè)計的具體內(nèi)容、步驟和成果

3.1主要內(nèi)容及步驟

（1）施工導(dǎo)截流；（2）主體工程施工；（3）施工進度計劃編制；（4）施工總體布置設(shè)計；

3.1主要步驟

（1）熟悉工程資料；

（2）劃分導(dǎo)流時段、確定導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)及確定導(dǎo)流方式；

（3）初步比選導(dǎo)流方案，完成導(dǎo)流布置設(shè)計、相關(guān)計算及導(dǎo)流建筑物規(guī)模及尺寸的確定；

（4）確定截流標(biāo)準(zhǔn)，比選截流方式，確定戧堤高程和斷面尺寸，完成相關(guān)計算，進行截流方案設(shè)計；

（5）編制控制性進度計劃；（6）導(dǎo)流施工方案設(shè)計優(yōu)化；

3.2設(shè)計成果

(1)開題報告一份，對施工組織設(shè)計的內(nèi)容進行簡要介紹。（2500字）(2)譯文一篇，包含原著。（3000字）

(3)設(shè)計說明書一份，其內(nèi)容包括：工程概況、基本資料、設(shè)計、施工主要參數(shù)選擇的論證。（25000字）

2

(4)計算說明書一份，包括詳細(xì)的計算過程。（15000字）(5)圖紙3張，包括導(dǎo)截流的布置圖。

4閱讀的主要文獻(xiàn)、資料名稱

(1)袁光裕，胡志根，《水利工程施工（第5版）》，中國水利水電出版社。(2)《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》，中國水利水電出版社。(3)《水利水電工程施工組織設(shè)計手冊》，水利電力出版社。(4)譚靖夷，《中國水力發(fā)電工程——施工卷》，中國電力出版社。

5工作的主要階段、進度

（1）2023.12.10-2023.01.17，熟悉資料，完成開題報告和外文翻譯；

（2）2023.02.17-2023.03.31，確定導(dǎo)流方式及導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)，確定導(dǎo)流方案的基本格局；完成導(dǎo)流布置設(shè)計，進行水力學(xué)計算、導(dǎo)流建筑物結(jié)構(gòu)計算，基本確定導(dǎo)流建筑物規(guī)模及尺寸；

（3）2023.04.01-2023.04.10，確定截流標(biāo)準(zhǔn)，比選截流方式；進行截流水力學(xué)計算計算，確定戧堤堤頂高程及斷面尺寸，進行截流拋投材料分區(qū)，計算各拋投材料用量，截流方案設(shè)計；

（4）2023.04.11-2023.04.16，控制性進度計劃編制；（5）2023.04.17-2023.05.17，導(dǎo)流施工方案設(shè)計優(yōu)化；（6）2023.05.18-2023.05.31，成果整理。

6現(xiàn)有條件及需采取的措施

（1）現(xiàn)有條件：可以利用學(xué)校圖書館借閱各種書籍資料以及各種規(guī)程規(guī)范；互聯(lián)網(wǎng)也可以查閱已建類似工程資料，參考工程參數(shù)、學(xué)習(xí)工程經(jīng)驗；在完成設(shè)計的過程中，可以詢問畢業(yè)設(shè)計老師以及其他老師和同學(xué)。

（2）需采取的措施：需要盡快熟悉各種規(guī)范，閱讀大量工程資料，對于制圖軟件等能夠熟練使用以及把握。

7協(xié)助單位及要解決的主要內(nèi)容

3

8案例分析

龍灘水電站

龍灘水電站壩址為較寬坦的“V〞型谷，根據(jù)樞紐工程布置、碾壓混凝土重力壩的

施工特性及壩址地形地質(zhì)和水文條件。由于施工期無通航要求，且隧洞導(dǎo)流方式具有導(dǎo)流程序簡單、施工干擾小、特別能適應(yīng)碾壓混凝土大壩大倉面施工、加快施工進度以及發(fā)電工期較其它方案短等優(yōu)點，最終選用一次性攔斷河床的隧洞導(dǎo)流方式，從河床截流到首臺機組發(fā)電，施工導(dǎo)流全過程分為初期導(dǎo)流和后期導(dǎo)流兩部分，其中后期導(dǎo)流又分施工期壩體攔洪和初期蓄水發(fā)電階段。初期導(dǎo)流歷經(jīng)兩個汛期，由圍堰擋水和導(dǎo)流洞聯(lián)合泄水。導(dǎo)流建筑物由分別布置于兩岸的導(dǎo)流隧洞和上、下游碾壓混凝土圍堰組成。導(dǎo)流洞運行期實際最大泄量8890m3/s，估算最大平均流速15.6m/s。

綜合考慮現(xiàn)場地形、地質(zhì)及施工總布置條件，選定截流方式為從右岸向左岸單向立堵進占，上游單戧合龍，龍口設(shè)在左岸，截流設(shè)計流量定為1570m3/s，截流堤和上游土石子圍堰相結(jié)合。戧堤頂高程為228.50m，頂寬20m，截流龍口寬80m。當(dāng)發(fā)生截流設(shè)計流量時，龍口最大落差1.25m．最大平均流速4.2m/s，最大水深17m。截流采用開挖石渣料，拋投料最大粒徑0.8m，同時考慮采用少量鋼筋石籠。戧堤堤頭采用粒徑40～60cm的塊石裹頭，龍口不進行專門的平拋護底。戧堤進占進過大約50天完成截流合龍，，龍口截流流量約830m3/s，龍口最大流速約3.8m/s，最大落差約0.7m。

錦屏一級水電站

錦屏一級水電站工程壩址所處河段兩岸谷坡陡峻、河道順直狹窄、河床覆蓋層深厚、

岸坡巖體卸荷較深，特別是攔河大壩為高達(dá)305m的混凝土雙曲拱壩，不宜采用分期導(dǎo)流和明渠導(dǎo)流方式，壩址區(qū)的地址條件較好，具備來挖大型洞室的條件，根據(jù)電站的水文、地質(zhì)條件、樞紐布置特點、控制性進度及導(dǎo)流工程量等因素，該工程采用全年斷流圍堰、隧洞導(dǎo)流、基坑全年施工的導(dǎo)流方式。該導(dǎo)流方案的導(dǎo)流建筑物級別為Ⅲ級，根據(jù)Ⅲ級導(dǎo)流建筑物修建的土石圍堰，其相

應(yīng)設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為重現(xiàn)期50～20年。通過對歷史洪水、實測流量和分期設(shè)計洪水成果等水文資料進行分析，并考慮圍堰的施工條件，錦屏一級水電站初期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)選用重現(xiàn)期30年。根據(jù)該工程圍堰的施工條件、施工方法、施工進度等進行分析，在一個枯水期完

4

成60m左右高度的圍堰是可行的。若圍堰的高度進一步加高，施工強度加大，按期擋水風(fēng)險則必然加，據(jù)此原則，擬定導(dǎo)流洞斷面分別為15m×18m、15m×19m、16m×19m(寬×高)等三種方案。從地質(zhì)條件分析，選用的三種導(dǎo)流洞洞徑均是可行的，在結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工難度上無本質(zhì)的區(qū)別，導(dǎo)流洞的洞徑大小也不會成為初期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)選擇的制約因素，但經(jīng)過圍堰工程量及投資比較、上游圍堰施工強度分析、初期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險分析三方面分析比較，16m×19m的導(dǎo)流洞方案是最優(yōu)的。該工程初期導(dǎo)流方案選定的雙洞布置方案，初期導(dǎo)流洞尺寸為15m×19m(寬×高)，在初期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇時，上游圍堰高度為57.5m。導(dǎo)流底孔的泄流能力應(yīng)滿足中期壩體擋水度汛要求。為避免已完建壩體懸臂擋水壓縫帶來后期接縫灌漿的困難，并考慮到導(dǎo)流底孔不騎縫布置、最大工作水頭、出口工作閘門尺寸和最大擋水水頭以及水墊塘寬度有限、拱壩壩身開設(shè)的孔口數(shù)量不宜過多等因素，該工程中期導(dǎo)流底孔布置采用的是5孔5m×9m的導(dǎo)流底孔。導(dǎo)流底孔下閘封堵后，由放空底孔、深孔、泄洪洞和提前發(fā)電機組等永久泄水建筑物單獨或聯(lián)合泄流，后期導(dǎo)流設(shè)計流量為11700m3/s時，根據(jù)投入運行的機組數(shù)量，對不同時段開展調(diào)洪演算，滿足安全度汛要。

錦屏一級水電站工程規(guī)模巨大，經(jīng)濟效益及社會效益顯著，控制第一臺機組發(fā)電的施工關(guān)鍵線路為大壩工程施工。由于大壩基坑工程量大，施工歷時長，加之壩址所在河段河谷狹窄、岸坡陡峻，合理的施工導(dǎo)流方案是電站建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。運用理論分析、工程類比、風(fēng)險分析，技術(shù)經(jīng)濟比較等方法，研究確定了錦屏一級水電站施工導(dǎo)流的方式、導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)、導(dǎo)流方案和施工導(dǎo)流總體規(guī)劃，經(jīng)過初期導(dǎo)流的實踐，證明該方案安全、經(jīng)濟、合理，有效地指導(dǎo)了工程建設(shè)。

小灣水電站

小灣水電站施工導(dǎo)流設(shè)計特點為導(dǎo)流流量大、導(dǎo)流建筑物規(guī)模大、運行期長。結(jié)合小灣工程施工期，施工導(dǎo)流時段劃分為三個時段：

初期導(dǎo)流時段：截流至壩體臨時擋水前(封堵導(dǎo)流洞)的時段。

中期導(dǎo)流時段：壩體臨時擋水度汛(封堵導(dǎo)流底孔)至第一臺機組發(fā)電前的時段。后期導(dǎo)流時段：第一臺機組發(fā)電至工程永久泄洪建筑物全部具備設(shè)計泄洪能力(封堵導(dǎo)流中孔)的時段。小灣水電站初期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇洪水，相應(yīng)的設(shè)計流量為10300m3/s。

5

初期導(dǎo)流方式的選擇考慮了河谷形狀系數(shù)、地形、地質(zhì)條件、水工樞紐布置、導(dǎo)流建筑物結(jié)構(gòu)型式特點及地下工程施工技術(shù)水平，經(jīng)綜合比較選擇土石圍堰斷流隧洞全年導(dǎo)流方式。中、后期采用壩體臨時擋水。中期由壩身導(dǎo)流底孔、導(dǎo)

流中孔、永久放空底孔聯(lián)合泄流(導(dǎo)流洞已封堵)。后期由壩身導(dǎo)流中孔、永久放空底孔、永久泄洪中孔聯(lián)合泄流(導(dǎo)流底孔已封堵)。壩體永久泄洪建筑物完建后下閘封堵導(dǎo)流中孔。根據(jù)地形、地質(zhì)及水工樞紐布置，導(dǎo)流洞的布置選擇了左岸兩條短洞的方案。中、后期導(dǎo)流經(jīng)對不同的攔洪度汛標(biāo)準(zhǔn)及對不同高程布置、不同孔數(shù)及孔口尺寸等技術(shù)經(jīng)濟比較后，選定在壩體1020m和l080m高程設(shè)置2孔5m×8m、4孔5m×7m(寬×高)導(dǎo)流底、中孔，封堵閘門均布置于壩面上游。

總結(jié)

以上所選三個工程都是一等大（1）型工程，金2工程規(guī)模與其類似，并且三個工程均采用了一次性攔斷河床隧洞導(dǎo)流方式，經(jīng)過對金2和以上三個工程的地形地質(zhì)等條件，金2采用一次攔斷河床隧洞導(dǎo)流方式也較為適合。龍灘水電站采用的隧洞導(dǎo)流方式具有導(dǎo)流程序簡單、施工干擾小、特別能適應(yīng)碾壓混凝土大壩大倉面施工、加快施工進度以及發(fā)電工期較其它方案短等優(yōu)點。導(dǎo)流洞運行期實際最大泄量8890m3/s，估算最大平均流速15.6m/s。金2設(shè)計最大泄流量