【正文】 1 前 言 本次設(shè)計(jì)的題目是松濤水利樞紐（導(dǎo)流方案 2）施工組織設(shè)計(jì)。松濤水利樞紐位于柳河干流上的松濤峽，系一級(jí)建筑物，由河床混凝土重力壩、右岸溢洪道和土壩及壩后廠房等部分組成。樞紐主要任務(wù)是發(fā)電，共裝三臺(tái)機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組 150 103kW，發(fā)電的最低水位為 500米，相應(yīng)庫(kù)容 3。松濤處于峽谷地區(qū)，兩岸地形較為陡峭，有公路相連接。壩址上下游均有沙石材料，開采運(yùn)輸比較方便，質(zhì)量一般皆符合要求。 本次設(shè)計(jì)由施工條件、施工導(dǎo)截流、料場(chǎng)的開采與選擇、主體工程施工、施工交通工程、施工輔助企業(yè)、施工總體布置、施工總進(jìn)度計(jì)劃等部分較為詳細(xì)的介紹了水利工程施工組織設(shè)計(jì)整個(gè)過程。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科教育人才培養(yǎng)計(jì)劃中的重要組成部分，是本科教學(xué)過程中最后一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要體現(xiàn)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是各高校為大學(xué)生安排的最后一次全面性、總結(jié)性的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，既是學(xué)生在教師指導(dǎo)下運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能， 解決具體問題的一次嘗試，也是學(xué)生走向工作崗位前的一次實(shí)戰(zhàn)演習(xí)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立地綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能，提高分析和解決實(shí)際問題的能力，也是畢業(yè)生上崗前提高全面素質(zhì)的重要實(shí)踐，對(duì)大學(xué)生的成長(zhǎng)及適應(yīng)社會(huì)需要有著深刻影響。 畢業(yè)設(shè)計(jì)可以提高學(xué)生多方面的能力，包括綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)能力、發(fā)現(xiàn)和解決問題能力、資料查詢及協(xié)調(diào)合作能力等。 通過設(shè)計(jì)，以達(dá)到以下幾個(gè)目的： 。并能實(shí)際運(yùn)用于設(shè)計(jì)、施工中，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決問題的能力。 。 執(zhí)行黨和政府的有關(guān)政策，培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想。 ，能運(yùn)用有關(guān)參考書籍、手冊(cè)和規(guī)范。 、刻苦鉆研、實(shí)事求是的工作作風(fēng)。 由于作者水平有限，設(shè)計(jì)時(shí)間倉(cāng)促，本設(shè)計(jì)中難免會(huì)存在缺點(diǎn)、錯(cuò)誤和疏漏之處。誠(chéng)摯地希望各位老師及廣大讀者給予批評(píng)指正。 2 第一部分 設(shè)計(jì)說明書 第 1 章 基本資料 工程概況 松濤水利樞紐位于柳河干流上的松濤峽，系一級(jí)建筑物，由河床混凝土重力壩、右岸溢洪道和土壩及壩后廠房等部分組成。樞紐主要任務(wù)是發(fā)電，共裝三臺(tái)機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組 150 103kW，發(fā)電的最低水位為 500米，相應(yīng)庫(kù)容 3。 樞紐右岸適當(dāng)位置布置有排砂放空洞，可滿足封孔蓄水期對(duì)下游供水 100m3/s流量的要求 。 施工條件 工程地質(zhì)條件 壩區(qū)為高山峽谷區(qū)。狹谷由震旦紀(jì)變質(zhì)巖構(gòu)成，其上部為第四紀(jì)礫石巖，含砂礫石層及黃土。柳河流向，在壩址附近轉(zhuǎn)為 S260176。 W，河谷呈彎曲形。河谷兩岸變質(zhì)巖頂板出露標(biāo)高，左岸約 520米，右岸約 515米。在標(biāo)高 515米時(shí)，谷寬約 135米，壩址左右岸基巖上直接為黃土覆蓋。 壩址區(qū)及上下游河床覆蓋層厚 5－ 12米。表面 ，以下均由卵礫石夾粗、中砂等物構(gòu)成。河床靠右岸有一深槽，順河呈長(zhǎng)條狀分布，深槽處水深約 10米，覆蓋層厚 10－12米，此深槽系河水沿構(gòu)造裂隙侵蝕沖刷而成。壩址河谷及兩岸的變質(zhì)巖主要由云母石英片巖和角閃巖組成，石質(zhì)堅(jiān)硬，相當(dāng)于 16級(jí)巖石分類中的第 X級(jí)巖石，普氏系數(shù) f=8云母石英片巖極限抗壓強(qiáng)度為 1000～ 1200公斤／厘米 2，角閃片巖極限抗壓強(qiáng)度為 900～ 1200公斤／厘米 2。 壩址右岸距河邊 480米處，有一天然沖刷的鞍狀地形，溢洪道即建此處，該處系古河道的遺址，兩側(cè)有大小沖溝數(shù)條，與它成 70176?！?80176。交角。 此壩址處水文地質(zhì)情況，地下水屬裂隙補(bǔ)給水，數(shù)量很少，主要在構(gòu)造裂隙及局部破碎帶內(nèi)。在壩區(qū)變質(zhì)頁(yè)巖中還有裂隙承壓水，穩(wěn)定水位 432～ 446米，單寬涌水量一般為 3升／分，最大為 120升／分，隨巖石裂隙發(fā)育程度、連通情況和深度而變化。 松濤是地震波及區(qū)，據(jù)上級(jí)主管部門提出的松濤水利樞紐地段的地震基本烈度為 7度 。 壩址上、下游均有砂石材料。特別是壩址下游藏量豐富，開采運(yùn)輸比較方便，質(zhì)量一般皆符合要求，只有砂質(zhì)土尚未找到理想的產(chǎn)地，必要時(shí)可以采用兩岸的黃土代替。 施工場(chǎng)地及運(yùn)輸條件 壩址距下游的仙州市河道長(zhǎng)約 100公里，直線距離約 50公里，壩址附近皆為高山峽谷地區(qū)。松濤峽長(zhǎng)約 12公里，上下游均有比較平坦的山間盆地，可作為施工場(chǎng)地。 樞紐選定壩址位于峽谷尾部，距峽谷出口約 ，壩區(qū)河床兩岸山坡陡峻，成 V 字形。 3 左岸坡度 45176?！?80176。，陡緩相間；右岸坡度 60176。～ 85176。，兩岸山頂均為黃土覆蓋。 壩址河床高程一般為 410米，枯水季一般水位為 418米，河面寬 50～ 60米，深槽偏右岸，最深約 10米。壩址左岸山峰起伏高出河面約 150米以上。右岸壩頭附近為一狹小丘陵階地，高出河面約 110米左右。與壩區(qū)階地相連的就是地形平坦面積寬闊的李家臺(tái)四級(jí)階地，高程 560～580米。 自峽谷出口起，兩岸地勢(shì)逐漸開闊，呈狹長(zhǎng)的二級(jí)階地，高程約 430～ 440米，沿柳河右岸距壩址約 8公里的舊鎮(zhèn)，附近有寬闊平坦的二級(jí)階地。 壩內(nèi)河谷兩岸有很多沖溝，左岸主要有壩址下游 200米處的滑溝；右岸主要有壩址上游 150米處的紅柳溝，下游的劉家溝、金溝和銀溝等。這些沖溝切割既深且短，均系沿?cái)鄬蛹肮?jié)理裂隙發(fā)育而成，與河谷多成 70176。～ 80176。的交角。由于這些沖溝的切割，使壩區(qū)地形變得非常復(fù)雜，給施工場(chǎng)地布置造成一定困難。 壩區(qū)附近可供施工場(chǎng)地布置的地段，有右岸李家溝，峽谷出口下游右岸的明壩和左岸的易家灣等階地。 仙州到松濤的公路線為六級(jí)公路，已建成通車，路線全長(zhǎng)約 50公里。對(duì)于水路交通，因柳河上游為峽谷，河窄水急，不能通行船只。有國(guó)家鐵路干線通過仙州市，可沿柳河岸邊進(jìn)工地。 水文氣象 流量 柳河 的年最小流量多發(fā)生在 2月份， 3月份上游開始融雪化冰，流量漸增， 6月份以后即進(jìn)入汛期。年最大流量一般發(fā)生在 7～ 9月間。 壩址區(qū)實(shí)測(cè)最大流量為 5640米 3／秒，最小流量為 205米 3／秒，多年平均流量為 830米 3／秒；河水含沙量最大達(dá) 5公斤／米 3（ 7～ 9月），最小為 ／米 3（ 1～ 2月）。峽內(nèi)流速最大為 7米／秒，最小為 ／秒。 氣溫 本區(qū)為大陸性氣候。多年平均溫度為 ℃，月平均最高溫度為 ℃，最低為－ ℃；絕對(duì)最高為 ℃，絕對(duì)最低為 ℃，日最小變幅 ℃。壩址附近歷年氣溫觀測(cè)統(tǒng)計(jì)資料，如表 所示。 4 表 壩區(qū) 1953～ 1988 年氣溫（℃）特征 降水 本地區(qū)雨量稀少，年平均降水量為 ，最大達(dá) ，其中 60～ 70％集中在 7～9月，最大日降雨量為 。最長(zhǎng)一次降水延續(xù)時(shí)間 4晝，最大一次降雨量為 21 毫米。暴雨常在下午或晚間出現(xiàn)。 降雪一般于 11月下旬開始，最大一次為 20毫米，積雪最大厚度為 6厘米，積雪日期一般從11月下旬到次年 3月上旬，年平均積雪日數(shù)為 ，土壤冰結(jié)深度約 1米。 表 壩區(qū) 1952～ 1988 年各月降水量（毫米） 項(xiàng)目 月份 日平均最高 絕對(duì)最高 日平均最低 絕對(duì)最低 月平均 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 年平均 月份 項(xiàng)目 1 2 3 4 5 6 平 均 最 大 最 小 0 7 0 5 表 壩區(qū) 1985～ 1988 年各月不同降水量出現(xiàn)天數(shù)統(tǒng)計(jì)表 月份 項(xiàng)目 7 8 9 10 11 12 全年 平 均 最 大 最 小 0 0 降 水 量 月 份 （天數(shù)） 1 2 3 4 5 6 5mm 以下 最多 6 5 7 13 18 20 最少 1 2 4 6 11 12 平均 15 17 5mm 以下 最多 0 0 0 0 2 3 最少 0 0 0 0 1 1 平均 0 0 0 0 1 10mm 以上 最多 0 0 0 0 0 1 最少 0 0 0 0 0 1 平均 0 0 0 0 0 20mm 以上 最多 0 0 0 0 0 0 最少 0 0 0 0 0 0 6 冰期 每年 11月底或 12月初行凌， 12月底封凍，次年 2月底或 3月初解凍。冰凍期約 2～ 3個(gè)月。冬季行凌初期，多為針狀，薄片狀冰化閉。流冰速度最大為 ／秒，最小為 ／秒。春季流冰多為堅(jiān)硬冰塊，冰厚一般為 ，最厚可達(dá) 1米。流冰期一般無過大冰塊下泄。 風(fēng)向及風(fēng)速 本地區(qū)春季多風(fēng)，最大風(fēng)速為 17米／秒，風(fēng)向多為東北向。 平均 0 0 0 0 0 0 降 水 量 月 份 （天數(shù)） 全年 （天數(shù)） 7 8 9 10 11 12 5mm 以下 最多 16 17 11 8 5 15 112 最少 6 12 9 5 1 3 93 平均 12 14 7 6 5mm 以下 最多 4 5 5 2 0 0 16 最少 2 3 1 1 0 0 7 平均 3 4 2 0 0 10mm 以上 最多 1 4 2 1 0 0 6 最少 1 2 1 0 0 0 1 平均 2 1 0 0 20mm 以上 最多 1 1 1 0 0 0 2 最少 0 0 0 0 0 1 平均 0 0 0 7 8 第 2 章 施工導(dǎo)流設(shè)計(jì) 導(dǎo)流方式、方案的選擇 導(dǎo)流方式的選擇 分段圍堰法。亦稱為分期圍堰法，即用圍堰將水工建筑物分段、分期維護(hù)起來進(jìn)行施工的方法。所謂分段，就是在空間上將永久建筑物分為若干段進(jìn)行施工；所謂分期，就是在時(shí)間上將導(dǎo)流分為若干時(shí)期。分段圍堰法一般適用于河床寬、流量大、工期較長(zhǎng)的工程，尤其適用于通航河流和冰凌嚴(yán)重的河流。 全段圍堰法。即在河床主體工程的上下游各建一道圍堰，使水流經(jīng)河床以外的臨時(shí)或永久泄水道下泄。主體工程建成或接近建成時(shí)，再將臨時(shí)泄水道封堵。 此工程的河流屬于山區(qū)河流，河寬較窄，并且在施工期沒有通航要求。故選擇一次攔斷，即全段圍堰法。 導(dǎo)流方案的選擇 過水圍堰 即基坑允許過水，其擋水工作情況下的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，一般以枯水期不過水為原則。并且在這個(gè)施工時(shí)段內(nèi)，必須完成基坑開挖、處理等事項(xiàng)，還應(yīng)澆筑一定厚度的混凝土層以保護(hù)基礎(chǔ)。 如采用此方案，則圍堰工程量較小，導(dǎo)流建筑物的費(fèi)用也較小。但是 淹沒損失較大。其中包括：基坑排水及清淤費(fèi)用；圍堰及其他建筑物、道路、線路的修理費(fèi)用；施工機(jī)械撤離和返回基坑所需費(fèi)用；勞動(dòng)力和機(jī)械的窩工損失等；有效施工期縮短而造成的勞動(dòng)力、機(jī)械設(shè)備、生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模、臨時(shí)房屋等多方面費(fèi)用的增加；以及可能產(chǎn)生的延期投產(chǎn)損失等。因此，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較之后，認(rèn)為采用過水圍堰不比高水頭圍堰有明顯的優(yōu)勢(shì)。 不過水圍堰 分為擋枯水期洪水和擋全年洪水。 ① 擋枯水期洪水不過水圍堰，即基坑內(nèi)的主體建筑物可以在一個(gè)枯水期內(nèi)搶修至攔洪高程以上，圍堰僅在枯水期內(nèi)運(yùn)用。故高度可降低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。 表 不同施工期各種頻率的最大流量（ m3／ s） 9 時(shí)段 頻率 1％ 2％ 5％ 10％ 20％ ～ 2050 1920 1750 1610 1450 ～ 1340 1270 1170 1090 997 ～ 4710 4290 3710 3260 2790 ～ 2840 2670 2430 2240 2020 首先粗略估計(jì)施工進(jìn)度和工期為：上游圍堰填筑時(shí)間： 15天；下游圍堰填筑時(shí)間： 10天；基坑排水時(shí)間： 5天（排水速度： — ）；基坑開挖時(shí)間： 3個(gè)月（按 4m/月計(jì)算，同時(shí)上下游圍堰加高培厚以及部分地基處理）；后續(xù)全面地基： 3天。 綜上所述，在混凝土澆筑之前用去施工時(shí)間為 4個(gè)月。初選時(shí)段 ～ ，則將壩體澆筑至攔洪高程以上的時(shí)間為三個(gè)多月，此時(shí)間過于緊迫。所以，為保證施工質(zhì)量和安全，該方案不可取。 ②擋全年洪水不過水圍堰，能保證整個(gè)基坑全年干地施工。 如果采 用此方案，則需要增加導(dǎo)流建筑物費(fèi)用。但是它沒有淹沒損失費(fèi)用。圍堰全年擋水，保證主體建筑物全年干地施工，有效工期長(zhǎng)，可連續(xù)施工，施工進(jìn)度干擾小。 經(jīng)多方面的比較考慮，決定采用擋全年洪水不過水圍堰。 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)的選用 導(dǎo)