水利施工混凝土面板堆石坝设计.doc

施工课程设计说明书 姓 名： 祝晨雨 班 级： 12级水利水电工程3班 学 号： 2012102214 指导教师 ： 罗红卫 日 期： 2015年12月29日 混凝土面板堆石坝设计设计说明书目录河面板芭蕉堆石坝施工组织设计一、基本资料： 1。1 、工程概况: 芭蕉河一级水电站位于湖北省恩施自治洲鹤峰县境内,地处芭蕉河中下游河段。坝址下距鹤峰县城11.1km。距在建的芭蕉河二级水电站7.6km。为芭蕉河干流开发的“龙头”电站。 本工程以发电为主，兼顾航运,养殖，旅游等综合利用。坝址位于柳月坪，控制流域面积303。4km2,多年平均流量12。6m。/s,多年平均年经流量3.97亿m3 ，水库正常蓄水位647.5m死水位616。0m，总库容0。96亿m3，库容系数14.91%，为年调节水库;本工程属III等中型工程，工程枢纽由混凝土面板堆石坝，左俺岸边开敞式益洪道。左岸放空洞右岸引水洞遂洞.地面厂房及升压站等组成，电站装机2台，总装机容量30MW，多年平均发电量0。901已KW.H，保证出力5。1MW，增加下游梯级电量0.085亿KM。H。枢纽主要工程量：土石方开挖79。3万m3，土石方填筑230。4万m3，混凝土10.12万m3，帷幕灌浆1.33万m .施工导流采用左岸遂洞导流,总工程期40个月。工程静态总投资27404万元，总投资29126万元. 1.2 、水文: （1)、流域概况: 芭蕉河地处鄂西南的武陵山区恩施自治洲鹤峰县境内，位于东经109。45110.01，北纬29.4830。02之间，束娄水上游右岸的一级支流，发源于恩施自治洲鹤峰县与富恩县交界的太平乡文家河.流域面积373。4km2,河流全长41.4km,总落差728m，两岸支流密集，基岩裸露,陡坡流急，平均坡降9。3. 芭蕉河流域地势西北高，东南低，分水岭海拔高程一般在1700m左右，上游高山竣岭人烟稀少，中，下游山间台地稍有农田 种植，人类垦植对自然环境影响不大,森林覆盖60，植被良好,河流泥沙量不大。 芭蕉河一级水电站，坝址位于下游北佳镇柳月坪村，下距在建工程二级水电站坝址约7.6km，距芭蕉河河口12。3km,坝址控制流域面积3034km2,占流域总面积的81。3%。坝址以上河段长29。4km，平均坡降13.1,总落差658m。 芭蕉河所在的搂水流域属亚热带湿润气候,支流域雨量充沛，气候温和.多年平均气温15。4。C，极端最高气温40。7。C(1959年8月23日），极端最低气温10。1。（1977年1月30日）. 受山地形影响，流域水有随地势增高而递增的特征。全流域多年平均年降雨量1986。4mm，鹤峰站以上流域多年平均降雨量1770.6mm(19611985年）.其气象特征值见表11。年、月降雨量 见表1-2。 表11 鹤峰县气象站气象要素统计表 项 目 单 位 鹤 峰 多年平均降水量 mm 1684.5 历年最大1d降水量 mm 277。8 多年平均蒸发量 mm 1000。5 多年平均气温 。c 15.4 历年极端最高气温 .c 40.7 历年极端最低气温 . c -10。1 多年平均相对湿度 81 多年平均相对湿度 m/s 0。6 历年最大风速/风向 m/s 140.ENE 表12 鹤峰，芭蕉河一级坝址流域年，月平均浆雨量表 地址 各 月 平 均 (mm) 年平均 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二 鹤峰 30.7 40。3 79。1 158.1 225。2 277。6 232。4 211。5 180.4 134。1 74。4 35.9 1770.6 一级坝址 34.8 41.4 86。4 179。6 250。9 279.5 357。4 235。3 228。8 154.6 80.3 39。4 1986.4 流域内降雨量主要集中在410YUE ，占全年降雨量的85.6。尤以7月为多,是流域多发季节. 芭蕉河流域无实测水文资料。但流域周遍有鹤峰，太平针，中营,雪落塞等雨量站，鹤峰站以上流域内有中营,坪山,燕山坪，大坪等雨量站基本能控制流域雨。邻近娄水干流鹤峰水文站为本工程水文设计的依据站 （2）、径流： 芭蕉河属山溪性河流，径流主要由降雨所致芭蕉河流域无实测径流资料，其径流系列是依据邻近流域搂水干鹤峰站(依据站)19601998年实测资料，以流域面积比和雨量比（19621985年资料）为参数推算得到。芭蕉河一级坝止址多年平均流量为12.6m/s,多年平均年径流为3。97亿m 。 由鹤峰站推算的多年平均流量系列中,径流内分配主要集中在汛期（410月）,约占全年径留流量的84。6，113月为枯水期,其径流年分配基本与流域降雨量年内分配相吻合;且该流量系列经历了一个完整的丰平枯水过程，连续最枯段又发生在19921994年,流量的年际变化反映该站径流系列具有一定的代表性，因而推算的坝址径流系列具有一定的代表性，基本能反映本流域的降雨量特征. （3）、洪水： 本流域无实测流量资料,坝址设计洪水推算方法与径流一致，也是以领近娄水干流鹤峰站为依据站采用设计洪水移置法和设计流域暴雨洪水法等 多种方法推算。再经设计洪水合理性分析，发现暴雨洪水计算的成果精度较差，坝址设计洪水推荐采用鹤峰站设计洪水移置法成果。进而推算得出芭蕉河一级坝址设计洪水。成果见表 13 表1-3 芭蕉河一级坝址设计洪水成果表 项目 各频率(P）设计值 0。05 0.1 0.2 0.5 1 2 5 Q(m3/s） 4350 3910 3480 2910 2500 2080 1540 W(亿m3) 1。32 1。20 1。08 0。922 0。802 0。687 0。531 W（亿m3） 2.24 2.07 1。87 1.60 1.41 1.21 0。948 (4）、泥沙： 芭蕉河流域内无泥沙实测资料。一级坝址泥沙沿用下游二级坝址可研设计成果。即借用清江恩施站年均悬移质含沙量0.539kg/m3，推移质为悬沙的20估算。一级坝址多年平均悬移质输沙量21。4万t，多年平均推移质输沙量4。28万t,总输沙量25.7万t。泥沙容重1.3t/m3，折算水库年淤积总量为19.8万m3。 1。3 、工程质量： （1）、区域地质： 芭蕉河流域总体地势西北高。东南底。芭蕉河为树枝状水系，河谷深切，山岚叠嶂。穷峰险峻,属典型的构造剥蚀岩熔和构造侵蚀中山地貌。 本区出露的地层为古生界寒武纪至中生界三迭系沉积岩，其中泥盆系，石炭系发育不全，除寒武系下统金顶三组，志留纪，泥盆纪以及三迭中统巴东组为滨浅海相碎屑岩外，其余地层均为滨浅海相碳酸盐岩，岩溶发育. 本去构造部位处于新华夏系湘边镜隆褶带的北端，挽近期构造运动以间歇性欣斜试隆起为特征。 芭蕉河流域无活动性断裂，矩坝址100km范围内历史上未发生过MS5.0级或6度以上的地震,属于区域构造稳定的弱震区,根据1：400万,芭蕉河流域位于的规定. (2） 质量检查:水泥均应附有出厂合格证和复检资料，承包人应对每批送达水泥的品质进行检查复验,施工过程中应随时进行抽样测试。 （3） 储存：水泥应按不同品种,标号，出厂批号,袋装或散装等分别储放在专用的仓库或储存箱中,防止因储存不当引起水泥变质，袋装水泥出厂日期不应超过3个月，散装水泥不应超过6个月,变硬水泥不应超过1个月,袋装水泥的储放高度不应超过15袋。 2)、骨料： （1）、粗骨料的质量要求: 粗骨料的最大粒径不应超过钢筋的最小净面积的2/3及构造端面最小边长的1/4，素凝土板厚的1/2，对少筋或无筋结构,应选用较大的粗骨料粒径，进入搅拌料的粗骨料应有稳定的含水量，小石的含水量应控制在0。2. （2）、细骨料的质量要求： 细骨料的细度模数应在2.4-2。8之间,砂料应坚硬，清洁，级配良好,上搅拌的细骨料含水量应均衡,并小于6，净料中多余的水分应考虑足够的堆存脱水时间等措施来解决。 3)、外加剂： 趾板混凝土所用的外加剂除具有普通混凝土应具有的减水，引气和缓凝效果外，还应具有增强,防裂等功能，生产外加剂的厂家应具有一定的生产规模并具有相应的保证体系，以确保外加剂质量均匀稳定，不同品种的外加剂应分别储存，在运输与储存中不得互相碰状以避免交叉污染,储存时必须避免污染,蒸发和损耗。 4）、水： 用于混凝土半和的用水必须新鲜，洁净,无污染,凡符合饮用水标准的水均可用于拌和养护混凝土。 5)、配合比要求： (1）趾板混凝土配合比必须通过实验选定，一般具有7d，14d,28d龄期的实验资料 （2）实验中的所有材料均应通过鉴定和批准,混凝材料的最低用量应通过试验确定 (3）混凝土的塌落度应根据钢筋含量,混凝土的运输，浇注方式和气候条件确定,尽量采用小的塌落度. （4）试验室配合比试验加成果应得到监理人员的认可,试验成果至少应含有:计划使混凝土的各种成分的比例,不同龄期的抗压强度,塌落度,含气量等指标。 （5）施工时应根据骨料的实际含水量超汛情况调整试验的配合比。 3。4、趾板混凝土施工工艺和施工组织： 1）、趾板基础处理： 趾板承受的水力体度最大,因此除了对地基进行固接灌浆以外,还必须对趾板部位岩石节理和裂缝进行严格的处理。 由于本工程上坝址位于八字山背斜南东翼，地质条件较为简单,为单斜构造区.区内已探明的断层有6条，规模均较小，最大断层破碎带宽0。4m，本区节理主要有4组，具有延伸长，连续性好，节理面较平直的特点。所以，除给趾板进行固接灌浆和帷幕灌浆之外，还要对岩石的节理，断层和裂隙做其他处理。 、清除节理和裂隙之中的充填物后，冲洗干净,并依缝隙的宽度，灌入水泥浆或水泥沙浆封堵。 、在严重的部位，尚应在趾板下游垫层区的岩面上，浇筑混凝土盖板或喷射混凝土覆盖层，并在混凝土保护段后铺设反虑料. 、凡与趾板相交的断层或破碎带，必须按设计要求处理，一般应挖除断层或破碎带中易冲蚀的填充物,且用混凝土或透水料置换，并在临近趾板部位加反滤料,混凝土或喷射混凝土铺盖保护,顺河流方向的断层、破碎带常是水库渗漏的主要通道，必须给予特别处理. 、而趾板直接坐落在沙砾石层上，基础防渗多采用混凝土防渗墙，并且趾板或加设连接与混凝土面板相连接。 2）、混凝土浇筑工艺： 1）混凝土拌和 对拌和设备及其配料称量装置要进行经常性的捡查，尤其是每班开仓前应对其 称量装键进行校核,确认正常后方可开机。拌和时问成根据控制适当的拌合机旋转速度及考虑所有物料的进料等因素经试验后确定。应加强对出机混凝土质量情况巡视、检查,发现异常及时并会同有关人员查找原因，及时采取处理措施，严禁不合格的混凝士入仓。拌制时按规定进行抽样检验和取样成型。 2）混凝士运输 混凝土应连续、均衡、快速及时地运到浇筑地点，运输过程中混凝土不允许有骨料分离、漏浆、严重泌水、干燥以及坍落度产生过大变化，并尽量缩短运输时间，减少转运次数。 当搅拌站离坝址较远或运输道路坡度较大时,应选用混凝土搅拌运输车运送混凝土。如道路平整。坡度较缓（小于8)时，可选用自卸汽车运输。采用自卸汽车运混凝土时，应设置后挡板或相应装置，避免砂浆流失。斜溜槽输送混凝七时，应防止溜增脱节丽漏浆，尽量避免混凝士堵塞溢出.混凝土拌和物塌落度不能满足输送或振捣要求时,只允许在搅拌站进行坍落度调整，严禁在输送和浇筑地点往混凝土中加水。 3）、混凝土浇筑： 在混凝土入仓前，应选用水泥净浆涂布于基岩表面，在其处于潮湿状态时，立即浇筑混凝土，以保证掘凝土与基岩的粘结效果。 混凝土浇筑应连续进行，因故需搅拌站暂停拌和时，应由施工员及时通知搅拌站和中止混凝土浇筑，超过允许间歇时问时，则应按施工缝处理。混凝土浇筑应均匀布料，充分振捣密实.振捣时间为12s25s，目视混凝土不显著下沉、不出现气泡，并开始泛浆为准。止水结构附近应采用软管振捣器，精心振捣。 混凝土浇筑时应经常观察模板、支架、钢筋、预埋件和止水设施情况,如发现有变形、移位，应立即停止浇筑，并混凝土初凝前修复完好。严禁在仓内加水，如果表面泌水较多，应及时清除，并研究减少泌水的措施，严禁在模板上开孔赶水，带走灰浆。 不合格的混凝土料严禁入仓,凡已变硬而不能保证正常浇筑作业的混凝土必须清除废弃。 4）、混凝土养护： 混凝土浇筑完毕后，应及时洒水、流水或薄膜进行养护，保持混凝土表面湿润。洒水养护： 应在混凝土终凝后6h进行，洒水次数应能使混凝土表面一直处于湿润状态,养护时间不少于28天，表面保持湿润至蓄水前为止。 薄膜养护: 在混凝土表面涂刷一层养护剂,形成保水薄膜,涂料应不影响混凝土质量。混凝土养护应有专人负责,并做好养护记录。 5)、 趾板混凝土施工的材料、设备和施工人员： 施工技术员： 6 人 司 机: 13人 修 理 工: 6 人 普 工: 27 人 锚 筋： 采用直径为25常用螺纹钢筋，间距为1.2m 摸 板: 采用悬臂摸板 止 水 材料: 采用铜片止水 橡胶止水带 机 具 设备: 止水铜片碾压机 焊接机 3.5、趾板混凝土质量检验及控制措施： 1）、仓面内的检查： 建基面对于趾板，必须在基础开挖验收合格后进行钢筋、模板等工序施工。开仓前建基面验收主要检查断层、裂隙、软弱夹层是否按设计要求处理，松动岩块是否撬除，岩石表丽是否冲洗干净，有无碎渣，杂物。 旋工缝浇筑前必须对旅工缝进行冲毛或打毛处理,缝面必须冲洗干净，无积水。 模板安装必须符合设计图纸的外形尺寸、支撑牢同,有足够的强度、刚度和稳定性，模板表面平整，接缝严密。 钢筋及锚筋钢筋及锚筋的品种、规格、尺寸、数量、安装位簧应符合设计图纸要求，钢筋的绑扎、焊接应符合技术规范要求。 出水及埋件 止水埋设位置、尺寸及材料品种符合设计要求，架立牢固，无破损或其它缺陷，监测仪器的埋设应符合设计要求。 2)、混凝土浇筑质量检查: 混凝土浇筑过程中，质检员应跟班枪奄,并填写混凝士浇筑质量检查记录表。 3）、泥凝土浇筑后单元工程质量检查与评定： 在仓位各工序均完成后，质检员应按照水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准（一）对该单元工程进行质量评定，并填写混凝土单元工程质量评定表。 四、混凝土面板堆石坝坝体填筑施工: 4。1、填筑施工概况： 1）、大坝的基本设计参数： 大坝坝顶高程：652.2m ，（不包括高出坝顶部分防浪墙1。2m的高度,L型防浪墙的高度为4m,位于坝面以下部分2。8m，加防浪墙后的墙顶高程为653。4m，)河床基建面最低高程为536.0m，由此可得最大坝高： 116.2m 坝顶长:285。4m ，坝顶宽:8m；上游坝坡： 1:1。35，下游坝坡: 1：1.3。坝体总填筑工程量为267.27万m3，大坝面板厚度为0。30.65m,垂直缝间隙为12m，趾板宽为4。08。0m，厚度为0。50。7m，坝体下游每隔30m设一水平外马道,马道宽为2。0m,下游排水体为棱体排水，其顶宽为8。0m，底部抗滑高程为555.0m,内外坡比均为1：1.3。正常蓄水位和设计洪水为均为647.50m，校核洪水位为649。79m，（p=0。05)，死水位为616。00m， 2）、材料分区设计： a：堆石坝坝体材料分区的目的是:在保证大坝安全可靠运行的前提下，尽量利用枢纽的开挖料及坝址附近的建筑材料。以获得最大的经济效益。 b:分区的原则是:（1）、各区坝料之间应满足水力过度要求，以上游向下游坝料的渗透系数递增（软岩除外)，相邻区下游的坝料对上游区有反渗保护作用,以防止产生内部管涌和冲蚀。(附图） （2)、从上游到下游变形模量可以递减,以保证蓄水后坝体变形尽可能小，从而减小和止水系统破坏的可能性。 （3）、充分合理利用开挖石渣，以达到经济的目的. 所以按照料源对坝料的强度、渗透性、压缩性、施工方便和经济合理性等要求进行分区，用硬岩堆石料填筑的高混凝土面板坝坝体，从上游到下游依次可分为:上游铺盖区（1A）、盖重区（1B）、垫层区（2A）、特殊垫层区（2B）、过渡区（3A）、主堆石区(3B）、中间堆石区（3C）、下游堆石区(3D）、抛石区（3E）、下游护坡(P)、抛填粉土区（1Ab）、粉沙质粘土区(1Aa）. 4.2、主要工程量的计算： 2A、（垫层区）： 该区是混凝土面板的支承层，要求上游表面均匀平整,应具有较高的变形模和足够的抗剪强度,而且应是半透水的。即使面板有裂缝或接缝止水有缺陷，形成漏水通道，半透水层也可以防止大量漏水。水平宽度应不小于3m，根据以往经验本工程取其宽度为3m，施工时期，在未做面板前也可I临时挡水，但须防浸水坍滑。（2A)区的材料粒径级配应该良好，一般取dmax =80mm，含有足够数量砂粒和粉粒的小石,其填筑压实标准要求空隙率为1