水利水电施工课程设计.doc

第一部分 基本资料一、工程概况：松涛水利枢纽位于柳河干流上的松涛峡,系一级建筑物，由河床混凝土重力坝、溢洪道、右岸土坝和坝后厂房等部分组成。枢纽主要任务是发电,装机容量31545万Kw,单机容量15万Kw。 发电最低水位500m，相应库容19.5亿m3。枢纽右岸适当位置布置防空洞，可满足封孔蓄水期对下游洪水100 m3/s流量的要求。二枢纽地形 坝址距下游的松州市河道长约100 km，直线距离约50 km，坝址附近皆为高山峡谷地区。松涛峡长约12 km,上下游均有比较平坦的山间盆地，可作为施工场地.坝址位于峡谷尾部，距峡谷出口约1。7 km,坝区河床两岸山坡陡峻，成V字型.左岸坡度450800，陡缓相见；右岸坡度600850，两岸山体均为黄土覆盖。坝址河床一般为410m，河面宽5060m，深化区偏右岸，最深约10m。坝址左岸山峰起伏，高出河面约150m以上.右岸坝头附近为一狭小丘陵阶地，高出河面约110m左右。与坝区阶地相连的就是地形平坦、面积宽阔的李家台四级阶地,高程约560580m。自峡谷出口起，两岸地势逐渐开阔，呈狭长二级台地，高程约430440m,沿柳河右岸距坝址约8km的旧镇，附近有宽阔平坦二级阶地。坝内河谷两岸有很多冲沟，左岸主要有坝址下游200m处的滑沟；右岸主要有坝址上游150m处的红柳沟,下游的刘家沟、金沟和银沟等。这些冲沟切割既深且短,均系沿断层及节理裂隙发育而成，与河谷多成700800的交角.由于这些冲沟的切割，使坝区地形变得非常复杂,给施工场地布置造成一定困难.坝区附近可供施工场地布置的地段，有右岸李家沟，峡谷出口下游右岸的明坝和左岸的易家湾等阶地。 三气候1气温本流域属于大陆性气候。多年平均气温9.6，月平均最高气温为22。9（出现在7月份）,最低气温为-6。5（出现在1月份）。绝对最高气温为39。1,绝对最低气温为-23。1，日最小变幅为1.3。2降水本地区雨量小，多年平均降雨量为330.1mm，最大年降雨量为471.9mm,其中6070集中在79月份，最大日降雨量71。8mm。最长一次降水延续时间4昼夜。最大日降雨量21。0mm，暴雨常在下午和晚间出现。降雪一般于11月下旬开始,最大一次为20mm，积雪最大厚度为6cm，积雪日期一般从11月下旬到次年3月上旬，年平均积雪日数为21.6日，土壤冰结厚度为1m。3冰期每年从11月底或12月初行冰凌，12月底封冻，次年2月底或3月初解冻.冰冻期为23个月。冬季行凌初期，多为针状、薄片状冰。流冰速度最大为1。45m/s，最小为0.95m/s。春季流冰多为坚硬冰块,冰厚一般为0。2m，最厚可达1m，流冰期一般无过大冰块下泄。4风向及风速本地区春季多风,最大风速17 m/s，风向多为东北向.四水文条件柳河的年最小流量多发生在1、2月份，3月份上游开始融雪化冰，流量渐增，6月份以后进入汛期。年最大流量多发生在79月间。坝址区实测最大流量5640 m3/s，最小流量205m3/s，多年平均流量为830m3/s；河水含沙量最大可达5kg/m3（79月），最小为0。01 kg/m3（12月）。峡内流速最大为7m/s ，最小为0.8m/s。五工程地质条件坝区为高山峡谷地区。峡谷由震旦纪变质岩构成，其上部为第四纪砾石岩，含砂砾石岩及黄土。河谷两岸变质岩顶板出露标高，左岸约520m,右岸约515m.标高515m时,谷宽约135m，坝址左右岸基岩上为黄土覆盖，坝址区及上下游河床覆盖层厚512m，表面0.3m左右为黄土覆盖，以下卵砾石夹粗、中砂等物组成。坝址河谷及两岸的变质页岩主要由云母石英片岩(抗压强度为10001200kg/cm3）和角闪片岩（抗压强度为9001200kg/cm3）组成，石质坚硬，普氏系数f8。坝址右岸距河边480m处，有一天然冲刷的鞍状地形,溢洪道即建此处，该处系古河道的遗址，两侧有大小冲沟数条,与它成700800的交角。此坝址处水文地质条件，地下水属裂隙补给水,数量很少，主要在构造裂隙及局部破碎带内。在坝区变质页岩中还有裂隙承压水，稳定水位432446m，单宽涌水量一般为3l/min，最大为120l/min,随岩石裂隙发育程度、连通情况和深度而发生变化。坝区是地震波及区，据上机主管部门提出的松涛水利枢纽地段的地震基本烈度为7度。第二部分 项目进度松涛水利枢纽系一级建筑物，由河床重力坝、右岸砼重力坝、溢洪道、右岸土坝、坝后式厂房等建筑物组成。主要施工项目及进度安排如下表：工作项目工期紧后工作紧前工作A0 准备工作12A1,A2无A1 导流隧洞开挖和衬砌8A3A0A2 戗堤预进占9A3A0A3 截流1A4,A5A2A4 土石围堰加高培厚4B1,F1A3A5 基坑排水1B1,F1A3A6 围堰拆除4B7,B8，B9，C4,D4，E4A7A7 隧洞封堵4F9A6B1 河床重力坝坝肩土石方开挖3B2A0B2 河床重力坝坝基土石方开挖5B3B1，A4，A5B3 河床坝基浇筑3B4B2B4 河床重力坝砼浇注至430m高程5B5，B6B3B5 引水道安装2B7B4B6 河床重力坝砼浇筑至490m高程10B8B4B7 引水道接缝灌浆止水1A6B5B8 河床重力坝砼浇筑至539m高程5A6B6B9 河床重力坝基础帷幕灌浆4A6B6C1 右岸砼重力坝土方开挖3C2A0C2 右岸砼重力坝石方开挖1C3C1C3 右岸砼重力坝砼浇筑至539m高程5C4C2C4 右岸砼重力坝帷幕灌浆2A6C3D1 溢洪道土方开挖15D2A0D2 溢洪道石方开挖13D3D1D3 溢洪道堆砌石填方施工1D4D2D4 溢洪道砼浇筑至539m高程8A6D3E1 右岸土石坝土方开挖17.5E2A0E2 右岸土石坝石方开挖0.5E3E1E3 右岸土石坝填筑17E4E2E4 土石坝防渗设施建设5A6E3F1 厂房基础土石方开挖3F2A4，A5F2 厂房下部基础砼浇筑13F3，F18F1F3 厂房上部基础砼浇筑10F4F2F4 安装间的修建2F5F3F5 桥调安装3F6F4F6 1机组一期安装2F7，F10F5F7 1机组二期安装3F8，F11F6F8 1#机组三期安装1F9,F12F7F9 1机组调试1F13F8F10 2#机组一期安装2F11,F14F6F11 2机组二期安装3F12，F15F7，F10F12 2机组三期安装1F16,F13F8，F11F13 2机组调试1F17F9，F12F14 3#机组一期安装2F15F10F15 3#机组二期安装3F16F14,F11F16 3机组三期安装1F17F15，F12F17 3机组调试1E0F13,F16F18 副厂房修建3F19F2F19 副厂房设备安装3F9F18F20 开关站土石方开挖2F21A4,A5F21 开关站砼浇筑2F22F20F22 开关站设备安装3F9F21E0 收尾工程2无F17第三部分 工程指标一工程施工导流设计概况1）施工导流拟采用20年一遇洪水2)导流方式采用全段围堰，全年挡水，隧洞导流，导流设计流量513 m3/s3)上游围堰高50m，下游围堰高27m，导流隧洞2条，每条断面150 m2，长度800m。4)截流于第二施工年11月上旬进行5）封堵蓄水采用90保证率，于2000年2月14日蓄水6）灌浆廊道高程430m7）拦洪高程490m二指标1）隧洞开挖及衬砌：100m/月；2）基础开挖：岩石1。22。5米/月，土方和覆盖层23米/月3）混凝土浇筑45 万m3/月或56 万m3/月4）土石围堰:上游围堰高50m，下游围堰高27m。填筑0.150.3米/昼夜。5)基坑排水：0。151.0米/昼夜6)电站厂房上升速度：1.52.0米/月7)机组安装6月/台8）碾压式土坝上升速度：0。3米/昼夜(5。0米/月）9）围堰和基坑排水：49月完成10)准备工作0.51年，主体工作23年，结束工作0。51年11）设计要求工程总工期定为6年，拟定于1995年元月开工,2000底结束。第一台机组发电为2000年7月1日。第四部分 工期分析一、准备工程分析准备工程是导流工程、大坝工程、厂房工程、溢洪道工程等的基础和前提。主要工作包括施工场地平整,生活房屋建筑，供水供电,通信系统安装；对外交通，对内交通修筑,混凝土工厂，砂石料厂系统修建,起重机平台的开挖及安装等.依据经验以及坝体方量及总工期要求选定准备工程的工期为1年，即从1995年1月到1996年1月止。二、导流工程分析： 1、松涛水利枢纽导流方式采用全段围堰，全年挡水，隧洞导流。导流标准为洪水20年一遇。 2、工程量及施工历时计算 ：1) 导流隧洞开挖及衬砌：采用两条长800m的隧洞导流，施工中采用上下游4个开挖断面同时进行，一边施工一边衬砌，工期为八个月.2) 上、下游土石围堰施工:施工中上下游土石围堰高45m、30m，土料采用隧洞开挖料，安排工期4个月.围堰修筑用导流隧洞开挖的土石料进行戗堤预进占,戗堤预进占与导流隧洞开挖同时进行。导流隧洞开挖比戗堤进占提前1个月完成，保证石料充足块料符合要求和机器设备充足后，进行合龙闭气.戗堤进占定于9月暴雨期结束后，11月下旬降雪期来临前，故应选择在10月上旬开始，截流于11月上旬进行，总历时1个月.3) 基坑初期排水 根据导流设计流量为513 m3/s,查坝址处水位流量关系图：水位为418.5 m查地形图，坝址处最低高程为410 m,则=8.5 m。由地形资料可知，坝址河床深化区偏右岸，最深约10米，故基坑内积水为10 m.基坑排水0.151。0 m/天，安排历时1个月。 4）土石围堰加高培厚：施工中上下游土石围堰高45m、30m，土料采用隧洞开挖料，安排工期4个月。5）导流隧洞封堵 河床坝段大坝帷幕灌浆结束后进行导流隧洞封堵，与蓄水前各项准备工作同时进行，历时4个月. 6） 围堰拆除 在河床坝段大坝帷幕灌浆结束后进行，与导流隧洞封堵同时进行，采用爆破法加采砂船挖掘，历时3个月。三、大坝工程分析:1、河床坝段：在围堰加高培厚和基坑排水完成后方可进行河床坝段施工。（1)河床重力坝坝肩土石方开挖：可安排与隧洞开挖同时进行,根据工程量及开挖水平，安排3个月工期。河床重力坝坝基土石方开挖:安排在基坑排水之后，工期5个月.（2） 坝段较高,故坝段混凝土的浇筑采用浇筑一段灌浆加固一段再继续浇筑。选择以灌浆廊道高程430m和防洪高程490m为界分段，期间在混凝土浇筑到引水管道安装高程410m时埋入管道，混凝土浇筑到引水管道进水高程500m时进行引水道接缝灌浆止水。由高程混凝土浇筑量累计图查得混凝土浇筑到各高程的工程量为：坝基至430m高程：19万m3，430至490m高程:36。8万m3,490至539m高程:18.5万m3,取混凝土浇筑强度为4万m3/月。则19/4=4。755个月，36.8/4=9.210个月,18。5/4=4。6255个月。共20个月。帷幕灌浆：一般在廊道或灌浆洞内进行帷幕灌浆，基本上不受气候和洪水的影响，与大坝施工干扰较小，均可均衡安排其施工进度。但是必须在坝体浇筑几层后才开始灌浆。所有帷幕灌浆一般均应安排在水库蓄水以前完成，工期接在围堰拆除之后，耗时4个月。引水管道共3条，历时2个月，引水管道接缝灌浆止水历时：1个月。2、 右岸混凝土重力坝:右岸混凝土重力坝安排在准备工作完成之后进行。坝基开挖工程量为土方24万m3，石方3.5万m3。共27。5万m3.采取基础开挖强度为岩石4万m3 /月，土方和覆盖层8万m3 /月土方：24/83个月，石方:3。5/40.871个月土石方开挖强度=27。5 / 4 =6.8万m3/月,取混凝土浇筑强度为5万m3/月，则混凝土浇筑历时：11.8/52。363个月右岸砼重力坝接触、固结、接缝灌浆施工总历时：2个月，则浇筑与接缝处理总共使用5个月的时间。帷幕灌浆工程在坝段浇筑即将结束时候在排水廊道内开始，施工历时：2个月。3、 溢洪道:溢洪道也为干地施工,可在准备工作完成后进行.坝基开挖工程量为土方121万m3，石方51万m3，采取基础开挖强度为岩石4万m3 /月,土方和覆盖层8万m3 /月，则土方：121/815。1个月，石方：51/412.75个月，考虑到土石方大量、集中开挖,取土方历时15个月,石方开挖历时13个月，共28个月。实际土石方开挖强度=172 / 28 = 6.14万m3/月 ，堆砌石填筑工程可与土石方开挖同时进行，其工程量为2.4万m3，施工历时3个月.混凝土浇筑工程量：15万m3 ，取混凝土浇筑强度为5万m3/月则混凝土浇筑工程施工历时：15 /5 = 3个月，加上溢洪道较长，溢洪道接触、固结、接缝灌浆所用的时间后总历时8个月.4、 右岸土坝:干地施工，在准备工作完成后进行。坝基开挖土方：143万m3，石方0。1万m3采取基础开挖强度为岩石4万m3 /月，土方和覆盖层8万m3 /月土方开挖时间143/817。5个月，石方开挖时间0.1/4=0.025个月，取0.5个月，故开挖历时取为18个月.土石填筑工程量：101.5 m3，取填筑强度为：6万m3/ 月，土石填筑工程施工历时：101.5 / 6 = 16。9个月，可以取17个月土石坝采取防渗设施建设，历时5个月。四、厂房工程分析：1、 厂房工程：厂房地基开挖安排在河床重力坝段土石方开挖工程完毕之后进行；厂房混凝土浇筑及分为一期和二期混凝土浇筑。厂房地基开挖完毕之后进行一期混凝土浇筑,随后安装1 机组;为合理安排施工进度，机组安装采用流水作业,1 机组一期安装完毕之后进行2 # 机组安装，2 机组一期安装完毕之后进行3 机组安装。(1) 地基开挖:厂房基础石方开挖可与河床重力坝的河床部分开挖同时施工，由于工程量不大，地基开挖工程量为石方9.6万m3，采取基础开挖强度为岩石4万m3 /月，石方：9。6/42。43个月，安排工期3个月 （2) 厂房混凝土浇筑厂房混凝土浇筑,虽工程量较少，但细部较复杂,施工质量要求高，安排21个月工期，分为上部（13个月）和下部（10个月）.(3) 机组安装已知机组安装强度为6月/台，同时考虑流水作业。1 机组一期安装工程施工历时:2个月 开始于桥调安装后 1 机组二期安装工程施工历时：3个月 1# 机组三期安装工程施工历时：1个月 2# 机组一期安装工程施工历时：2个月 2# 机组二期安装工程施工历时：3个月 2# 机组三期安装工程施工历时：1个月 3# 机组一期安装工程施工历时：2个月 3 机组二期安装工程施工历时:3个月3 机组三期安装工程施工历时：1个月(4) 安装间及副厂房安装间的修建于厂房下部基础混凝土浇筑后进行,历时2个月；完成后进行桥调安装，历时3个月。副厂房的修建也于厂房下部基础混凝土浇筑后进行,历时3个月；完成后进行副厂房设备安装，需3个月.2、开关站工程开关站程在基坑排水后即可以进行，要求在发电前完成，工程量较小，参考相似工程，土石方开挖工期2个月，浇筑2个月，设备安装3个月。五、收尾工作：收尾工程：主要工作包括场地的清理，设备,房屋的拆卸等，安排工期2个月.附录：主要水工建筑物的组成和工程量表序号工程项目挖方(千 m3）填方（千 m3）混凝土和钢筋混凝土（千 m3）灌浆工程(百m）土方（含砂砾石石方合计土方堆砌石反滤层合计总计 其中固结灌浆1河床坝段1103274377432071372混凝土重力坝2403527511885463溢洪道1210510172024241504右岸土坝14301143170020511010155坝后厂房96964810