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1、 工程项目管理 课程设计指导文件 （工程管理专业用） 工程项目管理课程设计文件 一、工程概况 工程地处我国华东钱塘江的支流上，为一发电为主兼顾灌溉，防洪的水利枢纽工程。在坝型比较阶段，比较了混凝土重力坝和粘土心墙砂壳坝两个方案。后者的枢纽布置如图１－１所示，坝高81米，坝顶长度370米。设计正常高水位为100米，校核洪水位为102米，大坝典型剖面见图Ⅱ－Ⅱ。 溢洪道布置在距坝1公里的左岸凹口处（图中未示），为开敝槽式，此顶高程为20米，总宽是64米，出口采用差动式鼻坎挑流消能。 引水式电站布置在右岸，引水洞长525米，直径７米。厂房安装５万千瓦的机组2台。
2、 二、工程基本条件和建设要求 1．坝址地形，地质及当地材料 坝址处流域面积 2610平方公里，坝址以上河流全长104公里；其中50公里为通航河道，常年有载重5至10吨木船和竹木伐过坝。坝址两岸系高山，山坡较陡。坝址河谷宽约200米，河底高程25米。两岸覆盖层较薄，基岩为石英砂岩（Ⅹ级）；河床岩基较好，两岸岩石节理发育，风化较深。河床砂砾覆盖层厚为０～３米，平均1.5米，坝址上下游均为宽阔冲积台地，在上下游3～7公里的台地和河滩上，有满足筑坝要求的大量砂砾料（Ⅲ类土）。采取水上砂平均运距为5.5公里；如就近采取水下砂砾，平均运距为3.5公里。粘土料（Ⅲ类土）在左岸下游７公里的王
3、家村，高程为40～50米，储量丰富，质量满足设计要求： 2.气象与水文 该工程位于华东，气候温和，雨量充沛，每年５月至10月降雨较多，属温带多雨气候，按水文规律分为枯水期和洪水期（包括霉雨期与台风期），其界限不明显。一般11月至次年４月底为枯水期，５月至10月为洪水期，其中５、６两个月的降雨量最大，占全年雨量的３０％;该河流属山区性河流，洪水暴涨暴落，最大流量高达8290立方米／秒，最小流量只有７～８秒立方米，相差上千倍。 根据设计需要，给出下列各种水文，气象资料： 1) 各月最大瞬时流量（m3／s），如表1； 2) 各时段设计流量（m3／s），如表2； 3) 典型年逐月平均流量（
4、m3／s），如表3； 4) 设计洪水过程线，如图Ａ； 5) 坝址水位流量关系曲线，如图Ｂ； 6) 水库水位与库容关系曲线，如图Ｃ； 7）坝区各种日平均降雨、气温统计表（日），如表4和表5。 表1 各月最大瞬时流量（m3／s） 月 频率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年 1% 1860 1670 2440 3780 5530 8290 5060 7550 4840 2335 3065 2070 8290 2% 1680 1330 2
5、190 3300 4920 7460 4350 6350 3840 2020 2500 1780 7400 3% 1500 1140 1920 2800 3250 6150 3380 4740 3350 1540 1770 1195 6150 4% 930 940 1250 2000 2700 4990 2660 3390 2710 1160 1230 8230 4990 表2 各时段设计注量（m3／s） 时 段 1% 2% 5% 10%
6、 20% 9.1～3.31 4740 4190 3450 2870 2260 9.1～4.30 5000 4460 3740 3160 2510 10.1～4.30 4620 3550 2950 2460 1950 11.1～3.31 3020 2660 2180 1810 1410 11.1～4.30 4020 3560 2940 2450 1920 8.15～5.15 5150 4570 3880 3320 2740 表3 典型年逐月平均流量（m3／s）
7、 月 频率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年 平水年（50%） 19.8 80.0 71.8 86.3 122.5 227 134.8 92.8 73.7 91.7 23.9 27.6 89.8 丰水年（1%） 28.0 75.4 89.9 134 489 529 276 103 182 91.8 40.7 32.7 172.6 枯水年（80%） 11.5 13.9 61.0 81.7 114 163 102.4 88.9 72.9 71.8 17.0 1
8、5.3 67.8 表4 坝区日平均降雨统计表 日降雨量 mm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年 < 5 5 8 8 6 9 6 5 6 7 5 5 3 73 5～10 3 3 3 3 2 2 2 4 1 2 3 3 31 10～30 3 4 4 5 6 5 3 2 4 2 1 1 40 > 30 1 0 1 1 3 2 2 1 2 1 0 0 14
9、合计（天） 12 15 16 15 20 15 12 18 14 10 9 7 158 表5 坝区日平均气温统计表 月 份 气温 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年 > 30°C 0 0 0 0 0 3 10 4 1 0 0 0 < 0°C 12 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 < -5°C 5 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 <
10、20°C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3.施工力量及施工设备 承包施工单位的大坝砂壳最大施工能力为10000m３／天。技术设备限在施工单位已有的设备中选用，数量不限，“三材”由业主统一采购。 4.建议导流方案 在坝型比较阶段，对该土坝枢纽的施工导流方案建议采用隧洞导流，并考虑上游土石围堰与坝体结合，以节省导流工程费用。 5．建设工期 主体工程工期暂定为４年，2004年准备，2005年开工，2008年年底前发电（初始发电水位为80米）。 三、课程设计任务 本设计是受项目业主的委托，对工程项目的分标、管理组织、施
11、工规划等方面做出设计，为工程项目业主的管理和招标提供支持。具体任务如下： 1. 研究工程资料，进行招标策划 ⑴ 确定招标方式。 ⑵ 确定标段的划分（采用分项直接发包方式）。 2．根据工程特点和管理组织的基本原理，设计本工程项目的管理组织机构。 ⑴ 设计组织机构的框图。 ⑵ 确定各管理层次或机能部门的职责。 3．施工导流规划 ⑴ 确定施工导流标准。 ⑵ 确定施工导流方案。 ⑶ 确定施工控制性进度。 ⑷ 导流工程规划布置。 4．主体工程施工 ⑴ 施工进度计算。 ⑵ 开采、运输、压实机械的选择及数量计算。 ⑶ 施工布置。 5．编制总进度计划 用横道图法编制总进度计划
12、 6．设计成果要求 编制设计报告一份，该报告包括的内容有：工程概况、设计依据、设计主要成果。对设计成果要有充分论证性说明或计算过程，必要时需要用适当的图表加以描述。报告不能少于2万字。 附件 工程项目管理组织设计指示书 一、基础资料分析 1．熟悉设计资料 全面了解给定的资料和设计任务： ⑴资料：最大设计流量、坝址水位流量曲线、库容曲线等； ⑵资料：降雨、气温； ⑶地质条件和筑坝材料料场； ⑷水利枢纽组成，建筑物的型式、尺寸； ⑸工期要求； ⑹与定额资料。 2．工日分析 工日分析是计算施工强度和论证施工进度的依据。如已论证施工强度过大而工期不能改
13、变，可以采用雨季或冬夏季施工措施，增加施工天数，减小施工强度，以保证计划实现。 ⑴分析按下式进行 月有效工日＝日历天数－因雨雪、气温不能施工天数－其它原因停工天数 ⑵依据： ①坝区各种降雨天数统计表（表４）； ②坝区各种气温天数统计表（表５）； ③法定假日：5.1、10.1、元旦、春节及双休； ④各种工作因雨、气温停工标准见表６和表７。 ⑶本枢纽主要工种各月的有效工日计算按表８进行。 表6 月因雨停工标准 降雨量（mm） < 5 5～10 10～30 > 30 石料开采 √ √ 停 工 停
14、工 石料填筑 √ √ 停 工 停 工 砂石开采 √ √ 停 工 停 工 砂石填筑 √ √ 停 工 停 工 粘土开采 √ 停 停+1天 停+2天 粘土填筑 √ 停（盖） 停（盖） 停+1天 隧洞开挖 √ √ √ 停 隧洞浇砼 √ 停 停 停 表7 因气温停工标准 日平均气温 ＞30°C ＜0°C ＜-5°C ＜-20°C 砼 自然施工 停 停 停 停 冬季施工 ∕ √ √ 停 粘土 √ √ 停 停 沙砾 √ √ √
15、 停 表8 × ×工种施工天数统计表 月 份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 日历天数 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 法定假日 因雨停工 因气温停工 其它原因停工 本设计不考虑 有效工日 二、施工导流规划 1．导流标准
16、 导流标准是进行施工导流计算，确定导流建筑物尺寸和建筑设计的依据。导流标准的高低，关系到工程和下游人民生命财产及工农业生产的安全，也关系到工程造价和工期。 《水利水电施工组织设计规范》明确了新的导流标准规范包括围堰挡水，坝体施工期临时挡水，导流泄水建筑物封堵和水库 蓄水等三个基本阶段。围堰挡水积初期导流，坝体挡水和封堵蓄水称为后期导流。一般初期导流失事只影响围堰和基坑工程施工，而后期导流失事，则危及大坝及下游城镇安全，造成的损失比初期大得多。 （1）导流建筑物的级别。导流建筑物的等级是确定洪水标准和建筑物结构设计的依据。根据我国的实际情况，规范规定导流建筑物划分为Ⅲ、Ⅳ、
17、Ⅴ等三级，一般为Ⅳ级和Ⅴ级，并以Ⅲ级系控制。具体划分按表9所列各项指标确定，其中Ⅳ、Ⅴ级导流建筑物应按表列的四项指标中的最高级别确定，而Ⅲ导流建筑物要求有两项以上的指标满足该级要求。 （2）洪水标准。导流建筑物的设计洪水标准是根据导流建筑物的级别和类型，根据表9#选定，该表适用于洪水期，也适用于枯水期。 表9 导流建筑物级别划分标准 保护对象 失事后果 使用 年限 围堰工程规模 堰高 （m） 库容(108M3) III 有特殊要求 的I级建筑物 淹没重要城镇、工矿企业、交通干线或推迟工程总
18、工期及第一台（批）机组发电造成重大灾害和损失 ＞3 ＞50 ＞1。0 IV I、II级永久 建筑物 淹没一般城镇、工矿企业、交通干线或影响工程总工期及第一台（批）机组发电造成较大经济损失 1.5～3 15～50 0.1～1.0 V III、IV永久 建筑物 淹没基坑、但对总工期及第一台（批）机组发电影响不大，经济损失较小 ＜1.5 ＜15 ＜0.1 注：（1）导流建筑物包括挡水和泄水建筑物，两者级别相同； （2）表列四项指标均较施工阶段划分； （3）有无特殊要求的永久建筑物均系针对施工期而言，有特殊要求的Ⅰ级永久建筑物是措施工期不允 许
19、过水的上坝及填充有特殊要求的永久建筑物； （4）使用年限系指导流建筑物每一施工阶段的工作年限，两个或两个以上施工阶段共用的导流建筑物， 如分期导流一、二期共用的纵向围堰，其使用年限不能叠加计算； （5）围堰工程规模一栏中，比高挡水围堰最大高度，库容指堰前设计水位所拦蓄的水量，雨量必须同时满足。 表9* 导流建筑物的供水计划 导流建筑物的类型 导流建筑物供水计划 III IV V 洪水重现期 土石类 50～20 100～10 10～5 混凝土类 20～10 10～5 5～3 （3）坝体临时挡水渡汛。坝体施工期临时
20、挡水渡汛的洪水，标准按表10选定。 （4）导流泄水建筑物封堵与水库蓄水标准。 1）规范规定封堵的下闸设计流量采用时段5～10年重现期的月或旬平均流量，封堵工程封堵后坝体渡汛标准当导流建筑物封堵后，大坝进入施工运行期，这时，坝体渡汛按表10规定的标准选用。 2）水库蓄水标准 建议采用７５％～８５％保证率作为水库的蓄水标准。 表10 坝体施工期临时渡汛洪水标准 坝 型 拦水库容（亿m3） >1.0 1.00.1 <0.1 洪水重现期（年） 土石坝 >100 100～50 50～20 混凝土坝 >50 50～20 20～10 2、确定导流方案和
21、大坝施工分期，根据施工单位能力，初定大坝施工控制进度。 ⑴ 施工导流方案 在选坝阶段，对枢纽施工导流进行多方案、比较，其中土石坝方案采用隧洞导流方案， 并 建议上游土石围堰与坝体结合，以节省导流费用。 ⑵ 确定大坝施工分期、粗定截流、拦洪、封孔、发电日期。采用隧洞导流方案，土石坝施工一般分四期进行。 第一期：截流前，要完成导流隧洞工程，并做好截流准备工作。 第二期：截流后，在围堰的保护下进行大坝基础工程施工（包括排水、基坑开挖及基础处理），然后进行大坝填筑，在霉雨，台风汛期到来之前将大坝抢筑到拦洪水位以上。 表10* 导流泄水建筑物封封堵后坝体渡汛标准 永久建筑物类型
22、 大坝级别 I II III 洪水重现期(年) 混凝土类 设计 200～100 100～50 50～20 校核 500～200 200～100 100～50 土石类 设计 500～100 200～100 100～50 校核 100～500 500～200 200～100 第三期：拦洪以后继续填筑大坝到开始封孔蓄水。 第四期：封孔后大坝继续升高直至坝顶设计高程。 二期工程是工程成败的关键，这一期工程量往往很大，要求较高的施工强度，以至超过施工单位的生产能力。为了保证在施工单位生产能力范围内顺利完成拦洪任务，可以采用全断面、临时断面、围堰
23、拦洪或采用分期围堰填筑部分坝体等方法（如表１１所示），以保证安全拦洪渡汛。 对来水量大，库容小的工程，封孔以后，水库很快被充满，宜在大坝建成后才能封孔蓄 水，此时无第四期工程。 表11 拦洪渡汛方法 1.断面坝体拦洪 施工能力足够时采用 2.围堰拦洪 坝基处理量大、时间长、粘土心墙上升速度赶不上拦洪水位时采用 3.临时断面拦洪 砂壳施工能力不足时采用 4.分期填筑拦洪 河谷较宽，施工能力不足时采用 ⑶ 确定截流和拦洪
24、时间，然后根据截流到拦洪的天数，扣除排水，基础开挖和处理时间，按粘土心墙填筑上升速度每天０.２～０.４米确定在坝可能达到的拦洪高程。 ⑷ 计算大坝各期平均施工强度（Ｑ）（粘土砂砾） Q = V / T 式中：Ｔ——该期有效施工天数。 按照各期施工强度大致均衡的原则，控制不均衡系数不超过１.５～２.０，并在施工单位 生产力允许的范围内，修改分期方案和各期坝体尺寸，或各期的开挖完工日期，直到满意为止。 ⑸ 确定封孔蓄水及发电日期 本电站的初始发电水位为８０，蓄水保证率要求７５％以上，要求在９５年１０月１日第一台机组发电。一般来说应在保证大坝安全的前提下，尽可能提早发电。 a
25、．封孔日期的确定 根据初始发电水位，利用库容曲线求得相应的水库蓄水量，按照保证率的要求，用８０％典型枯水年各月平均流量推断出封孔日期。即此时封堵蓄水，可以保证到初定的发电日期，水库水位可以达到初始发电水位。 例如：要求“５.１”发电，初始发电时库容为Ｖ，推算封孔蓄水日期可按表１２进行。 表中为第ｉ月的来水总量，为第ｉ时下游要求的洪水量。由表可知，蓄水４个月才能达到相应于初始发电水位的存蓄量。放推得封孔日期为一月上旬。本设计中，在封孔蓄水期内，下游用水由坝址下游支流汇入河道解决，上游来水全部蓄入水库。 2）大坝安全校核。 封孔日期是以蓄枯水年水量保证如期发电来确定的，如果封
26、孔以后所遇到的不是枯水年而是丰水年，则库内水位上升很快，有利于发电，但势必威胁尚未修建到顶的大坝安全，因此，必须按丰水年来水量进行大坝安全校核。校核标准按库容及下游安全而定，本工程库容超过一亿，故以蓄水期１％来水量考虑，可按表１３进行计算比较。表中Ｖｉ为ｉ月的来水总，ｈｉ为ｉ月底相应的库水位，Δｈｉ为月初发生一次洪水（１％）所增高的水位， Ｈｉ为ｉ月底大坝修建到的高程。若Ｈｉ＞ｈｉ＋Δｈ＋Δｈｉ＋１，即认为大坝 是安全的；否则认为有漫顶危险。本设计中不考虑Δｈｉ的影响。 如果校核结果，安全度太大，可以考虑提早发电，如不能满足安全要求，可采取下列措施，以保证大坝安全。 表12 蓄水时间
27、 80%来水量（m3） Vi=QiT 下游要求供水量 Vi’=qiT 累计蓄水量（M3） 4月 V4 V4’ V4- V4’＜V 3月 V3 V3’ 2月 V2 V2’ 1月 V1 V1’ 表13 蓄水时段末 1%来水量 Vi 逐月累积水量 ∑Vi 库水位 hi 月初洪水引起库水位移 坝面高程 Hi 1月 V1 V1 h1 △h1 H1 2月 V2 V1+ V2 h2 △h2 H2 3月 V3 V1+ V2+ V3 h3 △h3 H3 4月 V4 h4 △h4 H4
28、 图1 ① 提高大坝上升速度； ② 延迟封孔和发电； ③采用后期导流措施，利用永久或临时泄水建筑物控制上游水位。 ⑹ 根据确定的截流、拦洪、封孔、发电日期和工程分期绘制大坝控制进度,如图２. 图2 临时断面拦洪方案大坝施工进度 3 导流工程规划布置 需要决定的问题有：导流隧洞的断面型式、尺寸、进出口底坎高程，洞线布置及相应的围堰型式、尺寸和平面布置，本应先拟出几个隧洞断面尺寸，不同的底坎高程和不同的布置方案，进行技术经济比较，然后确定最优的隧洞断面和进出口
29、底坎高程。限于时间，学生不能进行方案比较，本设计要求完成一个方案的计算与分析，但应明确方案比较时应分析研究的问题： ⑴ 隧洞尺寸大小，底坎高程对拦洪水位及大坝合龙段施工的影响； ⑵ 隧洞尺寸，底坝高程时围堰及隧洞工程量的影响； ⑶ 通航过筏条件； ⑷ 对截流条件的影响。 1）确定枯水建筑物断面型式和尺寸，并进行平面和立面布置。 ⑴ 计算拦洪水位 根据已定的拦洪坝高扣除安全超高２～３米，即为拦洪水位。 ⑵ 确定隧洞断面尺寸 ①隧洞最大下泄量计算 在工程水文学中，我们已经知道水库对洪水的调节作用。按照隧洞的泄流条件和水库调节性能，根据洪峰过程线可以求得隧洞泄水过程线，其关系
30、如图３所示。图中Ｖ为水库形成的最大库容，Ｑ泄为相庆于最大库容Ｖ时的隧洞最大下泄量。在已知洪水过程线和上游拦洪水位的条件下，若求得隧洞泄水过程线，就得出相应拦洪水位时的隧洞最大下泄量，但泄水过程线需经调洪演算求得，计算工作量大。为简化计算，曲线ＡＢ以直线代替，就可方便地计算出阴影部分面积所代表的库容Ｖ，并与拦洪水位相应库容Ｖ比较，如Ｖ′＝Ｖ，则ＡＢ直线段为近似的隧洞泄水过程线，Ｑ泄为所求隧洞的最大下泄流量。如Ｖ′≠Ｖ，则另需假定ＡＢ线位置重算。 计算方法如下： a.在估计所求Ｂ点附近，任意选定Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３点，通过Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３向Ａ点方向作三条直线，并与洪峰过程线相切。
31、 图3 b.计算相应直线ＡＢｉ与洪峰过程线所包围的面积（即相应库容）和相应的隧洞最大下泄 量，并绘制Ｑ～Ｖ关系曲线，如图４所示。 c.根据拦洪水位相应库容Ｖ，在Ｑ～Ｖ曲线上，找出相应的隧洞最大下泄流量。 ②泄放最大流量时的隧洞流速计算。 大坝拦洪时，隧洞泄放最大流量，一般为压力流，其流速按有压流公式计算： 式中：ｍ＝０.８５ Ｖ——洞里平均流速； Ｈ０——隧洞进口计算水深（在洞线布置之前用拦洪水位代之）； ｈｐ—隧洞出口底坝以上水深。在这里，可根据隧洞最大下泄量，从坝址水位流量关系曲线上查得。 ③隧洞过水断面面积计算 ⑶ 隧洞断面型式，尺
32、寸及布置 ①隧洞断面型式及尺寸 导流隧洞的断面型式有圆形、马蹄形和城门洞形，其中城门洞形最普遍，这种型式开挖方便，有利于泄流和截流。本工程采用城门洞形，其尺寸如图５.Ｂ２＋B2Л/8确定隧洞断面尺寸。 ②隧洞布置 隧洞路线应结合地形地质条件选定，一般长度应尽可能短， 但必须考虑进出口与上下游围堰之间保持２０～５０米的距离 （根据水深及河床复盖厚度确定），防止水流冲刷围堰。隧洞轴 线尽可能布置成直线，当转弯时，其转弯半径不少于５Ｂ，导流洞的底面高程一般布置在 最低水位以下一定高程（通过方案比较确定），布置应注意： a.使截流方便——低； b.航过过水要求——吃水深、净空、流
33、速小于３～６米／秒。 c.隧洞施工方便（出渣方便、排水容易）——高； d.过流平顺，进出口无明显跌落，水面卸接条件好，便以通航过水 隧洞底坡一般为０.２％～０.５％，也可以布置成平底坡，视河床纵坡而定。为了保证水 流平顺，隧洞进出口各有一定长度的直线段和明渠段。在进口应设置喇叭段。封孔闸门布置于洞口，当洞口宽度超过６米时，应布置中墩，以减小封孔闸门跨度。出口明渠段可以扩大口门，反坡与原河道相接，其出口轴线与河床水流轴线交角最好小于３０°。 隧洞进出口顶部岩石复益层厚度一般不小于１.０～２.０倍隧洞净宽，视地质条件而定。 2) 汛期大坝拦洪校核 ⑴ 根据已定的隧洞尺寸和泄流条件，经
34、过调洪演算确定上游拦洪水位，以检查此时的坝面高程是否能安全拦洪。计算时：假定几个隧洞下泄流量，分别计算出相应的上游水位，画出无压和有压部分的泄流量与水位的曲线并以光滑曲线以代替半有压流曲线，如图６。 ⑵ 通过调洪演算，确定霉雨汛期拦洪水位。 图6 依据：①库容曲线； ②洪峰流量过程线； ③坝址水位流量关系曲线； ④隧洞泄水能力曲线。 计算方法：①列表数学法；②简易图算法。 Ａ．列表数算法 图7 列表数算法也称双曲辅助线法，根据水量平衡方程绘 出双曲辅助线，然后立表计算，详见
35、《水利工程施工》. Ｂ．简易图算法 计算原理及思路同本指示书“隧洞最大下泄量计算”一节。计算步骤如下： ①假定3条隧洞泄水过程线AB１、AB２、 AB３（如图３）； ②求出相应的库容Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３和下泄量Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３； ③根据Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３在库容曲线上得出相应的上游水位Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３； ④在绘有隧洞泄流能力曲线Ｌ１的Ｑ～Ｈ坐标图上，绘出相应点Ｐ１（Ｑ１，Ｈ１）、Ｐ２（Ｑ2，Ｈ２）、Ｐ３（Ｑ３，Ｈ３）； ⑤过Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３点会曲线交Ｌ２交Ｌ１于Ｐ对应于Ｐ点的泄流量Ｑ必为拦洪时隧洞最大下泄流量，相应的水位Ｈ即是所求拦洪水位，见图７。 ⑶ 大坝安全校核 根据
36、大坝施工控制到进度所确定的霉雨汛前的大坝高程▽１与拦洪高程Ｈ进行比较： 若，▽１－Δｈ≥Ｈ，则安全；反之不安全。 其中，Δｈ为安全超高。若校核结果为不安全，可改进度或采用局部加高坝体拦洪等措施。3) 围堰主要尺寸、型式及布置 ⑴ 挡水时段的确定 本设计采用枯水期挡水围堰围护基坑修筑大坝。围堰的任务在于保护基坑内工程施工，直 坑内坝体高出水面，所以围堰的挡水时段决定于基坑内基础处理工程量，坝体施工速度及水 文变化情况。围堰的挡水时段可用图解法决定（略），为简化起见，设计者可选定一个适当的枯水期作为围堰的挡水时段。 ⑵ 围堰顶高程的确定 在围堰挡水时段内，围堰应挡
37、住可能发生的最大洪水，故以５％频率该时段的最大洪峰量为围堰的设计流量。 围堰顶高程由该设计流量时的上游水位和安全超高确定。发生设计洪水时的上游水位即为围堰拦洪水位。 下游围堰的顶高程▽下＝下游水位＋超高 下游水位是发生设计洪峰流量，隧洞下泄最大流量时的下游水位，由流量水位关系曲线得 出。 超高，对于当地材料围堰可采用０.７米。 ⑶ 围堰的型式 围堰的形式参看教材，本设计建议上下游都采用砂砾石粘土斜墙围堰，且上游围堰作为坝体的一部分。 ⑷ 围堰的断面尺寸 要求确定围堰顶宽，边坡尺寸，防渗结构尺寸及其与基础的连接型式。本工程河床复盖层较薄，水深
38、不大，应以防渗体与基岩直接连接较好。 注意点： ①围堰的水下部分尺寸应加大； ②上游围堰粘土斜墙防渗体应在坝体以外；下游围堰在施工后期应予拆除。 ⑸ 围堰的平面布置 要求按比例在地形图上正确画出圈堰的平面布置图，在大坝断面图上画出围堰的剖面，以反映大坝与围堰的相互位置。 第二部分 主体工程施工 一、 一、 土石坝施工 1. 施工强度计算 表15 列表计算格式 施工分期 I（围堰） II III IV 说 明 位置高程（M3） K=1.5～1.
39、8 工程量V(M3) 有效工期T(日) 平均施工强度Q平 最大施工强度Q大 2. 土方施工机械的选择及数量计算 1) 常用土方施工机械的适用性及可供选择的型号规格。见表１６。 表16 机械名称 适用范围 可供选择的型号及规格 开 挖 机 械 正向铲 用于开挖土、砂砾、石渣并装车 W100(1M3)W200W400(4M3) 索式挖土机 用于开挖水下砂砾料 无 装载机 开挖松散土料、砂、砾、石渣等并装车 Z4-3.5 , 斗容1.7M3 Z4-5.0 , 斗容3
40、0M3 轮斗式挖土机 开挖土料、砂砾料 WUD400/700 P理=400/700 链斗式采砂船 开挖水下砂砾料 斗容150升 P理=120M3/时 斗容400升 P理=250M3/时 推土机 用于料场集料、坝面平土 移山-80 T2-120 自卸汽车 牌号 载重量 容积 黄河QD35 7T 3.4M3 交通SH361 15T 6M3 小松HD180 18T 10.7M3 佩尔利尼T20 7T 11.7M3 皮带机 用于转运，运输土料砂砾料 压实 机械 羊足碾
41、 压实粘土 YT2-3.5重3.5T 加重6.5T 气胎碾 压实粘土、砂砾等 YZP14自重13.5T 振动碾 压砂性土、砂砾、石渣等 YT3-50自重 15T加重50t 风动钻机 手持气腿钻，钻孔直径φ=34-43mm 钻进深度4m，重量28 01-30手持风钻 钻车 导轨式钻车，装有YG40凿岩机 钻孔直径φ=40-80mm CGJ15-3 2) 土石坝施工作业机械化方案选定 根据工程量，施工强度、料场条件、运输道路，上坝条件、坝面作业等选择合理的机械化 施工方案。本工程各种作业可供采用的机械化方案如下： 设计者根据表１７所列的
42、机械化方案和施工单位拥有的机械选择一个粘土和砂砾的挖运填施工机械化方案。 表17 粘土心墙施工 开挖 ①推土机松土集料成堆 ②挖土机挖装 运输 ①皮带机运输上坝（辅以集料及汽车分送） ②自卸汽车运输上坝 压实 推土机平土，羊足碾或气胎碾压实 砂砾坝壳施工 开挖 ①正向铲或装载机挖装水上砂砾 ②索铲或砂船采取水下砂砾 运输 ①皮带机运输上坝 ②自卸汽车运输 压实 推土机平土，气胎碾或振动碾，夯土机压实 3) 主要机械数量计算 4) 确定机械的生产率 Ａ．确定机械的生产率 机械生产率可采用定额指标或计算方法确定。本设计要求粘土心墙施工
43、机械生产率用查定额指标的方法确定；砂砾坝壳施工机械的生产率用计算法确定。 ⑴ 周期运行机械（单斗式挖掘机装卸机、自卸汽车等）生产率；生产率（以坝上压实方为标准）计算式为： (M3/班) 式中 ｑ土斗或车箱几何容积（Ｍ３）； Ｋｖ土斗或车箱的充盈系数（表１８）； Ｋｔ时间利用系数（见表１９）； Ｋｐ体积换算系数（见表２０）； ｔ机械运行一次的循环时间：t=t装+t卸+t运+t空回 其中 ｔ运、ｔ空回随运距或偏转角而变. 可以用下式求得： ｔ运、= ｔ空回 = L / V 其中 Ｌ为转角或运距，Ｖ为转速或平均车速对于自
44、卸汽车采用２０～２５公里／时。 ｔ装、ｔ卸分别为装土或卸土时间，可以按经验确定，对于自卸汽车： ｔ装 = n / t’ 其中：ｎ——挖土机装满一车的斗数； ｔ′——挖土机循环工作时间（见表２１）。 ｔ卸可取１—２5分钟，包括调车，等待时间。 ⑵ 皮带轮运输机生产率（参看教材）。 ⑶ 碾压机械生产率计算 P=8V(B-C)h·Kt·Kp/n (M3/班) 式中 Ｖ 碾压机开行速度（ｍ／小时），按表２２采用； Ｂ 滚洞长度（ｍ），按表２２选用； Ｃ 搭接宽度。羊足碾振动用０.２ｍ，气胎碾０.３ｍ； ｈ 铺土厚度
45、ｍ），按表２２采用； ｎ 压实遍数，按表２２选用； Ｋｔ 时间利用系数，可取０.５～０.７； Ｋｐ 体积换算系数。 表18 开挖机械的充盈系数表 机械名称 坚硬土 一般土壤 砂砾 石渣 石渣（含大石块） 装载机 1.0～1.1 0.9～1.0 0.7～0.8 推土机 0.6～0.7 0.7～0.8 0.6～0.7 0.4～0.6 铲运机 0.7～1.0 0.5～0.9 挖土机 0.6～0.75 0.8～0.9 0.9～1.0
46、 0.6～0.75 0.4～0.5 注：如用公式（１０）计算汽车生产率时，充盈系数近似取１。 表19 施工机械时间利用系数表 管理条件 施工条件 优良 良好 中等 较差 优良 0.84 0.81 0.76 0.70 良好 0.78 0.75 0.71 0.65 中等 0.72 0.69 0.65 0.60 较差 0.63 0.61 0.57 0.52 上表中： Ⅰ．施工条件指地形、天气、施工工作面、地表排水、施工方法、程序、工
47、程规模等。 Ⅱ．管理条件：计算管理好坏、操作人员水平、机械化等情况等。 Ⅲ．设计中的施工条件，管理水平均可选良好。 表20 土壤体积换算系数表 土方类型 计算条件 自然方 松散方 压实方 粘土 压实方 1.11 1.41 1.00 普通土 压实方 1.11 1.39 1.00 砂砾 压实方 1.05 1.18 1.00 爆破石渣 压实方 0.77 1.15 1.00 表21 正向铲循环时间表 土斗容量（M3）
48、 1 2 3 4 时间（秒） 16～28 18～28 18～28 20～30 注：①表中数据为理想作业条件下的循环时间（转角９０°，最优掌子高度）。选用时可根据实际情况选 用修正，修正系数取０.９～１.２６。 ②对易挖土取小值，对难挖土取大值。 表22 压实参考表 计算参数 羊足碾 气胎碾 振动碾 夯板 滚筒长度（m） 2.09 3.0 2.0 1.5X1.5M 碾压速度(m/时) 3000 2100 1500 8～17 次/分 覆土厚度（m）
49、0.20 0.30 0.80 0.80 碾压遍数 16 12 6 6 Ｂ．机械数量计算 机械数量按下式计算 式中：Ｑ大 各期最大施工强度（米３／天）； ｎ采用班制（1～2班／天）。 Ｃ．配套机械数量计算 在机械化作业组织中，为充分发挥配套机械中主要机械的作用，必须使配备的欠要机械生产率略大于主要机械的生产率。例如，对于推土机自卸汽车挖运方案，就应使正向铲在任何时间不致发生等待汽车的情况。为此应妥善选择与正向铲配合工作的自卸汽车容量和数量。 ⑴ 汽车容量 汽车容量的合理范围为３～６倍挖土机斗容，即： 3～6
50、 式中：ｍ 土斗数； ｖ′车箱容积； ｑ土斗容积。 汽车容量太大，汽车停时太长、太小，调车频繁挖土机效率低。 ⑵ 一台挖土机正常工作时，配合的车数ｎ，由下式确定： 式中：ｔ装 装车时间，可用下列两式之一求得： 或 ｔ装＝挖土机的循环时间×装满一车的装载次数。 3. 施工道路布置 图8 自卸汽车直接上坝布置，要求爬坡坡度小于２５°。 当岸坡较平缓时，有可能采用每隔１０～２０米高差（随坝面升高）的岸坡道路上坝布置如图８所示。 当岸坡陡峻，无法在岸坡上布置汽车上坝道路时，可采
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