畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書1工程概況2施工條件2.1施工工期2.2壩址地形、地址及當(dāng)?shù)夭牧?.3氣象水文2.3.1各月最大瞬時(shí)流量2.3.2各時(shí)段設(shè)計(jì)流量2.3.3典型年足月平均流量2.3.4設(shè)計(jì)洪水過程線2.3.5壩址水位流量關(guān)系曲線2.3.6水庫水位與庫容關(guān)系曲線2.3.7壩區(qū)各種日平均降雨統(tǒng)計(jì)表2.3.8壩區(qū)各種日平均氣溫統(tǒng)計(jì)表2.4施工力量及施工設(shè)備2.5施工導(dǎo)流3設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)說明書1工日分析2施工導(dǎo)流2.1導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)2.2導(dǎo)流方案、施工分期、控制進(jìn)度2.2.1導(dǎo)流方案2.2.2攔洪調(diào)度方案2.2.3截流與攔洪時(shí)間2.2.4各期工程量、施工平均強(qiáng)度計(jì)算2.2.52.2.6大壩蓄水期間安全校核2.2.7大壩控制進(jìn)度2.3導(dǎo)流工程規(guī)劃布置2.3.1導(dǎo)流洞規(guī)劃2.3.2汛期大壩攔洪校核2.3.3圍堰主要尺寸和形式及布置3主體工程施工3.1土石壩施工3.1.1施工強(qiáng)度3.1.2土石方施工機(jī)械配備3.1.3施工道路布置3.2導(dǎo)流洞開挖3.2.1概況3.2.2開挖方法3.2.3主要參數(shù)3.2.4開挖工期3.2.5隧洞開挖主要機(jī)械匯總表（兩個(gè)工作面）4施工進(jìn)度控制4.1節(jié)點(diǎn)控制工期4.2橫道圖設(shè)計(jì)計(jì)算書1工日分析1.1石料開采、填筑有效工日1.2砂石開采、填筑有效工日1.3粘土開采有效工日1.4粘土填筑有效工日1.5隧洞開挖有效工日1.6隧洞澆筑有效工日1.7各工種月有效工日2施工導(dǎo)流計(jì)算2.1導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)2.2導(dǎo)流方案、施工分期、進(jìn)度控制2.2.1導(dǎo)流方案2.2.2攔洪度汛方案2.2.3截流與攔洪時(shí)間2.2.4各期工程量施工平均強(qiáng)度計(jì)算2.2.5確定封孔蓄水和發(fā)電日期2.2.6大壩蓄水期間安全校核2.2.7大壩進(jìn)度控制2.3導(dǎo)流工程規(guī)劃布置2.3.1泄水建筑物計(jì)算2.3.2汛期大壩攔洪校核2.3.3圍堰主要尺寸、形式及布置3主體工程施工計(jì)算3.1土石壩施工3.1.1施工強(qiáng)度計(jì)算3.1.2土石方施工機(jī)械的選擇及數(shù)量計(jì)算3.1.3施工道路布置3.1.4大壩施工主要機(jī)械匯總表3.2導(dǎo)流洞開挖3.2.1基本資料3.2.2開挖方法3.2.3主要參數(shù)計(jì)算3.2.4循環(huán)作業(yè)圖表.3.2.5開挖工期3.2.6隧洞開挖主要機(jī)械匯總表（兩個(gè)工作面）畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書1工程概況工程地處我國華東錢塘江的支流上，為一發(fā)電為主兼顧灌溉、防洪的水利樞紐工程。在壩型比較階段，比較了混凝土重力壩和粘土心墻砂殼壩兩個(gè)方案。后者的樞紐布置如圖1—1所示，壩高81m，壩頂長度370m。設(shè)計(jì)正常高水位為100m，校核洪水位為102m，大壩典型剖面見圖Ⅱ－Ⅱ。大壩屬于2級建筑物。溢洪道布置在距壩1km的左岸凹口處（圖中未示），為開敞正槽式，其頂高程為92m，總寬是64m，出口采用差動(dòng)式鼻坎挑流消能。引水式電站布置在右岸，引水洞長525m，直徑7m，廠房安裝5萬kW的機(jī)組兩臺。2施工條件2.1施工工期主體工程工期暫定為4年，2012年準(zhǔn)備，2013年開工，2016年年底前發(fā)電（初始發(fā)電水位為80m）。2.2壩址地形、地質(zhì)及當(dāng)?shù)夭牧蠅沃诽幜饔蛎娣e2610km2，壩址以上河流全長104km；其中50km為通航河道，常年有載重5至10噸木船和竹木筏過壩。壩址兩岸系高山，山坡較陡。壩址河谷寬為200m，河底高程25m。兩岸復(fù)蓋層較薄，基巖為石英砂巖（X級）；河床巖基較好，兩岸巖石節(jié)理發(fā)育，風(fēng)化較深。河床砂礫復(fù)蓋層厚為0~3m，平均1.5m。壩址上下游均為寬闊沖積臺地，在上下游3~7km的臺地和河灘上，有滿足筑壩要求的大量砂礫料（Ⅲ類土）。采取水上砂礫平均運(yùn)距5.5km；如就近采取水下砂礫，平均運(yùn)距為3.5km；粘土料（2.3氣象與水文該工程位于華東，氣候溫和。雨量充沛，每年5月至10月降雨較多，屬溫帶多雨氣候，按水文規(guī)律分為枯水期和洪水期（包括梅雨期與臺風(fēng)期），其界限不明顯。一般11月至次年4月底為枯水期，5月至10月為洪水期，其中5、6兩個(gè)月的降雨量最大，占全年雨量的30%，該河流量屬山區(qū)性河流，洪水暴漲暴落，最大流量高達(dá)8290m3/s，最小流量只有7~8m根據(jù)設(shè)計(jì)需要，給出下列各種水文、氣象資料：2.3.1各月最大瞬時(shí)流量（m3/s）表1月份頻率月份頻率123456789101112全年1%18601670244037805530829050607550484023953065207082902%16801330219033004920746043506350384020202500178074605%150011401920280032506150338047403350154017701195615010%9309401250200027004990266033902710116012308234990頻率標(biāo)準(zhǔn)：所謂百年一遇，指工程由于洪水的原因失敗的概率為1/100。為了適應(yīng)工程需求，一般將某一典型洪水過程線加以放大，使其洪水特征等于頻率計(jì)算解得的設(shè)計(jì)值，即以為所得的過程線是待求的設(shè)計(jì)洪水過程線。放大方法主要有：同倍比同頻率放大法。2.3.2各時(shí)段設(shè)計(jì)流量（m3/s）表2時(shí)段1%2%5%10%20%9.1~3.11474041903450287022609.1~4.305000446037403160251010.1~4.304620355029502460195011.1~3.313020266021801810141011.1~4.30402035602940245019203.15~5.15515045703880332027402.3.3典型年逐月平均流量（m3/s）表3月份123456789101112全年平水年(50%)19.880.071.886.3122.5277134.892.873.791.723.927.689.8豐水年(1%)28.075.489.913448952927610318291.840.732.7172.6枯水年(80%)11.513.961.081.7114163102.488.972.971.81715.367.82.3.4設(shè)計(jì)洪水過程線（圖A）；2.3.5壩址水位流量關(guān)系曲線（圖B）；2.3.6水庫水位與庫容關(guān)系曲線（圖C）；2.3.7壩區(qū)各種日平均降雨量統(tǒng)計(jì)表（天）表4月份月份123456789101112全年＜5588696567553735~103333222412333110~3034456532421140＞3010113221210014合計(jì)12151615201512181410971582.3.8壩區(qū)各種日平均降雨量統(tǒng)計(jì)表（天）表5月份月份123456789101112＞300000031041000＜012100000000005＜－5530000000001＜－200000000000002.4施工力量及施工設(shè)備施工承包商的大壩壩殼最大施工能力為10000m32.5在壩型比較階段，對該土壩樞紐的施工導(dǎo)流方案建議采用隧洞導(dǎo)流，并考慮上游土石圍堰與壩體結(jié)合，以節(jié)省導(dǎo)流工程費(fèi)用。3設(shè)計(jì)任務(wù)研究分析現(xiàn)有資料，計(jì)算有效工日；在此基礎(chǔ)上，分以下兩部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。第一部分施工導(dǎo)流計(jì)劃（一）確定導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)（二）確定施工導(dǎo)流方案，確定大壩施工分期和截流、攔洪、封孔、發(fā)電日期，初定大壩施工控制性進(jìn)度。（三）導(dǎo)流工程規(guī)劃布置1、根據(jù)導(dǎo)流方案和粗定的大壩攔洪高程，確定隧洞的斷面型式和尺寸，并進(jìn)行平、立面布置；2、汛期大壩（或圍堰）攔洪校核；3、圍堰型式、主要尺寸及布置。第二部分主體工程施工（四）土石壩施工1、施工強(qiáng)度計(jì)算2、開采、運(yùn)輸、壓實(shí)機(jī)械型號選擇及數(shù)量計(jì)算；3、施工道路布置。（五）導(dǎo)流隧洞開挖1、開挖方法的選擇；2、施工作業(yè)組織及設(shè)備選擇；3、開挖作業(yè)組織；4、繪制作業(yè)圖表，計(jì)算施工工期和所需設(shè)備數(shù)量。（六）擬定施工控制進(jìn)度計(jì)劃4設(shè)計(jì)成果4.1大圖（1號圖）一張，要求畫出：4.1.1導(dǎo)流建筑物及土、砂礫料上壩路線平面布置；4.1.2導(dǎo)流建筑物縱橫剖面圖、隧洞開挖面的孔眼布置及開挖循環(huán)作業(yè)圖表；4.1.3大壩及主要隧洞施工機(jī)械匯總表。4.2說明書一份、計(jì)算書一份。說明書中除設(shè)計(jì)說明外，還應(yīng)包括必要的插圖、表格和樞紐工程施工總進(jìn)度計(jì)劃表。設(shè)計(jì)說明書1工日分析月有效工日=日歷天數(shù)-法定假日-因雨雪、氣溫不能施工的天數(shù)-其他原因停工天數(shù)。計(jì)算過程中法定假日與因雨氣溫停工天數(shù)重合未考慮著；降雨次數(shù)不考慮，僅按連續(xù)降雨天數(shù)+停工天數(shù)考慮；其他原因停工天數(shù)未考慮；星期六、星期天考慮正常施工。各工種月有效工日如下表工種1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月合計(jì)石料開采、填筑262126242023262824252930302砂石開采、填筑262126242023262824252930302粘土開采161421191519222221212524239粘土填筑171522201620232322222626252隧洞開挖192530292828293028273031344隧洞澆筑1212302925251926272730252872施工導(dǎo)流2.1施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)等級選用Ⅳ級，并以Ⅲ級控制。設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期選用10月1日至次年4月30日時(shí)段20年1遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)流量為2950m3壩體施工期臨時(shí)擋水度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)選用全年100年1遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)流量為8290m3封堵的下閘設(shè)計(jì)流量為采用時(shí)段10年1遇月平均流量。封堵工程按照20年1遇設(shè)計(jì)。封堵后壩體度汛標(biāo)準(zhǔn)100年1遇洪水，設(shè)計(jì)流量為8290m3水庫蓄水采用典型枯水年80%保證率作為水庫蓄水標(biāo)準(zhǔn)，按照典型豐水年1%月平均流量校核。2.2.導(dǎo)流方案、施工分期和進(jìn)度控制2.2.1導(dǎo)流方案導(dǎo)流方案選用全斷面隧洞導(dǎo)流方式，上游土石圍堰并結(jié)合壩體填筑，分三期進(jìn)行。第Ⅰ期：完成導(dǎo)流隧洞工程，并做好截流準(zhǔn)備，上下游圍堰進(jìn)占。計(jì)劃20013年枯水期截流。第Ⅱ期：截流、閉氣，在圍堰完工后進(jìn)行大壩基礎(chǔ)工程施工，包括排水、基坑開挖、基礎(chǔ)處理，然后進(jìn)行大壩填筑，并考慮2014年汛前將大壩填筑到攔洪水位。第Ⅲ期：攔洪后，繼續(xù)填筑大壩至壩頂。計(jì)劃2016年洪水期下閘蓄水，計(jì)劃10月1日發(fā)電。2.2.2攔洪度汛方案由于基礎(chǔ)處理時(shí)間比較長，為滿足度汛要求，為盡快達(dá)到攔洪高程，擬采用結(jié)合壩體填筑的圍堰一次性攔洪度汛方案。2.2.3截流和攔洪時(shí)間截流時(shí)間初擬2013年10月1日，攔洪時(shí)間2014年4月30日，根據(jù)施工單位的澆筑施工能力，初估Ⅱ期大壩填筑高程為53.5米，攔洪水位扣除3m的安全超高，為51.5m，相應(yīng)庫容3.14億m3。2.2.4各期工程量、施工平均強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)梯形河谷工程量計(jì)算公式，計(jì)算澆筑最大施工強(qiáng)度，Ⅱ期2014年4月底完成，最大施工強(qiáng)度為6639m3/天，Ⅲ,2016年10月底完成，最大施工強(qiáng)度為6339m3/天，小于施工單位最大施工強(qiáng)度10000m3/天。2.2.5確定封孔蓄水和發(fā)電日期根據(jù)要求，發(fā)電日期為2016年10月1日，發(fā)電水位80m，相應(yīng)庫容15億m3，根據(jù)80%典型枯水年月平均流量推斷封孔蓄水日期為2016年4月20日。2.2.6大壩蓄水期間安全校核根據(jù)1%豐水年來水情況，按照2014年4月20日開始蓄水，計(jì)算每月末庫水位，與大壩上升情況對比，復(fù)核是否有滿頂可能。6月底水位大于92m高程，要求5月底大壩填筑至壩頂并具備泄洪條件，由于工期調(diào)整，填筑最大施工強(qiáng)度為7838m3/天，仍然滿足要求。2.2.7大壩進(jìn)度控制綜上所述，大壩施工進(jìn)度控制如下：工程截流：2013年11月1日大壩攔洪時(shí)間：2014年4月30日封孔日期：2016年4月30日大壩填筑完工日期：2016年5月25日發(fā)電日期：2016年10月1日大壩進(jìn)度控制見附圖。2.3導(dǎo)流工程規(guī)劃布置2.3.1導(dǎo)流洞規(guī)劃根據(jù)攔洪水位51.5m，庫容3.14億m3，經(jīng)調(diào)洪演算最大下泄流量2160m3按有壓流公式計(jì)算洞內(nèi)最大平均流速V=16.39m/s，過水?dāng)嗝婷娣eW=131.79m2，采用城門洞型，計(jì)算洞寬B=9.73m，實(shí)際取B=隧洞布置在左岸，與上下游圍堰保持不小于40m的距離，進(jìn)口底板高程25m，隧洞長度650m，出口底板高程23.7m，縱坡比0.2%，進(jìn)出口布置一定的直線段和明渠段，出口與原河床水流交角小于30°，見附圖。2.3.2汛期大壩攔洪校核根據(jù)已知的隧洞尺寸和泄流條件，經(jīng)調(diào)洪演算確定上游攔洪水位，檢查壩面高程是否能夠安全攔洪。繪制隧洞泄流能力Q-H曲線L1，并繪制隧洞最大下泄能力Q-H曲線L2。查圖得Q泄=2160m3/s。對應(yīng)的攔洪高程H攔=52.95m。根據(jù)施工進(jìn)度，攔洪填筑高程為55m，安全超高=55-52.95=2.05m，滿足安全要求。2.3.3圍堰主要尺寸、型式及布置2.3.3.1上游圍堰為保證枯水期基坑施工，上游圍堰應(yīng)盡快達(dá)到枯水期度汛高程，根據(jù)5%頻率洪水放大的過程線，通過調(diào)洪演算并繪制Q-H曲線L2，根據(jù)隧洞泄洪曲線L1，利用圖解法查得圍堰攔洪高程為40.2m，考慮1.8m的安全超高，上游圍堰頂高程42.0m。上游圍堰作為壩體的一部分，圍堰最終頂高程55m，采用砂礫石黏土斜墻圍堰，建筑質(zhì)量要求同大壩，上游設(shè)計(jì)坡比1:3，下游設(shè)計(jì)坡比1:2.，采用黏土斜墻防滲。2.3.3.2下游圍堰下游圍堰同樣采用砂礫石黏土斜墻圍堰，根據(jù)1%頻率洪水最大下泄流量1253m3/s，下游河床水位為30.5m，安全超高1.5m，圍堰頂設(shè)計(jì)高程32m。上游設(shè)計(jì)坡比1:2，下游設(shè)計(jì)坡比1:2.5，圍堰頂寬10m，完成度汛后拆除。2.3.3.3圍堰布置上下游圍堰充分考慮與隧洞進(jìn)出口距離、沖刷等因數(shù)，見布置圖。3主體工程施工3.1土石壩施工3.1.1施工強(qiáng)度根據(jù)計(jì)算黏土最大施工強(qiáng)度為1112m3/天，砂石最大施工強(qiáng)度為7598m3/天，小于施工單位最大施工能力3.1.2土石方施工機(jī)械配備砂礫料采用水上開采，選用自卸汽車配合正向鏟裝土、運(yùn)輸，土料開采；選用自卸汽車配合正向鏟裝土、運(yùn)輸；黏土壓實(shí)選用羊足輾；砂礫料選用振動(dòng)輾。黏土心墻：2m3挖土機(jī)挖裝，15T自卸汽車運(yùn)輸上壩，T-120推土機(jī)推平，13.5T振動(dòng)輾壓實(shí)，運(yùn)輸距離7km砂礫：4m3正向鏟裝水上砂石料，20T自卸汽車運(yùn)輸上壩，T-120推土機(jī)推平，13.5T振動(dòng)輾壓實(shí)，運(yùn)輸距離5.5km。經(jīng)計(jì)算主要設(shè)備配備見下表3.1.表3.1.2大壩施工主要機(jī)械匯總表序號機(jī)械設(shè)備名稱技術(shù)規(guī)格或型號配備數(shù)量1挖土機(jī)W2002m22挖土機(jī)W4004m43推土機(jī)T-120124自卸汽車SH36115T265自卸汽車T2020T686振動(dòng)輾YZ-13.513.5T47羊角輾9T38羊角輾6T23.1.3施工道路布置由于采用自卸汽車直接上壩，采用岸坡道路和壩坡道路相結(jié)合的原則布置施工道路。左岸30線：布置在左岸30m高程，是本工程的主要運(yùn)輸線路，從下游砂石料沿30m高程接上下游圍堰、導(dǎo)流隧洞進(jìn)出口及上壩路，過導(dǎo)流隧洞同時(shí)采用鋼棧橋跨越。壩坡路：布置在下游，從左岸30m線起坡，S型道路接至壩頂105m高程，全長約1100m，平均縱坡小于7%。道路路面寬度設(shè)計(jì)為8m，最大縱坡控制在7%以內(nèi)，采用泥結(jié)石路面。3.2導(dǎo)流洞開挖3.2.1概況導(dǎo)流洞為城門洞型，開挖寬度8.8m，高度13.2m，開挖斷面84.72m2，隧洞長650m，進(jìn)口高程25m，出口高程23.7m3.2.2開挖方法采用鉆爆法開挖隧洞，由于地質(zhì)條件較好，機(jī)械化程度高，擬采用全斷面微差爆破一次成型，周邊采用光面爆破。鉆孔：采用鉆孔臺車，崩落孔和周邊孔鉆孔直徑40mm，掏槽孔鉆孔直徑45mm.。裝藥：采用裝藥臺車。爆破：采用鍥形掏槽，非電毫秒微差起爆網(wǎng)絡(luò)，一次性爆破。散煙：采用雙向軸流風(fēng)機(jī)安全檢查處理：利用裝藥臺車，人工排除危石、浮石，必要時(shí)噴錨支護(hù)。裝渣：采用1.7m33.2.3主要參數(shù)3.2.3.1炮孔布置根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及公式計(jì)算，掏槽孔采用鍥形掏槽，布置8個(gè)孔，孔徑45mm；周邊孔布置間距50cm，根據(jù)周長共布置80個(gè)，線裝藥密度300g/m；崩落孔布置67個(gè)，計(jì)算布孔155個(gè)。實(shí)際布孔：中心位置布置鍥形掏槽孔8個(gè)；周邊布置光爆孔80個(gè)，崩落孔間排距1.3-1.5m3.2.3.2循環(huán)作業(yè)根據(jù)爆破孔布置，循環(huán)作業(yè)時(shí)間12h，循環(huán)進(jìn)尺2.4m，主要作業(yè)項(xiàng)目如下，裝藥0.5h；爆破、散煙、安全檢查1.0h；裝渣機(jī)械進(jìn)出工作面0.5h；鉆車進(jìn)出工作面0.5h；鉆孔7.0h；出渣2.5h。表3.2.3.2循環(huán)作業(yè)圖表作業(yè)項(xiàng)目循環(huán)時(shí)間（h）123456789101112鉆機(jī)進(jìn)出0.5鉆孔7.0裝藥0.5爆破散煙安檢1.0出渣機(jī)械進(jìn)出0.5出渣2.5合計(jì)123.2.4開挖工期隧洞采用兩頭進(jìn)，每天循環(huán)兩次，僅計(jì)算開挖工期為68天，考慮時(shí)間利用系數(shù)，安排工期90天。3.2.5隧洞開挖機(jī)械匯總表表3.2.5隧洞開挖機(jī)械匯總表（兩個(gè)工作面）序號機(jī)械設(shè)備名稱技術(shù)規(guī)格或型號配備數(shù)量1鉆孔臺車CGJ15-32套2鑿巖機(jī)YG4030臺3軸流風(fēng)機(jī)28kW可逆2臺4通風(fēng)管直徑600mm金屬管700m5吸底潛水泵4＂15臺6壓風(fēng)站供風(fēng)量30m32個(gè)7裝載機(jī)Z-3.52臺8自卸汽車QD3514輛3.3施工進(jìn)度控制3.3.1節(jié)點(diǎn)控制工期根據(jù)施工導(dǎo)流、發(fā)電項(xiàng)目等要求，節(jié)點(diǎn)控制工期如下施工準(zhǔn)備：2012年度工程開工：2013年1月1日隧洞完工日期：2013年度10月2日工程截流：2013年11月1日大壩攔洪時(shí)間：2014年4月30日引水隧洞完工日期：2016年4月10日溢洪道完工日期：2016年5月15日大壩填筑完工日期：2016年5月25日發(fā)電廠房完工日期：2016年8月10日機(jī)組安裝完工日期：2016年9月11日開關(guān)站完工日期：2016年9月11日發(fā)電日期：2016年10月1日工程竣工日期：2016年11月18日3.3.2橫道圖項(xiàng)目2013年2014年2015年2016年隧洞開挖大壩填筑發(fā)電廠房施工機(jī)組安裝開關(guān)站施工設(shè)計(jì)計(jì)算書1工日分析月有效工日=日歷天數(shù)-法定假日-因雨雪、氣溫不能施工的天數(shù)-其他原因停工天數(shù)。計(jì)算過程中法定假日與因雨氣溫停工天數(shù)重合未考慮著；降雨次數(shù)不考慮，僅按連續(xù)降雨天數(shù)+停工天數(shù)考慮；其他原因停工天數(shù)未考慮；星期六、星期天考慮正常施工。各工種月有效工日計(jì)算見下表1.1石料開采、填筑有效工日計(jì)算表1.1石料開采、填筑有效工日表單位：日天數(shù)1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月日歷天數(shù)312831303130313130313031法定假日1333因雨停工445697536311因氣溫停工000000000000其他原因停工000000000000有效工日2621262420232628242529301.2砂石開采、填筑有效工日計(jì)算表1.2砂石開采、填筑有效工日表單位：日天數(shù)1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月日歷天數(shù)312831303130313130313031法定假日1333因雨停工445697536311因氣溫停工000000000000其他原因停工000000000000有效工日2621262420232628242529301.3粘土開采有效工日計(jì)算表1.3粘土開采有效工日表單位：日天數(shù)1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月日歷天數(shù)312831303130313130313031法定假日1333因雨停工7+27+18+29+211+29+27+27+27+25+25+24+1因氣溫停工530000000001其他原因停工000000000000有效工日1614211915192222212125241.4粘土填筑有效工日計(jì)算表1.4粘土填筑有效工日表單位：日天數(shù)1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月日歷天數(shù)312831303130313130313031法定假日1333因雨停工7+178+19+111+19+17+17+17+15+144因氣溫停工530000000001其他原因停工000000000000有效工日1715222016202323222226261.5隧洞開挖有效工日計(jì)算表1.5隧洞開挖有效工日表單位：日天數(shù)1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月日歷天數(shù)312831303130313130313031法定假日1333因雨停工101132223200因氣溫停工530000000000其他原因停工000000000000有效工日2925302928282930282730311.6隧洞澆筑有效工日計(jì)算表1.5隧洞澆筑有效工日表單位：日天數(shù)1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月日歷天數(shù)312831303130313130313031法定假日1333因雨停工101132212100因氣溫停工171300031041006其他原因停工000000000000有效工日1212302925251926272730251.7各工種月有效工日計(jì)算表1.7各工種月有效工日表單位：日天數(shù)1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月合計(jì)石料開采填筑262126242023262824252930302砂石開采填筑262126242023262824252930302黏土開采161421191519222221212524239黏土填筑171522201620232322222626252隧洞開挖292530292828293028273031344隧洞澆筑1212302925251926272730252872施工導(dǎo)流計(jì)算2.1導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)保護(hù)對象、失事后果、使用年限、圍堰工程規(guī)模，保護(hù)對象為Ⅱ級永久建筑物，即圍堰高度大于15m，庫容大于0.1億m3，到導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)等級選用Ⅵ級，并以Ⅲ級控制，導(dǎo)流設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期根據(jù)建筑物級別，選用10月1日至次年4月30日時(shí)段20年1遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)流量2950m3壩體施工期臨時(shí)擋水度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)壩型和攔洪庫容，土石壩攔洪庫容大于1.0億m3，選用100年1遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)流量8290m3封堵的下閘設(shè)計(jì)流量采用時(shí)段10年1遇月平均流量，封堵工程按照20年1遇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。封堵后壩體度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)100年1遇，設(shè)計(jì)流量8290m3水庫蓄水采用典型枯水期80%保證率作為水庫蓄水標(biāo)準(zhǔn)，按照典型豐水年1%月平均流量校核2.2導(dǎo)流方案、施工分期、控制進(jìn)度2.2.1導(dǎo)流方案由于河床窄，不宜布置永久泄水建筑物，土石壩分期施工不易保證質(zhì)量；兩岸較陡、山巖堅(jiān)實(shí)，適宜布置導(dǎo)流隧洞，故導(dǎo)流方案選用全斷面導(dǎo)流方式，上游土石圍堰并結(jié)合壩體填筑，分三期進(jìn)行。第Ⅰ期：完成導(dǎo)流隧洞工程，并做好截流準(zhǔn)備，上下游圍堰進(jìn)占。計(jì)劃20013年枯水期截流。第Ⅱ期：截流、閉氣，在圍堰完工后進(jìn)行大壩基礎(chǔ)工程施工，包括排水、基坑開挖、基礎(chǔ)處理，然后進(jìn)行大壩填筑，并考慮2014年汛前將大壩填筑到攔洪水位。第Ⅲ期：攔洪后，繼續(xù)填筑大壩至壩頂。計(jì)劃2016年洪水期下閘蓄水，計(jì)劃10月1日發(fā)電。2.2.2攔洪度汛方案由于基礎(chǔ)處理時(shí)間比較長，為滿足度汛要求，為盡快達(dá)到攔洪高程，擬采用結(jié)合壩體填筑的圍堰一次性攔洪度汛方案，2014年4月30日期達(dá)到度汛高程，見下圖示意：圖2.2.2大壩攔洪方案示意圖2.2.3截流和攔洪時(shí)間截流時(shí)間擬從2013年10月1日，攔洪時(shí)間2014年4月30日，扣除截流、閉氣、基坑排水、基礎(chǔ)清理輾壓的時(shí)間，填筑工期為150日歷天，有效施工日期為127天。根據(jù)施工單位填筑施工能力，粗估Ⅱ期大壩填筑高程為53.5m，攔洪水位扣除2m的安全超高，為51.5m，相應(yīng)庫容3.14億m3。2.2.4各期工程量、施工平均強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)梯形河谷工程量計(jì)算公式，并進(jìn)行復(fù)核，要求填筑最大施工強(qiáng)度小于10000表2.2.4初步施工工程量計(jì)算與復(fù)核表施工分期ⅡⅢ位置高程（m）53.5105.0工程量V（m3）4211503034604有效工日T（日）127711平均施工強(qiáng)度Q平33164268最大施工強(qiáng)度Q大49746402復(fù)核情況滿足要求滿足要求2.2.5確定封孔發(fā)電日期根據(jù)要求，發(fā)電日期為2016年10月1日，發(fā)電水位80m，相應(yīng)庫容15億m3。根據(jù)80%典型枯水期月平均流量，推斷封孔蓄水日期，不考慮這下游用水量，計(jì)算如下：表2.2.6-1月末庫蓄水計(jì)算表月份80%枯水期流量（m3）月來水量（m3）累計(jì)蓄水量（億m3）9月72.91889568001.98月88.92381097604.37月102.42742681607.06月16342249600011.25月11430533760014.34月20日81.77058880015.0內(nèi)插得出封孔蓄水日期為2016年4月20日。2.2.6大壩蓄水期間安全校核根據(jù)1%豐水年來水情況，按照2016年4月20日開始蓄水，計(jì)算每月末庫蓄水情況，與大壩上升情況對比，復(fù)核是否有漫頂可能。一次性洪水增高情況不考慮。計(jì)算如下：表2.2.6-1月末庫水位計(jì)算表月份1%枯水期流量（m3）來水量（m3）累計(jì)蓄水量（億m3）月末庫水位（m3）6月529137116800028.0>925月489130973760014.378.84月20日1341157760001.240.5可以看出，要求大壩2016年5月30日前完成填筑，利用永久溢洪道泄洪，調(diào)整第Ⅲ期填筑工期，實(shí)際施工強(qiáng)度復(fù)核見下表表2.2.6-2實(shí)際施工工程量計(jì)算與復(fù)核表施工分期ⅡⅢ位置高程（m）53.5105.0工程量V（m3）4211503034604有效工日T（日）127610平均施工強(qiáng)度Q平33164975最大施工強(qiáng)度Q大49747462復(fù)核情況滿足要求滿足要求2.2.7大壩進(jìn)度控制根據(jù)確定的截流、攔洪、封孔、發(fā)電日期和工程分期，繪制大壩控制進(jìn)度，匯總?cè)缦?，見附圖。2.3導(dǎo)流工程規(guī)劃布置2.3.1泄水建筑物計(jì)算2.3.1.1攔洪水位攔洪水位=攔洪壩高-3m安全超高=53.5-2=2.3.1.2隧洞最大下泄流量Q根據(jù)1%頻率洪水放大過程線，選取24、28、32出現(xiàn)最大下泄量，分時(shí)段計(jì)算累計(jì)入庫量，扣除泄洪總量，得出相應(yīng)調(diào)洪庫容，并繪制Q-V曲線如下圖。根據(jù)攔洪水位51.5m，庫容3.14m3，經(jīng)調(diào)洪演算，最大下泄流量Q泄=2160m3/s，相應(yīng)下游水位31.6m。2.3.1.3隧洞斷面尺寸按有壓流公式計(jì)算洞內(nèi)最大平均流速V，擬定進(jìn)水口底板高程25m，出水口底板高程23.7m。進(jìn)口計(jì)算水深H0=51.5-25=26.5出口計(jì)算水深Hp=7.9mm=0.85V=m(2g(H0-Hp))^0.5=16.39m過水?dāng)嗝婷娣eW=Q泄/V=2160/16.39=131.79m斷面采用城門洞型，洞寬根據(jù)W=B2+π/8B2反算，得出B=9.73m，實(shí)際取B=9.8m，隧洞實(shí)際過水?dāng)嗝婷娣e133.74m22.3.1.4隧洞布置隧洞布置在左岸，與上下游圍堰保持不小于40m的距離，進(jìn)口底板高程25m，隧洞長度650m，出口底板高程23.7m，縱坡比0.2%，進(jìn)出口布置一定的直線段和明渠段，出口與原河床水流交角小于30°，見附圖。進(jìn)口底板高程設(shè)為25m，主要考慮了大壩合攏段施工、過筏等因數(shù)。2.3.2汛期大壩攔洪校核根據(jù)已知的隧洞尺寸和泄流條件，經(jīng)調(diào)洪演算確定上游攔洪水位，檢查壩面高程是否能安全攔洪。假定下泄流量分別為1800、2200、2600m3/s，根據(jù)隧洞尺寸和泄流條件，根據(jù)有壓流公式試算，計(jì)算上游水位；假定下泄流量分別為100、200、300m3/s，根據(jù)明流計(jì)算上游水位，繪制隧洞泄流能力Q-H曲線L1，圖2.3.2-1隧洞泄流能力曲線L1采用簡易圖法計(jì)算隧洞最大泄流量。根據(jù)1%頻率放大的洪水過程線，選取T=24、28、32小時(shí)出現(xiàn)的最大下泄量，得出相應(yīng)的庫容，查相應(yīng)的水位，繪制隧洞最大泄流能力Q-H曲線L2,。將L1、L2會知道同一坐標(biāo)系中，查圖得Q泄=2160m3/s，對應(yīng)的攔洪高程H攔=52.95m。圖2.3.2-2隧洞最大下泄能力曲線L2根據(jù)施工進(jìn)度控制，攔洪填筑工程為55m，安全超高=55-52.95=2.05m，滿足安全要求。2.3.3圍堰主要尺寸、型式及布置2.3.3.1上游圍堰為保證枯水期基坑施工，上游圍堰應(yīng)盡快達(dá)到枯水期度汛高程，根據(jù)5%頻率洪水放大的過程線，選取T=22、24、36小時(shí)出現(xiàn)最大下泄量，分時(shí)段計(jì)算累計(jì)入庫量，扣除泄洪總量，得出相應(yīng)的調(diào)洪庫容，通過調(diào)洪演算并繪制Q-H曲線L2。根據(jù)隧洞泄洪曲線L1，利用圖解法查得圍堰攔洪高程為40.2m，考慮1.8m的安全超高，上游圍堰頂高程42.0m。Z上=40.2+1.8=42.0m圖2.3.3-1洪水過程線圖2.3.3-2Q-H線由于本工程采用上游圍堰一次性攔洪，為節(jié)省投資，上游圍堰作為壩體的一部分，圍堰最終頂高程55.0m，采用砂礫石黏土斜墻圍堰，填筑質(zhì)量要求同大壩，上游坡比1:3、下游坡比1:2，采用黏土斜墻防滲，如下圖所示：圖2.3.3-3上游圍堰斷面圖2.3.3.2下游圍堰下游圍堰同樣采用砂礫料黏土斜墻圍堰，根據(jù)5%頻率的洪水最大下泄流量1253m3/s，下游河床水位為30.5m，安全超高1.5m，圍堰頂設(shè)計(jì)高程32.0m。上游設(shè)計(jì)坡比1:2，下游設(shè)計(jì)坡比1:2.5，圍堰頂寬10m，完成度汛后拆除。圖2.3.3-4下游圍堰斷面圖2.3.3.3圍堰布置上下游圍堰充分考慮與隧洞進(jìn)出口的距離、沖刷等因數(shù)，見布置圖。3主體工程施工計(jì)算3.1土石壩施工3.1.1施工強(qiáng)度計(jì)算Q平=V/T（m3），Q大=1.5Q平（m3）工程量及施工強(qiáng)度計(jì)算見表3.1.1表3.1.1工程量及施工強(qiáng)度計(jì)算表填筑料黏土砂石平均施工強(qiáng)度Q平7415065最大施工強(qiáng)度Q大11127598計(jì)算Q大小于施工單位最大施工能力10000m33.1.2土石方施工機(jī)械的選擇及數(shù)量計(jì)算3.1.2.1機(jī)械選擇原則砂礫料采用水上開采，選用自卸汽車配合正向鏟裝土、運(yùn)輸，土料開采；選用自卸汽車配合正向鏟裝土、運(yùn)輸；黏土壓實(shí)選用羊足輾；砂礫料選用振動(dòng)輾。3.1.2.2作業(yè)機(jī)械化方案黏土心墻：2m3挖土機(jī)挖裝，15T自卸汽車運(yùn)輸上壩，T-120推土機(jī)推平，13.5T振動(dòng)輾壓實(shí)，運(yùn)輸距離7km砂礫：4m3正向鏟裝水上砂石料，20T自卸汽車運(yùn)輸上壩，T-120推土機(jī)推平，13.5T振動(dòng)輾壓實(shí)，運(yùn)輸距離5.5km。3.1.2.3機(jī)械生產(chǎn)率黏土心墻施工機(jī)械生產(chǎn)率根據(jù)定額指標(biāo)確定（1）、3m3P=100/0.15=667（2）、2m3挖機(jī)裝15T自卸汽車運(yùn)輸ⅢP=100/(0.85+0.25×6)=42.6（3）、T-120推土機(jī)推平（10m計(jì)算）P=768（4）、9T羊足輾壓實(shí)（12遍計(jì)算）P=531（5）6T羊足輾拋毛P=100/0.11=909砂礫施工機(jī)械生產(chǎn)率根據(jù)計(jì)算確定（1）T-120推土機(jī)推平（10m計(jì)算）P=768（2）4m3正向鏟裝上水砂石料P=60×8qKvKtKp/t=2171式中：q=4.0Kv=0.95Kt=0.75Kp=1/1.05t=t裝+t卸+t空回=0.6min（3）20T自卸汽車運(yùn)輸（5.5km）P=60×8qKvKtKp/t=111.9m3式中：q=11.7Kv=0.95Kt=0.75Kp=1/1.18t=t裝+t運(yùn)+t卸+t空回=30.3min（4）13.5T振動(dòng)輾壓實(shí)P=8V(B-C)hKtKp/n=2268m3式中：V=1500m/h，B=2.0m，C=0.2m，h=0.8mKt=0.75Kp=1.05n=63.1.2.4機(jī)械數(shù)量確定根據(jù)最大上壩強(qiáng)度，以挖掘機(jī)為主要設(shè)備，選族主要和配套設(shè)備。黏土心墻機(jī)械施工能力根據(jù)1112m3/天，一班制作業(yè)配備（1）挖機(jī)數(shù)量根據(jù)施工強(qiáng)度計(jì)算N=Q大/P=1112/667=2臺（2）汽車數(shù)量根據(jù)施工強(qiáng)度計(jì)算n=1112/42.6=26輛（3）推土機(jī)數(shù)量根據(jù)施工強(qiáng)度計(jì)算n=1112/768=2臺（4）9T羊足輾壓實(shí)根據(jù)施工強(qiáng)度計(jì)算n=1112/531=3臺（5）6T羊足輾壓實(shí)根據(jù)施工強(qiáng)度計(jì)算n=1112/909=2臺砂石機(jī)械施工能力根據(jù)7598m3（1）挖機(jī)數(shù)量根據(jù)施工強(qiáng)度計(jì)算N=Q大/Pc=7598/2171=4臺（2）汽車數(shù)量根據(jù)施工強(qiáng)度計(jì)算n=Q大/Pa=7598/111.9=68輛（3）推土機(jī)數(shù)量根據(jù)施工強(qiáng)度計(jì)算n=7598/768=10臺（4）振動(dòng)輾數(shù)量根據(jù)施工強(qiáng)度計(jì)算n=7598/2268=4臺3.1.3施工道路布置由于采用自卸汽車直接上壩，采用岸坡道路和壩坡道路相結(jié)合的原則布置施工道路。左岸30線：布置在左岸30m高程，是本工程的主要運(yùn)輸線路，從下游砂石料沿30m高程接上下游圍堰、導(dǎo)流隧洞進(jìn)出口及上壩路，過導(dǎo)流隧洞同時(shí)采用鋼棧橋跨越。壩坡路：布置在下游，從左岸30m線起坡，S型道路接至壩頂105m高程，全長約1100m，平均縱坡小于7%。道路路面寬度設(shè)計(jì)為8m，最大縱坡控制在7%以內(nèi)，采用泥結(jié)石路面。表3.1.4大壩施工主要機(jī)械匯總表序號機(jī)械設(shè)備名稱技術(shù)規(guī)格或型號配備數(shù)量1挖土機(jī)W2002m22挖土機(jī)W4004m43推土機(jī)T-120124自卸汽車SH36115T265自卸汽車T2020T686振動(dòng)輾YZ-13.513.5T47羊角輾9T38羊角輾6T23.2導(dǎo)流洞開挖3.2.1基本資料導(dǎo)流洞采用城門洞型，開挖寬度10.8m，高度16.2m，砼襯砌厚度0.5m，隧洞長650m，進(jìn)口高程25m，出口高程23.7m。施工工期，要求在截流前完成。采用雙向進(jìn)尺，每個(gè)工作面每天兩個(gè)循環(huán)。地形地質(zhì)：巖石等級f=10，（級別Ⅵ-Ⅹ），開挖時(shí)不需要臨時(shí)支撐，但需永久砼襯砌，在地形上不宜開挖支洞。爆炸用炸藥：硝銨炸藥Ⅱ號。3.2.2開挖方法采用鉆爆法開挖隧洞，由于地質(zhì)條件較好，機(jī)械化程度高，擬采用全斷面微差爆破一次成型，周邊采用光面爆破。鉆孔：采用鉆孔臺車，崩落孔和周邊孔鉆孔直徑40mm，掏槽孔鉆孔直徑45mm.。裝藥：采用裝藥臺車。爆破：采用鍥形掏槽，非電毫秒微差起爆網(wǎng)絡(luò)，一次性爆破。