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3╳15＝45万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450～800，陡缓相见；右岸坡度600~850，两岸山体均为黄土覆盖。坝址河床一般为410m，河面宽50～60m，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560～580m。
自峡谷出口起，两岸地势逐渐开阔，呈狭长二级台地，高程约430~440m,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700～800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60～70％集中在7～9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2～3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7～9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（7～9月），最小为0。01 kg/m3（1～2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5～12m，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1000～1200kg/cm3）和角闪片岩（抗压强度为900～1200kg/cm3）组成，石质坚硬，普氏系数f＝8。
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700~800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432～446m，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
12
A1,A2
无
A1 导流隧洞开挖和衬砌
8
A3
A0
A2 戗堤预进占
9
A3
A0
A3 截流
1
A4,A5
A2
A4 土石围堰加高培厚
4
B1,F1
A3
A5 基坑排水
1
B1,F1
A3
A6 围堰拆除
4
B7,B8，B9，C4,D4，E4
A7
A7 隧洞封堵
4
F9
A6
B1 河床重力坝坝肩土石方开挖
3
B2
A0
B2 河床重力坝坝基土石方开挖
5
B3
B1，A4，A5
B3 河床坝基浇筑
3
B4
B2
B4 河床重力坝砼浇注至430m高程
5
B5，B6
B3
B5 引水道安装
2
B7
B4
B6 河床重力坝砼浇筑至490m高程
10
B8
B4
B7 引水道接缝灌浆止水
1
A6
B5
B8 河床重力坝砼浇筑至539m高程
5
A6
B6
B9 河床重力坝基础帷幕灌浆
4
A6
B6
C1 右岸砼重力坝土方开挖
3
C2
A0
C2 右岸砼重力坝石方开挖
1
C3
C1
C3 右岸砼重力坝砼浇筑至539m高程
5
C4
C2
C4 右岸砼重力坝帷幕灌浆
2
A6
C3
D1 溢洪道土方开挖
15
D2
A0
D2 溢洪道石方开挖
13
D3
D1
D3 溢洪道堆砌石填方施工
1
D4
D2
D4 溢洪道砼浇筑至539m高程
8
A6
D3
E1 右岸土石坝土方开挖
17.5
E2
A0
E2 右岸土石坝石方开挖
0.5
E3
E1
E3 右岸土石坝填筑
17
E4
E2
E4 土石坝防渗设施建设
5
A6
E3
F1 厂房基础土石方开挖
3
F2
A4，A5
F2 厂房下部基础砼浇筑
13
F3，F18
F1
F3 厂房上部基础砼浇筑
10
F4
F2
F4 安装间的修建
2
F5
F3
F5 桥调安装
3
F6
F4
F6 1＃机组一期安装
2
F7，F10
F5
F7 1＃机组二期安装
3
F8，F11
F6
F8 1#机组三期安装
1
F9,F12
F7
F9 1＃机组调试
1
F13
F8
F10 2#机组一期安装
2
F11,F14
F6
F11 2＃机组二期安装
3
F12，F15
F7，F10
F12 2＃机组三期安装
1
F16,F13
F8，F11
F13 2＃机组调试
1
F17
F9，F12
F14 3#机组一期安装
2
F15
F10
F15 3#机组二期安装
3
F16
F14,F11
F16 3＃机组三期安装
1
F17
F15，F12
F17 3＃机组调试
1
E0
F13,F16
F18 副厂房修建
3
F19
F2
F19 副厂房设备安装
3
F9
F18
F20 开关站土石方开挖
2
F21
A4,A5
F21 开关站砼浇筑
2
F22
F20
F22 开关站设备安装
3
F9
F21
E0 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/s
3)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430m
7）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。2~2。5米/月，土方和覆盖层2～3米/月
3）混凝土浇筑4～5 万m3/月或5～6 万m3/月
4）土石围堰:上游围堰高50m，下游围堰高27m。填筑0.15~0.3米/昼夜。
5)基坑排水：0。15～1.0米/昼夜
6)电站厂房上升速度：1.5～2.0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：4~9月完成
10)准备工作0.5～1年，主体工作2～3年，结束工作0。5～1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0.15~1。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。75≈5个月，36.8/4=9.2≈10个月,18。5/4=4。625≈5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：24/8＝3个月，石方:3。5/4＝0.87≈1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：11.8/5＝2。36≈3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：121/8＝15。1个月，石方：51/4＝12.75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143/8＝17。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。6/4＝2。4≈3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
110
327
437

743
207
137
2
混凝土重力坝
240
35
275

118
85
46
3
溢洪道
1210
510
1720

24

24
150

4
右岸土坝
1430
1
1431
700
205
110
1015

5
坝后厂房

96
96

48

—10—