施工导流设计说明书.doc
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1、施工导流设计说明书262020年4月19日文档仅供参考,不当之处,请联系改正。 水利工程施工课程设计说明书( - 第1学期) 学 院:_ 长 春 工 程 学 院_ 专 业: 农 业 水 利 工 程 班 级: 水利1142 姓 名: xxx 学 号: 小小小 指导老师: 闫雪莲 09月19日第一部分(一)工程条件鸽子洞水电站是以发电为主,结合防洪、工业及生活供水,兼顾灌溉等综合利用的小(1)型水利枢纽工程,枢纽建筑物包括蓄水池和电站。蓄水池拦河坝为浆砌石重力坝,坝顶长315.0m,最大坝高43.5m,总库容910万m3。电站布置在蓄水池拦河坝下游河床右侧,装机容量520kW,装有2台单机容量分别
2、为200kW和320kW的机组,水电站年平均发电量65.59万kW.h,经过电站尾水每年可向下游提供270万m3水量。主要工程量:坝基砂卵石等土石方开挖7.17万m3,石方明挖5.47万m3 ,洞挖石方0.04万m3,土石方回填6.09万m3,混凝土浇筑3.17万m3,平硐衬砌混凝土145m3,钢筋及钢材制安300t,C10混凝土砌块石11.94万m3,M10砂浆砌条石2.93万m3,砂浆砌块石385m3,坝基固结灌浆4598m,坝基帷幕灌浆4374m。金属结构设备安装各类型闸门7扇,启闭机7台,电站装设型号为HL160-WJ-50、HLA153-WJ-50的混流式机组各1台。工程所在地对外交
3、通条件较好,现有101国道从其下游经过,从坝址现有砂石路3.5km在三道河子村附近与其相接。坝址下游地势较开阔,有可供施工时使用的生产及生活设施的场地。工程所用块石可由蓄水池上游的王土坊村块石场开采,储量丰富,完全可满足本工程之需,运距2.5km左右;混凝土粗骨料由王丈子村的人工料场供应,运距20km左右,砂子可由水库下游二道河子村附近河道的滩地开采筛分,运距10km左右。施工用电由城西变电站提供,可从该变电站511线路“T”接10kV高压线路,“T”接地点在王土坊乡三道河子村附近,距工地3.5km。 工期要求。根据建设单位意见及工程实际情况,初步拟定工程施工期为三年。(二)水文、气象条件设计
4、资料1、水文气象条件鸽子洞水电站坝址区处于温湿带和寒温带过渡地带,属大陆性燕山山地气候,四季分明,春季干旱少雨,天气多变;夏季高温多雨,多雷雨天气;秋季天高气爽,昼暖夜凉;冬季干燥少雪,天气寒冷。据统计,年平均气温8.0,最高38,最低-23,全年无霜期110170d,多年平均降雨量为560mm,降雨量年内分配极不均匀,年降雨量的7080集中在69月份。受降水不均影响,坝址处洪、枯流量相差悬殊(汛期为7、8两月,枯水期为9月1日至次年6月30日)。表1坝址处天然河道洪峰流量表重现期 时段20年 5年汛 期607455293枯水期13月份0.980.750.5246月份92.964.123.99
5、月份42.928.916.51012月份3.732.711.7695月份101.358.125.0表2拦河坝址下游100m处水位流量关系表水位(m)492493494495496497498499500流量(m3/s)14.868.928253212332227343447586311表3鸽子洞水电站水位面积容积关系曲线水位(m)面积(万m2)容积(万m3)水位(m)面积(万m2)容积(万m3)4950051433.82224960.60.351535.82574971.41.351638.22944982.23.151740.63344993.25.851842.63755003.89.35
6、1944.64195014.613.552046.44645025.418.552148.45125036.224.352250.85615047.331.152352.46135058.438.952454.26665069.848525567215071258.952657.87785081471.952759.88375091887.952861.289851022108529639605112613253064.410235122915953166108951331.619053267.611552、工程地质条件(1)鸽子洞水电站坝址区河谷两岸不对称,左岸较陡,基岩裸露,右侧有一、二级
7、阶地存在,以缓坡形式分布于右岸。河床宽60m,覆盖层为砂卵石,一、二级阶地表层为砂壤土或含碎石壤土。(2)河床覆盖层为砂卵石,厚6.37.9m,一、二级阶地表层为壤土,厚25m,下部为砂卵石层,厚57m。河床底部及左岸为中、粗花岗岩,岩石坚硬完整,全、强风化厚度0.53m。右坝肩表层为坡残积(dl+elQ2)的含碎石壤土,厚24m左右;其下为粗粒花岗岩,全强风化厚度约7.6m,主要分布在右坝肩部位;强风化厚度约23.8m,主要分布在坝址区及右坝肩。(3)现坝址区地面高程494.9493.4m,坝基的开挖基槽内,人工浆砌石厚度1.72.7m,层底高程492.04491.33m,为弱风化花岗岩,较
8、新鲜完整。其下部混凝土垫层厚度0.82.0m,层底高程490.84488.0m。混凝土呈浅灰色,局部可见蜂窝,骨料成分为花岗岩,一般粒径14cm。混凝土垫层下为花岗岩,风化程度以弱风化为主,靠近右侧坝肩局部表层存在强风化岩,厚度约2.7m。钻孔揭露弱风化岩层厚度15.831.8m,未揭穿。(4)库区有区域性的平顶山断层经过,最近处距右坝肩270m,断层长度7km,走向NE25,倾向NW,倾角75,断层胶结比较好,现阶段坝址区测绘及钻孔揭露岩体未发现受其影响现象。左、右坝肩岩体节理发育情况如下:左坝肩:基槽已开挖至弱风化花岗岩,表层可见风化裂隙,发育多组节理,节理面可见黄褐色锈染,节理面多呈闭合
9、,局部张开,宽度1cm左右。节理统计见表3-1。右坝肩:表层强风化花岗岩厚度较薄,节理发育,局部张开,宽度0.51cm,节理面见黄褐色锈染,主要发育3组节理,节理统计见表。表 4 左坝肩节理统计表走向倾向倾角描述条数NW305SW45闭合,节理间距1023cm13NE23SE85闭合,节理间距2030cm7近EWN80节理间距15cm左右14表5 右坝肩节理统计表走向倾向倾角描 述条数近EWS72节理闭合,表面张开,宽度0.51cm,节理间距20cm左右,节理面可见黄褐色锈染。5近EWN65节理间距1520cm4NE76NW30节理间距15cm左右14(5)1976年钻孔基岩压水试验成果表明,
10、单位吸水量值为0.035Lmimmm,属于微透水。本次勘察地下水位埋深0.131.6m,高程492.64494.37m。压、注水试验结果说明虽然局部岩体节理较发育,但闭合性较好,连通性差。3、天然建筑材料鸽子洞水电站蓄水池高山环绕皆为花岗岩,由于节理方向的影响,花岗岩大致呈方状,是很好的筑坝材料。70年代水库施工时,在蓄水池上游王土坊村设了7个采石场,当前平泉县所需石料皆由上述采石场供应,经调查,石料储量丰富,可满足本工程之需,石料运距约2.5km。鸽子洞水电站蓄水池拦河坝坝址附近河滩较窄且河道纵坡较陡,河床覆盖层以砂卵石为主,并含有大卵石及漂石,中细骨料较少。在拦河坝坝下游20km左右有王丈
11、子人工碎石料场,石子为石灰岩,其品质和储量满足要求,可作为工程的粗骨料场;在拦河坝坝下游10km有二道河子砂场,可作为工程的细骨料场。4、设计要求1.要明确课程设计的目的及其重要性,认真领会课程设计的题目,严格按照课程设计指导书的要求、基本方法与步骤,积极认真地做好准备工作。2.要有勤于思考、刻苦钻研的学习精神和严肃认真、一丝不苟、有错必改、精益求精的工作态度。对有抄袭她人课程设计或找她人代画设计图纸、代做课程设计等弄虚作假者一律按成绩不及格处理。3.要敢于创新,勇于实践。掌握课程的基本理论和基本知识,做到概念清楚,计算正确,结构设计合理,实验数据可靠,软件程序运行良好,绘图符合标准,说明书撰
12、写规范,答辩中回答问题正确。4.设计期间,学生应主要在指定的教室或机房,学生作息时间同上课时间一致。要严格遵守学习纪律,遵守作息时间,不得迟到、早退和旷课。如因事、因病不能上课,则需请假。凡未请假或未获准假擅自不上课者,均按旷课处理。5.要爱护公物,搞好环境卫生,保持教室或实验室的整洁、卫生、安静。严禁将与设计无关的物品如小说、球类、收录机、耳机、游戏机等带入设计室或机房内。6.严格要求自己,谦虚好学。善于接受教师的指导和听取同学的意见,认真、独立完成课程设计图纸及说明书,并完成设计报告1份 (不少于 字)。学生的设计作业(图纸)应使用计算机打印。 第二部分 施工导流一、 导流方案的选择与时段
13、划分选择导流方案时,主要考虑水文条件、地形条件、工程及水文地质条件、水工建筑物的型式及其布置,施工期河流的综合利用,施工进度等。分析工程条件的水文资料可知: 坝址处洪、枯流量相差悬殊,故选用围堰法导流。方案:方案一,枯水期开工采用全段围堰法导流,汛期采用底孔泄流。 方案二,枯水期开工,采用分段分期导流。一期先修建右岸坝段,汛期利用左岸预留的坝体缺口泄水,一期修建泄水坝段、底孔坝段及其右边所有坝段,修建至坝体临时挡水高度。二期修建预留坝体段即左岸坝段,以及剩余的坝体上围工程。比较两种方案:第一种方案,枯水期开工全段围堰法施工。第二种方案,枯水期开工,采用分段围堰法。考虑右岸坝段有已建坝基,以及调
14、洪计算结果,方案一围堰过高不给予采用,故采用方案二。方案二于右岸开始施工,右岸地势平坦且地势较高枯水期不用围堰也能够施工。汛期经过左岸预留缺口泄水。分期:第一期第一年4月1日到第二年8月31日,进行坝基基础开挖,一期围堰修建以及右岸坝段修建。第二期:从第二年9月1日到第三年10月31日,二期围堰施工,左岸坝段修建,以及全坝段上部建筑物的修建。二、 各时期围堰设计1、 确定围堰型式:因为该水坝属于四级建筑物,故围堰属于五级临时建筑物。根据地质和土壤条件,采用土石围堰。2、 确定围堰堰顶高程和断面尺寸:(1) 一期围堰堰顶高程。根据水利水电工程施工组织设计规范。一、二期上游导流围堰为五级建筑(表3
15、.2.1)。导流建筑物洪水标准为5年一遇。导流设计流量为293/s.根据调洪计算: 5年一遇汛期坝体缺口泄流洪水过程线调洪计算表Q1Q平均q1q平均V(万立米)VZ000.03495.114.514.30.2162928.60.246495.824443.70.3245958.80.57496.276463.880.12966968.960.6996496.39968382.70.3249796.441.0236496.7263133131.9951.0854169167.552.109497.4494199.5198.5750.999230229.63.108498.003249.5248.
16、7250.837269267.853.945498.313281280.50.54293293.154.485498.513261.5262.72-1.3176230232.293.1674498.03203203.845-0.9126176175.42.2548497.53149149.84-0.9072122124.281.3476497.0264112.5112.74-0.2592103101.21.0884496.7889696.115-0.12428991.030.9642496.6647676.335-0.36186361.640.6024496.30251.551.745-0.2
17、6464041.850.3378496.0382020.925-0.999上游水位高程为498.52m,根据不过水围堰堰顶安全加高下限(表3.4.10)土石围堰加高下限为0.5m。上游围堰波浪爬高取0.5m。上游围堰堰顶高程H上=H上游水位 +h安全+h波浪=498.52+0.5+0.5=499.52m根据下表可知:流量Q=293/s时。下游水位为494.05m下游围堰堰顶高程H下=H下游水位 +h安全+h波浪=494.05+0.5+0.5=495.52m表2拦河坝址下游100m处水位流量关系表水位(m)492493494495496497498499500流量(m3/s)14.868.928
18、2532123322273434475863115年一遇汛期洪水过程线纵向围堰采用混凝土矩形断面,坝身段为永久建筑物。(2) 二期围堰堰顶高程: 二期围堰采用坝体底孔泄流。泄流公式为:(自由溢流) (有压出流)m:流量系数,取值0.32-0.35。u:流量系数,一般取0.75w:底孔过水面积(m3)。b:底孔底宽(m)。H1:上游水位到底孔底高程水位差(m)。H2:上游水位到底孔中心高程水位差(m)。上游水位到底孔高程H1,底孔高a若H1/a 1.5 则为有压出流,流量公式用有压出流。若H1/a 1.5 则为无压出流,流量公式用自由溢流计算公式。上游水位与底孔下泄流量关系(无压出流)。H孔底起
19、算上游高程(m)流量系数mQ下泄流量(m3/s)上游水位高程m0.10.350.1470 496.60.40.351.1760 496.90.70.352.7225 497.210.354.6485 497.51.30.356.8902 497.81.60.359.4080 498.11.90.3512.1744 498.42.20.3515.1688 498.72.50.3518.3750 4992.80.3521.7798 499.33.10.3525.3723 499.63.40.3529.1431 499.93.70.3533.0841 500.240.3537.1884 500.54
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