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1、专业资料 水利工程施工课程设计说明书（2014-2015 年度第1学期）学 院：_ XXXXXX_ 专 业：农业水利工程 班 级：水利1142 姓 名：XX 学 号：11064212XX 指导老师：XXX专业资料 2014年09月19日专业资料 ，基本资料-1 1.1 工程条件-1 1.2 水文、气象条件设计资料 -2 1.2.1 水文气象条件 -2 1.2.2 工程地质条件 -4 1.2.3 天然建筑材料 -5，施工导流与围堰设计 -6 2.1 导流案的选择与时段划分 -6 2.2 倒流建筑物级别划分表 -7 2.3 施工设计洪水过程线 -8 2.4 施工设计洪水分析与计算 -9 2.4.1
2、 确定围堰型式-9 三，截流设计与相关水力计算 -18 3.1、式：立堵法 -18 3.2、截流日期-18 3.3、进行龙口泄量计算 -19 四，基坑排水-21 五，工程量计算-23 5.1、围堰工程量计算 -23 5.2、坝体工程量计算 -23 专业资料 六，课程设计心得体会 -25专业资料 亠，基本资料 1.1 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
3、，装有2台单机容量分别为200kW 和320kW 的 机组，水电站年平均发电量 65.59万kW.h，通过电站尾水每年可向 下游提供270万m3水量。主要工程量：坝基砂卵等土开挖7.17万m3，明挖5.47万m3，洞挖0.04万m3，土回填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11.94 万m3，M10砂浆砌条2.93万m3，砂浆砌块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
4、台。工程所在地对外交通条件较好，现有 101国道从其下游通过，从坝址现有砂路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。工程所用块可由蓄水池上游的土坊村块场开采，储量丰富，完全 可满足本工程之需，运距 2.5km左右；混凝土粗骨料由丈子村的人 工料场供应，运距20km专业资料 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
5、期为三年。1.2 水文、气象条件设计资料 1.2.1 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 C,最高38 C,最低-23 C,全年无霜期110 170d，多年平均降雨量为 560mm，降雨量年分配极不均匀，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 7 20 年 10 年 5 年
6、汛 期 607 455 293 枯水期 13 月份 0.98 0.75 0.52 46 月份 92.9 64.1 23.9 专业资料 9 月份 42.9 28.9 16.5 1012 月份 3.73 2.71 1.76 95 月份 101.3 58.1 25.0 表2拦河坝址下游100m处水位流量关系表 水位（m）492 493 494 495 496 497 498 499 500 流量（m3/s）14.8 68.9 282 532 1233 2227 3434 4758 6311 表3鸽子洞水电站水位面积容积关系曲线 水位 面积 容积 水位 面积 容积（m）（万 m2）（万 m3）（m）（
7、万 m2）（万 m3）495 0 0 514 33.8 222 496 0.6 0.3 515 35.8 257 497 1.4 1.3 516 38.2 294 498 2.2 3.1 517 40.6 334 499 3.2 5.8 518 42.6 375 500 3.8 9.3 519 44.6 419 501 4.6 13.5 520 46.4 464 502 5.4 18.5 521 48.4 512 503 6.2 24.3 522 50.8 561 504 7.3 31.1 523 52.4 613 505 8.4 38.9 524 54.2 666 506 9.8 48 52
8、5 56 721 507 12 58.9 526 57.8 778 508 14 71.9 527 59.8 837 509 18 87.9 528 61.2 898 510 22 108 529 63 960 511 26 132 530 64.4 1023 512 29 531 66 1089 513 31.6 190 532 67.6 1155 122 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，右侧有专业资料 一、二级阶地存在，以缓坡形式分布于右岸。河床宽60m,覆盖层为砂卵，一、二级阶地表层为砂壤土或含碎壤土。(2)河床覆盖层为砂卵，厚6.3 7.9m，
9、一、二级阶地表层为 壤土，厚25m，下部为砂卵层，厚57m。河床底部及左岸为中、粗花岗岩，岩坚硬完整，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，人工 浆砌厚度1.72.7m，层底高程492.04491.33m，为弱风化花岗 岩，较新鲜完整。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
10、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。钻揭 露弱风化岩层厚度15.831.8m，未揭穿。(4)库区有区域性的断层通过，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，局部开，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，局部开，宽度 0.51cm，节理面见黄
11、褐色锈染，主要发育 3组节理，节理统计见 表4左坝肩节理统计表 走向 倾向 倾角 描述 条数 专业资料 NW305 SW 45 闭合，节理间距 1023cm 13 NE23 SE 85 闭合，节理间距 2030cm 7 近 EW N 80 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 EW S 72 节理闭合，表面开，宽度 0.51cm,节理间距 20cm 左右，节理面可见黄褐色锈染。5 近 EW N 65 节理间距 1520cm 4 NE76 NW 30 节理间距 15cm 左右 14 (5)1976年钻基岩压水试验成果表明，单位吸水量3值为 0.0
12、35L/mim m-m,属于微透水。本次勘察地下水位埋深0.13 1.6m，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。1.2.3 天然建筑材料 鸽子洞水电站蓄水池高山环绕皆为花岗岩，由于节理向的影响，花岗岩大体呈状，是很好的筑坝材料。70年代水库施工时，在蓄水 池上游土坊村设了 7个采场，目前平泉县所需料皆由上述采场供应，经调查，料储量丰富，可满足本工程之需，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，河床覆盖层以砂卵为主，并含有大卵及漂，中细骨料较少。在拦河坝 坝下游20km左右有丈子人工碎料场，子
13、为灰岩，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 专业资料 二，施工导流与围堰设计 2.1 导流案的选择与时段划分 选择导流案时，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：河床较宽且流量大，所以选择围堰法 导流。经过课设资料及水利水电工程施工组织设计指南查询得出如 下结论：该坝为4级永久性水工建筑物，则导流建筑物规模为围堰高 度15m，库容0.1x108m3。再根据导流建筑物洪水标准，选择导 流建筑物为5级临时水工建筑物，洪水标准为
14、5年一遇。坝体施工 期临时渡汛洪水标准为10年一遇。选择导流案时，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：坝址处汛期、枯水期流量相 差悬殊，选择围堰法导流。第一种案：断流围堰加旁侧泄水建筑物组合的导流式 第二种案：采用分期围堰导流式 第三种案：明渠导流式 比较所给三种案，第一种和第三种龙口较宽，在合龙睦增加合龙 的工程量，故不合理。故选择第二种案。在枯水期先围右岸及溢流坝 段河床，进行右岸施工，在汛期利用左岸坝段缺口进行泄流。根据施工进度和实际情况（存在已在坝基），将本枢纽分为两段 三期。其中左
15、岸坝段自成一段，右岸坝段和河床坝段分为一段。时段划分：第一期：4月到第二年8月，进行右岸及溢流坝段施工。第二期：从第二年4月到6月，左右岸和合龙坝段同时进行施工。第 三期：从第二年7月到第三年4月整体坝段进行施工全专业资料 面提升坝段达 到坝顶高程。2.2 倒流建筑物级别划分表 级别 保护对象 失事 后果 使用年限（年）导流建筑物规模 围堰高度（m）库容(108m:)3 有特殊要求 的 1 级永久性 水工建筑 物 淹没重要城镇、工矿企业、交通干线 或推迟工程总工期及第一台（批）机组发 电，造成重大灾害和损失 3 50 1.0 4 1 级、2 级永 久性水工 建筑物 淹没一般城镇、工矿企业、或影
16、响工 程总工期及第一台（批）机组发电 而造成 较大经济损失 1.5 3 15 50 0.1 1.0 5 3 级、4 级永久 性 水工建筑物 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 1.5则为有压出流，流量公式用有压出流。若Ha 1.5则为无压出流，流量公式用自由溢流计算公式 上游水位与底下泄流量关系（无压出流）H底起算上游高程m 流量系数 m Q下泄流量（m 3/s）上游水位高 程m 0.1 0.35 0.14 496.6 0.4 0.35 1.17 496.9 0.7 0.35 2.72 497.2 专业资料 1 0.35 4.64 497.5 1.3
17、 0.35 6.89 497.8 1.6 0.35 9.40 498.1 1.9 0.35 12.17 498.4 2.2 0.35 15.16 498.7 2.5 0.35 18.37 499 2.8 0.35 21.77 499.3 3.1 0.35 25.37 499.6 3.4 0.35 29.14 499.9 3.7 0.35 33.08 500.2 4 0.35 37.18 500.5 4.3 0.35 41.44 500.8 4.6 0.35 45.86 501.1 4.9 0.35 50.42 501.4 5.2 0.35 55.12 501.7 上游水位与底下泄流量关系（有压
18、出流）H底起算上游高程m 流量系数 Q下泄流量（m 3/s）上游水位高程 m 5.3 0.75 87.78 501.8 5.6 0.75 91.42 502.1 5.9 0.75 94.91 502.4 6.2 0.75 98.28 502.7 专业资料 6.5 0.75 101.54 503 6.8 0.75 104.70 503.3 7.1 0.75 107.76 503.6 7.4 0.75 110.75 503.9 7.7 0.75 113.65 504.2 8 0.75 116.48 504.5 8.3 0.75 119.24 504.8 8.6 0.75 121.94 505.1
19、上游水位与底下泄流量关系（有压出流）H底起算上游高程m 流量系数 Q下泄流量（m 3/s）上游水位高程 m 5.3 0.75 87.78 501.8 5.6 0.75 91.42 502.1 5.9 0.75 94.91 502.4 6.2 0.75 98.28 502.7 6.5 0.75 101.54 503 6.8 0.75 104.70 503.3 7.1 0.75 107.76 503.6 7.4 0.75 110.75 503.9 7.7 0.75 113.65 504.2 8 0.75 116.48 504.5 8.3 0.75 119.24 504.8 专业资料 5年一遇枯水期
20、底泄流洪水过程线调洪计算表 上游水位高程为499.478m，根据不过水围堰堰顶安全加高下限 土围堰加咼下限为0.5m。上游围堰波浪爬咼取0.5m。当下泄流量达到23.6 m3/s时，由已知资料查原河道水位流量表知此 8.6 0.75 121.94 505.1 专业资料 时对应的下游原河道水位为 492.02m，贝 S 上游围堰堰顶高程 Hu=h u+S+h a上=499.478+0.5+0.5=500.478m 下游围堰堰顶高程 Hd=hd+S+ha下=492.02+0.5+0.5=493.02m(3)围堰的断面尺寸 根据水利水电工程施工组织设计手册土围堰堰顶宽度，5级 围堰高度小于15m，上
21、面试算得出的围堰高程得出围堰高度小于 10m，围堰堰顶宽度为3.5m。迎水面坡度为取1:1.5,背水面坡度为，取1:1.5,心墙顶宽度取0.8m。坡度为0.20.6，取0.2。二期上游横向围堰最大断面尺寸如图：专业资料 纵向围堰:一、二期围堰平面布置图 专业资料 3、确定拦洪高程 qi q2/（万立米）V Z Q1 Q2 0 0 0.8 496.5 12 7.5 4.86 24 15 5.66 498.6519 57 41.5 16.74 90 68 22.4 502.5345 125 86.5 41.58 160 105 63.98 507.3292 307.5 124.5 197.64 专
22、业资料 455 144 261.62 511.8911 402.5 155.5 266.76 350 528.38 515.1032 280 171.5 117.18 210 176 645.56 521.318 145 174.5-31.86 80 613.7 523.5992 70 150-86.4 60 527.3 521.2959 50 160-118.8 40 408.5 520.2221 34.5 76.5-45.36 29 363.14 517.7176 ha 上=523.5992+0.5+0.5=524.5992m 截流设计与相关水力计算 3.1、式：立堵法 3.2、截流日期
23、由于河流枯水期在9月1日至次年6月30日，由于为续基坑工作和 主体建筑物施工留有余地，不能影响整个工期，因此截流日期应尽量上游拦洪高程：Hu n 专业资料 提前，一般多选择在枯水期初，流量已有显著下降时，故将截流日期 定于9月1日，流量Q=16.5 X0.8=13.2m 3/s,相应的河道水位为了 492.52m，龙口选在河床主流部分。3.3、进行龙口泄量计算 设计截流量为13.2 m3/s。查流量系数m=0.320.35,取m=0.34,根据公式Q mb 2gH1.5，计算结果如下:B V q z 0.000 0.000 0.000 3.210 0.700 1.903 26.400 3.15
24、5 1.400 1.858 3.300 2.820 2.100 1.817 2.933 2.547 2.800 1.782 2.640 2.325 3.500 1.751 2.400 2.4.200 1.725 2.200 1.977 4.900 1.703 2.1.839 5.600 1.686 1.886 1.719 6.300 1.674 1.760 1.612 7.000 1.668 1.650 1.515 7.700 1.675 1.553 1.421 8.400 1.677 1.467 1.341 9.100 1.676 1.389 1.271 专业资料 9.800 1.671 1
25、.320 1.210 10.500 1.664 1.257 1.11.200 1.655 1.200 1.107 11.900 1.645 1.148 1.064 12.600 1.634 1.100 1.13.300 1.622 1.0.988 14.000 1.609 1.015 0.955 龙口诸水利参素变化规律图 龙口宽度 流速 截流材料 0 0 麻袋装土(0.7m*0.4m*0.2m)0.7 1.902595957 1.4 1.85797433 2.1 1.816596675 2.8 1.781765948 3.5 1.751283064 专业资料 4.2 1.724679208 4
26、.9 1.703047203 5.6 1.686118858 6.3 1.673907184 7 1.667791615 7.7 1.675283384 8.4 1.677462754 9.1 1.675663112 9.8 1.670809816 10.5 1.663661376 11.2 1.654816491 11.9 1.644634717 12.6 1.633569679 13.3 1.621733274 14 1.609442642 四，基坑排水 截流戗堤合龙闭气后，要排除基坑的积水和渗水，以利于开展基 坑施工工作。专业资料 基坑排水按排水时间及性质可分为：1、基坑开挖前初期排水,
27、包括基坑积水、基坑给水排水过程中围堰及基坑的渗水和降水的 排除；2、基坑开挖及建筑物施工过程中的经常性排水，包括围堰 和基坑的渗水、降水、岩基冲洗和混凝土养护用废水的排除。此 处只对基坑进行初期排水，围堰渗水忽略不计。V积水 S 26 1136 根据多年平均降雨量为 560mm，降雨量年分配极不均匀，年 降雨量的7080%集中在69月份，选80%降雨量在7、8月 份，其中10%在九月份故：9月降雨量为：560*80%*10%=44.8mm。基坑平面面积为 836m 2 初期排水流量一般根据地质情况、工程等级、工期长短及施工 条件等因素，参考实际工程经验，按如下公式确定：Q(2 二 3V T Q
28、：初期排水流量m3/s；V:基坑积水体积m3；T:初期排水时间s.土围堰基坑水位允下降速度 0.5-1.5m/d,基坑排水时间不超过 3-5d。计算得：每日排水量 Q 836(0.5 1.5)418 1254m3 基坑积水体积 V=1136+44.8=1180.8m 3 专业资料 3 24 3600 则一天排水量为：1180.8m 3.排水装置为离心式水泵，根据6SA-6 型水泵最小排水流量为 126 m3/s,即0.m3/s。一天排水流量为 1.41m/d 基坑水深2.25m，需1.59d。按每天0.8m 速度排水则 须，0.85 836 5.64h故每泵只需工作4.72h。0.035 36
29、00 五，工程量计算 5.1、围堰工程量计算 围堰工程量计算 横向 纵向 一期围堰上游 一期围堰下游 一期围堰上游 一期围堰下游 5034.2384(m3 )96.58 1306.35 394 二期围堰上游 二期围堰下游 二期围堰上游 二期围堰下游 6843.469 1306.35 394 5.2、坝体工程量计算 桩号 面积 平均面积 桩距 工程量 0+092.70+122.7 544.256 528.02 30 15840.5 2.5 1180.8 0.0114m/s 专业资料 0+1227 0+.7 511.77 506.37 30 15191.0 1 14216.7 0+.7-0+182
30、.7 500.95 473.89 30 7 0+182.7-0+212.12535.0 7 446.83 417.83 30 5 0+212.7-0+242.10285.0 7 388.84 342.83 30 3 0+242.7-0+272.7513.09 7 296.82 250.44 30 5 0+272.7-0+308.5 204.04 102.02 35.8 3652.39 13814.8 0+0000-0+.7 8 13109.0 0+.7-0+.7 4 0+.7-0+092.7 8845.2 115002.6 大坝主体采用浆砌结构，坝面采用条护坡，部分位置采用混凝土 施工。根据实
31、际工程经验，浆砌施工为人工施工，人工施工的施工强 专业资料 度为15m 3/d.人。机械开挖的强度为1000m 3/d台班 六，课程设计心得体会 这次设计从资料的分析，X老师的指导下，我们进行了施工 导流的案选取，导流的设计及其相关数据的试算。我不懂的地还 很多，通过询问老师和学习好的同学我也学到了多，肃然现在还 有多不明白的地但是今后的学习生活中我会加强对这一面的学 习，通过这次课设，让我对书本上的容有了更深刻的理解。同时 也上网上查资料和上图书馆借阅有关设计的参考书，锻炼了自己 的动手能力，在做课设过程中有太多的不明白，而且做到后边的 时候有些数据不对，只能重新试算有些数据，不过重新试算的时 候我比第一次认真仔细，不过多做一遍还是有好处的，让自己加 深了记忆，知识掌握的就更牢固。这次课设让我学习及熟悉了很多东西，通过计算机试算数 据，修改CAD图，编写课设报告等都让我对计算机的操作得到 了锻炼，而且上图书馆查阅规等也锻炼了我的动手动脑能力，以 后我会加强对这些知识的学习。