1、河北工程大学毕业设计松涛水利枢纽施工导流综合方案施工组织设计摘要本设计来源于实际工程松涛水利枢纽，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，共装三台机组，每台机组15万吨，发电的最低水位为500m，相应库容为19.5亿m3。本设计的主要任务是根据工程基本设计资料和其他要求，对松涛水利枢纽施工导流综合方案进行施工组织设计。设计内容是：根据基本资料设计施工导流方案，选择合理的导流方式；隧洞设计，堵头设计，爆破设计，出渣运输设计。本设计的原则和目的是：通过此次毕业设计，使所学过的知识得到巩固、加强、扩大和系统化，同2、时加强和提高运用理论知识解决实际工程问题的独立工作能力，并初步掌握进行水利枢纽和水工建筑物的设计思想、设计程序、设计原则、步骤和方法，培养学生使用有关设计规范、手册、参考文献以及分析计算、绘图和编写设计说明书等基本技能，并有助于培养和建立正确的设计思想，实事求是，刻苦专研，通过自己的努力从中受益，为尽快适应将来的工作和学习打下坚实的基础。关键词：施工导流；隧洞；爆破The Instruction of The DesignThe design originally stems from the actual project-the SongTao Hydro Project which is 3、located in the SongTao Gorge of the LiuHe River.The project is a Hydraulic Structures,which is consist of the riverbed concrete gravity dam, the spillway, the earth dam on the right bank and the dam plant behind the dam,etc.The main task of this design is according to the basic engineering design da4、ta and other requirements, to the song tao water conservancy construction diversion schemes for the comprehensive construction organization design. Design content is: according to the basic data of construction diversion scheme design, choosing reasonable diversion; Tunnel design, plug design, blast5、ing design, slag transport design.The principle and the purpose of this design is: through this graduation design, make the learned knowledge consolidated, strengthen and expand and systematically, at the same time to strengthen and improve the theoretical knowledge to solve practical engineering pr6、oblems of the ability to work independently, and preliminary grasp of water conservancy hub and hydraulic structure design idea, design procedure, design principles, steps and methods of training students use of relevant design specifications, manuals, and reference documents as well as the analysis7、 and calculation, drawing and writing the design specification, such as basic skills.Key words: construction diversion; Tunnel; blastin50目录1 基本资料11.1 流域概况11.2 施工场地及运输条件11.3 气候特征21.4 水文条件41.5 工程地质条件61.6 当地建筑材料71.7 坝体混凝土主要特征71.8 其他资料82 施工导流设计92.1 施工导流方式与适用条件922 导流方案确定113 隧洞设计143.1 导流隧洞的布置143.2 隧洞的断面形式8、与尺寸153.3 隧洞的进口高程及坡降173.4 隧洞进口的设计173.5 隧洞出口的设计183.6 隧洞的水力计算193.7 隧洞流态的判断193.8 隧洞堵头的设计224 隧洞的施工设计254.1 隧洞开挖方式的比较及选取254.2 隧洞的开挖程序264.3 隧洞开挖方法的确定274.4 平洞的衬砌和支护施工285 爆破设计295.1 炮孔类型及其作用295.2 炮孔形式305.3 炮孔的布置316 爆破安全设计326.1 钻孔爆破的基本参数326.2导洞中下层大断面深孔爆破设计357 隧洞的衬砌设计377.1 衬砌的作用377.2 衬砌的类型377.3新奥法施工的基本原理377.4 隧洞9、喷锚支护设计387.5 锚杆形式的运用及计算397.6 喷混凝土施工工艺及流程428 出渣运输设计438.1 出渣方式与设备的选定438.2 内外交通49参考资料511 基本资料1.1 流域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，共装三台机组，每台机组15万吨，发电的最低水位为500m，相应库容19.5亿m3。枢纽的右岸适当位置布置有排砂放空洞，可满足封孔蓄水期对游供水100m3/s流量的要求。1.2 施工场地及运输条件1.2.1 施工场地坝址距下游的仙州市河道长约100km，直线距离约50km，坝址附10、近皆为高山峡谷地区。松涛峡长约12km，上下游均有比较平坦的山间盆地，可作为施工场地。枢纽选定坝址位于峡谷尾部，距峡谷出口约1.7km，坝区河床两岸山坡陡峻，成V字形。左岸坡度4580，陡缓相间；右岸坡度6085，两岸山顶均为黄土覆盖。坝址河床高程一般为410m，枯水季一般水位为418m，河面宽5060m，深化偏右岸，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560580m。自峡谷出口起，两岸地势逐渐开阔，呈狭长的二级阶地，高程约430440m，沿柳河右岸距坝址约8km的11、旧镇，附近有宽阔平坦的二级阶地。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7080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，各地段特性如表1.1所示。表1.1 各地段特性表顺序名 称位 置距坝址离（km）可利用面积(km2)高 程（m）1李家沟右岸坝址下游15125655802明 坝右岸坝址下游25054304403易家湾左12、岸坝址下游3.00.34304404旧镇右岸坝址下游8.02.0425460 1.2.2 运输条件仙州到松涛的公路线为六级公路，已建成通车，路线全长约50km。对于水路交通，因柳河上游为峡谷，河窄水急，不能通行船只。有国家铁路干线通过仙州市，可沿柳河岸边进工地。1.3 气候特征表1.2 坝区19531988年气温（）特征 项目月份日平均最高绝对最高日平均最低绝对最低月平均17.513.8-18.3-23.1-6.5214.917.5-15.4-22.1-1.6322.526.9-7.9-16.35.5428.433.2-2.9-8.412.0532.735.53.20.117.4634.23613、.58.52.921.0735.939.111.79.322.9834.438.310.65.421.5929.131.95.30.516.41023.628.0-2.5-6.610.11117.421.6-10.4-15.31.8127.610.9-15.7-21.6-5.3年平均9.61.3.1 气温本区为大陆性气候。多年平均温度为9.6，月平均最高温度为22.9，最低为6.5；绝对最高为39.1，绝对最低为-23.1，日最小变幅1.3。坝址附近历年气温观测统计资料，如表1.2所示。本地区雨量稀少，年平均降水量为330.1mm，最大达471.9mm，其中6070集中在79月，最大日降雨量为14、71.8mm。最长一次降水延续时间4昼，最大一次降雨量为21mm。暴雨常在下午或晚间出现。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，土壤冰结深度约1m。本地区降水统计资料如表1.3和表1.4。表13 坝区19851988年各月不同降水量出现天数统计表降 水 量月 份 （天数）全年（天数）1234567891011125mm以下最多6571318201617118515112最少12461112612951393平均4.32.35.78.7151712149.772.76104.35mm以下最多000015、2345520016最少0000112311007平均000011.73421.70012.310mm以上最多0000011421006最少0000011210001平均000000.30.7210.3004.320mm以上最多0000001110002最少000000000.70001平均0000000.30.30.70001.7表14 坝区19521988年各月降水量（毫米） 月份项目123456789101112全年续表1.4平 均1.32.97.913.932.538.362.389.856.619.03.92.0330.5最 大16.99.023.427.763.8103.2126.16、7218.4108.950.613.69.1471.9最 小0700.32.15.018.633.212.20.500210.81.3.2 冰期每年11月底或12月初行凌，12月底封冻，次年2月底或3月初解冻。冰冻期约23个月。冬季行凌初期，多为针状，薄片状冰化闭。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。1.3.3 风向及风速本地区春季多风，最大风速为17m/s，风向多为东北向。1.4 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月份以后即进入汛期。年最大流量一般发17、生在79月间。坝址区实测最大流量为5640m3/s，最小流量为205m3/s，多年平均流量为830m3/s；河水含沙量最大达5kg/m3（79月），最小为0.01kg/m3（12月）。峡内流速最大为7m/s，最小为0.8m/s。其流量特征资料列于表1.5表1.7。表1.5 坝址水文站各月不同频率的瞬时最大流量（m3/s） 频率月份12510201485462430404370240539337135633437236806155685074131012101070956839523502110181615801320648104270357037302470续表1.5754704920421018、365030908513046704030355030209638056204610387031101037003410301027002370111750165015201410129012796759701659601全 年63905870513045603810表1.6 坝址水文站不同频率的月平均流量（m3/s） 频率月份15102085134832732226521823453383272692293469432410300240458649945832733259595694804253546112071160748240671890102088278562081250105076019、58053691140870695541480109596305474133851169257948940032812430421406378285全 年840638553446402表1.7 各种频率洪水过程数据表 流 量 日 月频 率5210.5912500285031203365922600296432443632932740312434183686续表1.79428703272358138609530403466379340909632203671401743309734203900426746009836604172456649239939404492491653009104260420、85653155730911460052445739618791248605540606365379135130584864006900914480054725988645691544005016548959189164100467451155515917384043784790516591836304138453048829193430391042804613920324036944042435892131003534386841709222950336336803970923282032153518379392427003078337036329252600296432453497926221、5002850312033651.5 工程地质条件坝区为高山峡谷区。狭谷由震旦纪变质岩构成，其上部为第四纪砾石岩，含砂砾石层及黄土。柳河流向，在坝址附近转为S260W，河谷呈弯曲形。河谷两岸变质岩顶板出露标高，左岸约520米，右岸约515米。在标高515米时，谷宽约135米，坝址左右岸基岩上直接为黄土覆盖。坝址区及上下游河床覆盖层厚512m。表面0.3m左右为黄土覆盖，以下均由卵砾石夹粗、中砂等物构成。河床靠右岸有一深槽，顺河呈长条状分布，深槽处水深约10m，覆盖层厚1012m，此深槽系河水沿构造裂隙侵蚀冲刷而成。坝址河谷及两岸的变质岩主要由云母石英片岩和角闪岩组成，石质坚硬，相当于16级岩石22、分类中的第X级岩石，普氏系数f=8云母石英片岩极限抗压强度为10001200kg/cm2，角闪片岩极限抗压强度为9001200kg/cm2。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7080交角。此坝址处水文地质情况，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432446m，单宽涌水量一般为3L/min，最大为120L/min，随岩石裂隙发育程度、联通情况和深度而变化。松涛是地震波及区，据上级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。1.6 当地建筑材料坝址23、上、下游均有砂石材料。特别是坝址下游藏量丰富，开采运输比较方便，质量一般皆符合要求，只有砂质土尚未找到理想的产地，必要时可以采用两岸的黄土代替。1.7 坝体混凝土主要特征坝体混凝土的设计龄期为90天，水工设计中内部混凝土用的是100，外部混凝土用150。总混凝土用量比为0.75比0.25。坝体混凝土的配合比见表1.8表1.8 混凝土配合比混凝土设计标号水灰比含砂率（）每米3混凝土对各种材料需要量（公斤米3）水水泥5（mm）52（mm）2040（mm）4080（mm）80150（mm）1000.6421.3107.5167463427427428427100#0.5620.4108193441424、31431432432混凝土的容重为2400kg/m3。混凝土的热学指标及各种材料的热学性能见表1.9表1.10。表1.9混凝土的热学指标比 热C（kkg）导温系数a（m2h）导热系数(kmh)热交换系数(km2h)0.210.00482.410 表1.10 混凝土各材料的比热材 料 名 称水水泥砂子粗骨料C比热(kkg)1.000.140.190.20混凝土采用600纯熟料水泥，水泥最终水化热为67K/kg，水泥放热速率m=0.384天。1.8 其他资料地方工业、住宅、卫生福利和劳动力来源仙州市，有些地方工业可以利用，这些地方工业可考虑在施工期间委托进行部分加工和修配工作。坝区附近村镇不多，25、且民房数量不多，只能在明坝村和李家台村用少量民房作为工人临时住宅。而其它福利设施及住宅需要建设。施工期间大批的生活物资和粮食、燃料、日用品等，均需从仙州市运来，当地只能解决副食品和部分粮食等供应。施工期间施工队伍由公开招标选定。施工用电：初步估计仙州市可供应量最高负荷约1.2万千瓦。坝址区地下水硫酸根（）含量约20003000毫克升，对一般水泥有硫酸盐侵蚀性。因此基础混凝土有抗硫酸盐侵蚀的要求，铝酸三钙的含量应小于5。地下水不宜作为工程用水和生活用水。河水除含沙外，无其它杂质，经沉淀处理后可作为工程和生活用水。2 施工导流设计施工导流是在江河上修建水利水电工程时，为了使水工建筑物干地上施工，需26、要用围堰维护基坑，并将水流引向预定的泄水道往下游宣泄的一种工程措施。施工导流设计的主要任务是周密地分析研究水文、地形、地质、水文地质、枢纽布置及施工条件等基本资料，在保证上述要求的前提下，选定导流标准，划分导流时段，确定导流设计流量；选择导流方案及建筑物的型式；确定导流建筑物的布置构造及尺寸；拟定导流建筑物修建、拆除、堵塞的施工方法以及截断河床水流、拦洪度汛和基坑排水等措施。2.1 施工导流方式与适用条件施工导流的方式大体上可分为两类，即分段围堰法和全段围堰法，与之配合的还有辅助导流,其主要包括：淹没基坑法导流、束窄河床导流、隧洞导流、明渠导流、涵管导流、以及施工过程中的坝体底孔导流、缺口导流27、和不同水建筑的组合导流。2.1.1 分段围堰法分段围堰法亦称分期围堰法，即用围堰将水工建筑物分段，分期维护起来并进行施工的方法。所谓分段，就是在空间上用围堰将建筑物分为若干施工段进行施工。所谓分期，就是在时间打夯用围堰将建筑物分为若干期。段数分的愈多，围堰工程量愈大，施工也愈复杂。同样，期数分的愈多，工期有可能拖得愈长。因此，在工程实践中，二段二期导流用的最多。分段围堰法导流一般适用于河床宽，流量大，工期较长的工程，尤其适用于通航河流和冰凌严重的河流。这种导流方式的费用较低，国内外一些大，中型水利水电工程采用较广。例如，中国湖北葛洲坝和三峡，江西万安，辽宁恒仁，浙江富春江，广西大化等水利枢纽工28、程都采用这种导流方式。分段围堰法导流，前期都利用被束窄的原河道导流，后期要通过事先修建的泄水道导流，常见的有以下几种：底孔导流，坝体缺口导流，束窄河床和明渠导流。2.1.2 全段围堰法就是在河床主体工程的上下游各建一道断流围堰，使水流经河床以外的临时或永久泄水道下泄，主体工程建成或接近建成时，再将临时泄水道封堵。全段围堰法导流，一般适用于山区河流，河谷狭窄，两岸地形陡峻，山岩坚实的河谷地段。其泄水道类型有以下几种：隧洞导流，明渠导流，涵管导流。2.1.3 辅助导流淹没基坑法导流淹没基坑法导流适用于洪水流量大，历史短，而枯水期流量则较小，水位暴涨暴落，变化很大的山区河流。束窄河床导流束窄河床导流29、一般取决于束窄河床段的允许流速，即围堰及河床的抗冲允许流速，但在某些情况下，也可以束窄河床导流。允许河床被适当刷深，或预先将河床挖深、扩宽，采取防冲措施。明渠导流通常可将河床适当扩宽，形成导流明渠。明渠导流，一般适用于岸坡平缓的平原河道。在规划时，应尽量利用有利条件，以取得经济合理的效果。如利用当地老河道，或利用截弯取直开挖明渠，或与永久建筑物的组合，埃及的阿斯旺坝就是利用了水电站的引水渠和尾水渠进行施工导流。有时，明渠导流是在河岸上开挖渠道，在基坑上下游修筑围堰，水流经渠道下泄。导流明渠的布置，一定要保证水流顺畅、泄水安全、施工方便、缩短轴线、减少工程量。隧洞导流隧洞导流是在河岸山体中开挖隧30、洞，在基坑上下游修筑围堰，水流经由隧洞下泄。隧洞导流一般适用于山区河流，河床狭窄，两岸地形陡峭，山岩坚实。底孔导流底孔导流时，应事先在混凝土坝体内修建临时或永久底孔，导流时让全部或部分导流流量通过底孔宣泄到下游，保证工程继续施工。如为临时底孔，则在工程接近完工或需要蓄水时加以封堵。这种导流方法在分段分期修建混凝土坝时用的比较普遍。坝体缺口导流在混凝土坝施工过程中，当汛期河水暴涨暴落，其他导流建筑物不足以宣泄全部流量时，为了不影响施工进度，使大坝在涨水时仍能继续施工，可以在未建成的坝体上预留缺口，以配合其他导流建筑物宣泄洪峰流量，待洪峰过后，上游水位回落，再继续修筑缺口。涵管导流涵管导流主要适用31、于流量较小情况下的土石坝，堆石坝工程。涵管通常布置在河岸岩滩上，其位置常在枯水期以下，这样可以在枯水期不修围堰或只修围堰而先将涵管筑好，然后再修上下游全段围堰，将水流导入涵管下泄。2.1.4 导流方案选定选择导流方案时应考虑下列因素导流方案的选择受多种因素的影响，一个合理的导流方案，必须在周密研究各种影响因素的基础上，拟定几个可能的方案进行技术经济比较，从中选择技术经济指标优越的方案。选择导流方案时应考虑的主要因素如下：水文条件。河流的流量大小，水位变化的幅度，全年流量的变化情况，枯水期的长短，汛期洪水的延续时间，冬季的流冰及冰冻情况等，均直接影响导流方案的选择。一般来说，对于河床宽，流量大的32、河流宜采用分段围堰法导流。对于水位变化幅度大的山区河流，可采用允许基坑淹没的导流方法，在一定时期内通过过水围堰和基坑来宣泄洪峰流量。对于枯水期不长的河流，如果不利用洪水期进行施工，就会拖延工期。对于有流冰的河流，应充分注意流冰的宣泄问题，以免流冰壅塞，影响泄流，造成导流建筑物失事。地形条件。坝区附近的地形条件，对导流方案的选择影响很大。对于宽阔的河流，尤其在施工期间有通航，过伐要求的河流，宜采用分段围堰法导流。当河床中有天然石岛或沙洲时，采用分段围堰法，更有利于围堰的布置，特别是纵向围堰的布置。在河床狭窄，河岸陡峻，山岩坚实的地区，宜采用隧洞导流。至于平原河道，河流的两岸或一岸比较平坦，或有河33、弯，老河道可资利用，则宜采用明渠导流。地质及水文地质条件。河道两岸及河床的地质条件对导流方案的选择与导流建筑物的布置有直接影响。若河流两岸或一岸的岩石坚硬，风化层薄，且抗压强度足够时，则选择隧洞导流较有利。如果岩石的风化层厚且破碎，或有教厚的沉积滩地，则适合采用明渠导流。此外，选择围堰型式，基坑是否允许淹没，能否利用当地材料修筑围堰等等，也都与地质条件有关。水文地质条件则对基坑排水工作，围堰型式的选择，导流泄水建筑物的开挖等有很大的关系。因此，为了更好地进行导流方案的选择，要对地质和水文地质勘测工作提出专门要求。水工建筑物的型式及其布置。水工建筑物的型式和布置与导流方案的选择相互影响，因此在决34、定水工建筑物型式和布置时，应该考虑并初拟导流方案，而在选定导流方案时，则应该充分利用建筑物型式和枢纽布置方面的特点。施工期间河流的综合利用。施工期间，为了满足通航、伐运、供水、灌溉、生态保护或水电站运行等要求，使导流问题的解决更加复杂。在通航河道上，大都采用分段围堰法导流。要求河道在束窄以后，河宽仍能便于船只的通行水深要与船只吃水深度相适应，束窄断面的最大流速一般不得超过。2.0米/秒，特殊情况需与当地航运部门协商研究决定。施工进度、施工方法及施工场地布置。水利水电工程的进度与导流方案密切相关。通常是根据导流方案安排控制性进度计划。在水利水电枢纽施工导流过程中，对施工进度起控制作用的关键性时段35、有：导流建筑物的完工期限，截断河床水流的时间，坝体拦洪的期限，封堵临时泄水建筑物的时间，以及水库蓄水发电的时间等。各项工程的施工方法和施工进度直接影响到各时段中导流任务的合理性和可能性。在选择导流方案时，除了综合考虑以上各方面因素外，还应使主体工程尽可能及早发挥效益，简化导流程序，降低导流费用，使导流建筑物既简单又适用可靠。22 导流方案确定2.2.1 水文特性松涛水利枢纽坝址河段径流量主要来自降雨，以及融雪的补给。洪水由暴雨形成，汛期为6月至10月，河谷水位暴涨，暴落。多年各月平均流量，最大流量和最小流量见表21，各频率施工洪水成果见表22。表21 坝址多年流量统计表（单位：m3s）20年一36、遇月份1234567 8 9101112全年月最大流量430371615107018163570421040304610301015207015130月平均流量32733843249956971110201050870630579421638表22 坝址施工洪水成果表频率1%2%5%10%20%全年最大流量（m3s）6390587051304560381011.15.312050192017501610145011.165.10134012701170109099710.16.304710429037103260279010.166.1528402670243022402020月平均流量11637、92579489400124304214063781348327322265234533832726934694324103004586499458327 续表2.25959569480425611207116074822.2.2 导流方案的拟定在水利水电工程导流方案的选择时，要考虑地形，地貌，水文特性，工程主体的形式和布置，施工因素等诸多因素，其中地形和地貌条件往往是决定导流方案的主要因素。松涛水利枢纽选定坝址位于峡谷尾部，距峡谷出口约1.7公里，坝址河床两岸山坡陡峻，成V字形，河床的宽度较窄，故不宜采用分段围堰导流。同时综合坝址处的地形和地貌特征，此枢纽也不具备开挖明渠，采取明渠导流的条件38、。主要因为坝址处的垭口处于高程较高处（处于520m以上，高出河床10m以上，不适合初期导流）开挖量大，虽然明渠导流费用较隧洞导流方案低，但明渠导流准备期开挖量大，地面施工干扰大，工期风险难以估计，隐含风险大。前期导流明渠以及底孔坝段结构混凝土需要按永久建筑物的要求来施工，大型砂石加工及混凝土系统准备建筑进度难以满足施工要求。因此，在准备期内完成明渠的施工难度较大，截流工期的保证率较低。因此，明渠导流的方式显然是不合理的。坝址河谷及两岸的变质岩主要由云母石英片岩和角闪岩组成，石质坚硬，相当于16级岩石分类中的第X级岩石，在岩石地质条件上具备了开挖隧洞的条件。一般情况下，坝型和河谷地形往往是导流方39、案选择的主要条件之一，此工程河床坝段采用混凝土重力坝。以坝长与坝高的比值=LH，表示河谷形状系数。据统计分析和工程经验，对于混凝土坝，3适合一次拦断截流和隧洞导流。经计算，松涛水利枢纽坝址所在地河谷状系数=1.6364-642e(mm)3-458由于本工程岩石坚固系数f=8选取2e=4mm。 图7.2锚杆钻孔直径图将各数值代入式（72）得：楔缝式锚杆锚固力参考值，详见水利施工设计手册第二卷，表5-9-9表7.2锚杆固力参考值岩石名称锚固力岩石名称锚固力板岩页岩砂质页岩硬石灰岩2.55.07.09.0磁铁矿斑岩细粒石英岩致密石英岩10.06.56.81.8本工程岩石主要由云母石英片岩组成，石质坚40、硬，查上表可知，锚固力不1.8。现将其锚喷支护设计参数成果统计于下表表7.3喷锚支护设计参数表松涛水利枢纽围岩喷锚支护设计参数表围岩类别洞室跨度(m)喷层厚度(cm)锚杆直径(cm)长度(m)钻孔直径(mm)锚固力II118-12252.5381.87.6 喷混凝土施工工艺及流程喷混凝土是将水泥、砂、石和外加剂（速凝剂）等材料，按一定配比拌和后，装入喷射机中，用压缩空气将混合料压送到喷头处，与水混合后高速喷到作业面上，快速凝固在被支护的洞室壁面，形成一种薄层支护结构。7.6.1 喷混凝土施工工艺喷混凝土的施工方法主要有干喷、湿喷两种方法。（1）干喷法：将水泥、砂、石和速凝剂加微量水干拌后，用压41、缩空气输送到喷嘴处，再与适量水混合，喷射到岩石表面。也可以将干混合料压送到喷嘴处，再加液体速凝剂和水进行喷射。这种方法，便于调节加水量，控制水灰比，但喷射时粉尘较大。（2）湿喷法：将集料和水拌匀且送到喷嘴处，再添加液体速凝剂，并用压缩空气补给能量进行喷射。湿喷法主要改善了喷射时粉尘较大的缺点。7.6.2施工技术要求为了保证喷混凝土的质量，必须严格控制如下参数：（1）风压 正常作业时喷射机工作室的风压，一般为0.2MPa。风压过大，喷射速度高，混凝土回弹量大，粉尘多，水泥耗量大风压过小，则混凝土不密实。（2）水压 喷头处的水压必须大于该处风压，并要求水压稳定，保证喷射水具有较强的穿透集料的能力。42、（3）喷射方向和喷射距离 喷头与受喷面尽量垂直，偏角宜控制在20以内，利用喷射料束抑阻集料的回弹，以减少回弹量，据试验，当喷射距离为1.0m左右时，对于提高喷射质量，减少集料回弹都比较理想。（4）喷射区段的喷射顺序 喷射作业应分区段进行，区段长度一般为4-6m。喷射时，通常先墙后拱，自下而上，先凹后凸，顺序进行，以防溅落的灰浆粘附于未喷岩面。（5）喷射分层和间歇时间 当喷混凝土设计厚度大于10cm时，应分层喷射。一次喷射厚度，边墙控制在6-10cm顶拱3-6cm，局部超挖处可稍厚2-3cm。分层喷射时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行，但也不宜间隔过久。8 出渣运输设计8.1 出渣方式与设43、备的选定8.1.1 装渣与运输方式选择平洞装渣与运输方式可分为有轨和无轨两大类。装渣与运输工作统称为出渣工作，两者联系紧密，高效率的出渣必须同时考虑装渣与运输两个方面，在主要设备与劳动组织方面协调统一。出渣的主要设备参考水利水电工程施工组织设计手册表5-7-1表81出渣设备类别状渣设备运输设备运输机械牵引机械有轨1.铲斗式装岩机2.带运输机的铲斗式装岩机3.立爪式装岩机1.矿车“V”形卸矿车，底卸矿车2.梭车3.槽式列车1.蓄电池式电机车2.架线电机车3.内燃机车无轨1.轮胎式铲斗装岩机2.轮胎式立爪式装岩机3.轮胎式或履带式装载机4.绳索式或液压短臂挖掘机1.装运机，双向短距离自行2.轮胎式44、梭车，双向自行3.自卸汽车，后卸，侧卸或底卸，单向行驶或双向行驶8.1.2 出渣运输方式的选择出渣运输方式主要根据以下因素选择；开挖断面的尺寸，有轨运输适用于各种断面，无轨运输适用于较大断面。高宽在56m以上，一般采用表5.6有轨运输或无轨运输中序号1，2的装岩机与相应运输车辆配套。（1）洞口距开挖工作面长度。无轨运输具有生产效率高，劳力省，道路基建和维护工作量少等优点；但洞内运输、距离较长时，柴油机械的废气处理量大，通讯费用高，装载，回车，会车，避车等附加洞室工作量在。采用何种运输方式皆须进行综合比较确定。一般洞口距开挖工作面长度大于2km时，采用有轨运输可能比较经济。（2）施工进度要求。根45、据地施工进度要求选用配套设备，无轨运输可选用大容量装载机和运输设备，以加快出渣进度。（3）设备来源。地下工程多专业施工单位施工，出渣方式选择要考虑施工单位已有装载条件和可能新增设备来源。无轨运输设备比较机动灵活，适用性大，几个工作面和工种可共用一套设备，设备利用率高。综合以上分析，考虑到本工程的开挖，施工进度，经济性，效率性等各方面的影响，选择无轨出渣比较合适。8.1.3 出渣设备选择的基本原则（1）采用配套先进设备及施工组织，使所选的施工方案能达到最高生产率和最有生产条件及最低工程造价。（2）减少体力劳动，只有在断面较小，动力缺乏，工作量较小或运输条件较差等特殊条件下，才采用人工装渣和运输。46、（3）各个工序配套在生产能力上要相互适应。8.1.4无轨运输装岩设备选择（1）无轨运输多采用轮胎工或履带式装载机装渣，一般每一工作面配备一台。（2）装载机铲斗斗容和自卸车斗容的适宜比例为。地下工程中使用的装载机斗容一般为1.55方。（3）装载机铲斗最好适用能侧卸或三向卸。一般工作面大于12m 时，可采用前卸装载机。（4）履带式装载机行走慢，斗容小，生产率低，挖掘机要求工作面大，速度慢。综合以上分析，本工程选用轮胎式装载机，装载机斗容为4方，使用前卸装载机。8.1.5 无轨运输车辆的选择（1）自卸汽车载重量的装载机斗容在不同运距时的配套可参考水利水电工程施工组织设计手册第二卷表5-7-2，选择装47、载机斗容为4方，在运距小于2km的情况下，选自卸汽车为20吨，洞内时速为，洞外时速为。（2）地下工程禁用汽油机动车，并应选用低污染或带有废气净化装置的重型自卸汽车。（3）地下工程最好选用双向行使专用自卸汽车。选用单向行使的自卸卡车时，可采用移动式自卸汽车的调节器向转盘。大吨位自卸汽车宜作铰接式底盘，以减小车辆在洞内行使的转弯半径。（4）自卸汽车载重量和挖掘机斗容在不同运距时的配套可参考水利水电工程施工组织设计手册第二卷表5-7-3，小于3km时的运距可选择2方的斗容和20吨的自卸汽车。8.1.6 出渣装挖设备生产率计算（1）渣量计算： （81）式中：每一掘进循环松散石渣量，； 石渣爆破松散系数48、，查水利水电工程施工组织设计手册第二卷表5-7-4，取； 设计断面开挖量（实方），； 允许开挖量（实方），； 施工工艺附加超挖量（实方），； 设计断面积，； 允许超挖断面积，按水工建筑物地下开挖施工技术规范（SDJ212-83）规定； 由于施工工艺所引起的附加超挖断面积，； 循环进尺，.结合已建工程：，（2） 装载机生产率 （82）式中：装载机生产率（松方），； 装载机额定斗容，； 铲斗充盈系数，地下工程爆破石渣取,取为； 工时利用系数，一般取，取为； 装载一次的循环时间，s，水利水电工程施工组织设计手册第二卷5-7-7，取。将各数代入：（3） 挖掘机生产： （83）式中：挖掘机生产率(松方)49、，； 挖掘机生产率，自挖掘机技术说明书中查得，取100； 调车停歇时间，h，取为； 自卸汽车斗容，一般为倍的铲斗容积，可取； 其他耗时，h； 工时利用系数，取，取为。则： （4） 出渣运输设备需要量计算：A、 自卸汽车小时运输能力： （84）式中：自汽车小时运输能力；自卸汽车斗容，从自卸汽车技术说明书中查得取；充盈系数，地下工程一般取；工作系数，查水利水电工程施工组织设计手册第二卷表5-7-9，取为；往返循环时间，min，取=10min；将各参数代入式(514)得：B、 自卸汽车往返循环时间： （85）式中：自卸汽车往返循环时间； 每车装载时间，min，装载机装车时，； 每次卸车时间，min，50、取，取为1min； 洞内调向，就位，等待装载时间，min，约，取1min； 分别为重车，空车运行距离，m，洞内外分别计算，分别为340m，100m； 分别为重车，空车行速，在洞内为，取，洞外一般小于，取为； 装载机挖装一次的时间，min，查水利水电工程施工组织设计手册第二卷表5-7-7，取为80s，； 装载机装满一车所需挖装斗数，。将各参数代入式(515)得：C、 自卸汽车需要量： （86）式中：自卸汽车需要数量，辆；运输不均衡系数，取；每个掘进循环出渣量（松方），；计划出渣时间，h，取为2.5h;自卸卡车小时运输能力，。将各参数代入式(516)得：选用2辆（5） 电机车牵引力计算：A、 重车51、上坡起步的最大牵引力： （87）式中：重车上坡起步的最大牵引力，； 起动时粘着系数，； 分别为机车粘着重及机车自重，一般，自机车技术说明书中查得，；重车起动基本阻力，查水利水电工程施工组织设计手册第二卷表5-7-10，取；坡度阻力，取最大纵坡千分数的绝对值；线路曲线半径,m，取；运动加速度，一般，取。将各参数代入式(517)得：B、 重车下坡制动的最大能力： （88）式中：重车下制动的最大能力，tf; 制动时粘着系数，取不； 允许最高行车速度，； 列车制动距离,m，一般为，对乘人列车，取L=35m； 重车运行时基本阻力，查水利水电工程施工组织设计手册第二卷表5-7-10，取； 意义与公式(5152、7)相同。将各数代入式(518)得：C、 重车上坡运行最大牵引力： （89）式中： 重车上坡运行最大牵引力，tf； 运行时粘着系数，； 意义与公式(517)，(518)相同。将各参数代入式(519)得：D、 最多牵引斗车数： （810）式中：电机车最多牵引斗车数； 最大牵引量控制值为上列的最小值，即；斗车自重加载重，。将各参数代入式(520)得：，取7。8.2 内外交通8.2.1 对内交通柳河水利枢纽位于仙州市西南约50km处，仙州到柳河的公路线为六级公路，以建成通车，路线全长约50公里，柳河上游是峡谷，河窄水急，不能通行船只，有国家铁路干线通过，可沿柳河岸边进入工地。施工期间大批生活物资和粮53、食、日用品等，均需要从仙州市运输，且水泥、金属结构、建筑材料亦必须经由仙州市。故将缺料场、中转站扩建。8.2.2 对外运输场内交通运输材料主要包括熟料运输、土石方开挖出渣及从各铁路运输中转站至各个施工地点的外来物资和设备。大坝砼熟料的水平运输主要由窄轨蒸汽机车拖运至平台车完成。主要施工场地布置在右岸坝址下游距坝址1.5km的李家台四级阶地，其高程560580米，地形平坦面积宽阔便于施工布置参考资料1 华东水利学院，水工设计手册 ，水利水电出版社，19892 四川大学吴持恭主编水力学上册高等教育出版社 20033 马文英、刘建中、李显军水工建筑物 ，黄河水利出版社，20034 袁光裕 胡志根水利54、工程施工 （第五版），中国水利水电出版社，20095 匡林生，施工导流及围堰，水利水电出版社6 熊启钧 取水输水建筑物丛书隧洞 中国水利水电出版社 20027L.Rundgren.Design Flood and Accepted Risk of Failure.ICOLD.Q.41,R.11,1993；8River Control During Dam Construction ICOLD,June,198452谢辞大学生活即将结束，毕业设计是步入社会的最后一次锻炼。毕业设计是针对我们几年来所学知识的综合运用和总结，涉及到很多内容。根据实际本设计对松涛水利枢纽隧洞施工进行组织设计。通过大量的设计工作，大大的加深了我们队理论知识的理解与运用，延伸了思维，培养了我们思考的能力，使我们对理论知识在设计中解决实际问题的能力得到了锻炼。通过本次设计，让我对大学者四年来所学的知识充分的结合了起来，达到了一定熟练的程度。而且通过大量书籍的查阅，让我丰富了专业知识，提高了自己的分析解决问题的能力。再次一并感谢学院领导与马秋娟老师。再设计过程中由于对知识理解不够彻底遇到了许多问题，马老师都一一为我们做出了解答，让我有了很大提高。由于学习深度与广度所限，设计中难免有错误不妥的地方，恳请老师们批评指正。谢谢老师们几年来的谆谆教导，让我们毕业参加工作后让自己实现自己的人生价值。