1、1目录第 1 章基本资料.11.1工程概况.11.2施工条件.11.2.1工程地质条件.11.2.2施工场地及运输条件.21.2.3水文气象.3第 2 章施工导流设计.42.1导流方式方案的选择.42.1.1导流方式的选择.42.1.2导流方案的选择.42.2导流标准的选用.52.2.1导流建筑物级别的选用.52.2.2洪水标准.62.3初步确定导流方案.62.3.1泄流建筑物的选择.62.3.2挡水建筑物（围堰）型式选择.62.3.3尺寸初步确定.72.4具体确定导流方案.72.4.1导流洞泄流能力计算.72.4.2调洪演算.82.4.3围堰高度修正.82.4.4隧洞设计.82.4.5围堰设2、计.112.5导流建筑物的施工.122.5.1围堰的施工.122.5.2隧洞的施工.132.6其它措施说明.142.6.1度汛、过冰措施.1422.6.2封堵蓄水.142.6.3基坑排水.16第 3 章 混凝土施工组织设计.173.1施工条件分析.173.1.1气象资料分析.173.1.2导流条件分析.203.1.3工程规模.203.1.4混凝土材料需求量.213.2骨料的开采和加工.223.2.1骨料料场的规划.223.2.2骨料的开采.223.2.3骨料的加工.233.2.4骨料的堆存.253.3混凝土拌和系统.263.3.1混凝土生产系统布置.263.3.2混凝土拌和系统生产能力.2633、.4坝体混凝土的分缝与分块.273.4.1分缝分块的尺寸.273.4.2浇筑日程进度计划.293.4.3混凝土通水冷却.303.4.4接缝灌浆.323.5混凝土运输、浇筑方案.333.5.1混凝土运输.333.5.2混凝土浇筑方案.353.6施工总进度.383.6.1施工总进度计划.383.6.2主要技术供应.39参考文献.40致谢.41附 A施工导流设计计算书.4231.1 初步估算导流隧洞面积.421.2 初步估算围堰高度.421.3 初拟方案工程量计算.461.3.1 围堰填方计算.461.3.2 隧洞挖方计算.491.4 泄流能力计算.501.4.1 有压流计算.501.4.2 明流计4、算.521.5调洪演算.621.6确定调整后的围堰高度.661.7封堵蓄水.66附 B混凝土施工组织设计计算书.682.1 砂石原料开采量.682.2 材料的需要量.682.3 确定开采强度.712.4 采运机械选定.722.5 筛洗设备的选定.732.6 堆料场的选定.752.7 混凝土拌合系统生产能力.752.8 纵缝尺寸确定.761第 1 章基本资料1.1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、右岸溢洪道和土坝及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 150103kW，发电的最低水位为 500 米，相应库容 19.5 亿米3。5、枢纽右岸适当位置布置有排砂放空洞，可满足封孔蓄水期对下游供水100m3/s 流量的要求。1.2施工条件1.2.1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 512 米。表面 0.3 米左右为黄土覆盖，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 10 米，覆盖层厚 1012 米，此深槽系6、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10001200 公斤厘米2，角闪片岩极限抗压强度为 9001200 公斤厘米2。坝址右岸距河边 480 米处，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 432446 米，单宽涌水量一般为 3 升分，最大为 120 升分，随岩石裂隙发育程7、度、连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。2坝址上、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。1.2.2施工场地及运输条件1.2.2.1施工场地坝址距下游的仙州市河道长约 100 公里，直线距离约 50 公里，坝址附近皆为高山峡谷地区。松涛峡长约 12 公里，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 1.7 公里，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 68、085，两岸山顶均为黄土覆盖。坝址河床高程一般为 410 米，枯水季一般水位为 418 米，河面宽 5060 米，深槽偏右岸，最深约 10 米。坝址左岸山峰起伏高出河面约 150 米以上。右岸坝头附近为一狭小丘陵阶地，高出河面约 110 米左右。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 560580 米。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 430440米，沿柳河右岸距坝址约 8 公里的旧镇，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 200 米处的滑沟；右岸主要有坝址上游 150 米处的红柳沟，下游的刘家沟、金沟和银沟等。这些冲9、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。1.2.2.2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 50 公里。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。31.2.3水文气象1.2.3.1流量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。年最大流量一般发生在 79 月间。坝10、址区实测最大流量为 5640 米3秒，最小流量为 205 米3秒，多年平均流量为 830 米3秒；河水含沙量最大达 5 公斤米3（79 月），最小为 0.01公斤米3（12 月）。峡内流速最大为 7 米秒，最小为 0.8 米秒。1.2.3.2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 3 所示。本地区雨量稀少，年平均降水量为 330.1 毫米，最大达 471.9 毫米，其中 6070集中在 79 月，最大日降雨量为 71.8 毫米。最长一次降水延续时间11、 4 昼，最大一次降雨量为 21 毫米。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 20 毫米，积雪最大厚度为 6 厘米，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 1 米。1.2.3.3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1.45 米秒，最小为 0.95 米秒。春季流冰多为坚硬冰块，冰厚一般为 0.2 米，最厚可达 1 米。流冰期一般无过大冰块下泄。1.2.3.4风向及风速本地区春季多风，最大风12、速为 17 米秒，风向多为东北向。4第 2 章施工导流设计2.1导流方式方案的选择2.1.1导流方式的选择分段围堰法。亦称为分期围堰法，即用围堰将水工建筑物分段、分期维护起来进行施工的方法。所谓分段，就是在空间上将永久建筑物分为若干段进行施工；所谓分期，就是在时间上将导流分为若干时期。分段围堰法一般适用于河床宽、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。全段围堰法。即在河床主体工程的上下游各建一道围堰，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。此工程的河流属于山区河流，河宽较窄，并且在施工期没有通航要求。故选择一次拦断，即全段围堰法13、。2.1.2导流方案的选择2.1.2.1过水围堰即基坑允许过水，其挡水工作情况下的设计标准，一般以枯水期不过水为原则。并且在这个施工时段内，必须完成基坑开挖、处理等事项，还应浇筑一定厚度的混凝土层以保护基础。如采用此方案，则围堰工程量较小，导流建筑物的费用也较小。但是淹没损失较大。其中包括：基坑排水及清淤费用；围堰及其他建筑物、道路、线路的修理费用；施工机械撤离和返回基坑所需费用；劳动力和机械的窝工损失等；有效施工期缩短而造成的劳动力、机械设备、生产企业规模、临时房屋等多方面费用的增加；以及可能产生的延期投产损失等。因此，根据技术经济比较之后，认为采用过水围不比高水围堰有明显的优势。另外，因本14、河流为多砂河流，其泥沙问题还需专门研究。2.1.2.2不过水围堰分为挡枯水期洪水和挡全年洪水。挡枯水期洪水不过水围堰，即基坑内的主体建筑物可以在一个枯水期内抢修至拦洪高程以上，围堰仅在枯水期内运用。故高度可降低，经济效益显著。5表 2.1不同施工期各种频率的最大流量（m3s）时段频率125102011.15.312050192017501610145011.165.10134012701170109099710.16.304710429037103260279010.166.1528402670243022402020首先粗略估计施工进度和工期为：上游围堰填筑时间：15 天；下游围堰填筑时间：15、10 天；基坑排水时间：5 天（排水速度：0.51.5m/天）；基坑开挖时间：3 个月（按 4m/月计算，同时上下游围堰加高培厚以及部分地基处理）；后续全面地基：3 天。综上所述，在混凝土浇筑之前用去施工时间为4个月。初选时段10.166.15，则将坝体浇筑至拦洪高程以上的时间为三个多月，此时间过于紧迫。所以，为保证施工质量和安全，该方案不可取。挡全年洪水不过水围堰，能保证整个基坑全年干地施工。如果采用此方案，则需要增加导流建筑物费用。但是它没有淹没损失费用。围堰全年挡水，保证主体建筑物全年干地施工，有效工期长，可连续施工，施工进度干扰小。经多方面的比较考虑，决定采用挡全年洪水不过水围堰。2.16、2导流标准的选用2.2.1导流建筑物级别的选用参考导流建筑物级别的划分（SL203-2004）所列各项指标确定。（1）保护对象为级永久建筑物，对应级别为 4 级。（2）失事造成较大经济损失，对应级别为 4 级。（3）使用年限估计为 2.5 年，在 1.53 年之间，对应级别为 4 级。（4）围堰工程规模为堰高估计为 40m，对应级别为 4 级，库容大于1.0108m3，对应级别为 3 级。6综合考虑各因素，确定导流建筑物的级别为 4 级。2.2.2洪水标准参考导流建筑物洪水标准划分（SL203-2004）所列各项指标确定。导流建筑物的级别为 4 级，围堰为土石围堰，查得对应的洪水重现期为 2017、10 年，鉴于导流建筑物级别划分中属于本级别上限值，选定重现期为 20 年。设计洪水流量由该处或附近洪水频率曲线获得。对于重现期为 20 年，其洪水频率为 5%，查得对应的最大流量为 5130m3/s，即为设计洪水流量。2.3初步确定导流方案2.3.1泄流建筑物的选择此工程坝址处主河道为一“V”形深槽，设计流量为Q5%=5130m3/s。如果采用明渠导流，取渠底与河槽底齐平，则渠深需 100m 左右，还需开挖两岸边坡，则明渠开挖量巨大，不足取。如采用涵管导流，因涵管过多对坝身结构不利，其尺寸也不宜过大，且泄流量也小，不足取。该处坝址区两岸变质岩主要由云母石英片岩和角闪片岩构成，石质坚硬，极限抗18、压强度 9001200kg/cm2。普氏系数f=8，从地质条件来看，采用隧洞导流方案最佳。隧洞的断面型式主要取决于地质条件及设计流态。在本枢纽工程中，地质条件较好，无大的裂隙发育，地下水亦不发育，数量很少。另外，本设计中，隧洞工作条件复杂，围堰为不过水围堰，隧洞的流态变化复杂，运行时间长。故采用城门洞形隧洞比较合适。从国内外的运行实践来看，城门洞形也是较好的。导流方式选择双洞导流，这样隧洞的尺寸不至于过大，洞型为城门洞型，顶拱圆心角为 120。因为考虑到上游围堰的布置，隧洞若布置在右岸，其进水口不好布置，且洞长将更长，导流洞的布置选择双洞都布置在左岸。2.3.2挡水建筑物（围堰）型式选择由设计19、原始资料可知：坝址上下游均有砂石材料，而且开采运输方便，质量一般皆符合要求。虽然砂质土未找到理想产地，必要时可用两岸黄土代替。故围堰采用心墙式土石围堰最为合适。其断面尺寸确定，考虑到堰高超过 2030m，堰顶宽度取为 6m。围堰坡度7一级坡取为 1:2.0，据顶部 20m 高处设马道，宽 2.5m，二级坡坡度取为 1:2.3。2.3.3尺寸初步确定初步估算时不考虑上游围堰库容调洪能力，水流全部通过隧洞导流。通过水力计算，初拟三个方案：方案一：11m14m 导流洞+Hu=46.9m 高围堰；方案二：12m14m 导流洞+Hu=42.5m 高围堰；方案三：12m15m 导流洞+Hu=39.0m 高20、围堰。对三种组合，计算各方案上游围堰填筑量和隧洞开挖量，计算其总工程量：其中估算时可认为隧洞开挖量 1 方相当于围堰填筑量 5 方。表 2.2工程量统计表方案围堰填筑量（m）隧洞开挖量（m）挖方折算量（m）总方量（m）方案一373422.726611013305501703973方案二292661.428418014209001713561方案三237088.330290015145001751588在施工过程中，戗堤进占采用隧洞开挖材料。合龙闭气之后，上下游围堰的加高培厚也可采用隧洞开挖料和基坑开挖料。由表 2.2 的计算分析可得：方案一的总工程量最小，但是开挖量和填方量相差较大；方案一和方21、案二的工程量相差不大，并且方案二的开挖量与填方量相差小，且围堰高度低，隧洞开挖断面在当前技术可以达到的范围之内。通过综合分析，选择方案二最为合适。则隧洞的尺寸定为 12m14m。导流洞进口底板高程取枯水位以下 5m，则高程为 H1=413m。纵坡取 2，则出口处底板高程 H2=413-6502=411.7m。2.4具体确定导流方案2.4.1导流洞泄流能力计算对于有压流，为简化计算，假定两条隧洞泄流能力相同。通过水力计算得有压流上游水位与泄流量的关系见表 2.3。对于明流，为简化计算，也假定两条隧洞泄流能力相同。8通过水力计算得明流上游水位与泄流量关系见表 2.4。表 2.3有压流上游水位与泄流22、量关系表泄流量 q（m3/s）4000450050005500上游水位 H上（m）435.83444.54449.55454.75表 2.4明流上游水位与泄流量关系表泄流量 q（m3/s）250500100015002000上游水头 H（m）5.286.499.1511.9914.52上游水位 H上（m）418.28419.49422.15424.99427.52半有压流的泄流量计算可通过有压流与明流拟合得到。2.4.2调洪演算采用半图解法（单辅助线法），先确定 q 与2Vqt之间的关系，然后绘制2qVqt的辅助曲线。然后进行调洪演算，得到之后的设计流量为 qmax=4825m3/s。2.4.23、3围堰高度修正由调洪演算得 qmax=4825m3/s，对应的下游水位 H下=426.89m下游围堰高程 Hd=426.89+0.5=427.39m，取 Hd=427.5m。上游围堰高程 Hu=426.89+20.86+1.0+0.5=449.25m，取 Hu=449.4m。2.4.4隧洞设计2.4.4.1尺寸设计隧洞的尺寸定为 12m14m。导流洞进口底板高程取枯水位以下 5m，则高程为 H1=413m。纵坡取 2。2.4.4.2进口体型设计隧洞闸门前的渐变段为喇叭口段，其作用是使水流平顺，减少水头损失，同时尽量避免产生空气漏斗状的漩涡，防止产生气蚀破坏。喇喇叭口自进口最前端矩形断面处开始，24、在顶上和两侧沿水流方向以圆弧曲线或椭圆曲线逐渐收缩，9直至与闸门井的矩形断面相接，底边仍采用平底。事实证明：在喇叭口段与闸门井之间采用 1/4 的椭圆曲线，简单而有效。其方程为22221xyab对于洞顶曲线：a 可取为闸门处孔口高度：取 a=14m；b 可取为闸门处孔口高度的 1/3：b=4.7m。故其方程为：22221144.7xy对于边墙曲线：a 可取为闸门处孔口的宽度：a=12m；b 可取为闸门孔口高度的 1/4：b=3.5m；故其方程为：22221123.5xy闸门后的渐变段，是由闸门井处的矩形断面逐渐变化到隧洞的城门洞形的过渡段，为了便于水流平顺连接，其长度一般不应小于洞径的 23 25、倍，取 l=25m.断面具体变化情况如图所示：图 2.1隧洞进口渐变段示意图102.4.4.3出口消能防冲设计隧洞出流后，当单宽流量较大时，如果消能不完全，则有可能引起下游河床的严重冲刷，严重影响建筑物的安全。因此，对于隧洞出口消能问题，应予以足够的重视。隧洞出口的消能方式很多，本设计中采用平台扩散消能。它由水平扩散段、衔接段、消力池等部分组成。水平扩散段使水流在平面上扩散，以降低单宽流量，减少消力池的长度和深度；衔接段在从剖面上常做成自由射流下降的抛物线，而在平面上沿着平台扩散段继续扩散；消力池后面一般还需要做一段保护段，以保护河床免受冲刷。2.4.4.4衬砌结构尺寸隧洞衬砌的作用主要有：承26、受围岩压力及其他荷载，或加固围岩共同承担荷载，保持隧洞安全稳定；平整围岩表面，减少糙率，提高输水能力；防止渗漏；防止水流、空气、温度和干湿变化等对围岩的冲刷和破坏作用。在本枢纽中，围岩条件中等，水头较高，流速较大，隧洞断面较大，作用水头超过 20m，采用钢筋混凝土衬砌。衬砌的厚度应根据强度、抗渗、构造和施工要求分析确定。一般来说，单筋的钢筋混凝土衬砌不宜小于 25cm，双筋混凝土衬砌不宜小于 30cm，根据工程经验，一般约为洞径或跨度的 1/121/8，本工程取厚度为 1.2m。隧洞横截面如图2.2 所示。图 2.2导流隧洞横截面图112.4.5围堰设计2.4.5.1材料堰壳材料要求较低，本工27、程中可采用隧洞开挖后的废渣。防渗体与堰壳之间的反滤层设计可以适当简化，一般采用 12 层粒径略加控制的沙砾石混合材料作为过渡层，以代替材料严格分级的反滤层。防渗材料一般用粘土，本枢纽中两岸黄土储量丰富，可用黄土代替粘土。2.4.5.2设计断面尺寸上游围堰断面尺寸确定，考虑到堰高超过 2030m，堰顶宽度取为 6m。围堰坡度一级坡取为 1:2.0，据顶部 20m 高处设马道，宽 2.5m，二级坡坡度取为1:2.3。心墙为土质心墙，心墙断面自上而下逐渐加厚，坡度一般为 1:0.21:0.4，本设计选用 1:0.25。顶部厚度不小于 0.81.0m，考虑到水头较高，本设计选用3m。心墙顶部应高出设计28、水位 0.30.6m，本设计选用 0.5m。心墙和堰壳体之间需设置反滤层。上游围堰横截面如图 2.3。下游围堰断面尺寸确定，堰顶宽度取为 4m，围堰坡度取为 1:2.0。心墙为土质心墙，心墙断面自上而下逐渐加厚，坡度一般为 1:0.21:0.4，本设计选用 1:0.25。顶部厚度不小于 0.81.0m，本设计选用 2m。心墙顶部应高出设计水位 0.30.6m，本设计选用 0.5m。心墙和堰壳体之间需设置反滤层。下游围堰横截面如图 2.4。2.4.5.3防渗结构与地基处理在一般覆盖层较深的河床上建围堰，防渗问题是保证基坑安全工作的关键。本设计中，防渗体采用粘土心墙。另外，围堰必须根据需要进行地基29、处理，以满足渗透稳定、静力和动力稳定，容许沉降和不均匀沉降等方面的要求，以保证围堰的安全经济运行。参考碾压式土石坝设计规范（SL247-2001）的建议：砂砾石层深度在 15m以内宜采用明挖回填粘土截水槽。因粘性土截水墙结构简单，工作可靠，防渗效果好，且本工程坝址河床覆盖层厚 512m 本设计采用粘性土截水槽。截水槽应采用与坝体防渗体相同的土料填筑。截水槽应直达岩基，且基岩紧密连接。截水墙底的宽度，常根据回填土料的12允许渗透坡降确定，一般不小于 3m，以利于施工。图 2.3上游围堰横截面图图 2.4下游围堰横截面图2.5导流建筑物的施工2.5.1围堰的施工2.5.1.1围堰填筑程序先在河床的30、一侧或者两侧向河床中填筑截流戗堤，戗堤填筑到一定程度，把河床束窄，形成流速较大的龙口，最后封堵龙口即为合龙。合龙之后，在戗堤全线上设置防渗设施，即为闭气。然后在此基础上，对戗堤进行加高培厚，修筑成围堰。2.5.1.2填筑方法及技术要求和措施围堰的水上部分的施工与一般土石坝没有太大区别，通常包括铺土、平土、洒水、压实和质检等工序。为了避免施工干扰，影响施工质量，引起窝工，造成人力设备的浪费，延误施工进度，通常采用流水作业法组织施工。水下部分的施工比较困难。石渣和堆石体等堰壳材料的填筑可以采用进占法进行施工，粘性防渗材料很难用这种方法。水下材料的抛填可采用各种驳般，水下抛填的堰壳材料容重小、沉陷大31、，在施工时必须给予足够的重视。132.5.1.3所用土、砂、石料场的选定本工程所需土、砂、石料可由坝址上、下游的富家沟、孙家沟、老虎沟及宛家沟等料场提供，运输较为方便。2.5.1.4围堰的闭气施工措施合龙之后，龙口部位的戗堤虽然已高出水面，但是仍有一部分河水穿过戗堤孔隙下泄，因为必须进行闭气工作，才能堵死渗透通道。闭气施工，一般采用反滤层的铺设方法。首先在戗堤迎水坡抛填碎石，然后在碎石层上面抛填砂、粘土或砂壤土，直到基本堵死渗透为止。抛填各种填料时，尽量使各层铺料稳定、均匀，这是闭气成功的关键。2.5.1.5围堰拆除措施围堰的拆除工作，一般是在运用期的最后一个汛期过后，随着上游水位的不断下降，32、逐层拆除围堰背水坡和水上部分。在拆除的过程中，必须使围堰的残留面能够继续挡水，并维持稳定，以免发生事故使基坑过早淹没，影响施工。一般的土石围堰的拆除可用挖土机开挖、爆破开挖或人工开挖。围堰的最后拆除工作通常是在枯水期进行的，最后残留部分的拆除多用爆破法炸开一个缺口，然后逐渐将缺口拓宽，直到完全拆除为止。2.5.2隧洞的施工2.5.2.1隧洞开挖隧洞开挖采用钻爆开挖法中的正台阶法，即把隧洞断面分成 2 个台阶，自上而下依次开挖。上部断面钻爆布孔与全断面法基本相同，下部台阶的钻爆因有两个临空面，爆破效果较好。因隧洞断面尺寸较大，其下部台阶开挖可以采用露天深孔梯段爆破方法，以提高效率。爆破后的石渣，33、利用装岩机铲渣，装入梭式矿车，然后由牵引机车托运矿车至弃渣料场自动卸料。2.5.2.2隧洞衬砌本设计中隧洞洞轴线较长，由于结构设计要求和施工能力限制，在衬砌施工时，一般沿洞轴线方向分段进行施工。同时，在横断面上，须分块进行混凝土浇筑，即分封分块。隧洞衬砌分块施工时，接缝一般设在衬砌结构的转折点附近，或结构内力较小的部位。14隧洞衬砌的混凝土浇筑采用架立模板的方式。混凝土浇筑完毕后将拱顶未充满混凝土的空隙和预留的进出窗孔予以封堵。封拱的方法通常采用封拱盒封拱和混凝土泵封拱。2.6其它措施说明2.6.1度汛、过冰措施本设计中的围堰采用不过水围堰，要求其拦断全年洪水，保证主体工程全年施工。因此，在截34、流以后，就必须在下一个汛期来临之前将围堰修筑到设计高程，即拦洪高程，并靠围堰度汛。在施工后期，导流隧洞封堵之后，则需要大坝起拦洪度汛的作用。本设计中的河道有冰情，因此在施工期间特别是冬季，必须考虑到排冰措施。为了减少隧洞排冰时可能出现的冰塞现象和冰块在围堰上堆积的可能性，必须考虑采取一些能够保证减少冰块厚度和强度的措施以促使冰块被破碎成便于潜入孔口中的小冰块。2.6.2封堵蓄水当主体工程完建或基本完建时，只有将临时导流建筑物封堵，才能及时蓄水，按期受益。2.6.2.1封堵日期和设计流量封堵日期与初期蓄水计划有关，封堵日期由计算出来的蓄水历时而定，但临时性导流孔洞的封堵一般均在枯水期进行。如果求35、得的封堵日期在洪水期，则应进一步研究洪水期封堵的可能性和合理性。一般来说，因洪水封堵非常困难，并且技术复杂，多改变为枯水期封堵，相应调整坝体施工进度。由初期蓄水计算可知，本设计导流隧洞封堵选在 4 月 1 日。封堵设计流量，一般可选为封堵期 10 年或 20 年一遇月或旬平均流量，也可根据实测水文资料分析而定。本设计中，选用 10%的月平均流量，即 458m3/s。2.6.2.2封堵方式及措施目前国内外常用的封堵方式是首先下闸封孔，然后浇筑混凝土塞封堵。下闸封堵常用的封堵闸门采用钢筋混凝土整体闸门，用同步卷扬机沉放。这种方式断15流快、水封好、方便可靠，特别是在库水位上升较快的工程中被广泛应用36、。浇筑混凝土塞导流隧洞只需浇筑一定长度的混凝土塞，足以起永久挡水的作用即可。常用的混凝土塞为楔形。为了保证混凝土塞与洞壁之间有足够的剪力，通常采用键槽结合，同时因为本设计中隧洞断面尺寸较大，为了防止混凝土塞因体积过大而产生温度裂缝，应分段浇筑。同时还应该设置冰却水管降温，待混凝土塞达到稳定温度后，在进行接缝灌浆。混凝土塞的最小长度，由极限平衡条件求出。通过计算取混凝土塞长度为 32m。2.6.2.3初期蓄水计算初期蓄水计算是指临时性导流隧洞封堵后至水库开始发挥效益为止的阶段。所谓水库开始发挥效益，一般指达到发电或灌溉所要求的最低水位。初期蓄水计算的主要内容为：蓄水历时计算，据此确定临时泄水建筑37、物的最迟封堵日期；校核库水位上升过程中大坝施工的安全性，据此拟定大坝浇筑的控制性进度计划和坝体接缝灌浆过程。对于初期历时计算，应按保证率较大的来水量考虑，一般采用频率为 80%90%的来流量。安全校核，则应按拦洪库容和有关规定选用几率较小的来流量，通常选用 5%。最迟封堵日期：本设计按 85的来流量推求，从规定发电日期 7 月 1 日，最低发电水位 500m向前推求。到 7 月 1 日时，水库水位达 500m，对应库容 19.5 亿 m3；6 月份全月可蓄水：V=（406-100）30243600=7.93 亿 m3（其中 100 m3/s为封堵期下游供水要求）；5 月份全月可蓄水：V=（3538、4-100）31243600=6.58 亿 m3；所以，到 5 月 1 日，库容须达到：V=19.5-7.93-6.58=4.99 亿 m3；4 月份蓄水天数：84.99 1025332 10024 3600VTQ天。故，推算得到最迟封堵日期为 4 月 6 日。162.6.3基坑排水基坑排水工作，在整个工程的施工组织中是一项很重要的工作。基坑排水时间及性质，一般可分为：基坑开挖前的初期排水；基坑开挖及建筑物施工过程中的经常性排水。2.6.3.1初期排水初期排水主要包括基坑积水，围堰及基坑渗水两大部分。基坑积水的排水时间主要受基坑水位下降速度的限制。基坑水位的允许下降速度受围堰种类、地基特性和基39、坑内水深而定。水位下降太快，则围堰或基坑边坡中动水压力变化过大，容易引起坍坡；下降太慢，则影响基坑开挖时间。一般认为，土围堰的基坑水位下降速度应限制在 0.51.5m/d 以内。排水设备一般常用离心式水泵。为运转方便，应选择容量不同的水泵，以便于组合运用。确定排水设备容量后，要妥善地布置水泵站，以免水泵站布置不当，降低排水效果，甚至水泵运转时间不长又被迫转移，造成人力、物力和时间上的浪费。一般初期排水可采用固定式和浮动式的水泵站。本设计中水深超过 6m，考虑采用浮动式水泵站。2.6.3.2经常性排水基坑内积水排干后，紧接着就要进行经常性排水。经常性排水设计中，除了正确估算排水量和选择排水设备外40、，还必须进行周密的排水系统布置。经常性排水的排水量，主要包括围堰和基坑渗水、降雨、地基岩石冲洗及混凝土养护废水等。设计中一般考虑两种不同的组合，从中选取较大者，以选择排水设备。一种组合为渗水加降雨，另一种组合为渗水加施工废水。排水系统的布置通常应考虑两种不同的情况。一种是基坑开挖过程中的排水系统布置；另一种是基坑开挖完成后修建建筑物时的排水系统布置。在进行布置时，最好能兼顾这两种情况，并且使排水设备尽可能不影响施工。基坑开挖过程中的排水系统布置，应以不妨碍开挖和运输为原则，一般将排水干沟布置在基坑中部，以有利于两侧出土；建筑物施工时的排水系统布置，通常在基坑四周，排水沟应布置在建筑物轮廓线外侧41、，其距离基坑边坡坡脚不少于 0.30.5m。17第 3 章 混凝土施工组织设计3.1施工条件分析3.1.1气象资料分析3.1.1.1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 所示。表 3.1坝区 19531988 年气温（）特征3.1.1.2降水本地区雨量稀少，年平均降水量为 330.1 毫米，最大达 471.9 毫米，其中 6070集中在 79 月，最大日降雨量为 71.8 毫米。最长一次降水延续时间 4 昼，最大一次降雨量为 21 毫米。暴雨42、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 20 毫米，积雪最大厚度为 6 厘米，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17.513.8-18.3-23.1-6.5214.917.5-15.4-22.1-1.6322.526.9-7.9-16.35.5428.433.2-2.9-8.412.0532.735.53.20.117.4634.236.58.52.921.0735.939.111.79.322.9834.438.310.65.421.5929.131.95.30.516.41023.628.0-2.5-6.610.11117.421.6-10.4-15.43、31.8127.610.9-15.7-21.6-5.3年平均9.618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 1 米。本地区降水统计资料如表 2 和表 3。表 3.2坝区 19521988 年各月降水量（毫米）月份项目123456平均1.32.97.913.932.538.3最大16.99.023.427.763.8103.2最小0700.32.15.0月份项目789101112全年平均62.389.856.619.03.92.0330.5最大126.7218.4108.950.613.69.1471.9最小18.633.212.20.544、00210.819表 3.3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）1234565mm以下最多657131820最少12461112平均4.32.35.78.715175mm以下最多000023最少000011平均000011.710mm以上最多000001最少000001平均000000.320mm以上最多000000最少000000平均000000降水量月份（天数）全年（天数）7891011125mm以下最多1617118515112最少612951393平均12149.772.76104.35mm以下最多45520016最少2311007平均3421.7045、012.310mm以上最多1421006最少1210001平均0.7210.3004.320mm以上最多1110002最少000.70001平均0.30.30.70001.7203.1.1.3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1.45 米秒，最小为 0.95 米秒。春季流冰多为坚硬冰块，冰厚一般为 0.2 米，最厚可达 1 米。流冰期一般无过大冰块下泄。3.1.1.4风向及风速本地区春季多风，最大风速为 17 米秒，风向多为东北向。3.1.1.5混凝土浇筑受气候影响停46、工参考水利水电工程施工组织设计规范（SL3032004）：1）日降雨量大于 20mm（施工机械化程度较高工程）时，若无防雨措施，宜停工。2）月平均气温高于 25时，若温度控制措施费用过高，可考虑白班停工。3）当日平均气温低于-10时，应停止露天混凝土浇筑；当日平均气温低于-20或最低气温低于-30时，宜停工。4）大风风速在六级以上宜考虑停工。5）能见度小于 100m 时应停工。对于松涛水利枢纽工程，其降雨量大于 20mm 的天数平均为 1.7 天，对工期影响不大，可以忽略。温度影响时，高温应注意降温，并尽可能选择在晚上浇筑混凝土，低温时注意保暖，温度过低时宜停工。3.1.2导流条件分析松涛水利47、枢纽工程的导流方式为挡全年洪水的全段围堰导流方式，洪水对混凝土的浇筑没有影响，全年均可以施工。3.1.3工程规模松涛水利枢纽工程河床坝段混凝土量为 74.3 万 m3，右岸坝段混凝土量为11.8 万 m3，溢洪道混凝土量为 15 万 m3，坝后厂房混凝土量 4.8 万 m3，总计 105.9万 m3。初步估算得砂石原料开采量为 315.7 万 t，选定料场为明坝四级阶地。参考同坝型的施工进度资料，由坝体混凝土月平均浇筑强度参考值，坝体混21凝土总量为 105.9 万 m3，取月均浇筑强度为 3.6 万 m3。不均衡系数在 1.52.0之间，取 1.7，则最高月浇筑强度为 6.12 万 m3。348、.1.4混凝土材料需求量通过计算得细骨料砂的净需求量为 50 万 t，粗骨料为 177.1 万 t，其中 520mm 粒径卵石为 45.2 万 t，2040mm 粒径卵石为 49 万 t，4080mm 粒径卵石为 49.1 万 t，80150mm 粒径卵石为 37.6 万 t。总量为 227.1 万 t。以各级粒径骨料的需求量推求开采天然骨料的总量 Qi如下：表 3.4以各粒径骨料推求开采天然骨料量表项目粒径（mm）0.2MPa）冲洗。3.2.3.2骨料加工厂的选择骨料加工厂选择在坝体右岸下游 500m 处，在河道和溢洪道之间。3.2.3.3 筛洗设备的选用筛分和冲洗的工作制度选用月工作日数 49、25 天，日工作班数 2 班的制度，其月工作小时数为 350h。筛分设备的类型应与筛分骨料所需的处理能力、筛分效率、使用工况及设备的配置要求相适宜。圆振动筛为鞍山矿山机械厂引进美国 R.S 公式技术制造的新产品。它具有结构先进，振动噪音小、筛箱坚固耐用、易于维修等特点，在国内用它广泛替代了其他类型的振动筛。通过筛分能力计算，考虑到设备的备用，初筛选用 2YA1236 型圆振动筛，筛孔尺寸为 80mm 和 40mm，工作面积为 4.3m2，选用 2 套，复筛选用 2YAH1536型圆振动筛，筛孔尺寸为 20mm 和 5mm，工作面积为 5.4m2，选用 2 套。3.2.4骨料的堆存为了适应混凝土50、生产的不均衡性，以及调节生产，可利用堆料场储备一定数量的骨料，以解决骨料的供求矛盾。3.2.4.1骨料堆存的方式砂石毛料经过自卸汽车运输后直接进行超径处理，中间设汽车受料仓，半成品料经过振动给料机，落入皮带机，经皮带机运输到半成品堆料场。堆料方式采用带式输送机栈桥堆料。堆料场容积为 2273m3，堆高在 13m 左右。堆料场下要设置地弄，方便采用地弄带式输送机取料。经过筛分后的成品，通过皮带机运输的堆料场，堆料方式采用平行移动单臂堆料机堆料，堆料场总容积为 27845m3，分五个场地分别堆各级骨料，各场地之间设隔墙。堆料场下设置地弄，便于取料。3.2.4.2骨料堆存的质量要求防止跌碎和分离是骨51、料堆存质量控制的首要任务。为此应控制卸料的跌落高度，避免堆料过高。堆料时应分层堆料，逐层上升，或采用动臂堆料机，使卸料跌落保持在 3m 以内。跌落过大时，应辅以梯式或螺旋式缓降器卸料。26在进入拌合机前，砂料的含水量应控制在 5%以内，但又需要保持一定的湿度。堆存中应防止骨料的混级，堆料场内还应设排污和排水系统，以保持骨料的洁净。3.3混凝土拌和系统3.3.1混凝土生产系统布置水利水电工程，一般都具有混凝土工程量大、要求浇筑速度快、施工强度高且质量要求严的特点。要生产大量品质优良的混凝土闷酒必须采用高度机械化、自动化的设备完成。混凝土生产系统能否按时、按量、高速、优质地向大坝输送混凝土，对保证52、工程顺利实施具有决定性意义。因此，在工程的施工组织设计阶段和工程实施阶段都必须进行规划，并且根据不同施工期主客观条件的变化进行相应的调整，以求充分满足施工的需要和取得整体上的最大经济效益。混凝土拌和楼（站）是一种生产混凝土的大型机械设备，中小型工程、分散工程通常设置拌合站，而对于用料集中的大、中型工程，则多设置拌和楼，本工程选用拌和楼。混凝土生产系统布置使应注意：拌和楼应尽量靠近浇筑地点，并满足防爆安全距离的要求；拌和楼应充分利用地形，减少工程量；其主要建筑物的基础应稳固，承载力满足要求；在使用期内应避免中途搬迁，不与永久建筑物干扰，与变电、输电设施保持足够的安全距离。本工程混凝土生产系统规划53、布置在骨料加工厂旁边，这样可以与骨料加工厂共用堆料场。同时距坝体在 300m，这样便于混凝土拌和楼接受各种材料和混凝土运输。3.3.2混凝土拌和系统生产能力设计混凝土生产能力的直接依据是混凝土浇筑高峰期的月平均浇筑强度同时期浇筑混凝土块体的数量和尺寸以及浇筑地点的集中程度；间接依据包括自然条件，工程结构特点，施工队伍的技术和管理水平。根据上述依据设计的混凝土生产能力，在满足浇筑强度要求的情况下，还应27有一定的的富裕，以备对其它因素考虑不同所带来的影响。本工程混凝土拌和系统的基本生产能力，用满足浇筑强度而选择配置混凝土拌和设备的总生产能力。通过计算得到混凝土拌和系统小时生产能力为 Qh=17154、.4m3/h。据此选用拌和楼为 HL180-3F3000，其理论生产率为 180m3/h，拌和楼座数为 1 座。混凝土拌和物应严格控制其质量，当出现下列情况之一者，按不合格料处理：1）错用配料单已无法补救，不能满足质量要求；2）混凝土配料时，任意一种材料计量失控或漏配，不符合质量要求；3）拌和不均匀或夹带生料；4）出机口混凝土塌落度超过最大允许值。3.4坝体混凝土的分缝与分块3.4.1分缝分块的尺寸3.4.1.1分缝的原则坝体的分缝分块，一般是根据坝高、坝型、结构要求、施工条件、环境温度等因素进行布置。1）在满足温度控制要求的条件下宜少分缝，或采用通仓浇筑不分缝。2）分缝位置应结合建筑物布置的55、结构要求，使施工缝和结构缝相协调，分块应尽量均匀。3）分块尺寸应与施工设备相适应，结合设备的生产能力和工作范围，确定分块大小。3.4.1.2分缝的形式及尺寸由于多种条件的限制，不可能将整个坝体连续不断地一次浇筑完毕，因而需要采取分缝分块的方式，将坝体划分成许多浇筑块进行混凝土浇筑。水工混凝土建筑物采用柱状法施工，用“横缝”和“纵缝”将坝体分为若干坝段和坝块。1）横缝。横缝垂直于坝轴线设置，将坝体分为若干个坝段。横缝一般是自地基垂直贯穿至坝顶，在上，下游坝面附近设置止水系统。横缝间距一般为 1220m，主要取决于地基特性、河谷地形、温度变化、结构布置和浇筑能力等，这里取横缝间距为 20m。重力坝56、的横缝一般与伸缩沉陷缝结合，是不需要接缝灌浆处理的结构28缝，又称为永久缝。不灌浆的横缝，接缝之间通常采用沥青杉板、泡沫塑料板或沥青填充。2）纵缝。为了适应混凝土浇筑能力和减小施工期的温度应力，常用平行于坝轴线方向的纵缝把一个坝段分成几块浇筑，待坝体温度降低到稳定温度后再进行接缝灌浆，使坝段连成整体。纵缝按其布置型式可分为垂直纵缝、错缝和斜缝。也有的坝在特定情况下通仓浇筑，不设纵缝。这里选择垂直纵缝。考虑到混凝土的初凝及接缝灌浆要求，经过计算，取纵缝间距为 26m。为了使缝面能够传递剪力，缝面上常设置键槽，键槽一般为三角形，键槽的短边和长边分别大致与第一和第二主应力方向正交。待坝体温度下降到接57、近稳定温度时，进行纵缝灌浆，使坝体连成整体。为了便于键槽模板安装并使先浇块拆模后不形成易于受损的突出尖角，三角形键槽模板总是安装在先浇块的铅直模板内侧面上，直角的对边是铅直的。为了使键槽槽面与主应力垂直，若上游块先浇，则应使键槽直角的短边在上、长边在下。反之，下游块先浇，则应长边在上、短边在下。施工中应注意这种键槽长短边随浇筑顺序而变化的关系。当坝体根据纵缝和横缝按柱状块进行浇筑时，随着浇筑层面上升，坝体上部断面尺寸亦逐层减少。同时，离开被约束的基岩越高，约束作用随之越小，所以纵缝无需上升到坝顶的顶面，可以达到适当高度后，使纵缝中断。纵缝中断点的处理方式有两种：中断断点与廊道底面相连；断点外用58、钢筋加固。为了防止上游面形成集中的渗水通道，纵缝不能穿过上游坡。另外，为了避免坝块边角呈锐角，防止应力集中，防止施工中意外的撞击伤害，纵缝也不宜直达下游坡，应在离下游坡 1.5m 处与坝下游坡正交。坝体内的压力钢管处于倾斜位置时，是与纵缝斜交的，这对应力分布造成不利情况。补救办法是在相交处，把纵缝在钢管附近中断，插入一小段折线纵缝，使其在跨国钢管处仍是正交，使管周应力条件良好。如压力钢管是水平布置的，是正交地穿过纵缝，则不必处理。在施工中由于各种原因常出现相邻块高差。混凝土浇筑后会发生冷却收缩和压缩沉降导致的变形。如果相邻块高差过大将使相邻块之间出现较大的变形差，使得键槽的突缘及上斜边拉开，下59、斜边挤压。键槽面挤压可能引起两种恶果：一是接缝灌浆是浆路不通，影响灌浆质量；二是键槽被剪断。所以，相邻块高差要29作适当控制。上游块先浇形成的高差称为正高差，一般按 1012m 控制。下游块先浇形成的高差称为反高差，从严控制为 56m。3.4.1.3浇筑块厚度水工大体积混凝土浇筑层厚度的确定，主要是与温度控制因素有关，在温控要求允许的范围内，可以结合模板形式、立模方式、结构特征、混凝土入仓能力等因素作适当调整。根据国内实验结果，当浇筑层高超过 4.5m 时，坝体内部混凝土便处于绝热状态，逾此层高则内部热量无法散发，容易引起混凝土块体开裂。另外，当坝体按柱状块轮流浇筑时，坝内块体见的高差过大，则60、会引起坝基的不均匀沉降，对施工也有不良影响。而高度差过小，则不利于混凝土内热量的散发，故浇筑块厚与相邻块体间的高差也有规定。根据国内经验及相关规定，基础部位浇筑块厚度取为 1.5m，脱离约束区部位浇筑块厚度取为 2.5m。3.4.2浇筑日程进度计划松涛水利枢纽系在山区峡谷地带施工。因此，混凝土施工主要集中在河槽主坝段，这不仅是因为河槽坝段工作面狭窄，施工干扰大，而且还考虑到河槽坝段混凝土放量加上坝后厂房混凝土方量多，占全部混凝土工程量的比例也越高。故研究混凝土施工特性时基本以河槽坝段为准，分初、中、后三期进行论证。坝体混凝土浇筑进度计划曲线如下：图 3.4坝体混凝土浇筑进度计划曲线30混凝土浇61、筑施工特性表如下表所示：表 3.5坝体混凝土施工进度计划表阶段混凝土浇筑高程（m）时间（月）上升速度（m/月）浇筑混凝土方量（万m3）平均月浇筑强度（m3/月）浇筑方量所占百分率（%）初期3954030242.61.311.4403421264.57.21.8中期421441610510.42.666.544148610167.5305.048651616225.016.82.8后期51653822274.4122.422.153855227313.57.01.4根据国内外的工程实例，在安排混凝土浇筑时，浇筑强度开始时都低于平均月浇筑强度，以后逐渐升高，最高月浇筑强度多出现于混凝土浇筑的中期。62、故将坝后厂房、溢洪道等留在大坝施工中后期平行施工。上表只列出来坝段的浇筑进度计划，没有计入其他方量。3.4.3混凝土通水冷却3.4.3.1 埋设冷却水管的目的在混凝土浇筑中通常都会预埋蛇形冷却水管，通循环冷水进行降温冷却。其目的为：（1）削减混凝土浇筑块初期水化热温升，降低越冬期间混凝土内部温度，以利于控制混凝土最高温度和基础温差，减小内外温差。（2）将设有接缝、宽槽的坝体冷却到灌浆温度或封闭温度。（3）改变坝体施工期温度分布状况。3.4.3.2 冷却水管的布置原则（1）平面布置。冷却水管大多用直径 2.5cm 的黑铁管或钢管，在浇筑混凝土时埋入坝内。为了便于施工，水管通常埋设在每一个浇筑分层63、面上，也可根据需要埋设在浇筑层内。水管垂直间距一般为 1.53.0m，水平间距一般也为 1.53.0m。31（2）单根水管长度。一般控制在 200300m 左右冷却效果较好。仓面较大时，可用几根长度相近的水管，以使混凝土冷却速度较均匀。（3）水管进出口位置。一般集中布置在坝外、廊道或竖井中，间距 1m 左右。水管管口应编号，且管口应妥当保护，以防堵塞。3.4.3.3 水管布置方式本工程设计的浇筑块尺寸为 20m26m，水管选用直径为 2.5cm 的钢管，水管埋设在每一个浇筑分层面上。水管垂直间距取为浇筑层厚，水平间距取为 2m，每根管长 240m。埋管布置如图 3.5。图 3.5冷却水管的布置64、（单位：m）3.4.3.4 水管通谁冷却一般要求（1）初期冷却用水一般采用 68制冷水，也可采用河水，但削减水化热温升效果较差，冷却持续时间一般 1015d。（2）冷却水的温度应按混凝土的温度适时变更以加快冷却速度。冷却水管内的冷却水流向需 12d 变换一次，使混凝土冷却均匀。（3）中期通水一般采用河水，后期通水冷却水温可根据坝体接缝灌浆时间及坝体接缝灌浆温度等确定。通水时间较短及坝体接缝灌浆温度较低是可采用冷32却水；通水时间较长及坝体接缝灌浆温度较高是可采用河水。冷却水温与混凝土温度之差宜控制在 2025，通水降温速度不宜大于 1/d。（4）冷却水应为含泥砂量很少的清水，其流量、流速应保证65、在管内形成紊流。直径为 2.5cm 左右的水管，流速以 1825L/min 左右为宜。（5）为充分掌握混凝土冷却降温情况，浇筑块内应埋设适量的温度计，也可有计划地利用冷却水管进行闷水测温，闷温时间一般 57d，软冷却水管适当延长。3.4.4接缝灌浆采用常规混凝土的坝一般均分成若干坝段并将各段再分为若干柱状块分别浇筑，由此形成的纵横缝视结构要求，在坝体上升至一定高度和承受水压荷载前需要将纵缝或横缝用水泥浆液充填胶结，以形成整体。接缝灌浆的质量好坏，关系到大坝的安全，是混凝土坝施工的重要组成部分，应给予充分的重视。由于接缝灌浆施工属于隐蔽工程，在施工过程中，必须严格控制每一道工序的质量。3.4.466、.1 灌浆系统布置原则（1）浆液应能自下均匀地灌注到整个灌区缝面。（2）灌浆管路出浆设施和缝面应畅通。（3）灌浆管路应顺直，少设弯头。（4）同一灌区的进、回浆管和排气管管口应尽量集中布置，并应有明显的管口标志以示区别。（5）所有的管路和出浆设施要便于施工。3.4.4.2 灌浆系统从出浆方式来看，灌浆系统可以分为在支管上预埋出浆盒（槽）的点出浆方式、拔管形成管孔的线出浆方式及底部出浆槽的面出浆方式三类。结合各类出浆方式的优缺点，本工程选择采用拔管形式的线出浆系统。纵横缝灌浆系统除进、回浆管路和排气管仍使用预埋钢管或硬塑料管，以及引出坝体外的明管部分需用钢管外，都采用软塑料拔管形成骑缝的管孔来替代67、升浆管、支管（配浆管）、出浆盒及排气槽。这种线出浆灌浆系统不仅施工简便，节省劳动力，而且有利于提高灌浆系统的畅通率，提高接缝灌浆质量，还可以节约大量的钢材，降低成本，技术较为成熟。其典型布置如图 3.6。331止浆片；2排气槽；3排气管；4进浆管；5回浆管；6三角形键槽；7支管图 3.6纵缝三角形键槽拔管典型布置3.5混凝土运输、浇筑方案3.5.1混凝土运输混凝土运输是连接拌和与浇筑的中间环节。运输过程包括水平和垂直运输，其设备应配合协调；在运输过程中要求混凝土不初凝、不分离、不漏浆、无严重泌水、无过大的温度变化，能够保证混凝土入仓温度的要求。从混凝土出机到浇筑仓前，主要完成水平运输，从浇筑仓68、前至仓里主要完成垂直运输。3.5.1.1技术要求1）尽量缩短运输时间和减少倒运次数。2）运输过程中应保持混凝土的均匀性及和易性。3）4 应在允许的时间内将混凝土运到浇筑仓内，并保证已浇筑混凝土初凝以前被新入仓的混凝土所覆盖。4）混凝土运输能力，应与混凝土拌和、仓面状况、平仓振捣设备能力相适应。5）混凝土运输设备的生产能力，应满足施工进度计划规定的不同施工时段34和不同施工部位浇筑强度的要求。6）混凝土运输工具，必要时应设有遮盖和保温措施。7）在同时运输两种以上标号混凝土时，应在运输设备上设置明显标志。8）混凝土的自由下落高度不宜大于 1.5m；当超过 1.5m 是应采取缓降措施。3.5.1.269、混凝土水平运输通常混凝土的水平运输有有轨运输和无轨运输两种。对于有轨运输，一般用轨距 762mm 或 1000mm 的窄轨机车托运平台车完成，平台车上除放 34 个盛料的混凝土罐外，还应留出一个放空罐的位置，以便卸料后起吊设备可以放置空罐。有轨运输的特点如下：1)需要专用运输线路，运行速度快，运输能力大，适合混凝土工程量较大的工程。2)使用混凝土立罐运输混凝土，对混凝土和易性影响小，较少温度回升。3）较汽车运输能源消耗少，运行陈本低。4）铁路线路的转弯半径和线路坡度对地形、地貌的要求较高。5）铁路线路中的交叉、道口、停车线、回车线、冲洗设施、加油设施的布置复杂；运行、调度要求高；系统建设周期长70、，在工程初期需配合辅助运输手段。对于无轨运输，即用汽车运输，有改装混凝土自卸汽车、汽车载运混凝土立罐、专用混凝土运输车等多种形式。无轨运输的特点如下：1）无轨运输混凝土机动灵活，能和大多数起吊设备和其他入仓设备配套使用。2）能充分利用现有的土石方施工道路和场内交通道路。3）无轨运输混凝土存在能源消耗大、运输成本较高的确定。综合两种方案的特点，大量混凝土的水平运输以有轨机车拖运装载料罐的平台车更为普遍，同时地形较开阔，可铺设环形线路，因此选用窄轨运输的方式。考虑的混凝土拌和系统生产能力及垂直运输的需要，料罐选用 6m3的料罐，平台车选用“三重一轻”的编组，选用 6 辆平台车。3.5.1.3混凝土71、垂直运输混凝土垂直运输主要采用各种起重机械，主要的起重机械有缆机、门塔机、履带式起重机等。缆机是一种以柔性钢索作为大跨距支承构件，兼有垂直运输和水平运输功能35的特种起重机械。缆机在水利水电工程混凝土大坝施工中常被用作主要的施工设备。其特点如下：1）设备布置在坝体之外的岸坡上，与主体工程之间无干扰；可提前安装、投产，及早形成生产能力；一次安装可连续浇筑至坝顶高程。2）控制范围大，运行效率高。3）工程初期还可用缆机作为两岸间交通的手段。4）缆机轨道基础的开挖和混凝土浇筑工程量一般都比较大，准备工作困难较多。5）缆机是一种比较复杂的专用设备，其设计、制造、安装、调试所需周期较长。6）缆机造价昂贵，72、缆机起重索和牵引索的使用寿命较短。门塔机的特点如下：1）门塔机运行灵活方便，吊罐入仓对应准确，生产效率比较稳定。2）门塔机的起重高度和工作半径有限，在高坝施工中，需搭设栈桥。3）受导流方式影响较大，运行过程中药受到汛期洪水的威胁。综合各方案的特点，并考虑到河床坝段为高山峡谷地区，因而在浇筑河床坝段时选用缆机浇筑入仓。考虑到坝体为重力坝，选用平移式缆机，其覆盖面为一矩形。结合平台车的水平运输并考虑施工高峰期的浇筑强度，缆机承载力为 20t，缆机台数选用 2 台，他们布置在同一轨道上。对于右岸坝段及溢洪道可以选择用塔机作为起重机械。3.5.2混凝土浇筑方案3.5.2.1混凝土浇筑过程混凝土浇筑包括73、四个环节：浇筑仓面的准备工作，混凝土入仓铺料，平仓振捣，混凝土养护。任何一个环节的施工好坏，都将对工程质量具有直接影响。1）浇筑仓面的准备工作浇筑仓面的准备工作包括：基础面处理，施工缝处理，立摸及架设钢筋等。在基础岩面上浇筑混凝土时，必须首先对岩面松动、软弱、尖角和反坡面部分进行彻底清除，然后对油污、泥土、杂物等用高压水和压风冲洗洁净，以保证岩面和混凝土结合紧密。在老混凝土表面浇筑新混凝土时，必须把老混凝土表面的软36弱乳皮清除干净，形成石子半露而不松动的清洁糙面，以利于新老混凝土的紧密结合。这就是通常说的施工缝处理。在开始浇筑混凝土之前，除必须将施工缝处理留下的石渣、灰尘和积水等，用风水枪冲74、洗干净外，还应对模板、钢筋及预埋件的安设进行检查，使其规格、数量、尺寸、位置与稳固程度满足要求，还需对所用机具设备、劳动组合、风水电供应以及照明进行检查，使之完全安排就绪。2）混凝土入仓铺料混凝土入仓后的铺料方式，通常是采用平层铺筑法，即沿仓面的长边方向由一端铺向另一端，铺料层厚与振动设备性能、混凝土稠度、来料强度和气温高低有关。但都以不生产冷锋、容易振捣密实、浇筑迅速为原则，本工程铺料层厚度取为 50cm。平铺法有利于保持老混凝土面的清洁，利用铺砂浆和接缝混凝土，利于新老混凝土之间的结合质量，便于使用平仓、振捣机械。铺料的接头明显，层次分明，混凝土便于振捣，不宜漏振。但入仓强度要求较高，尤其75、在高温季节施工时，为不超过允许间隔时间，必须加快混凝土入仓的速度。3）平仓与振捣平仓是将卸在仓内成堆的混凝土，均匀铺平到要求的厚度。平仓不好会造成骨料架空、混凝土离析泌水、漏振和冷缝等事故。大型工程的平仓方式常采用推土机平仓，为了减轻平仓工作量和劳动强度，应尽量使卸料位置和料堆大小适当。振捣是影响混凝土浇筑质量的关键作业，常用的振捣器是插入式振捣器，本工程仓面施工时采用平仓振捣机。保证振捣质量在于：首先是防止漏振，同时振捣器在仓面按一定顺序和间距逐点振捣，并应插入下层混凝土约 5cm 深；其次，每点上振捣时间以 1525 秒为宜。振捣时间过长或过短，都会影响质量。应使用振捣器将混凝土捣实至可能76、的最大密实度，每一位置的振捣时间以混凝土不再显著下沉、不出现气泡并开始泛浆时为准。同时应避免振捣过度。对仓内大面积混凝土部位应使用平仓机平仓、振捣机振捣，辅以手持插入式振捣器。对于宽度不足 2m 部位采用手持式振捣器振捣。钢筋密集的板梁结构用软管振捣器振捣。振捣器无法作业部位辅以人工捣实。振捣作业应严格按水工混凝土施工规范（DL/T5144-2001）的有关规定执行。振捣器距模板的垂直距离不应小于振捣器有效半径的 1/2，并不得触动钢筋、止水及预埋件。浇筑的第一坯混凝土以及在两罐混凝土卸料后的接触处应加强振捣。37仓面平仓和振捣作业必须与浇筑机械的入仓能力相匹配，平仓振捣机生产率必须满足浇筑机77、械的浇筑混凝土强度要求，仓面振捣应按顺序进行，以免造成漏振。尤其对于钢筋较密集部位应采取有效措施加强平仓振捣，防止漏振。4）混凝土的养护混凝土浇筑完毕后，在一定时间内应保持适当的温度和足够的湿度，造成混凝土良好的硬化条件，这就是混凝土养护工作，养护是保证浇后混凝土强度增长，不发生干裂的重要措施。水工混凝土施工规范（DL/T51442001）中规定：“塑性混凝土应在浇筑完毕后 618h 内开始洒水养护，低塑性混凝土宜在浇筑完毕后立即喷雾养护，并及早开始洒水养护。”“混凝土应连续养护，养护期内始终使混凝土表面保持湿润。”对于冬夏季施工，还应制定特殊的养护措施。3.5.2.2混凝土浇筑要求1）混凝土78、浇筑根据建筑物类型应分别满足水工混凝土施工规范（DL/T51442001）及国家颁布的其它混凝土施工规范中的有关规定。所有混凝土的浇筑方法及设备都必须得到监理人批准后方可使用。在气候不适宜或无法正常进行浇筑作业时，不应进行混凝土施工。混凝土在浇筑过程中直到硬化之前，其表面不应有流水。2）混凝土建筑物的基础必须验收合格方可进行混凝土浇筑的准备工作。基岩上的杂物、泥土及松动岩石、有害淤泥、松散软弱夹层等均应清除。在混凝土浇筑之前，表面应用高压水或其他方法进行彻底清洗，并排净积水。基岩的渗水应采取妥当引排措施。3）基岩面和老混凝土上的浇筑仓，第一坯混凝土应采用二级配混凝土或三级配富浆混凝土（适当加大79、砂率）或铺砂浆作为接触层，铺设工艺必须保证新浇混凝土能与基岩或老混凝土结合良好。4）混凝土浇筑应保持连续性，如因故中止且超过允许间歇时间（自出料至覆盖上坯混凝土为止），则应按工作缝处理。若能重塑者，仍可继续浇筑混凝土。混凝土浇筑的允许间歇时间通过试验确定。5）混凝土不得在大、中雨中浇筑，在小雨中浇筑应搭设防雨棚，未抹面或刚抹面的混凝土可用塑料布覆盖防雨，严防雨水流入新浇混凝土内。6）混凝土浇筑作业应分层进行。在竖井、廊道、止水片等周边浇筑混凝土时，应使混凝土均匀上升，浇筑过程中要采取有效措施使止水片保持施工详图中38的位置及形状。在倾斜面上浇筑混凝土时，应从低处开始浇筑，浇筑面应保持水平。浇筑80、振捣层厚度应根据拌和能力、运输距离、浇筑速度、气温及振捣器的性能等因素确定。浇入仓内的混凝土应随浇随平仓，不得堆积。仓内若有粗骨料堆积时，应将堆积的骨料均匀散铺至砂浆较多处，但不得用水泥砂浆覆盖，以免造成内部蜂窝。7）不合格的混凝土料严禁入仓。拌制好的混凝土不得重新拌和。凡已变硬而不能保证正常浇筑作业的混凝土必须清除废弃。浇筑混凝土时，严禁在仓内加水。混凝土浇筑期间，如果表面泌水较多，应及时清除，并研究减少泌水的措施，严禁在模板上开孔赶水，带走灰浆。3.6施工总进度3.6.1施工总进度计划3.6.1.1施工总工期安排工程于第二年 10 月初前完成导流洞衬砌及坝肩开挖施工，第二年 10 月中旬工81、程截流，大坝上下游围堰开始填筑；第三年 4 月初，开始河床坝段混凝土浇筑；第五年 7 月 1 日，第一台机组开始发电；第六年 5 月底，工程完工。总工期 62个月。3.6.1.2施工控制性进度控制性施工进度安排如下：第一年 4 月，承包商进场；第二年 10 月 15 日，工程截流；第二年 11 月底，大坝围堰工程完工，基坑开始抽水；第三年 3 月中旬，完成大坝基坑开挖；第三年 4 月中旬，开始河床坝段混凝土浇筑；第五年 2 月中旬，大坝浇筑到 516m 高程，导流洞开始封堵；第五年 4 月 1 日，导流洞封堵完成，水库开始蓄水；第五年 7 月 1 日，第一台机组开始发电；第五年 11 月初，完82、成河床坝段浇筑；第六年 6 月底，工程完工。393.6.1.3施工关键线路本工程的施工进度主要受大坝控制：大坝上下游围堰、大坝基坑开挖、大坝基础固结灌浆、河床坝段混凝土浇筑、坝体接缝灌浆、电站机电安装等项目为工程施工的关键项目。3.6.2主要技术供应3.6.2.1劳动力根据施工方案估算工程高峰期劳动力 1000 人。3.6.2.2主要建筑材料工程主要建筑材料为：水泥 2.53 万 t,钢材 0.43 万 t,模板 12.5 万 m2。3.6.2.3主要施工机械设备主要施工机械设备见表 3.6。表 3.6主要机械设备表设备名称型号单位数量液压挖掘机小松 PC400-6 型台2自卸汽车15t辆8筛83、分机固定筛套12YA1236 型套22YAH1536 型套2胶带运输机条15堆料机平移单臂式台6拌合楼HL180-3F3000座1有轨平台车46m3辆6缆机20t台2塔机20t，臂长 50m台3平仓振捣机74EHL台240参考文献1 武汉大学水利水电学院水力学流体力学教研室.水力计算手册M.北京：中国水利水电出版社，2006.2 赵昕，张晓元，赵明登，童汉毅.水力学M.北京：中国电力出版社，2009.3 全国水利水电施工技术信息网.水利水电工程施工手册.第 5 卷，施工导（截）流与度汛工程M.北京：中国电力出版社，2005.4 全国水利水电施工技术信息网.水利水电工程施工手册.第 3 卷，混凝84、土工程M.北京：中国电力出版社，2005.5 袁光裕，胡志根主编.水利工程施工M.北京：中国水利水电出版社，2009.6 陈胜宏.水工建筑物M.北京：中国水利水电出版社，2004.7 中国水利水电工程总公司.工程机械手册M.北京：中国水利水电出版社，1997.8 SL3032004.水利水电工程施工组织设计规范S.北京：中国水利水电出版社，2004.9DL/T 51442001.水工混凝土施工规范S.北京：中国电力出版社，2002.10SL2742001.碾压式土石坝设计规范S.北京：水利水电出版社，2002.11 司兆乐.水利水电施工技术M.北京：中国水利水电出版社，2002.12 朱伯芳.85、大体积混凝土温度应力与温度控制M.北京：中国电力出版社，1999.13李东升.混凝土冬季施工M.北京：中国水利水电出版社，2001.14李亚杰，方坤河主编.建筑材料M.北京：中国水利水电出版社，2009.15雒文生.河流水文学M.北京：水利电力出版社，1992.41致谢这次的毕业设计是在我的指导老师吴益民老师亲切关怀和悉心指导下完成的。从毕业设计选题到设计完成，吴老师给予了我耐心指导与细心关怀，这让我有了明确的目标，并能在规定的时间内顺利完成毕业设计。吴老师有严肃的科学态度，严谨的治学精神和精益求精的工作作风，这些都是我所需要学习的。感谢吴老师给予了我这样一个学习机会，谢谢！感谢我的班主任陈明86、老师，谢谢他在这四年中为我们全班所做的一切，他不求回报，无私奉献的精神很让我感动，再次向他表示由衷的感谢！感谢我的父母，没有他们辛勤的付出也就没有我的今天，在这一刻，将最崇高的敬意献给你们！感谢与我并肩作战的同学们，感谢关心我支持我的朋友们，感谢学校领导、老师们，感谢你们给予我的帮助与关怀；感谢武汉大学，特别感谢水利水电学院四年来为我提供的良好学习环境，谢谢！42附 A施工导流设计计算书1.1 初步估算导流隧洞面积选用 20 年一遇洪水，导流设计流量为 Q设=5130m3/s。据统计，国内导流隧洞单位面积过水流量一般在 620m3/（s*m2）,则按隧洞允许最大流速控制v允许=203/s。计算87、的最小过水面积为：2min=5130/20=256.5mvQA设允许导流方式选择双洞导流，洞型为城门洞型，顶拱圆心角为 120。初步拟定导流洞断面分别为 11m14m、12m14m、12m15m（宽高）等三种方案。1.2 初步估算围堰高度初步估算时不考虑上游围堰库容调洪能力，水流全部通过隧洞导流。导流设计流量为 Q设=5130m3/s,对应的水位为 427.3m，下游围堰忽略波浪爬高，安全超高取=0.5m，则初步估算下游围堰顶高程 Hd=427.3+0.5=427.8m，围堰高 H2=17.8m。上游围堰波浪爬高取 ha=1.0m，安全超高取=0.5m。导流隧洞长取 L=650m。对于局部水头88、损失，进口处为喇叭口形1=0.1，闸门槽处2=0.08，导流隧洞中间有缓转弯，转角 45转弯半径取 5 倍洞宽，则3.51231450.1243.14()0.092 590导流隧洞衬砌为钢筋混凝土衬砌，糙率取 n=0.013。43对于 11m14m 导流洞：图 1.1A11m14m 导流洞剖面22111143.1753.14 6.355.5 3.175143.83Am111 143.175 22 3.14 6.3545.93m 143.83.1345.9ARm1166113.1393.00.013CRn513017.8/22 143.8Qvm sA2222 9.81 6500.4793.03.89、13gLC R则上下游水位差222217.81 1 0.1 0.080.090.4728.122 9.81gLvzmC Rg上游围堰高117.8 1.028.146.9Hm44对于 12m14m 导流洞：图 1.2A12m14m 导流洞剖面22112142 33.144 36 2 3155.93Am（）112 142 322 3.14 4 347.63m 155.93.2847.6ARm1166113.2893.80.013CRn513016.5/22 155.9Qvm sA2222 9.81 6500.4493.83.28gLC R则上下游水位差222216.51 1 0.1 0.080.090、90.4423.722 9.81gLvzmC Rg上游围堰高117.8 1.023.742.5Hm45对于 12m15m 导流洞：图 1.3A12m15m 导流洞剖面22112152 33.144 36 2 3167.93Am（）112 152 322 3.14 4 349.63m 167.93.3949.6ARm1166113.3994.30.013CRn513015.3/22 167.9Qvm sA2222 9.81 6500.4294.33.39gLC R则上下游水位差222215.31 1 0.1 0.080.090.4220.222 9.81gLvzmC Rg上游围堰高117.8 191、.020.239.0Hm461.3 初拟方案工程量计算根据前面计算，可列出三种方案：方案一：11m14m 导流洞+H1=46.9m 高围堰方案二：12m14m 导流洞+H1=42.5m 高围堰方案三：12m15m 导流洞+H1=39.0m 高围堰1.3.1 围堰填方计算先确定上游围堰横剖面尺寸上游围堰堰顶宽为 6m，一级坡坡度为 1：2.0，距堰顶 20m 处设马道，宽2.5m，二级坡坡度为 1：2.3。（图 1.4A）图 1.4A围堰横剖面图选定上游围堰轴线位置，绘制其纵剖面（图 1.5A），将围堰分为若干小段，量测每一小段的宽度 L，左侧的高度 h，由函数222h6h ,20S2.3hh292、0,h20h计算其左侧截面积，下一段左侧截面积也是上一段右侧截面积。则这一小段体积为Vi=12(Si+Si+1)L。在将各段体积累加得到围堰土石方填筑量 V=Vi图 1.5A围堰轴线纵剖面47下游围堰堰顶宽 4m，坡度 1：2.0，不同方案堰高相同，其填筑方量可不用比较。表 1.1AH=46.9m 高围堰填筑量分段号h（m）S1（m2）S2（m2）L（m）V（m3）100113.519.351098.126.18113.5172.2101428.337.9172.2230.1102011.649.33230.1353102915.4511.87353.0797.1105750.6618.52793、97.12440.71016189.0732.662440.75032.21037364.5846.95032.25032.233.73169736.2946.95032.24461.11047466.51044.164461.13607.11040340.91139.713607.11967.91027875.11229.321967.9835.21014015.51318.99835.2267.4105512.91410.16267.4012.851718.1373422.748表 1.2AH=42.5m 高围堰填筑量分段号h（m）S1（m2）S2（m2）L（m）V（m3）10078.2294、6.781047.124.9378.2156.4101172.937.47156.4483.5103199.6414.12483.51828.61011560.3528.261828.64131.91029802.4642.54131.94131.933.73139368.6742.54131.93616.21038740.4839.763616.22852.31032342.6935.312852.31423.41021378.61024.921423.4513.3109683.51114.59513.3017.014365.4292661.4表 1.3AH=39m 高围堰填筑量分段号h（m95、）S1（m2）S2（m2）L（m）V（m3）10012.710.0563.821.4312.755.310339.833.9755.3289.3101723.2410.62289.31405.3108472.9524.761405.33479.31024422.96393479.33479.333.73117356.87393479.33007.81032435.5836.263007.82315.51026616.3931.812315.51053.91016847.01021.421053.9312.5106831.81111.09312.5012.661978.2237088.3491.96、3.2 隧洞挖方计算隧洞挖方量 V 可以通过隧洞开挖截面面积 A 乘以隧洞长度 L 算得，即：VAL截面面积计算时考虑到衬砌，取衬砌的厚度为 1.2m，则开挖截面为隧洞截面向周围延伸 1.2m。即隧洞开挖截面尺寸长和宽比隧洞截面尺寸长和宽大 2.4m。对于方案一:导流洞尺寸为 11m14m，则开挖截面尺寸为 13.4m16.4m。截面面积为22113.416.43.873.14 7.746.7 3.87204.73Am挖方量为3204.7 650 2266110VALm对于方案二：导流洞尺寸为 12m14m，则开挖截面尺寸为 14.4m16.4m。截面面积为22114.416.44.163.197、4 8.317.2 4.16218.63Am挖方量为3218.6 650 2284180VALm对于方案三：导流洞尺寸为 12m15m，则开挖截面尺寸为 14.4m17.4m。截面面积为23114.417.44.163.14 8.317.2 4.16233.03Am挖方量为3233.0 650 2302900VALm计算其总工程量：其中估算时可认为隧洞开挖量 1 方相当于围堰填筑量 5方。50表 1.4A围堰及隧洞工程总量项目围堰填筑量（m）隧洞开挖量（m）挖方折算量（m）总方量（m）方案一373422.726611013305501703973方案二292661.4284180142090098、1713561方案三237088.3302900151450017515881.4 泄流能力计算导流洞进口底板高程取枯水位以下 5m，则高程为 H1=413m。纵坡取 2%0，则出口处底板高程 H2=413-6502=411.7m。选取的导流洞为 12m14m，则出口洞顶高程为 H2=411.7+14=425.7m当 H/dc时为明流，即 Hdc=141.15=16.1m，对应的上游水位 H上413+16.1=429.1m当 H/dFc时为有压流，即 HdFc=141.5=21m，对应的上游水位 H上413+21=434m当cH/dFc时为半有压流，对应的上游水位 429.1m H上425.799、m，为淹没出流。2211550027.1022 9.81 0.765 2 155.9QzmgA 上游水位 H上=427.65+27.10=454.75m434m 有压流成立。Q=5000m3/s 时，下游水位 H下=427.15m425.7m，为淹没出流。2211500022.4022 9.81 0.765 2 155.9QzmgA 上游水位 H上=427.15+22.40=449.55m434m 有压流成立。Q=4500m3/s 时，下游水位 H下=426.4m425.7m，为淹没出流。2211450018.1422 9.81 0.765 2 155.9QzmgA 上游水位 H上=426.4100、+18.14=444.54m434m 有压流成立。Q=4000m3/s 时，下游水位 H下=425.55m434m 有压流成立。Q=3500m3/s 时，下游水位 H下=424.65m425.7m，为自由出流。出口底板以上的计算水深 hp=d=0.7014=9.8m2211350010.9722 9.81 0.765 2 155.9QzmgA 上游水位 H上=411.7+9.8+10.97=422.47mik，为陡坡，按短洞考虑。相应的下游水位为 H下=418.00m，HC=418.00-413.0=5m。推求上游水深，其试算过程如表 1.6A。54表 1.6AQ=250m3/s 时上游水深推101、求计算表H（m）hc/HsQ（m3/s）60.8330.89236.45.80.8620.83209.55.60.8930.76182.05.40.9260.66149.75.30.9430.58127.95.280.9470.57125.0则上游水位为 H上=413+5.28=418.28m429.1m，明流成立。Q=500m3/s 时，单洞流量 Q=Q/2=250m3/s单宽流量325020.8/()12Qqms mb其临界水深22333.539.8120.8kqhmg临界坡度4 3224/34 31 34/31/329.81 0.013(122 3.53)2.02123.53kkkgnb102、hibh i=2hk,则以 hs为控制水深推求水面线，计算过程如表 1.7A。向上推求得进口断面处的水深 hc=5.55m。推求上游水深，其试算过程如表1.8A。则上游水位为 H上=413+6.49=419.49m429.1m明流成立。55表 1.7AQ=500m3/s 时水面线推求计算表断面h（m）A（m2）v(m/s)v2/(2g)(m)Es(m)Es(m)16.881.63.060.487.2826.679.23.160.517.110.1736.476.83.260.546.940.1746.274.43.360.586.780.1656723.470.616.610.1665.869103、.63.590.666.460.1675.667.23.720.716.310.1585.5566.63.750.726.270.04断面R(m)JJi-Jl(m)l(m)13.190.000338023.140.0003660.0003520.001648103.5103.533.100.0003970.0003810.001619103.6207.243.050.0004320.0004140.001586103.8311.053.000.0004710.0004510.001549104.0414.962.950.0005160.0004930.001507104.1519.172.90104、0.0005670.0005410.001459104.3623.482.880.0005810.0005740.00142626.1649.5表 1.8AQ=500m3/s 时上游水深推求计算表H（m）hc/HsQ（m3/s）70.7930.93311.36.80.8160.91291.66.60.8410.87266.66.550.8470.86260.56.520.8510.85255.76.490.8550.84251.056Q=1000m3/s 时，单洞流量 Q=Q/2=500m3/s单宽流量350041.7/()12Qqms mb其临界水深22335.629.8141.7kqhmg105、临界坡度4 3224/34 31 34/31/329.81 0.013(122 5.62)2.25125.62kkkgnbhibh i=2hk,则以 hs为控制水深推求水面线，其计算过程如表 1.9A。表 1.9AQ=1000m3/s 时水面线推求计算表断面h（m）A（）v(m/s)v2/(2g)(m)Es(m)Es(m)17.792.45.411.499.1927.5905.561.579.070.1237.387.65.711.668.960.1147.185.25.871.768.860.1156.982.86.041.868.760.1066.780.46.221.978.670.09106、76.6880.166.241.988.660.01断面R(m)JJi-Jl(m)l(m)13.370.000979023.330.0010480.0010130.000987121.0121.033.290.0011240.0010860.000914123.2244.243.250.0012090.0011660.000834126.1370.353.210.0013020.0012550.000745130.0500.363.170.0014070.0013550.000645135.4635.773.160.0014180.0014120.00058813.9649.6向上推求得进口断107、面处的水深 hc=6.68m。推求上游水深，其试算过程如表571.10A。表 1.10AQ=1000m3/s 时上游水深推求计算表H（m）hc/HsQ（m3/s）80.8350.88359.98.50.7860.97434.490.7421487.99.10.7341496.19.150.7301500.2则上游水位为 H上=413+9.15=422.15m429.1m明流成立。Q=1500m3/s 时，单洞流量 Q=Q/2=750m3/s单宽流量375062.5/()12Qqms mb其临界水深22337.369.8162.5kqhmg临界坡度4 3224/34 31 34/31/329.8108、1 0.013(122 7.36)2.48127.36kkkgnbhibh i=2hk,则以 hs为控制水深推求水面线，其计算过程如表 1.11A。向上推求得进口断面处的水深 hc=8.24m，推求上游水深，其试算过程如表1.12A。则上游水位为 H上=413+11.99=424.99m429.1m明流成立。58表 1.11AQ=1500m3/s 时水面线推求计算表断面h（m）A（）v(m/s)v2/(2g)(m)Es(m)Es(m)18.751057.142.6011.3528.6103.27.272.6911.290.0638.4100.87.442.8211.220.0748.399.6109、7.532.8911.190.0358.25997.582.9311.180.0168.2498.887.582.9311.170.00断面R(m)JJi-Jl(m)l(m)13.560.001587023.530.0016590.0016230.000377155.2155.233.500.0017610.001710.00029242.4397.643.480.0018160.0017890.000211149.6547.153.470.0018440.001830.0001787.6634.763.470.001850.0018470.00015319.0653.7表 1.12AQ=15110、00m3/s 时上游水位推求计算表H（m）hc/HsQ（m3/s）100.8240.9514.3110.7491659.3120.6871751.211.990.6871750.3Q=2000m3/s 时，单洞流量 Q=Q/2=1000m3/s单宽流量3100083.3/()12Qqms mb其临界水深22338.919.8183.3kqhmg临界坡度4 3224/34 31 34/31/329.81 0.013(122 8.91)2.69128.91kkkgnbhibh 59i=2hk,则以 hs为控制水深推求水面线，其计算过程如表 1.13A。表 1.13AQ=1500m3/s 时水面线推111、求计算表断面h（m）A（）v(m/s)v2/(2g)(m)Es(m)Es(m)19.8117.68.503.6913.4929.85118.28.463.6513.50-0.0139.9118.88.423.6113.51-0.0149.95119.48.383.5813.53-0.0159.96119.528.373.5713.530.00断面R(m)JJi-Jl(m)l(m)13.720.00212023.730.0020930.002106-0.00011119.2119.233.740.0020670.00208-8E-05166.0285.143.740.0020410.002054112、-5.4E-05257.1542.253.740.0020360.002038-3.8E-0574.0616.2向上推求得进口断面处的水深 hc=9.96m。求上游水深，试算过程如表 1.14A。表 1.14AQ=2000m3/s 时上游水位推求计算表H（m）hc/HsQ（m3/s）120.8300.89668.6130.7660.98830.1140.7111946.714.50.6871997.814.520.6861999.9则上游水位为 H上=413+14.52=427.52m429.1m明流成立。Q=2500m3/s 时，单洞流量 Q=Q/2=1250m3/s单宽流量31250104113、.2/()12Qqms mb60其临界水深223310.349104.2.81kqhmg临界坡度4 3224/34 31 34/31/329.81 0.013(122 10.34)2.901210.34kkkgnbhibh i=2hk,则以 hs为控制水深推求水面线。其计算过程如表 1.15A。表 1.15AQ=2500m3/s 时水面线推求计算表断面h（m）A（）v(m/s)v2/(2g)(m)Es(m)Es(m)110.8129.69.654.7415.542111329.474.5715.57-0.03311.2134.49.304.4115.61-0.04411.4136.89.144114、.2615.66-0.05511.51389.064.1815.68-0.03611.6139.28.984.1115.71-0.03711.67140.048.934.0615.73-0.02断面R(m)JJi-Jl(m)l(m)13.860.0026023.880.0024850.002543-0.0005453.753.733.910.0023770.002431-0.0004388.7142.543.930.0022750.002326-0.00033143.1285.653.940.0022270.002251-0.00025104.7390.363.950.002180.00220115、4-0.0002138.5528.873.960.0021480.002164-0.00016126.9655.7向上推求得进口断面处的水深 hc=11.67m。推求上游水深，其试算过程如表1.16A。表 1.16AQ=2500m3/s 时上游水位推求计算表61H（m）hc/HsQ（m3/s）150.7780.95997.4160.72911156.6170.68611266.716.850.69311250.0则上游水位为 H上=413+16.85=429.85m429.1m明流不成立，为半有压流。得明流上游水位与泄流量关系如表 1.17A。表 1.17A明流上游水位与泄流量关系表泄流量 q116、（m3/s）250500100015002000上游水头 H（m）5.286.499.1511.9914.52上游水位 H上（m）418.28419.49422.15424.99427.52半有压流的泄流量计算可通过有压流与明流拟合得到。上游水位与泄流量关系如表 1.18A。表 1.18A上游水位与泄流量关系表泄流量（m3/s）025050010001500上游水位（m）413418.28419.49422.15424.99泄流量（m3/s）20004000450050005500上游水位（m）427.52435.83444.54449.55454.75上游水位与泄流量关系曲线如图 1.6A。117、62图 1.6A上游水位与泄流量关系曲线1.5调洪演算调洪演算的基本原理是水量平衡，其方程为121221-22QQqqttVV 式中：Q1、Q2分别为计算时段t 始、末入库流量；q1、q2分别为计算时段t 始、末出库流量；V1、V2分别为计算时段t 始、末水库库容；t 为计算时段。采用列表试算法，计算工作量较大，这里采用半图解法（单辅助线法）。将水量平衡方程变形得：2212111222VqQQVqqtt式中右边为已知项，左边为未知项。我们可以先确定 q 与2Vqt之间的关系，绘制2qVqt的辅助曲线。方法为由已知的 q 查上游水位与泄流量关系曲线得上游水位 H上，在查水位库容关系曲线得相应的库118、容，t 为计算时段，在这里为 24h，进而求得对应的2Vqt。从第一时段开始，由入库洪水过程和起始条件就可以知道 Q1、Q2、q1、V1，上游水位（m）泄流量（m3/s63由上式求得222Vqt，然后由2qVqt的辅助曲线查的对应的 q 值即为 q2，然后按此方法依次计算 q。计算过程如下，先确定 q 与2Vqt之间的关系。表 1.19Aq 与2Vqt关系表q（m3/s）2505001000150020002500上游库水位 H上（m）418.28419.49422.15424.99427.52429.2库容 V（108m3）0.0060.0300.0830.1400.1900.252Vqt（119、m3/s）13228559691212201539q（m3/s）300035004000450050005500上游库水位 H上（m）429.56430.83435.83444.54449.55454.75库容 V（108m3）0.2650.3180.6131.251.8892.9082Vqt（m3/s）18072118270936974686611664绘制2qVqt的辅助曲线:图 1.7A2qVqt的辅助曲线然后进行调洪演算，过程如下：表 1.20A调洪演算过程表t（d）Q（m3/s）(Q1+Q2）/2（m3/s）q（m3/s）2Vqt（m3/s）025002500153912600255120、0258715892274026702740167232870280528661737430402955303718265322031303205191963420332033882034736603540357921868394038003786240794260410040072721104600443042363144114860473044713638125130499547404162q2Vqt65t（d）Q（m3/s）(Q1+Q2）/2（m3/s）q（m3/s）2Vqt（m3/s）134800496548194387144400460047434168154100425044893121、675163840397042423156173630373539622649183430353036122217193240333532411940203100317031171869212950302529431777222820288528311719232700276026951648242600265026111603262500255025011542图 1.8A调洪演算过程曲线调洪演算后的最大泄流量为两线的交点，表中计算的 qmax=4819m3/s，对应的 Q=4800 m3/s，不相等，但很接近，则 qmax比 4819m3/s 稍微大些，参照图得qmax=4825m3/s。122、时间（月）流量（m3/s）661.6确定调整后的围堰高度由调洪演算得 qmax=4825m3/s，对应的下游水位 H下=426.89m下游围堰高程由下式确定：daHHh下式中Hd为下游围堰高程；H下为下游水位高；ha为波浪爬高，下游围堰这里忽略波浪爬高；为围堰的安全超高，这里取为 0.5m。则 Hd=426.89+0.5=427.39m，取 Hd=427.5m。上游围堰高程由下式确定：uaHHzh下式中Hu为下游围堰高程；H下为下游水位高；ha为波浪爬高，这里取为 1.0m；为围堰的安全超高，这里取为 0.5m。z 为上下游水位差。2211482520.8622 9.81 0.765 2 15123、5.9QzmgA 则 Hu=426.89+20.86+1.0+0.5=449.25m，取 Hu=449.4m。1.7封堵蓄水混凝土堵头的最小长度计算按极限平衡条件由下式决定：minKPLfc式中K 为安全系数，取 K=1.2；P 为作用水头的推力（N）；为混凝土容重（N/m3）,取432.4 10/N m；67为导流隧洞的断面积（m2），取=55.9m2；为导流隧洞的周长（m），取=47.6m；f 为混凝土与岩石或混凝土之间的摩擦系数，取 f=0.63；c 为混凝土与岩石或混凝土之间的粘结力，取 c=100kPa。以最高水位 540m 计算，作用水头 H=540-413-7=120m故总推力：124、389.8 10120 155.91.83 10PHN故：8min431.2 1.83 1030.9155.9 2.4 100.6347.6 100 10KPLmfc考虑安全系数，取 L=32m。68附 B混凝土施工组织设计计算书2.1 砂石原料开采量砂石原料开采量主要与混凝土工程量、料源的性质及加工运输条件有关，其计算公式如下：121(/1dmcrrQQ A）（）式中Qd为砂石原料开采量，t；Qmc为全工程混凝土总量，m3；A 为每立方米混凝土的骨料用量，无实验资料时，一般取 2.152.2t/m3，这里取为 2.18t/m3；r 为平均砂率，一般大体积混凝土为 0.250.3，薄壁和地下工125、程时为0.30.35，这里取为 0.28；1为毛料加工成粗骨料的成品率，一般为 0.850.95，这里取为 0.9；2为毛料加工成细骨料的成品率，一般为 0.550.75，这里取为 0.65；为弃料量占原料量的百分比，这里取为 10%。1 0.280.280.90.65105.9 2.18315.71 0.1dQt万2.2 材料的需要量对于坝体混凝土，其总方量为 86.1 万 m3，坝体混凝土的设计龄期为 90 天，水工设计中内部混凝土用 100，外部混凝土用 150。总混凝土用量比为 0.75 比0.25。混凝土配合比已给出：69表 2.1B混凝土配合比混凝土水灰比含砂率（）每米3混凝土对各126、种材料需要量（公斤米3）设计标号水水泥55202040408080120（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）1000.6421.3107.5167463427427428427150#0.5620.4108193441431431432432计算其材料需要量如下：表 2.2B混凝土材料用表混凝土设计标号对应的强度混凝土方量（万 m3）砂G520G2040G4080G80120（万 t）（万 t）（万 t）（万 t）（万 t）100C90964.5829.9027.5727.5727.6427.57150#C901421.539.499.289.289.309.30对于溢洪道，其总方量为 1127、5 万 m3，坝体混凝土强度为 C30，其配合比设计如下：考虑到明坝四级阶地料场 80150mm 粒径骨料少，取粗骨料最大粒径为80mm。cu,0cu,k30 1.65 4.537.4fftMPa,00.48 42.50.4637.40.48 0.33 42.5cecuceAfWCfABf初步估算单位用水量3125 10135/Wkg m初步估算砂率/24%SSG单位水泥用量3135/0.46293/Ckg m计算粗细骨料，用假定表观密度法CWCSG135293SG2400S/SG24%70解得：S=473kg/m3，G=1499kg/m3。考虑到料场的级配，粗骨料级配取为 G520：G204128、0：G4080=25:37.5:37.5。则 G520=375kg/m3，G2040=562 kg/m3，G4080=562 kg/m3。计算材料需要量：S=7.10 万 t，G520=5.63 万 t，G2040=8.43 万 t，G4080=8.43万 t。对于坝后厂房，其总方量为 4.8 万 m3，坝体混凝土强度为 C25，其配合比设计如下：考虑到明坝四级阶地料场 80150mm 粒径骨料少，取粗骨料最大粒径为80mm。,0,25 1.65 4.031.6cucu kfftMPa,00.48 42.50.5331.60.48 0.33 42.5cecuceAfWCfABf初步估算单位用水129、量3125 10135/Wkg m初步估算砂率/26%SSG单位水泥用量3135/0.53255/Ckg m计算粗细骨料，用假定表观密度法CWCSG135255SG2400S/SG26%解得：S=523kg/m3，G=1487kg/m3。考虑到料场的级配，粗骨料级配取为 G520：G2040：G4080=25:37.5:37.5。则 G520=372kg/m3，G2040=558kg/m3，G4080=558kg/m3。计算材料需要量：S=2.51 万 t，G520=1.79 万 t，G2040=2.68 万 t，G4080=2.68万 t。考虑到混凝土出机后运输、浇筑中的损失，取损失系数为 130、2%，则各组材料净需要量：29.909.497.102.511.0250St（）万；52027.579.285.63 1.791.0245.2Gt万；204027.579.28 8.432.681.0249Gt万；408027.649.308.432.681.0249.1Gt万；8012027.579.301.0237.6Gt万。71对骨料开采量进行进一步确定：若第 i 组骨料所需的净料量为 qi，则要求开采天然骨料的总量 Qi可按下式计算：1234(1)iiiQkkkkqp表 2.3B天然骨料开采量计算表项目粒径（mm）55202040408080120k10.030.020.020.020131、.02k20.070.020.010.010.01k30.050.030.020.020.02k40.030.020.020.020.02qi（万 t）5045.24949.137.6qi(万 t)59.049.352.452.540.2Pi（%）2018.721.821.815.7Qi（万 t）294.9263.4240.3240.8256.5本工程以 520mm 粒径来确定开采量，总开采量为 263.4 万 t，计 145.5 万m3。则细骨料含量为263.4 20=52.7tS 万，还差 6.3 万 t。有用料总量52.749.3 52.452.540.2247.1tQ 万，则 需 要 132、弃 料 的 总 量 为=263.4247.1=16.3tQ弃万，弃料率为16.3100=6.2263.4p。2.3 确定开采强度本工程最高月浇筑强度为 6.12 万 m3，对应的骨料开采强度为：3145.5m6.128.41105.9mQ 万月计算小时设计处理能力 Qh：mhQQmn式中m 为月工作日数，取为 25 天；72n 为日工作小时数，取为 20 小时。438.41 10168.225 20hmQh2.4 采运机械选定单斗挖掘机的实际小时生产率 P（m3/h）可按下式确定HpBtKPnKKqK式中q 为标准都容量，m3；n 为循环工作次数，次/h；KH为铲斗的充盈系数，这里取 1.0；133、Kp为土料的松散影响系数，这里取 0.8；KB为时间利用系数，这里取 0.8；Kt为联合作业延误系数，这里取 0.9。开采机械数量有下式确定：hQNp开采机械选用小松 PC400-6 型挖掘机，其标准斗容为 q=1.8m3，工作循环次数取为 n=150 次/h，带入公式得：31.8 150 1.0 0.8 0.8 0.9155.5mPh168.21.1140N 考虑到挖掘机的备用即取整，取 N=2 台。自卸汽车的运输能力 Qr按下式计算：60/reuQQ KT式中Qe为自卸汽车的实际有效载重量，tKu为时间利用系数，一般为 0.70.9，这里取为 0.8；T 为汽车的行驶周期，min，1236134、0 2/TtttL v；t1为用单斗挖掘机装车时间，min；t2为卸车时间，取为 1.2min；73t3为装车是的等候，卸货是的调头以及路上可能需要的停车时间，根据经验取为 4min；L 为运距，根据布置取 0.8km；v 为平均行驶速度，取为 15km/h。60 13.1 0.846.213.6rtQh自卸汽车的配备数量按下式计算：/hrNQQ汽车的实际装车量按 5 倍斗容计，则 Qe=1.851.01.810.8=13.1t，选用15t 自卸汽车。t1=245/60=2min，T=2+1.2+4+6020.8/15=13.6min。自卸汽车的数量 N=168.21.81/46.2=6.6考135、虑到自卸汽车与挖掘机协调即取整，取 N=8 辆。2.5 筛洗设备的选定筛洗采用两班工作制，其筛洗强度为：48.41 101.81434.9350htQh筛分时各筛网筛分强度及筛网上各级配料所占百分率计算如表 2.4B。所需要的筛网面积 F 按下式计算：1123456QqFK K K K K K推导得1123456QFqK K K K K K式中Q 为振动筛的生产率，t/h；q 为单位筛面平均生产率；F1为振动筛的有效筛分面积，上层筛 F1=(0.850.9)F,下层筛F1=(0.650.75)F;K1为细度影响系数；K2为粗粒影响系数；74K3为筛分效率；K4为颗粒形状影响系数；K5为湿度影响136、系数；K6为筛分方法影响系数。计算结果如表 2.5B。表 2.4B筛网筛分强度及各级配所占百分率表项目筛分能力（t/h）颗粒级配含量（t/h）及百分数（%）总计80120408020405205骨料级配15.721.821.818.720各粒径筛分量（t/h）68.394.894.881.387426.2初筛上层筛料量426.216.0322.2422.2419.0820.41100下层筛料量357.9026.4926.4922.7224.31100复筛上层筛料量263.10036.0330.9033.07100下层筛料量168.300048.3151.6910075表 2.5B筛网筛面面积计137、算表筛网参数初筛复筛上层下层上层下层Q（t/h）426.2357.9263.1168.3Q（t/（m2*h）95654818K11.41.10.90.8K20.961.011.061.17K30.90.90.90.9K41.251.251.251.25K50.90.90.80.8K6111.251.25F1（m2）3.304.895.118.88F（m2）3.886.536.0110.45考虑到设备的备用，初筛选用 2YA1236 型圆振动筛，筛孔尺寸为 80mm 和40mm，工作面积为 4.3m2，选用 2 套，复筛选用 2YAH1536 型圆振动筛，筛孔尺寸为 20mm 和 5mm，工作面138、积为 5.4m2，选用 2 套。2.6 堆料场的选定半成品堆料场容量取不小于 8h 的处理量，取 8h 处理量，松散堆积密度取1.5t/m3，则其容量为：3 426.2 8/1.52273Vm砂石加工厂和混凝土工厂共用堆料场，其活容积一般为 57 天生产量，取7 天的处理量，松散堆积密度取 1.5t/m3，则容积为：3426.2 14 7/1.527845Vm2.7 混凝土拌合系统生产能力混凝土拌合系统小时生产能力 Qh计算公式如下：76/()hhmQK Qm n式中Kh为小时不均匀系数，可取 1.31.5，这里取为 1.4；Qm为混凝土高峰浇筑强度，m3/月；m 为每月工作天数，d，这里取为139、 25d；n 为每天工作小时数，h，这里取为 20h。431.4 6.12 10/(25 20)171.4/hQmh2.8 纵缝尺寸确定考虑到混凝土初凝，为不出现冷缝，应满足一下条件：1()KP ttBLh式中K 为混凝土运输延误系数，取 0.80.85，这里取为 0.85；P 为浇筑仓要求的混凝土运浇能力，m3/h，这里取为 171.4m3/h；t 为混凝土的初凝时间，h，这里取 3ht1为混凝土从出机到入仓的时间，h，这里取 1h；B 为横缝的间距，m，这里取为 20m；L 为纵缝的间距，m；h 为铺料层厚度，m，这里取为 0.3m。1()0.85 171.4(3 1)29.120 0.5KP ttLmBh考虑到安全性，取纵缝间距为 26m。