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施工组织设计指导书(水工专升本专业毕业设计用)河海大学水利水电学院2013年12月-1-施工组织设计任务书一、工程概况工程地处我国华东钱塘江的支流上，为一发电为主兼顾灌溉、防洪的水利枢纽工程。在坝型比较阶段，比较了混凝土重力坝和粘土心墙砂壳坝两个方案。后者的枢纽布置如图1—1所示，坝高81m，坝顶长度370m。设计正常高水位为100m，校核洪水位为102m，大坝典型剖面见图Ⅱ－Ⅱ。大坝属于2级建筑物。溢洪道布置在距坝1km的左岸凹口处（图中未示），为开敞正槽式，其顶高程为92m，总宽是64m，出口采用差动式鼻坎挑流消能。引水式电站布置在右岸，引水洞长525m，直径7m，厂房安装5万kW的机组两台。二、施工条件（一）施工工期主体工程工期暂定为4年，2012年准备，2013年开工，2016年年底前发电（初始发电水位为80m）。（二）坝址地形、地质及当地材料坝址处流域面积2610km2，坝址以上河流全长104km；其中50km为通航河道，常年有载重5至10吨木船和竹木筏过坝。坝址两岸系高山，山坡较陡。坝址河谷宽为200m，河底高程25m。两岸复盖层较薄，基岩为石英砂岩（X级）；河床岩基较好，两岸岩石节理发育，风化较深。河床砂砾复盖层厚为0~3m，平均1.5m。坝址上下游均为宽阔冲积台地，在上下游3~7km的台地和河滩上，有满足筑坝要求的大量砂砾料（Ⅲ类土）。采取水上砂砾平均运距5.5km；如就近采取水下砂砾，平均运距为3.5km；粘土料（Ⅲ类土）在左岸下游7km的王家村，高程为40~50m，储量丰富，质量满足设计要求。（三）气象与水文该工程位于华东，气候温和。雨量充沛，每年5月至10月降雨较多，属温带多雨气候，按水文规律分为枯水期和洪水期（包括梅雨期与台风期），其界限不明显。一般11月至次年4月底为枯水期，5月至10月为洪水期，其中5、6两个月的降雨量最大，占全年雨量的30%，该河流量属山区性河流，洪水暴涨暴落，最大流量高达8290m3/s，最小流量只有7~8m3/s，相差上千倍。根据设计需要，给出下列各种水文、气象资料：1、各月最大瞬时流量（m3/s）表1123456789101112全年1%18601670244037805530829050607550484023953065207082902%16801330219033004920746043506350384020202500178074605%150011401920280032506150338047403350154017701195615010%9309401250200027004990266033902710116012308234990月份频率-2-频率标准：所谓百年一遇，指工程由于洪水的原因失败的概率为1/100。为了适应工程需求，一般将某一典型洪水过程线加以放大，使其洪水特征等于频率计算解得的设计值，即以为所得的过程线是待求的设计洪水过程线。放大方法主要有：同倍比同频率放大法。2、各时段设计流量（m3/s）表2时段1%2%5%10%20%9.1~3.11474041903450287022609.1~4.305000446037403160251010.1~4.304620355029502460195011.1~3.313020266021801810141011.1~4.30402035602940245019203.15~5.15515045703880332027403、典型年逐月平均流量（m3/s）表3月份123456789101112全年平水年(50%)19.880.071.886.3122.5277134.892.873.791.723.927.689.8丰水年(1%)28.075.489.913448952927610318291.840.732.7172.6枯水年(80%)11.513.961.081.7114163102.488.972.971.81715.367.84、设计洪水过程线（图A）；5、坝址水位流量关系曲线（图B）；6、水库水位与库容关系曲线（图C）；7、坝区各种日平均降雨量统计表（天）表4123456789101112全年＜5588696567553735~103333222412333110~3034456532421140＞3010113221210014合计12151615201512181410971588、坝区各种日平均降雨量统计表（天）表5123456789101112＞30℃0000031041000＜0℃12100000000005＜－5℃530000000001＜－20℃000000000000月份日降雨量(mm)月份日平均气温-3-（四）施工力量及施工设备施工承包商的大坝坝壳最大施工能力为10000m3/d，技术设备限在施工单位已有的设备中选用，数量不限，三材由国家统一分配。（五）在坝型比较阶段，对该土坝枢纽的施工导流方案建议采用隧洞导流，并考虑上游土石围堰与坝体结合，以节省导流工程费用。三、设计任务研究分析现有资料，计算有效工日；在此基础上，分以下两部分进行设计。第一部分施工导流计划（一）确定导流标准（二）确定施工导流方案，确定大坝施工分期和截流、拦洪、封孔、发电日期，初定大坝施工控制性进度。（三）导流工程规划布置1、根据导流方案和粗定的大坝拦洪高程，确定隧洞的断面型式和尺寸，并进行平、立面布置；2、汛期大坝（或围堰）拦洪校核；3、围堰型式、主要尺寸及布置。第二部分主体工程施工（四）土石坝施工1、施工强度计算2、开采、运输、压实机械型号选择及数量计算；3、施工道路布置。（五）导流隧洞开挖1、开挖方法的选择；2、施工作业组织及设备选择；3、开挖作业组织；4、绘制作业图表，计算施工工期和所需设备数量。（六）拟定施工控制进度计划四、设计成果（一）大图（1号图）一张，要求画出：1、导流建筑物及土、砂砾料上坝路线平面布置；2、导流建筑物纵横剖面图、隧洞开挖面的孔眼布置及开挖循环作业图表；3、大坝及主要隧洞施工机械汇总表。（二）说明书一份、计算书一份。说明书中除设计说明外，还应包括必要的插图、表格和枢纽工程施工总进度计划表。-4-土坝枢纽工程施工组织设计指示书一、熟悉设计资料全面了解给定的资料和设计任务。l、水文资料：最大设计流量、坝址水位流量关系曲线、库容曲线等；2、气象资料：降雨、气温；3、地形地质条件和筑坝材料料场；4、水利枢纽组成建筑物的型式、尺寸；5、施工工期要求；6、施工机械与定额资料。二、工日分析工日分析是计算施工强度和论证施工进度的依据。如已论证施工强度过大而工期不能改变，可以采用雨季或冬夏季施工措施，增加施工天数，减小施工强度，以保证计划实现。l、工日分析按下式进行月有效工日＝日历天数－因雨雪、气温不能施工天数－其它原因停工天数2、依据：(1)坝区各种降雨天数统计表(表4)；(2)坝区各种气温天数统计表(表5)；(3)法定假日：5.1、5.2、5.3、10.1、10.2、10.3、1.1、春节及星期六、星期天；(4)各种工作因雨、气温停工标准见表6和表7。3、本枢纽主要工程各月的有效工日计算按表8进行。表6月因雨停工标准降水量（mm）＜55～1010～30＞30石料开采√√停工停工填筑√√砂石开采√√停工停工填筑√√粘土开采√停停+1天停+2天填筑√停（盖）停（盖）停+1天隧洞开挖√√√停浇混凝土√停停停-5-表7因气温停工标准表8××工种施工天数统计表注：粘土开采中若因雨停工降雨量既有10~30，又有30，则统计停加天数时，只统计降雨量大的一种情况。日平均气温＞30℃＜0℃＜－5℃＜－20℃混凝土自然施工停停停停混凝土冬季施工√√√停粘土√√停停砂砾√√√停月份天数123456789101112日历天数312831303130313130313031法定假日因雨停工因气温停工其他原因停工（本设计不考虑）有效工日-6-第一部分施工导流计划一、导流标准导流标准是进行施工导流计算，确定导流建筑的尺寸和建筑设计的依据。导流标准的高低，关系到工程和下游人民生命财产及工农业生产的安全，也关系到工程造价和工期。《水利水电施工组织设计规范》明确了新的导流标准规范包括围堰挡水、坝体施工期临时挡水、导流泄水建筑物封堵和水库蓄水三个基本阶段。围堰挡水称初期导流，坝体挡水和封堵蓄水称为后期导流。一般初期导流失事只影响围堰和基坑工程施工，而后期导流失事，则危及大坝及下游城镇安全，造成的损失比初期导流的大得多。l、导流建筑物的级别导流建筑物的级别是确定洪水标准和建筑物结构设计的依据。根据我国的实际情况，规范规定导流建筑物划分为3、4、5三级，一般为4级和5级，并以3级来控制：具体划分按表9所列各项指标确定，其中4、5级导流建筑物应按表列的四项指标中的最高级别确定，而3级导流建筑物要求有两项以上的指标满足该级要求。2、洪水标准表9导流建筑物级别划分级别保护对象失事后果使用年限导流建筑物规模(年)堰高(m)库容(108m3)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3501.041级、2级永久性水工建筑物淹没一般城镇、工矿企业、或影响工程总工期及第一台(批)机组发电而造成较大经济损失1.5～315～500.1～1.053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1.5150.1注：(1)导流建筑物包括挡水和泄水建筑物，两者级别相同；(2)当导流建筑物根据表中指标分属不同级别时，应以其中最高级别为准。但列为3级导流建筑物时，至少应有两项指标符合要求；(3)表列四项指标均按施工段划分；(4)有、无特殊要求的永久建筑物都是针对施工期而言，有特殊要求的1级永久建筑物是指施工期不允许过水的土坝及其它有特殊要求的永久建筑物；(5)使用年限是指导流建筑物每一导流分期的工作年限，两个或两个以上导流分期共用的导流建筑物，如分期导流一、二期共用的纵向围堰，其使用年限不能叠加计算；(6)导流建筑物规模一栏中，堰高指挡水围堰最大高度，库容指堰前设计水位所拦蓄的水量，两者应同时满足。导流建筑物的设计洪水标准是根据导流建筑物的级别和类型，根据表10选定，该表适用于洪水期，也适用于枯水期。-7-表10导流建筑物的洪水标准划分导流建筑物类型导流建筑物级别345洪水重现期（年）土石结构50~2020~1010~5混凝土、浆砌石结构20~1010~55~33、坝体临时挡水度汛洪水标准坝体施工期临时挡水度汛的洪水标准按表11选定。表11坝体施工期临时度汛洪水标准[重现期（年）]坝型拦洪库容(108m3)≥1.01.0~0.10.1土石坝≥100100~5050~20混凝土坝、浆砌石坝≥5050~2020~104、导流泄水建筑物封堵与水库蓄水标准(1)规范规定封堵的下闸设计流量采用时段5~10年重现期的月或旬平均流量。封堵工程的设计标准为10~20年重现期。(2)封堵后坝体度汛标准当导流建筑物封堵后，大坝进入施工运行期，这时，坝体度汛按表12规定的标准选择。表12导流泄水建筑物封堵后坝体度汛洪水标准[重现期（年）]坝型大坝级别123土石坝设计500~200200~100100~50校核1000~500500~200200~100混凝土坝、浆砌石坝设计200~100100~5050~20校核500~200200~100100~50(3)水库蓄水标准建议采用75％一85％保证率作为水库的蓄水标准。二、确定导流方案和大坝施工分期，根据施工单位能力，粗定大坝施工控制进度(一)施工导流方案在选坝阶段，对枢纽施工导流进行多方案比较，其中土石坝方案采用隧洞导流方案，并建议上游土石围堰与坝体结合，以节省导流费用。(二)确定大坝施工分期，粗定截流、拦洪、封孔、发电日期。采用隧洞导流方案，土石坝的施工一般分四期进行。第一期：截流前，要完成导流隧洞工程，并做好截流准备工作。第二期：截流后，在围堰的保护下进行大坝基础工程施工（