混凝土围堰设计大纲范本

1FCD71070FCD初步设计阶段水电建设项目混凝土围堰设计大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1995年2月2水电站工程混凝土围堰设计大纲主编单位:主编单位总工程师:参编单位:主要编写人员:软件开发单位:软件编写人员:勘测设计研究院年月3目次1.引言.....................................................42.设计依据文件和规范.........................................43.基本资料...................................................44.设计的主要任务及工作内容.....................................85.设计原则与假定.............................................86.围堰布置...................................................97.围堰断面设计...............................................108.堰体构造..................................................129.基础处理....................................................1310.混凝土围堰施工...........................................1411.围堰布置.................................................1512.工程量计算................................................1613.专题研究.................................................1614.设计成果.................................................16附录A.围堰抗滑稳定计算......................................1741引言工程位于,是以为主,、等综合利用的水利水电枢纽工程,正常蓄水位m,最大坝高m,总库容108m3,电站总装机容量MW,年发电量104kW·h,灌溉面积104km2。通航t级船队（舶）。本工程可行性研究报告于年月审查通过,选定坝址为。主要工程量:土方开挖104m3,石方开挖104m3,混凝土浇筑104m3。工程总投资亿元,施工总工期年。2设计依据文件和规范2.1有关本工程文件(1)工程可行性研究报告；(2)工程可行性研究报告审批文件；(3)初步设计任务书；(4)可行性研究阶段中间报告及审批文件；(5)专题报告2.2主要设计规范(1)水利水电工程初步设计报告编制规程（DL5021—93）；(2)水利水电枢纽工程等级划分及设计标准（SDJ12—78）及（SDJ217—87）（试行）及补充规定；(3)水利水电工程施工组织设计规范（SDJ338—89）（试行）；(4)混凝土重力坝设计规范（SDJ21—78）（试行）及补充规定；(5)混凝土拱坝设计规范（SD145—85）（试行）；(6)碾压混凝土坝设计导则（DL/T5005—92）；(7)水利水电工程施工导流设计导则：(8)水利水电工程围堰设计导则;(9)水利水电工程设计工程量计算规定（修改稿）;(10)水工碾压混凝土施工技术规范（SL53—94）；(11)内河通航标准（GBJ139—90）。53基本资料3.1坝址及坝线可行性研究阶段选定的坝址为,坝线为。3.2工程等级及建筑物级别(1)根据本枢纽工程的规模,在可行性研究报告的审批意见和初步设计报告任务书中已审定,本工程为等工程；(2)根据SDJ338—89（试行）表2.2.1确定围堰建筑物级别为级建筑物。3.3导流方式及设计洪水标准导流方式；导流时段;导流程序。围堰型式。围堰设计洪水重现期为年，相应洪峰流量m3/s，相应上游水位为m,下游水位为m,纵向堰前水位m。3.4水文、气象资料3.4.1坝址全年洪水和枯水时段洪水频率～流量关系,如表1。表1坝址洪水频率～流量关系单位:m3/s时段重现期年2010532全年枯水期:月日～月日月日～月日月日～月日月日～月日3.4.2坝址逐月流量特征，见表2。表2坝址逐月流量特征表单位:m3/s（年至年）项目月份123456789101112历年最大流量历年最小流量多年平均流量历年最大平均流量3.4.3历年典型年的洪水过程线。3.4.4坝址水位～流量关系曲线。3.4.5导流建筑物的水位～流量关系曲线。63.4.6泥沙资料:堰前泥沙设计淤积高程m,淤沙浮容重kN/m3，内摩擦角度。3.4.7坝址气温和水温,如表3。表3坝址气温和水温单位:℃（年至年）项目月份多年平均123456789101112月平均气温月平均水温日平均气温15℃天数日平均气温5℃天数多年平均气温℃；极端最高气温℃；极端最低气温℃，气温骤降幅度℃，次数次。3.4.8降雨量及冰冻期资料表4气象站年降雨资料统计单位:mm项目月份多年平均123456789101112月平均雨量最大雨量最小雨量5mm/h雨日d最大日降雨量多年平均降雨量mm;年最大降雨量mm;最大降雨强度mm/d;平均降雨天数d。冰冻期为月；结冰厚度m;流冰持续时间d。3.4.9坝址风速相应于洪水期多年平均最大风速为m/s;风向为;吹程km。提示:设计工况采用相应洪水期多年平均最大风速的1.5倍设计。3.5坝址区地形、地质资料3.5.1坝址区地形图（1/2000～1/500）。3.5.2坝址区地质平、剖面图（1/1000～1/500）。3.5.3围堰轴线地质纵、横剖面图（1/1000～1/500）。3.5.4堰基岩石与混凝土的物理力学指标：7（1）堰基岩石为岩石,混凝土设计标号为；基岩容重kN/m3，混凝土容重kN/m3。（2）允许抗压强度:基岩MPa;混凝土MPa。（3）风化岩石变形模量MPa,弹性模量MPa,泊桑比；混凝土弹性模量MPa,泊桑比。（4）堰基岩石单位吸水量L（min.m.m）;渗透系数m/d。（5）基岩及混凝土抗剪强度指标,如表5。表5混凝土及基岩抗剪强度指标计算面抗剪指标抗剪强度抗剪断强度混凝土面f=f=,c=MPa建基面强风化岩石f=f=,c=MPa弱风化岩石f=f=,c=MPa基岩节理面强风化岩石f=f=,c=MPa弱风化岩石f=f=,c=MPa软弱结构面f=f=,c=MPa提示:(1)如采用拱式围堰,应提供两岸坝肩结构面的力学指标及抗剪指标。(2)若为碾压混凝土围堰,应提供碾压混凝土层间面的抗剪强度指标。3.5.5本工程地震烈度为度。3.6水工建筑物设计资料(1)枢纽总平面布置图（1/1000～1.2000）。(2)各单项建筑物设计图及分项工程量统计数量。(3)溢流坝泄流能力曲线以及与导流有关的各孔、洞、缺口的泄流能力曲线。3.7其它与围堰设计有关和对围堰有要求的资料(1)砂、石料系数投产期为年月;生产能力t/h。(2)混凝土系统投产期为年月;生产能力m3/h。(3)可能提供的施工机械设备的技术性能和数量。(4)围堰保护的永久建筑物型式、布置、施工程序和施工进度要求。(5)施工总进度及对围堰的施工期要求。(6)对施工期的通航、过木、水库淹没、移民等要求。(7)建筑材料及混凝土配合比试验成果资料。(8)水泥及混凝土等材料的热力学指标。84设计的主要任务及工作内容4.1主要任务本设计大纲的主要任务是在导流设计已完成,导流方案和导流建筑物,包括挡水建筑物和泄水建筑物已经通过技术经济比较,同时已选定导流挡水建筑物为混凝土围堰或部分为混凝土围堰，在此基础上对混凝土围堰设计作原则性的指导。4.2设计主要工作内容(1)设计原则与假定;(2)混凝土围堰布置;(3)混凝土围堰结构设计;(4)混凝土围堰基础处理设计;(5)混凝土围堰施工;(6)混凝土围堰观测与拆除。5设计原则与假定5.1设计原则5.1.1混凝土围堰设计除执行本《大纲》外,还应符合有关规程、规范、标准的规定和要求。5.1.2围堰系围护水利水电枢纽工程永久建筑物施工的临时性挡水建筑物,应充分考虑其运行时间短的特殊条件。5.1.3设计前应注重调查研究,深入现场,认真收集和分析研究有关水文、泥沙、地形地貌、地质、施工条件等设计资料。提示:碾压混凝土围堰具有节省水泥、造价低、施工工艺简便、施工进度快等优点，因此,混凝土围堰应优先考虑采用碾压混凝土围堰。但对其骨料及掺和料的品质及来源要进行分析研究。5.2设计假定5.2.1混凝土围堰断面设计一般情况按平面问题考虑,并应以建基面的抗滑稳定及应力条件确定。如围堰深层基础有影响围堰稳定的软弱结构面,应予复核其深层抗滑稳定性。5.2.2堰体断面一般由正常情况荷载组合控制。但要考虑采取防洪抢险措施后的围堰安全度。5.2.3混凝土围堰的抗滑稳定按刚体极限平衡法抗剪断强度或抗剪强度公式计算。断面应力按材料力学方法计算,对于大型工程辅以有限元方法进行分析。96围堰布置6.1围堰布置原则6.1.1围堰布置应根据枢纽布置、围堰型式、施工导流方案、施工总进度及地形、地质条件综合考虑。6.1.2围堰布置应满足被围护永久建筑物的施工要求；(1)基础开挖和混凝土浇筑施工机械及施工道路布置的要求；(2)基坑抽水站布置及运行的要求；(3)上下游围堰背水坡距永久建筑物施工边线一般不宜小于10m;纵向围堰不宜小于3m。6.1.3围堰布置应考虑与左、右岸或其它建筑物连接的要求。提示:分期围堰布置,一期纵向围堰对河床束窄程度一般宜控制在40%～60%,同时应考虑枢纽布置、施工期通航流速及河床和上、下游土石围堰的防冲要求。6.1.4上、下游横向围堰通常呈直线布置（除拱式围堰外）,但若为围护永久建筑物施工的需要,也可呈折线布置。全线围堰的上、下游围堰轴线通常与河道水流方向垂直。6.1.5围堰布置应考虑水力条件。提示:(1)纵向和横向围堰及其连接处的布置,应使水流平顺,避免紊乱水流流态对围堰及基础产生不利的影响。同时纵向围堰与横向围堰的防渗体应形成封闭接头。横向围堰轴线与纵向围堰轴线的交角宜控制在60～90之间。(2)过水围堰布置应考虑基坑提前充水、堰顶过流水力条件和合理确定消能型式。(3)纵向围堰布置应满足施工期通航过木和永久建筑物过流条件的要求。(4)上、下游围堰距导流泄水建筑物的进、出口距离不宜小于10m,其交角分别为:上游一般为45～60；下游一般为60～90。(5)围堰布置应进行水工模型试验证和修改,其成果作为围堰设计的主要依据。6.1.6围堰布置应避开两岸沟溪进入基坑,并防止两岸沟溪水流对围堰坡脚的冲刷。6.1.7围堰布置应考虑交通条件,尽量利用或兼顾两岸交通道路和满足施工期通航布置的要求。6.1.8围堰布置应考虑施工条件,方便施工和拆除,尽可能利用现有施工道路和施工设施。6.1.9围堰布置应考虑运用条件,以便遇到超设计洪水时采取防洪抢险措施、基坑充水以及洪峰过后基坑排水平压。6.1.10围堰布置应符合工程量少、投资省的原则：（1）尽可能与永久工程挡水或泄水建筑物相结合；（2）围堰轴线应尽量短,并应选择在覆盖层薄、基岩条件较好、地质构造简单的地段。106.1.11混凝土围堰常用作纵向围堰和过水围堰。过水围堰的布置及断面型式应同时满足挡水和过水的运行要求。6.2围堰设计方案比较6.2.1围堰布置应进行多方案技术经济比较,以选定最优方案为设计方案。6.2.2围堰设计应进行堰址和堰轴线方案比较,以选定技术指标优、经济合理的方案。6.2.3混凝土围堰设计应进行断面结构型式方案比较,以选定安全可靠、经济合理的方案。提示:碾压混凝土具有造价低,工期短,工艺简单,有条件应优先采用;混凝土围堰一般采用重力式。当堰址河谷狭窄且堰基和两岸地质条件良好时,