水利工程施工课程设计

《水利工程施工课程设计》专业：年级：学号：学生：指导教师：目录一、基本资料-------------------------------------------------------------------------------------11.1工程条件--------------------------------------------------------------------------------11.2水文、气象条件设计资料-----------------------------------------------------------11.2.1水文气象条件------------------------------------------------------------------11.2.2工程地质条件------------------------------------------------------------------31.2.3天然建筑材料------------------------------------------------------------------4二、施工导流与围堰设计----------------------------------------------------------------------52.1导流方案的选择与时段划分--------------------------------------------------------52.2倒流建筑物级别划分表--------------------------------------------------------------52.3施工设计洪水过程线-----------------------------------------------------------------62.4施工设计洪水分析与计算-----------------------------------------------------------72.4.1确定围堰型式------------------------------------------------------------------7三、截流设计与相关水力计算--------------------------------------------------------------133.1方式：立堵法-------------------------------------------------------------------------133.2截流日期-------------------------------------------------------------------------------133.3进行龙口泄量计算-------------------------------------------------------------------13四、基坑排水-----------------------------------------------------------------------------------15五、工程量计算--------------------------------------------------------------------------------165.1围堰工程量计算----------------------------------------------------------------------165.2坝体工程量计算----------------------------------------------------------------------16六、课程设计心得体会-----------------------------------------------------------------------171一基本资料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石重力坝，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，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：坝基砂卵石等土石方开挖7.17万m3，石方明挖5.47万m3，洞挖石方0.04万m3，土石方回填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混凝土砌块石11.94万m3，M10砂浆砌条石2.93万m3，砂浆砌块石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，从坝址现有砂石路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。工程所用块石可由蓄水池上游的王土坊村块石场开采，储量丰富，完全可满足本工程之需，运距2.5km左右；混凝土粗骨料由王丈子村的人工料场供应，运距20km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”接地点在王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2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℃，最高38℃，最低-23℃，全年无霜期110～170d，多年平均降雨量为560mm，降雨量年内分配极不均匀，年降雨量的70～80％集中在6～9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20年10年5年汛期607455293枯水期1～3月份0.980.750.524～6月份92.964.123.99月份42.928.916.510～12月份3.732.711.769～5月份101.358.125.0表2拦河坝址下游100m处水位流量关系表水位（m）492493494495496497498499500流量（m3/s）14.868.928253212332227343447586311表3鸽子洞水电站水位～面积～容积关系曲线水位（m）面积（万m2）容积（万m3）水位（m）面积（万m2）容积（万m3）4950051433.82224960.60.351535.82574971.41.351638.22944982.23.151740.63344993.25.851842.63755003.89.351944.64195014.613.552046.44645025.418.552148.45125036.224.352250.85615047.331.152352.46135058.438.952454.26665069.8485255672135071258.952657.87785081471.952759.88375091887.952861.289851022108529639605112613253064.410235122915953166108951331.619053267.611551.2.2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，覆盖层为砂卵石，一、二级阶地表层为砂壤土或含碎石壤土。（2）河床覆盖层为砂卵石，厚6.3～7.9m，一、二级阶地表层为壤土，厚2～5m，下部为砂卵石层,厚5～7m。河床底部及左岸为中、粗花岗岩，岩石坚硬完整，全、强风化厚度0.5～3m。右坝肩表层为坡残积（dl+elQ2）的含碎石壤土，厚2～4m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2～3.8m，主要分布在坝址区及右坝肩。（3）现坝址区地面高程494.9～493.4m,坝基的开挖基槽内，人工浆砌石厚度1.7～2.7m，层底高程492.04～491.33m，为弱风化花岗岩，较新鲜完整。其下部混凝土垫层厚度0.8～2.0m，层底高程490.84～488.0m。混凝土呈浅灰色，局部可见蜂窝，骨料成分为花岗岩，一般粒径1～4cm。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。钻孔揭露弱风化岩层厚度15.8～31.8m，未揭穿。（4）库区有区域性的平顶山断层通过，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孔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，4节理面可见黄褐色锈染，节理面多呈闭合，局部张开，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，局部张开，宽度0.5～1cm，节理面见黄褐色锈染，主要发育3组节理，节理统计见表。表4左坝肩节理统计表走向倾向倾角描述条数NW305°SW45°闭合，节理间距10～23cm13NE23°SE85°闭合，节理间距20～30cm7近EWN80°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EWS72°节理闭合，表面张开，宽度0.5～1cm,节理间距20cm左右，节理面可见黄褐色锈染。5近EWN65°节理间距15～20cm4NE76°NW30°节理间距15cm左右14（5）1976年钻孔基岩压水试验成果表明，单位吸水量ω值为0.035L／mim·m·m，属于微透水。本次勘察地下水位埋深0.13～1.6m，高程492.64～494.37m。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，由于节理方向的影响，花岗岩大体呈方状，是很好的筑坝材料。70年代水库施工时，在蓄水池上游王土坊村设了7个采石场，目前平泉县所需石料皆由上述采石场供应，经调查，石料储量丰富，可满足本工程之需，石料运距约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，河床覆盖层以砂卵石为主，并含有大卵石及漂石，中细骨料较少。在拦河坝坝下游20km左右有王丈子人工碎石料场，石子为石灰岩，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。5二施工导流与围堰设计2.1导流方案的选择与时段划分选择导流方案时，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。选择导流方案时，主要考虑水文条件、地形条件、工程及水文地