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1、土壩水利樞紐工程導流、主體工程施工組織設計方案編 制： 審 核： 批 準： 版 本 號: ESZAQDGF001 編制單位： 編 制: 審 核： 批 準： 二XX年X月目錄一、 工程概況5二、 施工條件5（一） 施工日期5（二） 壩址地形、地質及當地材料5（三） 氣象與水文5（四）施工力量及施工設備7（五）施工導流7三、工日分析7四、施工導流計劃7(一) 導流標準71、導流建筑物的級別72、導流設計洪水標準73、壩體臨時擋水度汛84、導流泄水建筑物封堵與水庫蓄水標準81 封堵后壩體度汛標準81 水庫蓄水標準8(二) 施工導流方案、大壩施工分期和大壩施工控制進度81、 施工導流方案82、 大壩施2、工分期83、截流和攔洪時間84、各期工程量、施工平均強度計算85、確定封孔蓄水和發電日期86、大壩蓄水期間安全校核87、大壩控制進度8五、導流工程規劃布置9（一）導流隧洞規劃9（二）汛期大壩攔洪校核9（三）圍堰主要尺寸、型式及布置91、上游圍堰92、下游圍堰93、圍堰布置9五、主體工程施工9（一）土石壩施工91、施工強度92、土石方施工機械配備9（二）導流隧洞開挖101、概況102、開挖方法103、開挖循環作業組織10六、施工控制性進度111、節點控制工期112、橫道圖12一、工日分析12二、施工導流計劃15(三) 導流標準151、 導流建筑物的級別152、 導流設計洪水標準153、 壩體臨時3、擋水度汛154、 導流泄水建筑物封堵與水庫蓄水標準15(四) 施工導流方案、大壩施工分期和大壩施工控制進度151、 施工導流方案152、 大壩施工分期153、截流和攔洪時間154、各期工程量、施工平均強度計算155、 封孔蓄水和發電日期166、 大壩蓄水期間安全校核167、 大壩施工控制進度16三、導流工程規劃布置16（一）導流隧洞161、攔洪水位172、隧洞斷面尺寸173、隧洞斷面型式、尺寸及布置19（二）汛期大壩攔洪校核19（三）圍堰主要尺寸、型式及布置201、上游圍堰202、下游圍堰223、圍堰布置23四、主體工程施工計算23（一）土石壩施工231、施工強度計算232、土石方施工機械的選4、擇及數量計算231、黏土心墻施工機械生產率根據定額指標確定：232、砂殼施工機械生產率根據計算確定：231、黏土心墻機械242、砂殼機械243、施工道路布置244、大壩施工主要機械匯總表25（二）導流隧洞開挖251、基本資料252、開挖方法253、鉆孔爆破循環作業項目及機械設備的選擇254、開挖循環作業組織25 說明書 一、 工程概況工程地處我國華東xx江的支流上，為一發電為主兼顧灌溉，防洪的水利樞紐工程。在壩型比較階段, 比較了混凝土重力壩和粘土心墻砂殼壩兩個方案。粘土心墻砂殼壩壩高81米，壩頂長度370米。設計正常高水位為100米，校核洪水位為102米。大壩屬于二級建筑物。溢洪道布置在距壩5、一公里的左岸凹口處（圖中未示），為開敞正槽式，此頂高程為92米，總寬是64米，出口采用差動式鼻坎挑流消能。引水式電站布置在右岸，引水洞長525米，直徑7米，廠房安裝5萬千瓦的機組兩臺。二、 施工條件（一） 施工日期主體工程工期暫定為4年，2002年準備，2003年開工，2006年年底前發電（初始發電水位為80米）。（二） 壩址地形、地質及當地材料壩址處流域面積2610平方公里，壩址以上河流全長104公里；其中50公里為通航河道，常年有載重5至10噸木船和竹木筏過壩。壩址兩岸系高山，山坡較陡。壩址河谷寬為200米，河底高程25米。兩岸覆蓋層較薄，基巖為石英砂巖（X級）；河床基巖較好，兩岸巖石節理6、發育，風化較深。河床砂礫覆蓋層厚為03米，平均1.5米。壩址上下游均為寬闊沖積臺地，在上下游37公里的臺地和河灘上，有滿足筑壩要求的大量砂礫料（類土）。采取水上砂礫平均運距5.5公里；如就近采取水下砂礫，平均運距為3.5公里。粘土料（類土）在左岸下游7公里的王家村，高程為4050米，儲量豐富，質量滿足設計要求。（三） 氣象與水文該工程位于華東，氣候溫和，雨量充沛，每年5月至10月降雨較多，屬溫帶多雨氣候，按水文規律分為枯水期和洪水期（包括梅雨期和臺風期），其界限不明顯。一般11月至次年4月底為枯水期，5月至10月為洪水期，其中5、6兩個月的降雨量最大，占全年雨量的30%，該河流量屬山區性河流，7、洪水暴漲暴落，最大流量高達8290立方米/秒，最小流量只有78秒立方米，相差上千倍。1、 各月最大瞬時流量（M3/秒）表1月份頻率123456789101112全年1%18601670244037805530829050607550484023953065207082902%16801330219033004920746043506350384020202500178074603%15001140192028003250615033804740335015401770119561504%93094012502000270049902660339027101160123082349902、各時段8、設計流量（M3/秒）表2時段1%2%5%10%20%4740419034502870226050004460374031602510462035502950246019503020266021801810141040203560294024501920515045703880332027403、典型年逐月平均流量（M3/秒）表3月份123456789101112全年平水年（50%）19.88071.886.3122.5277134.892.873.791.723.927.689.8豐水年（1%）2875.489.913448952927610318291.840.732.7172.6枯水年（89、0%）11.513.96181.7114163102.488.972.971.81715.367.84、設計洪水過程線（圖A）5、壩址水位流量關系曲線（圖B）6、水庫水位與庫容關系曲線（圖C）7、壩區各種日平均降雨統計表（日）表4月份日降雨量123456789101112總計5mm588696567553735mm10mm3333222412333110mm30mm3445653242114030mm10113221210014合計12151615201512181410971588、壩區各種日平均氣溫統計表（日）表5月份日平均氣溫12345678910111230OC00000310410010、00 OC12100000000005-5 OC530000000001925月489130973760014.378.84月1341157760001.240.5可以看出，要求大壩2006年5月30日前填筑完成，利用永久溢洪道溢洪。調整第III期填筑工期，實際施工強度復核見下表施工分期IIIII位置高程（m）53.5105.0工程量V（m3）4211503034604有效工日T（日）127610平均施工強度Q平33164975最大施工強度Q大49747462復核情況滿足要求滿足要求7、 大壩施工控制進度工程截流：2003年11月1日大壩攔洪時間：2004年4月30日封孔日期：2006年4月211、0日發電日期：2006年10月1日大壩填筑完工日期：2006年5月25日繪制大壩控制進度，見附圖。三、導流工程規劃布置（一）導流隧洞1、攔洪水位攔洪壩高安全超高53.5-251.5m。2、隧洞斷面尺寸2.1隧洞最大下泄量根據1頻率洪水放大的過程線，選取T=24、28、32小時出現最大下泄量，分時段計算累計入庫量，扣除泄洪總量，得出相應的調洪庫容，并繪制QV曲線如下圖所示，計算見附表。根據攔洪水位對應的庫容3.14億m3，查出最大下泄流量為2160m3/s，相應下游水位31.6m。2.2泄放最大流量時的隧洞流速擬定進水口底板高程25m，出口底板高程23.7m，進口計算水深H051.5-2526.12、5m，出口水深hp7.9m，m0.85。g取10N/kg。有壓流隧洞流速： = 16.39m/s2.3隧洞過水斷面面積：WQ泄/V2160/16.39131.79m23、隧洞斷面型式、尺寸及布置3.1隧洞斷面型式及尺寸隧洞斷面采用城門洞型，洞寬根據公式W=B2 + B2計算，B9.73m,實際取B=9.8m，則隧洞過水斷面面積為133.74m2。3.2隧洞布置隧洞布置在左岸，與上下游圍堰保持不小于40m的距離，進口底板高程25m，隧洞長度650m，出口底板高程23.7m，縱坡0.2%，進出口布置一定的直線段和明渠段，出口與原河床水流交角小于30，見附圖。進口底板高程設為25.0m主要考慮到于原13、河床底高程平順相接，同時考慮了大壩合龍段施工、過筏等因素。（二）汛期大壩攔洪校核假定下泄流量分別1800、2200、2600m3/s，根據隧洞尺寸和泄流條件，根據有壓流公式試算，計算上游水位；假定下泄流量分別為100、200、300 m3/s，根據明流公式試算，計算上游水位。并繪制隧洞泄流能力QH曲線L1。計算過程見附表。采用簡易圖法計算隧洞最大下泄流量。根據1頻率洪水放大的過程線，選取T=24、28、32小時出現最大下泄量，得出相應的庫容，查相應的水位，并繪制隧洞最大下泄能力QH曲線L2。計算過程見附表。將L1、L2分別繪制在同一坐標系中，查圖，Q泄1253 m3/s，對應的攔洪高程H攔5214、.95m。根據施工進度控制，攔洪填筑高程為55m，安全超高=55-52.95=2.05m，滿足安全要求。（三）圍堰主要尺寸、型式及布置1、上游圍堰為保證枯水期基坑施工，上游圍堰應盡快達到枯水期度汛高程，通過現有的泄水曲線采用調洪演算確定可能達到的洪水位。根據5頻率洪水放大的過程線，選取T=22、24、36小時出現最大下泄量，分時段計算累計入庫量，扣除泄洪總量，得出相應的調洪庫容，計算見附表。并繪制QH曲線L2如下圖所示。根據隧洞泄洪曲線L1，利用圖解法查得圍堰攔洪高程為40.2m，考慮1.8m的安全超高，上游圍堰頂高程：Z上40.2+1.8=42.0m。由于本工程采用上游圍堰一次性攔洪，為節省15、投資，上游圍堰作為壩體的一部分，圍堰最終頂高程55.0m，采用砂礫石黏土斜墻圍堰，填筑質量要求同大壩。上游坡比1:3，下游坡比1:2.0，采用黏土斜墻防滲，如下圖所示。2、下游圍堰下游圍堰同樣采用砂礫料黏土斜墻圍堰，根據1頻率洪水最大下泄流量1253 m3/s，下游河床水位為30.5m，安全超高1.5m，圍堰頂設計高程32.0m。上游設計坡比1:2，下游設計坡比1:2.5，圍堰頂寬10m，完成度汛后拆除，如下圖所示。3、圍堰布置上下游圍堰充分考慮與隧洞進出口距離、沖刷等因素，見附圖。四、主體工程施工計算（一）土石壩施工1、施工強度計算機械設備配備控制施工強度如下：填筑料黏土砂殼（含反濾料）說明16、平均施工強度Q平7415065Q平=V/T（m3/天）Q大=1.5Q平（m3/天）最大施工強度Q大11127598計算Q大小于施工單位的最大施工能力10000m3/天，滿足要求。2、土石方施工機械的選擇及數量計算2.1機械選型原則砂礫料采用水上開采，選用自卸汽車配合正向鏟裝土、運輸；土料開采，選用自卸汽車配合正向鏟裝土、運輸；黏土壓實選用羊足碾；砂礫料選用振動碾。2.2土石壩施工作業機械化方案1)黏土心墻：2m3挖土機挖裝，15T自卸汽車運輸上壩，T-120推土機推平，9T羊足碾壓實。運輸距離7km。2)砂殼：4 m3正向鏟裝水上沙石料， 20 T自卸汽車運輸，T-120推土機推平，13.5T17、振動碾壓實。運輸距離5.5km。2.3主要機械數量計算2.3.1機械生產率1、黏土心墻施工機械生產率根據定額指標確定：（1）2m3挖機裝車生產強度：P=100/0.15667 m3/臺班（2）2m3挖掘機裝15T自卸汽車運輸III類土汽車生產強度：P100/(0.85+0.256)42.6m3/臺班（3）T-120推土機推平（10m計算）：P768m3/臺班（4）9T羊足碾壓實（12遍計算）：P=531 m3/臺班（5）6T羊足碾拋毛：P=100/0.11909 m3/臺班2、砂殼施工機械生產率根據計算確定：（1）T-120推土機推平（10m計算）：P=768 m3/臺班（2）4m3正向鏟裝水18、上砂石料：P608qKvKtKp/ t2171m3/臺班查表式中：q4.0，Kv0.95，Kt0.75（施工條件、管理良好），Kp1/1.05，tt裝t卸t空回0.6min（3）20 T自卸汽車運輸（5.5 km）：P608qKvKtKp/ t111.9m3/臺班查表式中：q11.7，Kv0.95，Kt0.75（施工條件、管理良好），Kp1.0/1.18 tt裝t卸t運t空回40.6+1.5+5.5/25602=30.3min（4）13.5T振動碾壓實：P=8V（B-C）hKtKp /n2268m3/臺班查表式中：V=1500m/h, B=2.0m, C=0.2m, h=0.8m Kt0.7519、（施工條件、管理良好）, Kp1.05, n=62.3.2機械數量計算根據最大上壩強度，以挖掘機為主要設備，選擇主要和配套設備。1、黏土心墻機械施工能力根據1112m3/天，一班制作業配備。（1）挖機數量根據施工強度計算：N=Q大/P1112/6672臺（2）汽車數量根據施工強度計算：N=Q大/P1112/42.626輛。（3）推土機數量根據施工強度計算：N=Q大/P1112/768=2臺（4）9T羊足碾壓實根據施工強度計算：N=Q大/P1112/5313臺（5）6T羊足碾拋毛根據施工強度計算：N=Q大/P1112/9092臺2、砂殼機械施工能力根據7598m3/天，一班制作業配備。（1）挖機20、數量：N=Q大/P7598/21714臺。（2）汽車數量：NQ大/P7598/111.968輛。（3）推土機數量：N=Q大/P7598/768=10臺。（4）振動碾數量：N=Q大/P7598/2268=4臺3、施工道路布置由于采用自卸汽車直接上壩，采用岸坡道路和壩坡道路相結合的原則布置施工道路。左岸30m等高線：布置在左岸30m高程，是本工程的主要運輸線路，從下游砂礫料沿30m高程接上下游圍堰、導流隧洞進出口及上壩路。過導流隧洞時采用鋼棧橋跨越。壩坡路：布置在下游，從左岸30m等高線起坡，S型道路接至壩頂105m高程，全長約1100m，平均縱坡小于7%。道路設計路面寬度8m，最大縱坡控制在7%21、以內，采用泥結石路面。4、大壩施工主要機械匯總表序號機械設備名稱技術規格或型號配備數量1挖土機W200，2m32臺2挖土機W400，4m34臺3推土機T-12012臺4自卸汽車交通SH361，15噸26輛5自卸汽車T20，20噸68輛6振動碾YZ-13.5，13.5噸4個7羊足碾9T3臺8羊足碾6T2臺（二）導流隧洞開挖1、基本資料1.1導流隧洞采用城門洞型，開挖寬度10.8m，高度16.2m，砼襯砌厚度0.5 m，隧洞長650m，進口高程25.0m，出口高程23.7m。施工工期：要求在截流前完成，采用雙向進尺，每個工作面每天兩個循環1.2地形地質巖石等級f10（級別X），開挖時不需臨時支撐，22、但需永久混凝土襯砌。在地形上不宜開挖支洞增加工作面。1.3爆破用炸藥硝銨炸藥(礦山地下II號)。2、開挖方法采用鉆爆法開挖隧洞，由于地質條件比較好，機械化程度高，擬采用全斷面微差爆破一次成型，周邊采用光面爆破。3、鉆孔爆破循環作業項目及機械設備的選擇3.1作業項目固定循環時間：裝藥0.5h；爆破、散煙、安全檢查處理1.0h；裝渣機械進、出洞0. 5h；鉆車進、出洞0. 5h。合計：2.5h。3.2機械設備鉆孔：采用鉆孔臺車，崩落孔和周邊孔鉆孔直徑40mm，掏槽孔鉆孔直徑45mm。裝藥：采用裝藥臺車爆破：采用楔形掏槽，非電毫秒微差起爆網絡，一次性爆破散煙：采用軸流式雙向通風機安全檢查處理：利用裝23、藥臺車，人工排除危石、浮石，必要時進行噴錨支護裝渣：采用1.7m3裝載機裝7.0T自卸汽車運輸4、開挖循環作業組織4.1開挖斷面面積隧洞開挖寬度10.8m，城門洞型，面積S162.4m2。4.2炮眼數量的確定與布置根據以往的工程經驗及統計資料得出的單位進尺（米）耗藥量，除以每孔裝藥量，得炮眼數（N）：NKS/r*a式中：K單位挖方耗藥量，查表取90kg/100m3S隧洞開挖面積，162.4m2炮孔利用系數，0.9r單位長度炮眼的裝量，查表取1.4kg/m（孔徑40mm）a炮孔裝藥系數，一般藥孔a2=0.63,掏槽藥孔a1=0.72掏槽孔N1采用楔形掏槽，布置16個孔，孔徑45mm，總裝藥量為a24、1*r*n10.72*1.7*1619.58kg。周邊孔N2布置間距50cm，根據周長共布置98個，線裝藥密度300g/m，裝藥系數0.75，總裝藥量為0.30*0.75*9822.05kg。崩落孔布置數量N3（KSa1*r* n1）/r*a2 (90*1.624*0.9-19.58)/(1.4*0.63)=127個。計算布孔：N=N1+N2+N316+98+127=241個實際布孔：中心位置布置楔形掏槽孔16個，梅花形布置，成楔形；周邊布置光爆孔98個（間距0.5m）；中間崩落孔間排距根據1.21.4m不等布置，位于掏槽孔下方的孔為臺炮，間排距取小值，實際布置炮孔94個。共布孔N8+98+925、4200個。孔眼布置見附圖。4.3循環作業進尺循環進尺L（t循ti）/（t鉆t出渣）式中：t循作業循環時間，取12hti為固定循環時間和，2.5h出渣與鉆孔順序進行，取1t鉆N*L /nV式中：N鉆孔數量，200個N工作面上鉆機臺數，取32臺V鉆孔速度，X級巖石，查表取3.8m/h炮孔利用系數，0.9t出渣S/P式中：S隧洞斷面面積，162.4m2P裝渣機械生產率，查表為650/881m3/h循環進尺L=(12-2.5)/200/(32*3.8*0.9)+1*162.4/81= 2.47m取循環進尺為2.4m。4.4循環作業圖表經計算繪制循環作業圖表如下：作業項目循環時間（h）1234567826、9101112鉆車進出0.5鉆孔7裝藥0.5爆破散煙安檢1裝渣機械進出0.5出渣2.5合計12.5總工期T=L/(mnL)式中L隧洞總長，650mm工作面數，m=2n每天循環次數，24/122L循環進尺，計算得為2.4m總工期T650/2*2*2.468天，考慮時間利用系數0.75，實際安排工期90天。4.6隧洞開挖主要機械匯總表（兩個工作面）序號機械設備名稱技術規格或型號配備數量1鉆孔臺車CGJ15-32套2鑿巖機YG4030臺3軸流風機28KW，可逆2臺4通風管直徑600mm，金屬管700m5吸底潛水泵4”15臺6壓風站供風量30m3/h2個7裝載機Z-3.52臺8自卸汽車黃河QD3514輛