毕业设计说明书-钱塘江支流水利枢纽工程

钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书二九年十月钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书1目录1工程概况12施工导流计划321导流标准3211导流建筑物的级别3212导流建筑物洪水标准3213坝体临时挡水度汛标准4214导流泄水建筑物封堵与水库蓄水标准522导流方案623导流洞设计6231导流洞断面设计6232导流洞布置10233隧洞泄水能力曲线1124导流分期1425汛期大坝拦洪校核1526围堰设计183导流隧洞施工2031概况2032施工布置20321施工用风、水、电、照明20322施工设备投入21323人力资源投入2133施工方法21331导流隧洞开挖21332导流隧洞衬砌2534施工进度2835施工质量保证措施2836安全保证措施294大坝主体工程施工3041施工进度规划3042施工强度分析3043施工机械配置31431挖掘机31432自卸汽车31433气胎碾32钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书2434振动碾32435夯土机32436推土机33437大坝施工机械配置汇总表3344施工道路布置335施工总进度3451主要编制依据3452进度计划编制原则3453施工分期3454控制性工期要求3555主体工程施工进度3556施工强度及劳动力、主要材料用量35钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书11工程概况本工程地处钱塘江支流上，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，采用粘土心墙砂壳坝较有优势，按粘土心墙砂壳坝布置时，坝高81M，坝顶长度370M，设计正常高水位为100M，校核洪水位为102M，大坝属级建筑物。溢洪道布置在距坝一公里的左岸凹口处，为开敞正槽式，顶高程为92M，总宽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5万千瓦的机组两台。本工程工期暂定为4年，2002年准备，2003年开工，2006年年底发电（初始发电水位为80M）。坝址处流域面积2610平方公里，坝址以上河流全长104公里；其中50公里为通航河道，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。两岸覆盖层较薄，基岩为石英砂岩，河床基岩较好，两岸岩石节理发育，风化较深。河床砂砾覆盖层厚03M，平均15M。坝址上下游均为宽阔冲积台地，在上下游37公里的台地和河滩上，有满足筑坝要求的大量砂砾料。采取水上砂砾平均运距55公里；如就近采取水下砂砾，平均运距为35公里。粘土料在左岸下游7公里的王家村，高程为4050M，储量丰富，质量满足设计要求。坝址气候温和，雨量充沛，每年510月降雨较多，一般11月至次年4月底为枯水期。5、6月降雨量最大，占全年雨量的30。坝址河流属山区性河流，洪水暴涨暴落，最大流量高达8290M3/S，最小流量只有78M3/S。各月最大瞬时流量见表11，典型年逐月平均流量见表12，坝区日降雨量统计表见表13，坝区日平均气温统计表见表14。钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书2表11各月最大瞬时流量表M3/S月份频率123456789101112全年11860167024403780553082905060755048402395306520708290216801330219033004920746043506350384020202500178074603150011401920280032506150338047403350154017701195615049309401250200027004990266033902710116012308234990表12典型年逐月平均流量M3/S月份123456789101112全年平水年（50）19880071886312252771348928737917239276899丰水年（1）2807548991344895292761031829184073271726枯水年（80）115139610817114163102488972971817153678表13坝区各种日降雨量统计表月份日降雨MM123456789101112总计3010113221210014合计（天）1215161520151218141097158表14坝区各种日平均气温统计表月份气温12345678910111230000003104100035010、级永久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级永久建筑物淹没基坑，但对总工期及第一台（批）机组发电影响不大，经济损失较小101001100100505020混凝土类5050202010根据初步计算，坝体施工期拦洪库容在10108M3以上，坝体施工期度汛选用百年一遇洪水作为设计标准,相应流量最大出现在6月，为8290M3/S。214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510年重现期的月或旬平均流量。封堵工程的设计标准为1020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25规定的标准选用。表25导流建筑物封堵后坝体度汛标准大坝级别永久建筑物类型洪水重现期（年）设计200100100505020混凝土类校核50020020010010050设计50010020010010050土石类校核1000500500200200100（3）水库蓄水标准采用7585保证率作为水库的蓄水标准。按计划从2006年4月1日开始蓄水，至10月初蓄水高程达到80M，库容159亿M3，采用80概率的月平均流量计算，蓄水期各月径流量分别为211亿M3，295亿M3，422亿M3，265亿M3，23亿M3，189亿M3，合计161亿M3，不向下游供水的条件下满足蓄水要求。钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书6按照1频率月平均流量，各月径流量为347亿M3，1267亿M3，1371亿M3，715亿M3，267亿M3，472亿M3，则5月底可达到80M水位高程。根据进度计划，4月底大坝填筑高程约76M，与设计高程105M相差29M，10月底大坝完成填筑，4月以后每月大坝平均上升49M。与坝址1频率月平均流量的径流量相比，蓄水期保证坝前水位不漫坝较为困难，拟定根据实际来水情况，在5月份决定是否加大填筑强度，保证大坝安全。22导流方案本工程河谷不甚宽阔，河谷两岸山体较陡，坝址有适用于土石坝填筑的土料和砂砾料，大坝初步选定采用土石坝设计方案。根据坝型与地形条件，本工程不宜采用明渠导流，由于左岸边坡较缓，适宜施工布置，通过比较，选定采用左岸导流隧洞泄流、全断面土石围堰挡水的导流方案。根据坝址水文资料，坝址河流属山区性河流，洪水暴涨暴落，最大流量高达8290M3/S，最小流量只有78M3/S，平水年最大月平均流量为277M3/S，全年月平均流量898M3/S。采用较大断面的导流洞时，洪水可以及时宣泄，因此上游围堰可以采用较低的设计水位高程，上游围堰堰高较低，堰体填筑量较小。采用较小断面的导流洞时，洪水下泄量相对较小，部分来流会蓄积在围堰挡水形成的水库中，水位抬高，围堰需要较高的高度来保证不被漫顶，因此围堰工程量较大。通过比较，并考虑坝址水文特性，洪水为暴涨暴落类型，河道平均流量较小，采用较大断面的导流洞较不经济，选定采用较小的导流洞及较高的上游围堰，上游围堰作为土石坝坝体的一部分，以减少导流费用。23导流洞设计231导流洞断面设计由于采用较小断面的导流洞，且坝址岩体较好，导流洞稳定较易保证，洞型可采用便于开挖的城门洞型断面。城门洞型断面宽高比（H/B）一般为1015，洞内水位变化较大时采取大值，水位变化小时采取小值。由于坝址河流流量变化较大，导流洞断面宽高比采取大值，顶拱圆心角为180。根据选定的导流建筑物导流标准，导流建筑物采用全年10频率洪水值钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书74495M3/S进行设计，洪水过程采用坝址典型的48小时洪水过程线进行缩放确定，洪水过程线最大流量为4495M3/S。洪水过程如图21。图21全年10频率洪水（4495M3/S）洪水过程线根据水库的调节库容及洪水过程持续时间，在设计洪水过程中，导流洞泄流量可以小于洪水峰值流量，部分洪水蓄积在水库中，上游围堰堰前水位上升，导流洞泄流量也随之增大，到洪水过程中后期，洪水流量已开始下降，洪水过程线与上升的导流洞泄流线相交，这时刻之前，洪水流量一直大于导流洞泄流量，水库水位上升，这时刻之后，导流洞在较高的水头作用下，流量保持较大值，大于来水流量，水库水位开始下降。洪水过程线与导流洞泄流线相交的交点，即水库水位最高时刻，也是导流洞在设计洪水过程下泄流量最大时刻。为简化计算，导流隧洞泄流线在交点之前部分简化成直线，由洪水过程线起点与导流洞泄流量的最大值连线。现假设导流隧洞在设计洪水过程中的最大流量，来计算导流洞与围堰的规模。1）假设导流隧洞最大流量为600M3/S导流洞泄水过程线和洪水过程线如图22。图中阴影部分的面积表示到导流洞达到最大泄流量时水库蓄积的水量，经计算为186108M3/S。钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书8图22导流洞最大设计流量为600M3/S时洪水与导流洞泄水过程线查坝址水位流量关系曲线，来流量为600M3/S时，坝址水位为2911M。在导流洞达到600M3/S泄流量时刻，水库蓄水量较天然过流情况增加186108M3/S，在库容水位曲线中，将水位2911M情况下的库容坐标右移186108M3/S，对应的水位坐标值及此时刻水库水位值，如图23所示,该时刻水位为4544M。图23导流洞最大设计流量为600M3/S时上游水位求解图根据一般隧洞压力流流速计算公式20HPHGMV式中M085；钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书9V洞里的平均流速；H0隧洞进口计算水深（在洞线布置之前用拦洪水位代之）；HP隧洞出口底坎以上水深。根据上下游水位分别为4544M和2911M，计算隧洞压力流流速V085298454429111/21521M/S。根据假设的导流洞最大设计流量600M3/S，隧洞过水面积W600/V394M2。导流洞采取的城门洞型过流断面底宽约为55M。根据上游围堰堰前水位4544M，及河床最低高程24M，考虑一定的超高和波浪爬高，围堰高度约为225M，体型较小。因此，可以减小导流洞断面，降低导流洞最大设计流量，按照较高围堰，较小导流隧洞的方案进行修改。2）假设导流隧洞最大流量为380M3/S导流洞泄水过程线和洪水过程线如图24。图中阴影部分的面积表示到导流洞达到最大泄流量时水库蓄积的水量，经计算为202108M3/S。查坝址水位流量关系曲线，来流量为380M3/S时，坝址水位为2856M。在导流洞达到380M3/S泄流量时刻，水库蓄水量较天然过流情况增加202108M3/S，在库容水位曲线中，将水位2856M情况下的库容坐标右移202108M3/S，对应的水位坐标值及此时刻水库水位值，如图25所示,该时刻水位为4621M。钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书10图24导流洞最大设计流量为380M3/S时洪水与导流洞泄水过程线图25导流洞最大设计流量为380M3/S时上游水位求解图根据一般隧洞压力流流速计算公式20HPHGMV在上下游水位分别为4621M和2856M时，计算隧洞压力流流速V085298462128561/21581M/S。根据假设的导流洞最大设计流量380M3/S，隧洞过水面积W380/V240M2。导流洞采取的城门洞型过流断面底宽约为40M。根据上游围堰堰前水位4621M，及河床最低高程24M，考虑一定的超高及波浪爬高，初步估计围堰高度约为235M。综合比较导流洞与围堰的施工规模，取导流洞最大设计过流量为380M3/S较为合适，初步确定予以采用。通过导流分期安排及施工期拦洪校核，导流洞尺寸符合要求。232导流洞布置隧洞路线应结合地形地质条件选定，一般长度应尽可能短，同时进出口与上下游围堰之间保持2050米的距离，防止水流冲刷围堰。隧洞轴线尽可能布置成直线，当转弯时，其转弯半径不少于5倍的洞宽。导流洞底面高程一般布置在最低水位以下一定高程，要求过流平顺，进出口无明显跌落，水面衔接条件好，便于通航过木。为使截流方便时，宜降低隧洞底面高程，以增大分流量，降低截流落差。考虑施工方便、排水容易时，隧洞底部钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书11高程宜高些。考虑航运的需要，要求流速小于36M/S，隧道净空及吃水深满足要求。根据水文资料，平水年全年平均流量为898M3/S，对应坝址天然水位为2749M，平水年6月月平均流量最大为277M3/S，对应坝址天然水位2824M，其他月份均小于1348M3/S，对应坝址天然水位2771M。隧洞底坡一般为0205，也可以布置成平底坡。考虑隧洞施工排水的需要，隧洞底坡取03左右，进口底板高程283M，出口底板高程265M。导流洞进口采用三面收缩形式。收缩曲线采用1/4椭圆曲线，式中X方向为导流洞轴向方向。12BYAX左右收缩曲线半长轴A1取洞宽值，顶面收缩曲线半长轴曲线A2取洞高值，A/B3。233隧洞泄水能力曲线隧洞泄水能力曲线的绘制，首先假定几个隧洞下泄流量，分别计算出相应的上游水位，画出无压和有压部分的泄流量与水位的关系曲线并以光滑曲线连接该段曲线，以代替半有压流曲线。1明流的计算明流按下式计算LIHRCVGV2121式中H1进口洞内水深；H2出口洞内水深；V1进口洞内流速；V2出口洞内流速；V1V2/2；平均谢才系数；C平均水力半径；L隧洞长度。R谢才系数,N为糙率，隧洞衬砌后，N取0014，R为水力半径，为61过水断面面积与湿周的比值。钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书12临界水深HK，式中，Q为单宽流量，A可取10。32GA当流量为20M3/S时，对应下游水位为2709M，下游水深H下059M，HK1366M，HKH下，为自由出流，H2HK，试算表格如下。表27流量20M3/S隧洞进口水深试算表QH1H2V1V2VRCV1V1/2/GV2V2/2/GVV/CCRH201507136633236634908469320561639230683569300030319821507隧洞进口水位会有跌落，进口的落差按下式近似计算，GZ2021式中流速系数，取0809，V0上游行进流速。取流速系数为085，进行试算，表格如下。表28流量20M3/S隧洞进口水位落差试算表QH1V1H0V0V1V1/2/G/V0V0/2/GH0H1Z201507331785175328522530660752031041506881502460245683根据H1值和Z值，当流量为20M3/S时，上游水位为3005M。当流量为45M3/S时，对应下游水位为2724M，下游水深H下074M，HK2346M，HKH下，为自由出流，H2HK，试算表格如下。表29流量45M3/S隧洞进口水深试算表QH1H2V1V2VRCV1V1/2/GV2V2/2/GVV/CCRH4528422346396484381137286079974891173256500032031872841取流速系数为085，试算进口上缘水深，表格如下。表210流量45M3/S隧洞进口水位落差试算表QH1V1H0V0V1V1/2/G/V0V0/2/GH0H1Z45284239584831236057690940550028066334549702780277205根据H1值和Z值，当流量为45M3/S时，上游水位为3142M。当流量为55M3/S时，对应下游水位为273M，下游水深H下08M，HK268M，HKH下，为自由出流，H2HK，试算表格如下。钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书13表211流量55M3/S隧洞进口水深试算表QH1H2V1V2VRCV1V1/2/GV2V2/2/GVV/CCRH5537323463695864771197354069331671752642400035388423729取流速系数为085，试算进口上缘水深，表格如下。表212流量55M3/S隧洞进口水位落差试算表QH1V1H0V0V1V1/2/G/V0V0/2/GH0H1Z553733686327391635112360815666706062901928201860186647根据H1值和Z值，当流量为55M3/S时，上游水位为3222M。2有压流的计算有压流按下式计算LIRCVGHH1220式中，H2出口计算水深，自由出流时，H2085D，淹没出流时，H2H下；局部损失系数之和，进口采用喇叭口时，取值025。上游水位为H0加上隧洞进口底板高程。有压流的判别条件为H015D。对有压流的计算，先假设一个流量，假设是有压流，进行试算后，验证是否是有压流，然后确定下一步计算。当流量为200M3/S时，试算表格如下。表213流量200M3/S隧洞进口水深试算表QH0VH2VV/2/G1RCVV/C/C/RIL20015719418976661515139058482121860673821445480354096符合有压流判定条件，确实为有压流，同时由此可以判定过流量在200M3/S以上时，隧洞为有压流。上游水位为4402M。当流量为300M3/S时，试算表格如下。表214流量300M3/S隧洞进口水深试算表QH0VH2VV/2/G1RCVV/C/C/RIL30031243681346499511156288159121860673821441458079672根据H0值，上游水位为5954M。当流量为400M3/S时，试算表格如下。钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书14表215流量400M3/S隧洞进口水深试算表QH0VH2VV/2/G1RCVV/C/C/RIL40052977651795332512055623393121860673821442732141638根据H0值，上游水位为8128M。3泄水能力曲线根据计算的导流隧洞的一系列水位与流量值，绘出隧洞泄水能力曲线如图26。图26导流洞泄水能力曲线24导流分期本工程工期暂定为4年，2002年准备，2003年开工，2006年年底发电。根据导流洞工程量，拟定2003年施工导流隧洞，进行导流的前期准备，导流洞施工期河床正常过流，2003年底导流洞过流，开始截流，随后开始施工围堰。围堰运行一个汛期，汛期导流隧洞过流，在汛期完成大坝坝基及坝肩开挖并灌浆，2004年汛后从9月开始填筑大坝，至2005年4月底，大坝达到全年度汛钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书15高程，开始进入大坝拦洪、隧洞过流阶段。25汛期大坝拦洪校核大坝施工期度汛标准采用1频率洪水，各月大坝的施工高程均需达到下个月1频率洪水的拦水高程并有一定超高。16月度汛坝址6月1频率洪水流量为8290M3/S。在洪水过程线中，将导流过流曲线简化为直线，假设导流建筑物在洪水过程中的最大的流量，并算出相应的库水位。如图27，为形成系列，假设出现导流洞最大流量分别为200M3/S，300M3/S，400M3/S情况。图278290M3/S洪水过程导流洞最大流量假设示意图洪水来流量为200M3/S时，查坝址水位流量关系曲线，坝址水位为2796M。在导流洞达到200M3/S泄流量时刻，水库蓄水量较天然过流情况增加4167108M3/S，在库容水位曲线中，将水位2796M情况下的库容坐标右移4167108M3/S，对应的水位坐标值及此时刻水库水位值，该时刻水位为5517M。洪水来流量为300M3/S时，查坝址水位流量关系曲线，坝址水位为钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书162832M。在导流洞达到300M3/S泄流量时刻，水库蓄水量较天然过流情况增加4017108M3/S，在库容水位曲线中，将水位2832M情况下的库容坐标右移4017108M3/S，对应的水位坐标值及此时刻水库水位值，该时刻水位为5465M。洪水来流量为400M3/S时，查坝址水位流量关系曲线，坝址水位为2861M。在导流洞达到400M3/S泄流量时刻，水库蓄水量较天然过流情况增加3905108M3/S，在库容水位曲线中，将水位2861M情况下的库容坐标右移3905108M3/S，对应的水位坐标值及此时刻水库水位值，该时刻水位为5426M。导流建筑物在设计洪水过程中最大过流量分别为200M3/S，300M3/S，400M3/S情况的坝前水位分别得出，均符合压力流条件（隧洞进口水深大于15倍洞高），流量及水位形成曲线，在设计断面的导流隧洞泄流能力曲线的水位流量坐标系中将此曲线绘出,如图28。在图中，两条曲线的交点坐标即为8290M3/S洪水过程中隧洞最大流量及水库最高水位，分别为2752M3/S和5477M。考虑2M的超高，要保证度汛安全，5月底大坝挡水高程要达到568M。图288290M3/S洪水过程导流洞最大流量求解图6月1频率洪水流量即为全年1频率洪水流量，达到6月拦洪标准即可挡钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书17蓄全年1频率洪水。大坝拟定在开工后第二年汛后开始施工，在开工后第三年5月底达到全年1频率洪水度汛标准。25月度汛坝址5月1频率洪水流量为5530M3/S。在洪水过程线中，将导流过流曲线简化为直线，假设导流建筑物在洪水过程中的最大的流量，并算出相应的库水位。如图29，为形成系列，假设出现导流洞最大流量分别为200M3/S，300M3/S，400M3/S情况。图295530M3/S洪水过程导流洞最大流量假设示意图洪水来流量为200M3/S时，查坝址水位流量关系曲线，坝址水位为2796M。在导流洞达到200M3/S泄流量时刻，水库蓄水量较天然过流情况增加272108M3/S，在库容水位曲线中，将水位2796M情况下的库容坐标右移272108M3/S，对应的水位坐标值及此时刻水库水位值，该时刻水位为4943M。洪水来流量为300M3/S时，查坝址水位流量关系曲线，坝址水位为2832M。在导流洞达到300M3/S泄流量时刻，水库蓄水量较天然过流情况增加261108M3/S，在库容水位曲线中，将水位2832M情况下的库容坐标右移261108M3/S，对应的水位坐标值及此时刻水库水位值，该时刻水位为4902M。洪水来流量为400M3/S时，查坝址水位流量关系曲线，坝址水位为钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书182861M。在导流洞达到400M3/S泄流量时刻，水库蓄水量较天然过流情况增加252108M3/S，在库容水位曲线中，将水位2861M情况下的库容坐标右移252108M3/S，对应的水位坐标值及此时刻水库水位值，该时刻水位为4868M。导流建筑物在设计洪水过程中最大过流量分别为200M3/S，300M3/S，400M3/S情况的坝前水位分别得出，均符合压力流条件（隧洞进口水深大于15倍洞高），流量及水位形成曲线，在设计断面的导流隧洞泄流能力曲线的水位流量坐标系中将此曲线绘出,如图210。在图中，两条曲线的交点坐标即为5530M3/S洪水过程中隧洞最大流量及水库最高水位，分别为2417M3/S和4925M。考虑2M的超高，要保证度汛安全，5月底大坝挡水高程要达到513M。图2105530M3/S洪水过程导流洞最大流量求解图大坝拟定在开工后第二年汛后开始施工，在开工后第三年5月底达到全年1频率洪水度汛标准，4月底达到5月1频率洪水度汛标准。26围堰设计1）挡水时段的确定本工程工期暂定为4年，2002年准备，2003年开工，2006年年底发电。钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书19拟定2003年施工导流隧洞，进行导流的前期准备，河床正常过流，2003年底开始截流，随后开始施工围堰。围堰运行一个汛期，汛期导流隧洞过流，在汛期完成大坝坝基及坝肩开挖并灌浆，2004年汛后从9月开始填筑大坝，至2005年4月底，大坝达到全年度汛高程，开始进入大坝拦洪、隧洞过流阶段，。2）围堰顶高程的确定围堰采用全年10年一遇洪水标准，设计洪水流量4495M3/S。根据洪水过程中简化的隧洞泄流曲线进行计算，在设计断面的导流洞达到最大过流量时，上游水位为4621M,考虑07M的超高及波浪爬高，上游围堰顶高程取475M，防渗体顶高取465M。根据导流洞设计流量，查坝址水位流量曲线，相应水位为2856，考虑07M的超高及波浪爬高，下游围堰顶高程取30M，防渗体顶高取29M。3）围堰型式根据当地材料，围堰采用年涂料作防渗体、砂砾料为主要填料的土石围堰。为减少导流成本，上游围堰作为土石坝的一部分。由于粘土防渗体施工进度较慢，为便于围堰挡水高程的上升，围堰采用粘土斜墙防渗。粘土允许渗透梯度一般为68，同时考虑施工方便，斜墙顶宽设为3M，满足渗透梯度要求。坝址河床基岩较好，覆盖层厚度较浅，为03M，为便于斜墙与基岩的连接，延长渗径，保证防渗效果，粘土斜墙下部河床覆盖层全部清除，并设置混凝土截水墙。混凝土允许渗透梯度在50100以上，截水墙厚度取1M可满足要求，截水墙高度上游取2M，下游取15M。斜墙迎水面砂砾料堰壳厚度不小于3M，且迎水面设置05M厚干砌石护坡。坝址河床最低高程24M，根据围堰设计顶高程，围堰高度均较低，采用一般经验坡比可以满足设计要求。上下游围堰坡比设置类似，迎水面砂砾料堰壳坡比为125，斜墙迎水面坡比120，斜墙背水面坡比为115，围堰背水面坡比120。为方便施工及应对汛期可能出现的抢险，并考虑交通便利，围堰顶宽均为10M，围堰不设马道。围堰碾压遍数通过试验确定，碾压压实度96。4）围堰平面布置钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书20上游围堰的一部分作为大坝的构成部分，上游围堰的平面布置满足斜墙全部在坝体之外的要求。为方便基坑中施工，下游围堰背水面堰脚至大坝设计边线距离取2030M，下游围堰运行完成后拆除。3导流隧洞施工31概况导流隧洞长约600M，城门洞型断面，断面尺寸净空4M6M（宽高）；开挖断面5M7M（宽高），进口高程为EL3000M，出口高程为EL28M，衬砌厚度05M（双层配筋）。导流隧洞的地形地质条件岩石F10（级别），开挖不需要临时支撑，进行永久衬砌。32施工布置321施工用风、水、电、照明3211施工供风导流隧洞在每个工作面洞口布置2台20M3移动式电动空压机供施工用风。通过DN100风管引至洞口，随着开挖的推进向洞内延长，风管沿着底板靠侧墙铺设。风管长度约700M。3212施工供水施工用水通过水箱供水，通过DN100管引至洞口。洞内施工供水采用2/钢管作支管，由洞外供水主管引至工作面，水管沿着底板靠侧墙铺设。水管洞外长度约700M。3213施工供电施工用从变电站架设一趟线至洞口（三相四线制，VLV223120150），钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书21洞内线路用三角架固定于侧墙上，高度30M。成洞段的照明采用220V电压，开挖面上采用36V电压，灯泡功率100W。成洞段的照明灯泡布置间距为6米，动力设备用电采用380V电压。3214洞内通风洞内采用500轴流风机压入式通风,通风机布置在导流隧洞洞口。500风管长度700M。3215支护材料的运输支护材料运洞口,采用混凝土泵送至工作面。3216施工出碴装渣使用1台斗容17M3装载机，出渣使用2台黄河7T自卸汽车。322施工设备投入拟投入本工程的施工设备见表31表31施工设备投入表设备名称型号单位数量功率（KW）备注导轨式钻车台1凿岩机YG40台7电动空压机20M3台22台/每个工作面轴流通风机KZ600A台122潜水泵WQD82222台4222装载机17M3台1自卸汽车7T台2电焊机BX5001台122砼泵台1砼搅拌机350L台115323人力资源投入拟投入导流隧洞施工的人力资源见表32表32人力资源投入表钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书22工种风钻工炮工司机电焊工砼工管理人员其他合计人数8410264175133施工方法331导流隧洞开挖3311爆破参数设计1装药量计算导流洞开挖断面S3232M2，衬砌后净空断面S2228M2。根据围岩情况，导流洞开挖一次循环钻孔深度取3M，炮孔利用率09，单循环进尺预计为27M，隧洞钻孔爆破孔径一般为3250MM，本工程钻空直径取50MM。根据隧洞开挖炸药消耗定额表及本工程岩石级别和断面面积，炸药耗量为102KG/M3。则单循环耗药量为10232322789KG周边孔间距取14倍孔径，约为07M，周边孔密集系数（孔距与抵抗线的比值）一般为0508，取07，则抵抗线取为1M，周边孔线装药密度取300G/M。周边孔共30个，孔径50MM。崩落孔孔间距可取112M，本工程崩落孔排内间距取10M，抵抗线取10M。共布置崩落孔22个，外围15个，内部7个。掏槽孔采用中空孔菱形掏槽形式，中间空孔直径100MM，四周装药孔直径50MM。一个断面共布置装药孔56个，根据布孔形式，计算各孔装药量。掏槽孔单孔装药量为89/56125199KG，掏槽孔装药系数取05506，相应装药段长约16518M，安装40MM直径药卷，单重13KG/M，按单孔耗药量计算，单孔装药药卷长度153M，采用连续装药形式。周边孔单孔装药量为钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书2303309KG；周边孔装药系数045055，相应装药段长135165M，安装32MM直径药卷，单重08KG/M，按单孔耗药量计算，单孔装药药卷长度113M，将药卷分成063M，05M长两段，中间间隔20CM，采用导爆索相连。崩落孔装药总量为89093019945404KG；崩落孔外围15个，内部7个，外围15个减少装药15。则内部崩落孔装药量为5404/（150857）274KG，崩落孔装药系数一般04505，相应装药段长13515M，采用45MM直径药卷，单重165KG/M，药卷长166M，采用连续装药结构。外围崩落孔装药量为（54047287）/15226KG，崩落孔装药系数一般04505，相应装药段长13515M，采用45MM直径药卷，单重165KG/M，药卷长137M，采用连续装药结构。炮孔堵塞段长一般不小于抵抗线，以上各孔堵塞段长按不小于1M进行控制。以上药量分配，实际装药系数与经验装药系数有一定出入，在爆破中可根据情况改进。（2）最大单响药量为控制爆破震动，需对单响药量进行控制，可参照萨道夫斯基公式RQKVN式中V质点峰值振速，SCM；Q最大单响药量，KG；R爆心距，；N药包形状系数，我国和前苏联一般取31；钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书24K、与地质条件、爆破类型及爆破参数有关的系数，通过现场爆破实测的资料来确定。本工程K取200，取17导流洞在钻爆面之后30M紧随进行衬砌，新浇混凝土允许震动速度3CM/S，根据计算，最大单响药量为13KG。根据单孔装药量，内部崩落孔允许5孔一响，外围崩落孔6孔一响，周边孔15孔一响。3312开挖施工导流隧洞均采用钻爆法开挖隧洞，开挖程序如下测量放线布孔钻孔装药连线爆破散烟危岩清理出碴下一循环。1测量放样采用全站仪测量放线，在掌子面上画出隧洞中线，轮廓线，并按爆破设计进行布孔。2钻孔采用导轨式钻车和YG40凿岩机结合，光爆孔沿轮廓线开孔，外插值不大于20CM，孔底误差小于10CM，光爆孔沿轮廓线的调整范围和掏槽孔的孔位偏差小于5CM，崩落孔的孔位偏差小于10CM，利用简易钢管平台钻孔。3爆破洞室采用全断面开挖、周边光面爆破方式施工，采用非电雷管起爆，按照设计爆破网络联网起爆。4散烟洞口部分采用自然通风、散烟，开挖进尺30M时，采用风机压入式通风，500风管悬吊在侧墙上，离地高度2M。5危岩清理通风散烟后，进行掌子面安全处理工作，清除开挖面上残留的松动岩块，以确保作业人员的安全。6施工作业循环设计循环进尺27M。每天1个循环，循环作业时间约16小时，日进尺27M，月循环进尺81M。钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书25表33循环作业时间表序号工序时间（H）1测量放线202钻孔53装药、连线104爆破、散烟、安全检查处理205装渣机械进、出洞各056出渣57总计16332导流隧洞衬砌导流隧洞按57M（宽高）断面开挖，衬砌厚度为05M双层配筋。导流隧洞衬砌施工程序如下基础超欠挖处理基础验收钢筋制安模板安装仓面验收混凝土浇筑脱模养护1）测量放样施工队在基础清理前应提前通知测量放样，测量过程中必须有一检二检在现场。施工队必须保护所有测量标识，以便过程监控。2）基础清理及验收测量放样后按仓面控制线进行基础清理施工作业。基础清理作业包括建基面的清理和老混凝土缝面处理。建基面清理完成后，必须经监理进行验收后，方可进行下一道工序施工。3）钢筋制安钢筋的安装位置、间距、保护层及各部分钢筋的规格尺寸，均应符合规范的规定，其偏差不得超过规范。在钢筋架设完毕，未浇筑混凝土之前，须按照规范的标准进行详细检查，并作出检查记录。检查合格的钢筋，如长期暴露，应在混凝土浇筑之前，按上述规定重新检查，合格后方能浇筑混凝土。在钢筋架设完毕后，应及时妥善保护，避免发生错动和变形。在混凝土浇筑钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书26施工中，应安排值班人员经常检查钢筋架立位置，如发现变动应及时矫正。严禁为方便浇筑擅自移动或割除钢筋。4）模板安装（1）模板安装前，必须由测量队按设计图纸测量放样，重要结构应多设控制点，以利于检查校正。（2）班组根据测量队所提供的测量放样单和设计图纸，对模板放样进行检查。（3）支架必须支承在坚实的地基或老混凝土上，并应有足够的支承面积。斜撑应防止滑动。竖向模板和支架的支承部分。（4）模板的钢拉杆不应弯曲。伸出混凝土外露面的拉杆宜采用端部可拆卸的结构形式。拉杆与锚环的连接必须牢固。（5）模板安装的允许偏差，应符合技术要求的规定。（6）模板与混凝土的接触面，以及各块模板接缝处，必须平整、密合，以保证混凝土表面的平整度和混凝土的密实性。在模板允许偏差范围内的细缝与小型预留孔洞必须用水泥纸或细木条封堵密实，以防漏浆。（7）模板的面板应清理干净并涂脱模剂，脱模剂型号应由技术部门批准，不得采用影响混凝土结构性能或妨碍装饰工程施工的脱模剂。5）仓面验收仓面验收包括钢筋、模板验收钢筋、模板安装完毕后应按“三检制”进行检查，由作业队进行初检，初检合格后，通知测量队对模板和预埋件等进行测量。根据测量队提供的模板测量单对模板等进行校正，校正完毕后，测量队进行复检，复检合格后，作业队提请质量部进行终检。6）混凝土浇筑（1）混凝土浇筑时，制定浇筑顺序、控制浇筑速度。在浇筑混凝土前，模板内的杂物应清理干净。拟采用先底板、后侧墙，最后浇筑顶拱的顺序进行混凝土衬砌。每隔9M设置一道施工，区段两端部必须用砂浆或混凝土将衬砌混凝土与岩石面的缝隙封堵钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书27严密。（2）混凝土浇筑过程中，必须安排专人负责经常检查、调整模板的形式及位置，使其与设计线的偏差不超过模板安装允许偏差绝对值的15倍，并每班做好记录。对承重模板，必须加强承重排架的检查、维护；对重要部位的承重模板，混凝土浇筑前必须组织安全部、质量部、技术部各有关人员联合验收；混凝土浇筑过程中，还必须由测量人员用仪器进行监测。模板如有变形、位移，应立即采取措施，必要时停止混凝土浇筑。（3）混凝土浇筑过程中，二检应在现场巡查，随时监视混凝土下料情况，不得过于靠近模板下料直接冲击模板；混凝土罐等机具不得撞击模板。振捣器不得长时间直抵模板进行振捣。7）收浆抹面作业抹面应平顺、平整、压光，不得有裂缝、空鼓现象，混凝土表面无蜂窝、麻面和其它严重缺陷。8）施工缝处理作业施工缝处理的目的是使新、老混凝土结合良好。人工凿毛、风镐凿毛可在混凝土终凝后任何时间进行，标准为粗骨料外露1/3。压力水冲毛的冲毛水压力一般控制在46KGF/CM2。冲毛时间在混凝土初凝后至终凝前进行，可根据水泥品种、混凝土标号和气温情况确定。冲毛应达到标准为冲去乳皮和灰浆，直到混凝土面积水由浑变清为止。9）混凝土养护技术要求1混凝土表面养护应在浇筑完毕后1218小时后进行,在炎热和干燥气候下可适当提前。混凝土侧面养护在脱模后即可进行,洒水养护时要散洒均匀,以覆盖混凝土表面。2混凝土养护时间不得小于14天,重要部位和利用后期强度的混凝土,养护时间不得小于21天,养护期内,应使混凝土表面经常保持湿润,不得间断。10）模板拆除及验收A拆除模板的期限，应遵守以下规定1侧面模板应在混凝土强度达到25KGF/CM2以上（根据不同标号和不同气温钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书28条件，达到此强度的龄期一般为13天），以保证其表面及棱角不因拆模而损坏，才能拆除。2钢筋混凝土结构的承重模板，应在混凝土达到表7强度后（按混凝土设计标号的百分率计），才能拆除底模。B拆模时，应根据锚固情况，分批拆除锚固连件，以防止大片模板坠落。拆模应使用专门工具，以减少混凝土及模板的损伤。C拆下的模板、支架及配件应及时清理、维修。暂时不用的模板应分类堆存，妥善保管。钢模应做好防锈，设仓库存放。大型模板堆放时，应垫平放稳。34施工进度为满足导流隧洞的施工进度计划的要求，应尽快组织人员进行风、水、电等前期准备工作，为施工创造有利条件。根据总体施工进度计划的要求及结合实际情况，制定控制性工期如下开挖、衬砌及回填灌浆总工期为10个月。进口及出口各设置一个开挖面，不布置支洞，相对向中间推进；每天1个开挖循环，循环作业时间约16个小时。35施工质量保证措施1严格控制开挖质量A顶拱、底板应按开挖线成顺坡，不允许反坡、倒坡出现；B对于砼衬砌的平洞不允许有欠挖；C构造影响带，超挖小于50CM；D平均径向超挖值不大于20CM；E围岩平整无松散岩块，开挖面平整度15CM；F光面爆破效果应达到以下要求残留炮孔痕迹应在开挖轮廓面上均匀分布，炮孔痕迹保存率对完整岩石在80以上，较完整和完整性差的岩石不小于50，较破碎和破碎岩石不小于20；钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书29相邻两孔间的岩面平整，孔壁不应有明显的爆震裂隙；相邻两茬炮之间的台阶应小于20CM。2进行现场爆破试验，确定合理的爆破参数，确保爆破质量，并根据开挖所揭示的地质情况及时调整爆破参数。3每一茬炮均须按图纸要求进行测量放线，提高放线的精度，洞内掌子面用红油漆画出明显的开挖轮廓线，并对炮孔位置作出标志。孔位的偏差应在规范允许的范围内，尤其要控制周边光爆孔的孔位。4下一循环施工前，须对上一茬炮开挖的超欠挖情况进行检查并及时调整，减小超欠挖，对欠挖的部位应及时进行处理。5对施工全过程实施质量控制，质检部门应加强施工质量检查，杜绝质量事故的发生。36安全保证措施导流隧洞施工的安全工作至关重要，安全工作的好坏，直接对整个工程施工造成影响。1严格按照爆破安全规程以及其它有关安全规程、规范进行施工。2爆破技术人员和炮工必须持证上岗。3洞脸施工、进洞30M范围内的开挖施工，必须采取措施确保安全，安全部门要加大安全监督力度。4洞内开挖施工时，应指派专人对洞室围岩的安全稳定状况进行监察，及时上报、处理。（5）洞内开挖施工所用的供电线路，必须按要求架设，线路要铺设整齐，设置于洞内的配电盘柜，必须设醒目的安全警示牌。6搞好洞内通风和照明，保证洞内施工照度，加强洞内有害气体浓度监测，确保工人的身心健康。7加强设备的维护、保养，提高设备的完好率和利用率。8制定安全操作规程，各工序要定员、定岗、定责。钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书304大坝主体工程施工41施工进度规划通过对进度进行初步规划，各期填筑量如下。表41大坝填筑分期表分期填筑范围平均月填筑强度（万M3）总填筑量（万M3）20031212004430围堰7043522004912005531大坝24568高程259233420056120061030大坝568105高程1232091表中，为使大坝在汛期达到度汛高程，2004年9月1日至2005年5月31日时段采取了加大填筑强度的措施，以保证度汛安全。后期由于大坝已达到全年度汛标准，并且大坝填筑工作面开始变窄，开始降低填筑强度。42施工强度分析大坝主体工程在2004年9月1日至2005年5月31日时段的施工强度最高，填筑强度达到259M3/月。此时段共9个月，273天，填筑量共2334万M3，其中粘土月22万M3，反滤料45万M3，砂砾2069万M3。根据要求，砂砾填筑在日降雨量大于10MM时停工，粘土填筑在日降雨量大于5MM时停工，在日降雨量为1030MM时停工且料场晾晒一天，日降雨量大于30MM时停工且填筑面晾晒1天、料场晾晒2天。气温小于5时，粘土停止施工。根据坝区日平均气温表及日降雨量表，该时段砂砾因降雨停工天数39天，粘土因降雨停工天数71天，因气温较低停工9天。扣除停工天数，砂砾填筑强度为088万M3/天，反滤料和粘土填筑强度为014万M3/天，合计平均填筑强度102万M3/天。由于此时段填筑强度较高，在施工中加强调度，做好坝区截排水工作，尽量减少雨后晾晒时间，以争取时间保证工程进度的实现。砂砾填筑因雨停工时，在雨后，通过加强填筑层间戳毛及减少碾压洒水量、增加碾压遍数等措施，在能保钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书31证保证压实度的前提下尽快复工。粘土料填筑在下雨时做好覆盖，雨后可减少晾晒时间，在调节洒水量和加强层间戳毛、增加碾压遍数可以满足设计要求的情况下尽快复工。在气温较低时，如通过调节含水率及预先在避风向阳地带备料可以达到施工条件，可以进行施工。在法定假日，通过提高工人待遇水平，保证施工不间断。通过采取各种措施，因雨等气候原因停工天数可以在一定程度上减少，总体上，填筑的平均强度会有所降低。43施工机械配置施工机械的数量按设计的平均日填筑强度配置，并考虑填筑强度存在12的不均匀系数，即考虑砂砾填筑强度为105万M3/天，心墙填筑强度为017万M3/天。施工中主要采用挖掘机挖装水上料场填料，自卸汽车运输上坝，推土机平仓，气胎碾碾压粘土，振动碾碾压砂砾，夯土机配合压实。431挖掘机挖掘机按2M3斗容计算，挖装一斗循环时间30S，设备时间利用系数按中等情况取065，挖装砂砾时，充盈系数取09，挖方转换成压实方乘以系数08，挖装心墙料时，充盈系数取08，挖方转换成压实方乘以系数07。一班按8H计算，单台挖掘机挖装砂砾生产率为（608/05）20650908798M3/班；单台挖掘机挖装粘土生产率为（608/05）20650907698M3/班；按每天工作两班计算，挖装砂砾需要挖掘机台数为10510000/798/27台；挖装砂砾需要挖掘机台数为01710000/698/22台。432自卸汽车自卸汽车采用20T载重型号，容积117M3。钱塘江支流水利枢纽工程毕业设计说明书32装车时间按挖掘机一斗循环时间为30S计算，一斗为18M3，装满需33分钟，卸车时间按25分钟计算，运输距离55公里，车速20公里/时，上坝及返回时间为33分钟，充盈系数砂砾取09，粘土取08，土方转换成压实方乘以系数砂砾08，粘土07，设备时间利用系数按良好情况取075。一班按8H计算，则运输砂砾的自卸汽车生产率为（860）/39117090807578M3/班；运输粘土的自卸汽车生产率为（860）/39117080