水利工程施工组织课程设计报告

1、水利工程施工组织课程设计目录1 .工程基本资料概述31.1. 工程条件31.2. 水文、气象条件设计资料 41.2.1. 坝址附近河道水位流量关系 41.2.2. 水库水位 库容关系 41.2.3. 春汛、秋汛、大汛不同频率的洪峰流量过程线 41.2.4. 多年平均气温、风向、风速 71.3. 地质条件资料71.4. 天然建筑材料资料81.4.1. . D1 料场81.4.2. D2 料场81.4.3. Bl 料场81.4.4. B2 料场91.4.5. C1 料场91.4.6. C2 料场91.4.7. A 粘土料场102 .施工导流设计102.1. 施工导流方案选择及导流标准确定 102.

2、2. 施工导流时段的划分102.3. 导流设计流量及河床水位的确定 102.4. 导流建筑物（围堰）的设计 112.4.1. 第一期上、下游围堰高程的确定 112.4.2. 第二期上、下游围堰高程的确定 12q mb 2gH 3/2 123 .施工截流设计143.1. 截流方式的选择143.2. .截流水力计算 143.3. 截流龙口宽度及截流材料的粒径的确定 154 .施工排水设计151 .工程基本资料概述1.1. 工程条件长沟水利枢纽工程位于绥芬河上游绥芬河与道芬河汇合口以下300m处，行政区划隶属于汪清县罗子沟镇，坝址距罗子沟镇约20kmi拟建公路直达坝址，交通方便。长沟水利枢纽工程的任

3、务是以防洪、发电为主，结合城镇供水及灌溉。长沟水利枢纽工程为出等工程。挡水坝、溢流坝为 3级建筑物，防洪标准按 50年一遇 洪水设计，500年一遇洪水校核；坝后发电厂房为 5级建筑物，按30年一遇洪水设计，50 年一遇洪水校核。水库总库容为 6265.27 x 104mL装机6000kw。本工程枢纽由挡水建筑物、泄水建筑物及坝后式电站厂房等组成。施工用主要建筑材料及所需大宗材料和设备，主要由购买地经公路运输或由铁路运输至汪清镇，然后改公路运输至工地仓库及堆存场。施工及消防用水采用河水，生活用水采用地下水。施工用电从罗子沟电站 63kv变电站降压后引入，经工地10kv临时变电站降压后使用。工期要

4、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. 坝址附近河道水位流量关系就前幕面1.2.2. 水库水位 库容关系HFVHFVm一4 ,10 m2104nim一4 ,10 m2104吊46200500487.245059.9447012.721.17505557.137668.9147524.70113.02510750.5710926.1748094.6392.42515848.2014920.61485123935.425201134.9419861.09490233.41812.465251280.8725896.94495293

5、.813127.59表1长沟水库水位一一面积、库容关系曲线表1.2.3. 春汛、秋汛、大汛不同频率的洪峰流量过程线分期洪水时段如下：春汛：4月1日5月31日大汛：6月1日9月24日秋汛：9月25日11月30日表2长沟坝址春汛施工设计设计洪水过程线单位：m/s年份月日时QP (为5102019864 22 3587456.945.969011888.160.5912616713687.61214218814492.41517820815299.91816420415096.821148197145962413419214192.523 312018413692610518213489.19941

6、7212686.6128816111782.51581144109.578.5187412599.565.52166110.288.558.6245895.472.851.824 35386.164.147.565080.659.144.99477558.141.3124571.352.439.6154367.649.837.9184163.947.138.2213960.245.434.5243756.542.733.7表3长沟坝址秋汛施工设计设计洪水过程线单位：m3/s年份月日时QP (%51020198610 26 3183227.625.9618.537.730.527.6921.54

7、7.136.729.31225.556.542.831.71536.565.952.1351842.585.358.938.32147.595.764.342.22448.598.869.644.527 349.499.870.344.9648.597.869.644.594896.66944.21247.594.57843.9154793.567.543.71846.5926743.521469166.543.22443.9906642.928 3428965.542.6641886542.3940876442123985.262.441.71538.582.761.441.41838826

8、0.4412137.38059.440.3243777.358.440表4长沟坝址大汛设计洪水过程线单位：m3/s年份月日时QP （为0.5125102019868 29 333.139.137.13531.728.725.3635.141.639.437.233.530.226.4939.847.945.242.437.933.929.31247.557.954.450.84539.833.81561.876.771.866.658.350.842.31890.6114106.498.284.872.959.22115219518016614112095.424330428395361306

9、25720130 3732141011659306364302506882171414041104725471255973714191173937640432250126461242102782056138022215540103885868647031918718492945781625428291171214358336895523792581532440774061349133723013731 3339730595483330223132631772861146832621513192936925844603192091301227464754643930720112815255592

10、5094192861961261824054645938427819412421225510428370261191121242124804043502471821201.2.4. 多年平均气温、风向、风速绥芬河流域属寒温带大陆季风气候区，受西伯利亚高压和太平洋副高压影响，气候较湿润多雨，季节变化明显。各季气候特征：春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽，冬季寒冷而漫长。以罗子沟气象站为代表站，进行气象要素统计，资料系列为1958-2000年。该站多年平均降水量为490.7mm,降水量年内分布不均匀，主要集中在夏季6-9月份，占全年降水总量的71.7%。多年平均蒸发量为 754.7mm(E601

11、)。多年平均气温 3.1 oC,极端最高气温 35.6 C, 极端最低气温-36.6 oC。多年平均风速 2.6m/s,最大风速28m/s。多年平均日照时数 2546.4h。最大冻土深度为 213cmo1.3. 地质条件资料水库区为中低山区，河谷呈不对称“ U'字型，河谷内发育有一级阶地、河漫滩。建筑物区的地形地貌按其成因类型及形态特征分为：河漫滩、一级阶地和中低山斜坡。河漫滩：断续分布在绥芬河两岸，滩面较平坦，宽度小于30m,地面高程463465m,高出河水面12m，组成岩性为全新统冲积砂砾卵石，厚度为 1.33.5m。一级阶地：断续分布在绥芬河两岸， 阶面较平坦，宽度小于50m,地

12、面高程465468m,高出河水面25m,组成岩性为全新统冲积壤土、中砂和砂砾卵石，厚度为35.7m。中低山斜坡：分布在绥芬河两岸，一般左岸坡度较缓，右岸坡度较陡，表层局部被第四系崩坡积物和坡洪积物所覆盖，其下为斜长花岗岩，两岸均生长有人工次生林。地层岩性按其成因由新至老如下：第四系全新统崩坡积堆积、第四系全新统坡洪积堆积、第四系全新统冲积堆积、华力西晚期斜长花岗岩、华力西晚期闪长粉岩。1.4. 天然建筑材料资料长沟水利枢纽工程混凝土浇筑总量13.08 X 104m3,石方填筑总量（包括临工程）4.19x 104m3。1.4.1. . D1 料场D1料场位于坝上游 0. 1-0. 65km的河漫

13、滩上，宽 4060m,为新近冲积堆 积砂砾 卵石，岩性以斜长花岗岩为主，局部有细砂或壤土层覆盖。有用层厚3- 4m,有用层储量10X104m 3,水上、水下有用层储量分别为4 X104m 3、6 x 104m 3。漂石约占10%,卵石约占50%,砾石约占30%,砂约占10%,砂砾卵石多呈棱角状。质量满足围堰堰壳料 填筑质量要求。同时该料场还可作为混凝土骨料场。料场无用层薄，有堆料场地，可沿河向上游扩大开采，宜枯水期及冬季机械开采，需修运料道路。建议内摩擦角：水上 34o,水下32o；凝聚力=0;控制干密度1.92.0g/cm 3,渗透系数 K=1 X 10-2 cm/s.1.4.2. D2 料

14、场D2料场位于坝下游 0. 21. 2km的河漫滩上，宽 4065m,为新近冲积堆积 砂砾 卵石，岩性以斜长花岗岩为主，局部有细砂或壤土层覆盖。有用层厚34m,有用层储量15 X104m3,水上、水下有用层储量分别为5 X104m3、10 x 104m3。其中漂石约占10%,卵石约占50%,砾石约占30%,砂约占10%,砂砾卵石多 呈次圆次棱角状。质量满足 围堰堰壳料填筑质量要求。同时该料场还可作为混凝土骨料场。料场无用层薄，有堆料场地，宜枯水期及冬季机械开采，需修运料道路。建议内摩擦角：水上 34o,水下32o；凝聚力=0;控制干密度1.92.0g/ cm 3,渗透系 数 K=1 X 10-

15、2 cm/s。1.4.3. Bl 料场B1料场位于太平7村西北约0.5km,绥芬河右岸一级阶地及高漫滩上，距坝址15knx无用层平均厚0. 73m,有用层平均厚2m,局部含有害夹层（砂壤土、 壤土）。料场无用层 及扣除层9. 71 X104m 3,料场有用层储量 26. 44 X104m 3 ,砂石 比为1: 0. 54。除细骨料堆积密度和孔隙率不合格外，其它指标均满足混凝土粗、细骨料质量要求。地形较平坦，地面高程 397401. 7m 采，交通条件较好，有乡路通往坝址。1.4.4. B2 料场部分为耕地，宜枯水期机械和人工开采B2料场位于太平7村西南约0. 5km,绥芬河右岸一级阶地及高漫滩

16、上，距 坝址14. 5km,无用层平均厚0. 7m,有用层平均厚2. 42m,局部含有害夹层（砂壤土、壤土）。料场无用层及扣除层5. 46X104m3料场有用层储量18. 78 X104m 3,砂石比为I: 0. 85。除细骨料堆积密度和孔隙率不合格、含泥量略高 外，其它指 标均满足混凝土粗、 细骨料质量要求。地形较平坦，地面高程396399. 89m,开采，交通条件较好，有乡路通往坝址。D1和D2料场部分为耕地，宜枯水期机械和人工D1和D2即前述围堰用堰壳料场，料源各项指标基本满足混凝土粗、细骨料质量要求。长沟水利枢纽工程混凝土总量为13. 08 X104m 3,细骨料总的需要开采量为7.

17、42 X104m3,粗骨料总的需要开采量为22. 24X X104m 3。总的筛分强度为 158. 7m3/h。料场选择，根据储量、开采条件、质量评价以及场地情况综合分析，初步选定B2、D1、D2料场作为混凝土粗、细骨料场。B1料场需修临时路 1 . 7km=料场占地14. 17 X104 m2（含堰壳料开采占地）。1.4.5 C1 料场C1料场位于东南岔河与绥芬河交汇处，东南岔河上游左岸，距坝址 0. 6km。有天然 露头，露头宽 400m,高50m,纵深100m,有效储量 200 X104m 3 ,可开采储量 120 X104 m 3。岩性为斜长花岗岩，灰白色，呈弱微风化及新鲜，节理 较发

18、育，开采块径几 十厘米到一米，占用林地。料石质量除软化系数略低外，其它指标均满足设计要求。料场至坝址间需修 临时道路。1.4.6 , C2 料场C2料场位于绥芬河下防I右岸，距坝址0. 5km=有天然露头，露头宽 500m,高50m,纵深80m,有效储量200 X104m 3 ,可开采储量120XX104m 3。岩性为斜 长花岗岩，灰白 色，呈弱微风化及新鲜，节理较发育，开采块径几十厘米到一米，占用林地。 料石各项指标均满足设计要求。1.4.7 . A粘土料场A粘土料场位于长沟坝址上游 500m处，储量和质量均满足设计要求。天然含水量6.7KN/m-3,干容重 15.5KN/m3,湿容重 16

19、.5 KN/m3 ,渗透系数 K=0.009m/s。2 .施工导流设计2.1. 施工导流方案选择及导流标准确定根据本工程的实际水文地质条件，河流流量小，河床较宽的特点，选择采用二期分段围堰的导流方案。第一期，先围右岸，包括右岸挡水坝段和一流坝段，进行一期基坑内施工； 第二期，围左岸部分，包括厂房坝段和挡水坝段，进行二期基坑施工。本工程根水利水电工程施工组织设计手册，以及本工程的级别和围堰工程规模，选定施工导流建筑为 V级。根据水利水电工程施工组织设计手册，以及导流建筑物的级别，选定导流建筑物的洪水标准为：5年一遇。2.2. 施工导流时段的划分根据本工程的水文地质条件，采用分段围堰法导流，中后期

20、采用导流底孔导流来修建 大坝。划分为三个时段：第一时段，拟定度大汛，在河流右岸修建一期围堰，河水由束窄河 床通过；第二时段，拟定度春汛，在河流左岸修建二期围堰，河水通过一期挡水坝段预留的导流底孔下泄；第三时段，坝体全面升高，先有导流底孔临时下泄，待泄水建筑物建成之后，封堵底孔，河水由泄水建筑物下泄，也可部分或全部的拦蓄在水库中，直到工程完建。2.3. 导流设计流量及河床水位的确定 .、.、.、.3根据导流设计洪水标准和围堰分期施工，选定施工导流设计流量Q=255rr/s由水位流量关系曲线，采用内插法得当通过流量为255ni/s 时水位为 465.20m。2.4. 导流建筑物（围堰）的设计2.4

21、.1, 第一期上、下游围堰高程的确定当通过设计流量 Q=255吊s时，水位为465.20m,根据规范选定超高为 0.5m,则下游围堰高程可选定为H1下=465.70m。根据枢纽布置布置图，剖得过水断面为：由图可计算出当通过设计流量Q=255rr/s时的的过水断面面积为 A1=135.08m2,选定一期河床束窄系数为 50%则束窄断面面积 A2=67.54m2。因此可以求的行进流速V0:V0=Q 255A1 135.081.89m/s束窄流速Vc：Vc=Q(A1 A2)255(135.08 67.54)3.78m/s1.8922?9.80.83m雍高Z:Vc2 V023.7822_22g? 2

22、2g 2?9.8?0,852取上游超高为0.7m则上游围堰高程 H1上：H上=465.20+0.83+0.7=466.73m根据水利水电工程施工组织设计手册查得一期上下游围堰迎水面坡度为：1: 2.5 ,背水面坡度为：1 : 2一期纵向围堰见附图2.4.2, 第二期上、下游围堰高程的确定用于二期宣泄水流，底根据导流方案，拟定一期时在溢流坝段中部设置一个导流底孔, 孔高程为463.00m,导流底孔尺寸拟定为：宽 高=4m 6s则由宽顶堰计算公式：q mb 2g H 3/2m流量系数（一般取 0.32 0.35 ）b导流底孔宽度，mH堰前水头，m则可以计算出不同上游水位相应的下泄流量q,见表5:表

23、5:水位一一库容一一下泄流量关系曲线VHq0.004620.002.654630.005.294646.027.9446517.0410.5946631.3013.2346748.1915.8846867.3518.5246988.5421.17470111.5778.24471136.3186.94472162.6595.63473190.50104.33474219.77113.02475250.41305.22476282.36327.02477315.56348.82478349.97370.62479385.54392.42480422.24二期拟定度春训，相应的来水过程线见表2:通

24、过对二期设计时段的来水过程线和泄水过程线的对比分析可知，来水泄水，因此需进行调洪演算来确定二期上下游围堰高程。调洪演算见表6:时间（年，月，日，时）Q (m3/s)Q平均(m3/s)q (m3/s)q平均(m3/s) V(10 4mV (104nf)z(m)备注1986421240.000.002.65463.00?库水位最大 泄流里取大22345.9022.9545.9222.9610.2512.90466.87660.5053.2088.1467.035.5818.48468.98987.6074.0596.2092.170.9519.43469.341292.4090.00114.471

25、05.333.9623.39470.121599.9096.15115.03114.750.4323.82470.141896.8098.35116.96116.001.4625.28470.182196.0096.40115.66116.31-0.9824.30470.172492.5094.25113.66114.66-1.5222.77470.0923392.0092.25111.67112.66-1.5321.25470.00689.1090.55108.26109.96-0.4420.80469.86986.6087.85105.93107.09-0.2620.54469.76128

26、2.5084.55102.00103.96-0.4520.10469.591578.5080.5097.8899.94-0.4719.62469.421865.5072.0086.5992.23-1.3318.29468.912158.6062.0577.5682.07-1.1117.18468.492451.8055.2072.1174.84-0.6916.49468.2324347.5049.6566.5369.32-0.7215.77467.96644.9046.2064.4065.46-0.2815.49467.85941.3043.1060.7262.56-0.4914.99467.

27、671239.6040.4558.6959.71-0.2814.72467.561537.9038.7557.1957.94-0.2114.51467.481838.2038.0556.9757.08-0.0314.48467.472134.5036.3554.4055.68-0.3614.12467.342433.7034.1052.3453.37-0.2913.83467.23表6调洪演算表根据表6可知上游最大水位为：470.18m；根据图一的水位流量关系曲线可查的下游的最大水位为：464.33m。根据水利水电工程施工组织设计手册取上下游超高分别为0.7m、0.5m则上下游堰顶高程分别为：

28、上游堰顶高程：H1 上=470.22+0.7=470.88m下游堰顶高程：H2 下=464.35+0.5=464.83m查水利水电工程施工组织设计手册得：二期上下游围堰迎水面坡度为：1: 2.5二期上下游围堰背水面坡度为：1 : 23 .施工截流设计3.1. 截流方式的选择根据水利枢纽布置形式，结合水文、地形、地质条件和计划工期等因素，选定立堵法为长沟水利枢纽工程的截流方法。立堵法截流准备工作简单，造价低，且是我国传统的截流方式，积累了丰富的经验。随着截流理论和实践的发展，立堵法某些不利条件逐步得到了改善。3.2. .截流水力计算截流设计流量选择截流时期内重现期5年的月平均流量， Q 40.0

29、0m3/S,河床允许流速 v 3.0m/ s。龙口泄流量计算公式Q mB2gh32式中：m流量系数；B一龙口宽度，m；h 一水深，m o表7截流水力计算表龙口宽度B(m)上游水位H(m)底孔泄流量Q(m3/s)龙口泄流量Q(m3/s)截流流量 Q(nf/s)单宽流量q(m3/(m?s)龙口流速 v(m/s)上下游水位差 z(m)0.00466.5340.000.0040.000.000.003.030.50466.1533.646.3640.0012.723.072.651.00465.8328.7011.3040.0011.302.952.332.00465.3421.6018.4040.009.202.751.843.00464.9816.7723.2340.007.742.601.484.00464.7013.3226.6840.006.672.471.205.00464.4710.7529.2