2022年建筑行业某水库工程施工组织设计方案

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PAGEREF_Toc70004614\h13第一节洞身水力盘算〔1〕、导流标准某水库工程是以供水为主统筹农田浇灌跟情况用水的综合应用工程，按《水利水电工程品级分别及年夜水标准》〔SL252—2000〕的规则，按供水范围应为Ⅳ等工程，按照水库总库容为532万m3，应属Ⅳ等工程，其要紧修建物年夜坝、溢洪道、取水口及输水洞为4级修建物，按照颁部标准SDJ33889的规则，响应的临时修建物为五级修建物，思索到该工程范围较小，拔取设频率P=20%，响应流量18m3/s。〔2〕、洞身水力盘算从导流的安排情况来看，在枯水期一般设为无压隧洞，但为了思索年夜水期度汛时的过流才能，故采纳纵坡i=1.5/100；通过多打算的比较，采纳i=1.5/100比较公正，经济。导流隧洞按明渠平均流打算，由明渠平均流的流量公式：Q=AC(Ri)1/2=Ki1/2式中Q——打算流量〔m3/s〕A——洞身过水断面面积〔m2〕R——水力半径〔m〕，R=A/X，X为过水断面湿周；C——谢才系数〔m1/2/s〕，其值按曼宁公式盘算，C=R1/6/n，n为糙率。为了思索在第一个年夜水期的泄洪，假设隧洞洞身的断面尺寸如以下列图所示：洞宽b=3.8m，H=4.3m。流量模数：K=ACR1/2=Q/i1/2那么K=18/(1.5/100)1/2=146.97m3/s糙率n值表衬砌材料n现浇混凝土衬砌预制拆卸式混凝土衬砌浆砌石衬砌通过修整的不衬砌断面未通过修整的不衬砌断面由《施工构造打算标准》，对现浇砼衬砌，n=0.014那么b×采纳初等教诲出书社《水力学》上册附图Ⅱ，由b/nK与h0/b的关联曲线，当b0/b=0.211，故导流洞中的实践水深为h0×3.8=0.802m按照假设的隧洞断面图与洞身水力盘算后果，圆拱直墙式断面尺寸为：洞宽b=3.8m；直墙高3.197m；圆拱半径r=2.194m；洞内水深h=0.802m；水面以上净空高度3.498m。净空面积=A总×2.1＋2×××1/2＋〔1200××2〕/3600×0.802=12.05〔m2〕那么ΔA/A=〔12.05/15.1〕×100%=79.81%故净空高度及净空面积均契合明渠标准恳求，同时实践过水断面外形上为矩形，故假设隧洞为明渠是精确的。3/s时的响应临界水深hk及临界坡ik，=[ΑQ2/(gb2)]1/3hk=[1×182×2)]1/3=1.32m，h0=0.802m，由h0＜hk时、Fr＞1为激流。临界断面面积Ak=bhk=3.8×1.32=5.016m2临界过水宽度Bk=b=3.8m临界湿周Xk=b＋2hk=3.8＋2×1.32=6.44m临界水力半径Rk=Ak/Xk临界谢才系数Ck=RK/61/6×1/0.014=68.52那么临界纵坡ik=gXk/(αCk2Bk×6.44/〔1×2×由ik=0.35%＜i=1.5%，因此为陡坡。第二节上、卑鄙水位盘算1〕、卑鄙水位由根本材料—岔河水库坝下水位流量关联曲线可知，当流量Q=18m3/s时绝对应的水位为1423.01m，故卑鄙水位为1423.01m，卑鄙打算年夜水静水位为：1423.01m。2〕、卑鄙水位由ik=0.35%＜i=1.5%，隧洞长L=184.79m，取隧洞出口底板高程为：1426m，那么隧洞出口高程为：1426-Li=1426-184.79×因隧洞出口底板高程与卑鄙水位高程之差年夜于零，即1423.15-1423.01=0.14＞0。故泄流量为自由出流。采纳中国都会出书社《施工构造打算与施工标准有用全书》上册，泄流量按短管自由出流，即按非吞没堰流盘算。非吞没堰流公式Q=mBK2g1/2H02/3m——流量系数H0——计入行近流速的卑鄙水头Bk————临界水深下的平均过水宽度H0=(Q2/2gm2Bk2)1/3=[182/(2××2×2)]1/3那么卑鄙水位：1424.38+2.33+△Z=1428.38m△Z为河底高程与出口底板之差。故卑鄙打算年夜水静水位为：1428.38m。第三节出口过流流量校核采纳中国都会出书社《施工构造打算与施工标准有用全书》上册以及SL297—2002水工隧洞打算标准，出口过流流量按宽顶堰公式盘算：Q=σSε1mnb’(2g)1/2H03/2式中m——流量系数×〔3－P1×P1/H〕××1.63/2.38〕σS——吞没系数，自由出流时，σS=1ε1——侧膨胀系数ε1=1－[α0/(0.2+p1/H)3]〔b/B〕4〔1－b/B〕=1―[0.19/(0.2+1.63/2.38)3](3.7/4.22)4(1―3.7/4.22)故Q=1×××1××〔2×9.8〕1/2×3/2=3/s＞18m3/s因此满意恳求。第一节卑鄙围堰盘算思索到卑鄙围堰挡水保障基坑干地施工，且该工程范围较小，导流时期不同意基坑吞没，故卑鄙围堰打算成只是水围堰。查围堰打算标准DL/T5087—1999，围堰断面打算恳求表7.1.1，只是水围堰堰顶平安超高低限值，关于Ⅳ－Ⅴ级土石围堰，δ=0.5m。表2—1只是水围堰堰顶平安超高低限值围堰方式围堰级不ⅢⅣ土石围堰砼围堰0..3土石围堰防渗体顶部在打算年夜水静水位以上的超高值：歪墙式防渗体为0.8~0.6m；心墙式防渗体为0.6~0.3m。取防渗体超高值为0.3m。按照标准规则：无行车恳求的堰顶宽度，当堰高在6~10m时，堰顶宽度取3~4m，当堰高>10m时堰顶宽度取5m。该工程围堰思索工程自卸汽车运输土石料与推土机任务等要素，堰顶宽为4.5~5m，取堰顶宽为4.5m。围堰采纳塑性心墙围堰，填筑时做成梯形断面，坡度为1：0.2~1：0.6的陡坡。心墙的断面是梯形的，上部厚度不小于0.8~1.0m，下部厚度不小于1/10水头，且不克不及少于3m。由材料可知，河床的掩盖层厚度取1.5m。查坝址处水位流量关联曲线得：当Q=18m3/s时，其响应的水位高程为1423.01m，那么卑鄙围堰的堰顶高程为：Hd=hd+ha+δhd卑鄙水位高程ha海浪爬高〔此处忽略不计〕δ平安超高，按表2—1选用心墙式防渗体为0.6~0.3m，即取0.3m，那么顶部高程为1423.31m。那么卑鄙围堰的堰顶高程：Hd卑鄙围堰高度为：h=Hd－1419.34=1423.51－1419.34=4.17m注：1419.34m为卑鄙围堰的河底高程。卑鄙围堰的底宽盘算：B=2××=19.095m卑鄙围堰心墙底宽盘算：B=2××4.45+2=4.66m第二节卑鄙围堰盘算思索到卑鄙围堰挡水保障基坑干地施工，且该工程范围较小，导流时期不同意基坑吞没，故卑鄙围堰打算成只是水围堰。查围堰打算标准DL/T5087—1999，围堰断面打算恳求表7.1.1，只是水围堰堰顶平安超高低限值，关于Ⅳ－Ⅴ级土石围堰，δ=0.5m。只是水围堰堰顶平安超高低限值围堰方式围堰级不ⅢⅣ土石围堰砼围堰0..3土石围堰防渗体顶部在打算年夜水静水位以上的超高值：歪墙式防渗体为0.8~0.6m；心墙式防渗体为0.6~0.3m。取防渗体超高值为0.3m。按照施工构造打算标准规则：无行车恳求的堰顶宽度，当堰高在6~10m时，堰顶宽度取3~4m，当堰高>10m时堰顶宽度取5m，本工程思索到自卸汽车运输土石料与推土机任务等要素，堰顶宽为4.5~5m，堰顶宽取4.5m。取卑鄙面坡度为1：2.0，卑鄙面坡度为1：1.5；围堰心墙的断面是梯形，上部厚度不小于0.8~1.0m，或由施工恳求决议，下部厚度不小于1/10水头，且不小于3m。塑性心墙围堰心墙围堰用的粘土及粘壤土，或砂跟粘土按比例共同的土料，填筑时做成梯形断面，坡度为1：0.2~1：0.6的陡坡。因此，本工程的心墙顶宽取为1.5m，双方的坡度取为1：0.3。由材料可知，河床的掩盖层厚度取1.5m。由卑鄙水位盘算可知，导流隧洞出口底板高程为1426.00m，按标准恳求，导流隧洞进、出口高程选择需求思索截流、通航、放木恳求，以及封堵前提，泥沙淤积或磨损，便利施工等。导流隧洞进高程平日取枯水位以下1.0~1.5m。卑鄙的水位高程为：1428.33m由i=1.5%，L=184.79m,因此上、卑鄙导流隧洞的进、出口的高差为：Δh=i×L=1.5%×184.79=2.77m那么导流隧洞的出口高程为：1426.00－2.77=1423.23m故卑鄙围堰的堰顶高程由下式决议：Hu=hd＋Z＋ha＋δ式中Hu——卑鄙围堰堰顶高程，m；Z——高低游水位差，m；Hu=hd＋Z＋ha＋δ=1423.01＋(1428.33－1423.01)＋0.5=1428.33m卑鄙围堰的河底高程为1423.57m，那么卑鄙围堰的高度为：1428.83－1423.57=5.26m卑鄙围堰的底宽盘算：B=2××=20.28m卑鄙围堰心墙底宽盘算：b=2××4.45+2=4.66m第一节山岩压力由于山岩压力是不压隧洞衬砌打算中起决议感化的荷载，因此山岩压力值的盘算选定，直截了当关联到衬砌尺寸能否经济公正。采纳《水工隧洞打算标准》建议的山岩压力盘算，关于Ⅲ~Ⅳ类围岩，可以按松动介质平衡实际预算三岩压力。思索到收支口的地质前提不是特别好，属于Ⅲ~Ⅳ类围岩，不克不及构成压力拱，当洞室埋深度〔由衬砌顶部至空中的垂直间隔〕H小于2倍压力拱高度或小于压力拱跨度的2.5倍。为了运用打算便于平安，关于不克不及构成压力拱的岩体，同意按全体岩柱分量〔不思索两侧磨阻力〕来盘算垂直压力，即采纳q=γH。分不取隧洞进、出口往里15m所对应的掩盖层厚度分不为H1=m，H2=m。按水利电力出书社高昌侠、熊启钧编著《隧洞》表3—2岩石稳固系数及别的力学目的表查得：关于中等巩固的岩石及巩固的石灰岩，不巩固的沙石跟石灰岩，软砾岩响应的岩石稳固系数f=4，岩石容重γ=24~28〔KN/m3〕,取岩石容重γ=26KN/m3。因此进、出口垂直压力强度为：q1=γH1=26×m2；q2=γH2=26×12.49=324.74KN/m2。为了便于盘算，取单元长度盘算，那么进、出口顶部垂直均布荷载Q1=401.70KN/mQ2=324.74KN/m。为了便于盘算，单元的换算关联近似采纳Kg=10KN 。故Q1m，Q2=32.474T/m。第二节隧洞衬砌内力及配筋盘算采纳张校订〔新疆水利厅〕改编，黄凯申〔新疆兵团水利局〕校核Ｇ－１２隧洞衬砌内力及配筋盘算通用顺序。一、顺序功用本顺序采纳屠规彰等提出的衬砌构造的非线性常微分方程组，运用初参数数值解法，解算隧洞衬砌在水压力、山岩压力及衬砌自重等荷载感化下弹性抗力散布，算出变位跟内力，并按水工钢筋混凝土标准进展配筋盘算。关于11种隧洞过水断面(参阅附图)，顺序将衬砌〔左半部〕的底板、顶板、边墙、侧底拱、侧顶拱等每部分10平分段，输入每个盘算点的轴向力、剪力、弯矩、受压钢筋面积、受拉钢筋面积、抗裂平安系数以及裂痕展开宽度。轴向力的单元：t；剪力的单元：t弯矩的单元：t.m；受压钢筋面积的单元:cm2；受拉钢筋面积的单元:cm2；裂痕展开宽度的单元:cm二、盘算道理参阅《水工隧洞打算标准(SD134－84)》附录七。配筋盘算按照《水工钢筋混凝土打算标准》的公式盘算公平受压跟公平受拉构件。盘算中不受最小配筋率的限度，实践采纳时，可按照标准规则的最小配筋率或按少筋混凝土盘算。三、运用方法1、数据预备：参看附图。A＄工程名，如“SUANLI〞A断面外形编号，参阅附图。Ky钢筋砼公平受压平安系数K1钢筋砼公平受拉平安系数R#混凝土标号，如250#应为“250〞Rg钢筋强度〔kg/cm2〕Eg钢筋弹性模量〔kg/cm2〕A钢筋毛保护层〔cm〕D钢筋直径〔cm〕，用以盘算裂痕展开宽度L1半跨底宽〔m〕H2侧墙高度〔m〕R1弧形底板半径〔m〕R2侧底拱半径〔m〕R4侧顶拱半径〔m〕a1弧型底板半核心角〔角度〕a2侧底拱核心角〔或半核心角〕〔角度〕a4侧顶拱核心角〔或半核心角〕〔角度〕D1底板厚度〔m〕D2侧底拱厚度〔第九类断面为侧底拱终点厚度〕D3侧墙厚度〔m〕D4侧顶拱终点厚度〔m〕〔第一类断面为侧顶拱厚度〕D5顶板厚度〔m〕〔或侧顶拱终点厚度〕Q4顶部垂直均布荷载〔t/m〕Q3侧向散布荷载上端点值〔t/m〕Q2侧向散布茶载下端点值〔t/m〕Q1底部垂直均布荷载〔t/m〕H0水压荷载水头值〔内压为正〕〔m〕P灌浆压力〔各边均布法向荷载，外压为正〕〔m〕Rh衬砌容重〔t/m3〕Eh衬砌弹性模量〔t/m2〕K1底板、侧底拱部位围岩弹抗系数〔t/m3〕K2侧墙部位围岩弹抗系数〔t/m3〕K3顶板、侧顶拱部位围岩弹抗系数〔t/m3〕[注]各种断面外形无某项数据时填02、内力标记规则如下：面向基岩取微分段，图示内力为正四、算例及盘算效果本顺序的算例全体采纳陕西省水电打算院马跃堂同道的算例材料，以便于效果比较。经比较偏向特别小，现盘算收支口城门洞形的盘算效果。隧洞出口数据文件为1.6，2.5，250，3100，2000000，5，2.2，1.9，3.4，0，0，0，2.39，0，0，60，.4，0，.4，.4，.4，40.17，0，0，0，0，0，2.4，2550000，50000，50000，50000盘算后果文件为***************************************************************************隧洞出口内力及配筋盘算书G-12***************************************************************************一.根本数据(A=4)Ky=1.6KL=2.5R#=250Rg=3100Eg=2000000a=5d=2.2L1=1.9H2=3.4R1=0R2=0R4=2.39a1=0a2=0a4=60D1=.4D2=0D3=.4D4=.4D5=.4Q4=40.17Q3=0Q2=0Q1=0Ho=0P=0rh=2.4Eh=2800000K1=50000K2=50000K3=50000二.计算结果:迭代计算第1次迭代第2次迭代第3次迭代位移状态底板(M=10)轴向力剪力弯矩受压钢筋受拉钢筋抗裂K裂痕宽侧墙(M=10)轴向力剪力弯矩受压钢筋受拉钢筋抗裂K裂痕宽侧顶拱(M=10)轴向力剪力弯矩受压钢筋受拉钢筋抗裂K裂痕宽隧洞出口数据文件为1.6，2.5，250，3100，2000000，5，2.2，1.9，3.4，0，0，0，2.39，0，0，60，.4，0，.4，.4，.4，32.47，0，0，0，0，0，2.4，2550000，50000，50000，50000***************************************************************************隧洞出口内力及配筋盘算书G-12***************************************************************************一.根本数据算例(A=4)Ky=1.6KL=2.5R#=250Rg=3100Eg=2000000a=5d=2.2L1=1.9H2=3.4R1=0R2=0R4=2.39a1=0a2=0a4=60D1=.4D2=0D3=.4D4=.4D5=.4Q4=32.47Q3=0Q2=0Q1=0Ho=0P=0rh=2.4Eh=2800000K1=50000K2=50000K3=50000二.计算结果:迭代计算第1次迭代第2次迭代第3次迭代位移状态底板(M=10)轴向力剪力弯矩受压钢筋受拉钢筋抗裂K裂痕宽侧墙(M=10)轴向力剪力弯矩受压钢筋受拉钢筋抗裂K裂痕宽侧顶拱(M=10)轴向力剪力弯矩受压钢筋受拉钢筋抗裂K裂痕宽第一节调洪演算的根来源根基理调洪演算的根来源根基理是水库水量平衡。在时段Δt内，入库流量、出库流量跟水库水量之间变更的关联，可用以下水量平衡方程式表现：式中Q1，Q2——时段Δt委曲入库流量，m/s；q1，q2——时段Δt委曲出库流量，m/s；V1，V2——时段Δt委曲的水库蓄水量，m3；Δt——时段长，s，取值的巨细视水库流量的变幅而定。水量平衡方程式中，Q1与Q2由复核的打算年夜水跟校核年夜水进程线中查取，Δt可按照详细情况而定，小河库站一般取1小时为一个时段。q1与V1由起调前提断定，只要q2与V2是未知数，由于方程式有两个未知数，不克不及独破求解，还必需别的树破第二个方程，。即水库下泄q与水库溢年夜水位以上蓄水量V的关联。因q是水库水位Z的函数，而V也是Z的函数，故q是V的函数，用上面等式表现：q=f(z)=f(V)——〔2〕上式称为水库蓄洪关联。式中f是表现函数关联的标记。由式〔1〕跟式〔2〕可树破联破方程：q=f(V)年夜水调理盘算，实践上确实是联破求解，树破以上两个方程式，以求得两个待定的未知数V2跟q2值。当本时段的q2跟V2求得后，即作为下一时段的肇端前提q1跟V1，接着往前盘算。因此，水库调洪盘算从肇端前提开始，通过逐时段的水量平衡盘算，便可眼求出下泄流量进程q~t跟水库蓄水质变更进程V~t通过水库水位容积关联曲线换算得出。起调水位与调洪最高水位之间的库容，称为调洪库容。第二节调洪演算方法及盘算此次调洪演算的方法采纳半图解法，将水量平衡方程式变更如下：q2＋2V2/Δt=Q1＋Q2－2q1＋〔q1＋2V1/Δt〕——〔4〕令M=q＋2V/Δt那么式〔4〕变为M2=Q1＋Q2－2q1＋M1——〔5〕在式〔5〕中左边均已经明白，盘算前，先树破q~M曲线，q~M曲线即为处理调洪演算的辅佐曲线，调洪演算按以下步调进展。由已经明白起调前提断定q查q~M曲线得出M1。由式〔5〕盘算M2。由M2查q~M曲线得出q2.反复〔2〕、〔3〕，直至盘算时段末。求调洪库容跟打算年夜水位。1、泄流才能盘算，按有压自由出流盘算：Q=μAd[2g(T0－hp)1/2Hp——底板以上的盘算水深，自由出流时hp=ηd.由《施工构造打算与施工构造标准有用全书》对η=hp/d的取值有压流出口η=hp/d值泄流形态η年夜气中射流出口有顶托，侧墙不束缚出口有顶托，侧墙束缚H0――计入前进流速水头在内的总水头μ――流量系数，在自由出流且管道断面沿程稳定时，μ=1/[1+∑ξ+2g/cd2(L/Rd)]1/2L――m〕∑ξ――出口及管内部分水头丧掉之跟cd————谢才系数Rd――水力半径因前进流速水头α1V0/(2g)一般特别小，可以忽略不计。Ad×3.197+1200××2/360＝17.182m2X＝3.8＋2×3.197＋1200××/360＝12.489mRd＝Ad/x＝17.182/12.489＝1.376mCd＝Rd1/6×1/6×m那么μ=1/[1+∑ξ+2g/cd2(L/Rd)]1/2=1/(1+0.5+2××2×1.376)1/2那么下泄流量：Q=μAd[(T－hp)2g]1/2××[〔▽上―1426―×4.3〕×2×9.8]1/2=54.46〔▽上―1429.01〕1/2故q=Q=54.46〔▽上―1429.05〕1/2水位库容关联曲线，见Z~~V关联曲线图2、q~m关联曲线的盘算下泄流量按有压流自由出流公式：q=μAd[(T0－hp)2g]1/2=54.46〔▽库―1429.01〕q~m曲线的盘算见表4—1，表中M=q+2v’/σt