混凝土重力坝施工导流施工组织设计方案
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FCD71010 FCD初步设计阶段水电建设项目施工导流标准及方式设计大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1995年2月1水电站初步设计阶段施工导流标准及方式设计大纲主编单位:主编单位总工程师:参编单位:主要编写人员:软件开发单位:软件编写人员:勘测设计研究院年月2目次1. 引言 (4)2. 设计依据文件和规范 (4)3. 设计基本资料 (4)4. 设计基本资料分析 (10)5. 施工导流设计标准及导流时段划分 (12)6. 导流方式的选择 (13)7. 应提供的设计成果 (15)31 引言工程位于, 是以为主, 等综合利用的水利水电枢纽工程。
正常蓄水位m, 最大坝高m, 总库容m3,电站总装机容量M W,年发电量kW·h, 灌溉面积km2。
通航t级船队(舶)。
本工程可行性研究报告于年月审查通过, 选定坝址为。
2 设计依据文件和规范2.1 有关本工程主要文件(1) 工程可行性研究报告;(2) 工程可行性研究报告审批文件;(3) 初步设计任务书;(4) 施工导流和截流模型试验报告。
2.2 主要设计规范(1) 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部分)(SDJ12-78)(试行)及补充规定;(2) 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(平原、滨海部分)(SDJ217-87);(3) 水利水电工程施工组织设计规范(SDJ338-89)(试行);(4) 水利水电工程设计工程量计算规定(修改稿);(5) 水利水电工程初步设计报告编制规程(DL 5021-93)。
3 设计基本资料3.1 工程等级和建筑物级别本工程为等工程;永久建筑物按级设计;临时建筑物按级设计。
3.2 水文(1) 本坝址区历年实测逐月最大、最小及瞬时平均流量;(2) 全年及各月不同频率最大流量, 见表1。
表1 全年及各月不同频率最大流量表34(3)各种不同施工期内各种频率最大流量见表2。
3(4) 本坝址各种频率最大洪峰流量及典型年洪峰过程曲线;(5) 坝址水位流量关系曲线;(7) 水库库容曲线见表4。
混凝土面板堆石坝设计设计说明书目录一、基本资料:1.1、工程概况:1.2、水文:1.3、工程质量1.4、建筑材料:1.5、坝线坝型及枢纽布置方案比选:1.6、主要建筑物:二、设计依据:三、混凝土面板堆石坝趾板施工:3.1、趾板施工技术参数及布置方案:3.2、混凝土浇筑前的准备工作:3.3、混凝土原材料及其配合比要求:3.4、趾板混凝土施工工艺和施工组织:3.5、趾板混凝土质量检验及控制措施:四、混凝土面板堆石坝坝体填筑施工:4.1、填筑施工概况:4.2、主要工程量的计算:4.3、挤压式边墙施工工艺:4.4、坝体填筑施工工艺与组织:4.5、施工总进度:五、混凝土面板堆石坝面板施工:5.1、面板施工技术参数及布置方案:5.2、面板工程量计算:5.3、施工总进度安排:5.4、面板混凝土施工工艺与施工组织5.5、钢筋加工与安装工艺:5.6、止水材料施工工艺:5.7、侧模施工工艺:5.8、无轨滑模的结构设计:5.9、混凝土原材料及配合比要求:5.10、混凝土的制备和运输:5.11、混凝土浇注施工工艺:5.12、接缝止水施工工艺:5.13、面板混凝土的温控与防裂措施:5.14、雨季施工:5.15、面板混凝土施工质量检测及控制措施:5.16、主要施工机械设备:六、致谢:七、主要参考资料(载要):河面板芭蕉堆石坝施工组织设计一、基本资料:1.1 、工程概况:芭蕉河一级水电站位于湖北省恩施自治洲鹤峰县境内,地处芭蕉河中下游河段。
坝址下距鹤峰县城11.1km。
距在建的芭蕉河二级水电站7.6km。
为芭蕉河干流开发的“龙头”电站。
本工程以发电为主,兼顾航运,养殖,旅游等综合利用。
坝址位于柳月坪,控制流域面积303.4km2,多年平均流量12.6m./s,多年平均年经流量3.97亿m3 ,水库正常蓄水位647.5m死水位616.0m,总库容0.96亿m3,库容系数14.91%,为年调节水库;本工程属III等中型工程,工程枢纽由混凝土面板堆石坝,左俺岸边开敞式益洪道。
网络教育学院本科生毕业论文(设计)题目:TL混凝土重力坝设计学习中心:奥鹏远程教育层次:专科起点本科专业:水利水电工程容摘要重力坝是一种古老而迄今应用很广的坝型,因主要依靠自重维持稳定而得名。
重力坝的断面基本呈三角形,筑坝材料为混凝土或浆砌石。
在中国的坝工建设中,混凝土重力坝也占有较大的比重。
本次设计为TL混凝土重力坝设计,设计的准备工作主要包括基本资料的分析、坝型选择和枢纽布置。
设计的主要容首先是进行坝体的设计,进行坝型选择,设计采用混凝土重力坝方案,设计容包括挡水坝段的设计,溢流坝段的设计,底孔坝段的设计等。
然后是细节构造与坝基处理,有坝基清理、坝基加固、坝基防渗及坝基排水设计、断层处理等。
关键词:水利工程;混凝土重力坝;剖面设计;荷载计算;应力分析目录引言11 设计资料31.1 某重力坝基本资料31.1.1 流域概况31.1.2 地形地质31.1.3 建筑材料31.1.4 水文条件31.1.5 气象条件41.2 某重力坝工程综合说明42 坝型及坝址选择72.1 坝型选择72.2 坝址选择83 挡水建筑物设计93.1 非溢流坝剖面设计93.1.1 坝顶高程的拟定93.1.2 坝顶宽度的拟定113.1.3 坝坡的拟定113.1.4 上、下游起坡点位置的确定113.2 荷载计算及组合123.2.1 自重W133.2.2 静水压力133.2.3 扬压力133.2.4 泥沙压力143.2.5 浪压力153.2.6 荷载组合163.2.7.荷载计算成果173.3 抗滑稳定分析213.4 应力分析224 坝体细部构造234.1 坝顶构造234.2 廊道系统234.2.1 基础廊道234.2.2 坝体检查排水廊道244.3 坝体分缝244.4 坝体止水254.5 坝体排水265 地基处理275.1 地基开挖与清理275.2 坝基的帷幕灌浆275.3 坝基排水275.4 坝基的固结灌浆28结论29参考文献30引言重力坝的断面基本呈三角形,筑坝材料为混凝土或浆砌石,整体是由若干坝段组成。
重力坝枢纽布置重力坝枢纽布置的关键因素是地质条件。
由于重力坝的应力、稳定和顶部溢流等特点决定了绝大多数重力坝建在岩基上。
坝轴线在地形、地质条件允许的条件下尽可能做成直线。
溢流坝的位置应与河床主流方向一致,以使过流通畅,避免下泄水流发生漩涡和产生折冲水流现象。
引水建筑物的布置应与用水地区同侧,其进口高程在自流情况下应满足用水要求。
多泥沙河流上应布置在弯道顶点偏下凹岸一侧,以利引水防沙。
电站的布置应以水头损失小,开挖量不大为原则。
当河床狭窄时可布置成河床式、坝内式、地下式或移至岸边。
因泄洪或淤积使电站尾水抬高而降低电站出力时,不宜与泄洪建筑物相邻,当不可避免时,则应设导流墙分隔。
船闸宜布置在岸边且远离泄洪建筑物,避免下泄水流产生的横向水流影响船只通航,且便于停靠船舶和船只进出引航道。
过木道应靠岸布置且与船闸、电站分开以防止漂木堵塞它们的进出口。
图1为丹江口水利枢纽布置图。
丹江口水利枢纽位于长江最大支流汉江与其支流丹江交汇口以下800m,是汉江干流上最大的具有防洪、灌溉、发电、航运、渔业等综合效益的水利枢纽。
丹江口枢纽工程于1958年9月开工,分两期开发,第一期工程已于1974年竣工,最大坝高110m,总库容亿m3,设计洪水流量64900m3/s,校核流量82300m3/s。
坝址附近河谷地形开阔,两岸丘陵平缓。
河床部分基岩为强度较高的火成岩,右岸火成岩风化深度一般为15~20m,左岸为变质沉积岩及第三纪红色岩系,岩性比较软弱。
根据地形条件、地质条件及泄洪流量大、施工期过流量大、工期短和当地材料丰富等特点,曾提出在河床部位以土石坝为主和以混凝土坝为主两种类型的枢纽布置方案,通过比较论证,选定了河床部位为混凝土坝、两岸为土石坝的布置方案。
对河床坝段,从初拟的十种方案中选择了溢流重力坝和带有深式泄水孔的重力坝。
水电站厂房选择坝后式,由于铁路线在左岸,汛期洪峰流量大,位于右岸的第一期工程需要过水,因此将厂房布置在河床部位左侧。
中华人民共和国电力行业标准混凝土重力坝设计规范主编单位国家电力公司华东勘测设计研究院批准部门中华人民共和国国家经济贸易委员会批准文号号前言年作了局部修订字第号文的要求及通过本规范的实本规范对年结构设计采用概率极限状态设计原则以分项系数极限状增加了坝基深层抗滑稳定分析方法和极限状态设计表达对重力坝结构分析增加了有限元方法并提出了设计控制型设计修订了坝基处理标准采用混凝土强度等级取代了混凝土标号本规范替代年补充规定并替代本规范由国家电力公司水电水利规划设计总院提出修订并归本规范起草单位本规范的主要起草人目次前言范围引用标准总则重力坝布置坝体结构和泄水建筑物型式结构计算基本规定坝体断面设计坝基处理设计坝体构造坝体防裂及温度控制观测设计附录附录坝身泄水孔体型设计附录附录断参数值附录附录坝基深层抗滑稳定计算附录坝体温度和温度应力计算范围级混凝对于坝高大于的混凝土重力坝设计引用标准在标准出版时所有标准都会被修水利水电工程结构可靠度设计统一标准防洪标准水利水电工程钢闸门设计规范水工混凝土结构设计规范水工建筑物抗震设计规范水工建筑物荷载设计规范水工建筑物抗冰冻设计规范水工混凝土试验规程水电站进水口设计规范水利水电枢纽工程等级划分及设计标准水工碾压混凝土试验规程本规范是根据在本规范中未涉及的部分应执行本行业或其它行业相应坝高在坝高在术语坝高建基面的最低点混凝土实体重力坝碾压混凝土重力坝将干硬性的混凝土拌和料分薄层摊铺并经振动碾压密实而成混凝土空腹重力坝在坝的腹部沿坝轴线方向布置有大尺度空腔的混凝土重力混凝土宽缝重力坝宽尾墩联合消能扭曲式挑坎窄缝式挑坎气温骤降日平均气温在内连续下降超过基础温差符号分项系数极限状态设计结构重要性系数设计状况系数作用效应函数结构抗力函数正常使用极限状态短期组合的结构功能限值正常使用极限状态长期组合的结构功能限值几何特征分别为坝材料性能基岩变形模量混凝土泊松比混凝土的重度混凝土的比热混凝土的表面放热系数混凝土的温度膨胀系数混凝土抗压强度设计值坝体混凝土与基岩接触面的抗剪断摩擦系数坝体混凝土层面的抗剪断摩擦系数坝基岩体结构面的抗剪断摩擦系数作用及作用效应基岩法向作用对计算截面形心轴的力矩之和计算参数坝顶距水库静水位的高度波高超高流速流量定型设计水头水深冲坑水垫厚度基础允许温差坝体的稳定温度热量计算系数基础约束系数重力坝布置碾压混凝土重力坝的枢纽布置宜采用引水式或地下式厂若采用坝后式厂房时两岸坝接头可通过技术经济比水库运行和泄洪以及排漂浮物的要求坝体分段情况与相邻建筑物的关系开敞式溢流孔泄洪孔设置条件经研究认为采用泄水孔泄洪有利放水孔的设置条件当地震设计烈度为度以上或坝基地质条件极为复杂其它取水设施不能满足要求时下因素其消能排沙孔应靠近其流态不得影响这运行条件施工条件泄水孔不同位置对施工进度和施工方法的影其布置应符合下列要求能宣泄所承担的施工流量来满足泄洪时应不致冲坏永久建筑物或影响施工进度工农业及城市生活供水取水口应满足供水期的引水高程和流量的要求设置在坝上的过坝建筑物的进出口宜远离泄洪建筑物的进出大型枢纽工程的重力坝布置应经水工模型试验验证运行坝体结构和泄水建筑物型式一般规定各溢流坝段和非溢流坝段下游面应分别保持一致但溢流坝段与非溢流坝段建在地震区的混凝土重力坝坝体结构的抗震设计应符合建在寒冷地区的混凝土重力坝坝体结构的抗冰冻设计应符合非溢流坝段的规确定在严寒地区当冰压力很大时上游坝坡宜采用采用下游坝坡可采用一个或几个坡度并应根据稳定下游坝坡宜采用上游下游坝坡可按常态混凝土不宜设纵缝宽缝宽度可取坝段宽的该部头部应力状态帷幕灌浆廊道和坝内交通系统的布置迎水面头部最小厚度可取倍该高程处上游坝面部分连接处宽缝水平截面的渐变坡度宽缝顶部的高程应高于下游水位倒坡宜陡于空腹重力坝腹孔底部的位置可位于坝剖面中部的坝基面腹孔总宽可占坝基总宽的左右腹孔高度在坝高的腹孔形状可采用或顶部溢流坝段经过数值模拟优化论证和试验验证选择溢流坝的堰面曲线时堰顶附近允许出现的经当地大气压修正的负压值应符合下列要求论证确定当堰顶闸门槽产生过大负压足以引起严重空蚀破坏时应设弧半径等大型工程应经水工模型试验验证中型工程宜经水工模型试验验证水力条件较简单的中型工程则可参照类似工程的经当溢流坝有排冰要求时溢流孔口尺寸应根据冰情资料确冰块应能自由下泄而不致闸墩墩头宜呈锐角溢流坝设置的闸门应符合溢流坝断面设计还应符合本规范坝身泄水孔无压孔在平面上宜布置成直线如需布置成弯道时应进有压段末端设工作闸该段体型的设计见附录无压段的高度可取最大流量时不掺气水深的无压段出口宜高出尾水位无压段水流流速较大时工作闸门设在出口端有压孔的体型设计可见附录坝身泄水孔的闸门和启闭机的设计应符合下列要求事故检修闸可设于坝顶位于坝内的启坝身泄水孔的通气孔设计应符合无法避免采取适当措施以避免坝身泄水孔的衬护并与外围混凝土可靠结泄水建筑物的水力设计一般规定泄水建筑物的水力设计内容应包括泄流能力的计算下游水流衔接和消能防冲设施的设计泄水建筑物的泄洪标准应根据和及其补充规定一等工程消能防冲建筑物宜按程消能防冲建筑物宜按筑物宜按并需考虑在小于设计洪水时可能所列公式进行计的选定的消能型式应能在宣泄设计洪水及其以下各级洪水流量时消能防冲设计标准的洪水允许消能防冲建筑物出现不危及挡水建筑物安全低坝需经论证才底流消能需经论证联合消能应大型工程和高坝的泄水建筑物设计应经水工模型试验验泄流能力及消能计算边墩或导墙顶高程应根据计算水面线加挑流水舌挑射距离和跌入下游河床的最大冲坑深度可按照附录护坦上的时均水压力分布可按下列规定取值计算断面上的水深作为近似水面线当护坦上设有消力墩时高速水流区的防空蚀设计泄水建筑物的高速水流区应注意下列部位或区域发生空蚀破坏的可能性反弧段及其附近溢流坝面上和泄水孔流速大于在高速水流区各部位的水流空化数宜大于该处的初生对采取以下防空蚀措施的控制标准见附录采用掺气设施可按照附录流速的泄水建筑物应采取掺气措施特殊重要的工程和流速大于的建筑物应通过减压箱模型试验确消能防冲设施的设计规定的洪水标准时的下游水位挑流鼻坎的挑角可采用采差动式鼻坎的上齿坎挑角和下齿坎挑角的差值以出底板的挑角宜取零度或为正负小挑角收缩比可为宜取长宽比宜取冲坑最低点距坝趾的距离应大于水舌入水宽度的选择挑流消能应研究雾化对枢纽其它建筑物运行安全及边坡坝下游的建筑物及消力池内要清理干净跃前断面平均流速小于辅助消能设施应满足设在池外侧的导墙宜采取下列工鼻坎下设置齿墙或短护坦两侧设置导墙联合消能的防冲设施可按照应宽尾墩的体形见附录结构计算基本规定一般规定本规范采用概率极限状态设计原则以分项系数极限状态设计表达式进行结构计算混凝土重力坝应分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行下列计算和验算承载能力极限状态和抗滑稳定计算对需抗震设防的坝正常使用极限状态混凝土拉应力验算必要时进行坝体及结构变形计算复杂地基局见表表水工建筑物结构安全级别合基本组合持久状况或短暂状况下永久作用与可变作用的效应组合偶然组合合短期组合持久状况或短暂状况下可变作用的短期效应与永久作用效应的组合长期组合持久状况下承载能力极限状态计算规定式中设计状况系数状况可分别取用作用效应函数式中偶然组合结构系数表材料性能分项系数表结构系数正常使用极限状态计算规定正常使用极限状态作用效应的短期组合采用下列设计表正常使用极限状态作用效应的长期组合采用下列设计表达式式中结构的功能限值函数的结构系数取作用及材料性能标准值抗剪强度标准值大型工程可行性研究及招标设计阶段坝体混凝土与基岩接准值按现场或室内试验测定成果概率分布的当坝基地质条件简单时其抗剪断强度的标准值可根据少量现场大型工程可行性研究以前各设计阶段及中型工程的所有设计阶段可参考类似条件工程的试验成果或参考附录所列标准值上述抗剪断摩擦系数概率分布模型取正态分布抗剪断凝聚抗压强度标准值龄期用标准试验方法测得的具有大坝常态混凝土强度的标准值可采用表大坝常态混凝土强度标准值大坝碾压混凝土强度的标准值可采用表大坝碾压混凝土强度标准值当坝体常态混凝土开始承受荷载的时间早于混凝土开始承受荷载的时间早于坝体断面设计主要设计原则混凝土重力坝一般以材料力学法和刚体极限平衡法计算式见附录高坝除用材料力学法计算坝体应力外尚宜采用有限元法进行计算分析修建在复杂地基上的中坝地震作用组合下的偶然状况应符合分期施工投入运行的坝强度和稳定计算应按持久状况计设计规定的坝体及其构件的施工程序不宜使施工期产生的所得应力成果应避免特别不利的应不设横缝或横缝灌浆的整体式重力坝的稳定计算可按整体式厂坝连接的坝后式厂房作用及其组合按照承载能力极限状态基本组合由下列永久和可变作用产生的效应组合而排水及防渗设施正常工作时的水荷载扬压力浪压力取扬压力承载能力极限状态作用的基本组合和偶然组合按表组合计入中坝体在施工和检修情况下应按短暂状况承载能力极限状作用值坝体强度和稳定承载能力极限状态计算承载能力极限状态设计包括坝体与坝基接触面抗滑稳定计算坝体层面抗滑稳定计算坝趾抗压强度承载能力极限状态作用效应函数抗压强度极限状态抗力函数或逆时针方向为正坝体下游坡度规定应按材料的标准值和作坝体选定截面下游端点的抗压强度承载能力极限状态作用效应函数抗压强度极限状态抗力函数式中应按材料的标准值和作用的标准值或代表值分别计算基本组合和坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定极限状态作用效应函数抗滑稳定抗力函数式中坝基面抗剪断摩擦系数作用效应函数抗滑稳定抗力函数式中应按材料的标准值和作用的标准值或代表值分别计算基本组合和核算坝基深层抗滑稳定极限状态时根据式中坝基面形心轴到上游面的距离核算坝踵应力时根据式为式中计算截面上全部作用对截面形心的力矩之和规定应按作用的标有限元法计算作用按的规定取标准值有限元法计算混凝土重力坝上游垂直应力时控制标准坝基上游面坝体上游面倍或坝内孔洞配筋可根据有限元法应力计算成果按溢流坝闸墩结构设计溢流坝上闸墩强度的设计计算包括闸墩强度的计算应符合下列要求核算纵向强度时核算横向强度时应将闸墩视为固端的整体构件根据拉钢筋混凝土构件设计弧门支座附近闸墩的局部受拉区的裂缝控制和支座截面闸墩结构设计计算应符合坝基处理设计一般规定混凝土重力坝的基础经处理后应满足下列要求具有足够的强度以承受坝体的压力控制渗流量坝基处理设计应综合考虑基础与其上部结构之间的相互透和坝肩边坡稳定情况尤应考虑施工或蓄水对稳定和渗透带来非岩溶岩石的封闭条坝基开挖定的基础上坝高超过微风化或弱风化下部基岩两岸地形较高部台阶的高差应与混凝土浇筑块的尺寸和分缝的位置相协调并和对地形高差悬殊部位的坝体应有一定宽度的台阶状或采取其它结构措施坝基固结灌浆应在坝基范围内进宽缝重力坝的宽缝部位适当扩大灌浆范围防渗帷幕上游的坝基宜进行固结灌浆或根据开挖以固结灌浆孔的孔深应根据坝高和开挖以后的地质条件采用必要时可适当加固结灌浆孔通常布置成梅花形对于较大的断层和裂隙灌浆孔方向应根据主要裂隙产状结合施工条件确帷幕上游区的固结灌浆应在基础部位混凝土浇筑后进灌浆压力在不抬动基础岩体的原则下经论证采用无混凝土盖重灌浆时其灌浆压力为坝基防渗帷幕和排水水文地质条件复杂的高坝防渗帷幕应符合下列要求生不利影响坝基渗漏量降至允许值以内两岸岸坡也多泥沙河流上经分析淤积物的渗透系数及上游的淤积厚度但应确保大坝初期运在施工主帷幕应在水库坝高在在坝高在在坝高在为抽水蓄能电站或水源短缺水库当坝基下存在可靠的相对隔水层时防渗帷幕应伸入到该岩层内度应符合两岸坝头部位对隔水层处或正常蓄水位与地下水位相交处并与河床部位的帷坝基灌浆帷幕中心线距坝上游面的距离可取倍左右坝底帷幕排数在考虑帷幕上游区的固结灌浆对加强基础浅层的防当帷幕由两排灌浆孔组成时可将其中的一排孔钻灌至设计倾向上游帷幕灌浆必须在浇筑一定厚度的坝体混凝土作为盖重后当高尾水位历时坝高较低主排水孔的孔距可为排水孔孔深应根据帷幕和固结灌浆的深度及基础的工程地高当坝基内存在裂副排水孔深可为夹泥裂隙时断层破碎带和软弱结构面处理研究在地震设计烈度为坝基范围内单独出露的断层破碎带其组成物质主要为坚硬构造岩对基础的强度和压缩变形影响不大时可将断层破碎可用混凝土塞加提高深层缓倾角软弱结构面稳定性处理方法有提高软弱结构面抗剪能力增加尾岩抗力当断用水泥灌浆难以达根据地质条件确定并应符合本规范岩溶地区的防渗处理对存在岩溶洞穴或具或管道时及错列式等岩溶地区防渗帷幕厚度可根据临界渗透坡降控制的允许廊道层间高差和层数宜高差可取混凝土形成连续防渗墙也可采用槽式洞挖后回填混凝土形成防坝体构造坝顶坝顶应高于校核洪水位坝顶上游防浪墙顶的高程应高应选择两者中防浪墙顶高程的高者作为选定高程式中防浪墙顶至正常蓄水位或校核洪水位的高差按照表安全超高防浪墙宜采用与坝体连成整体的钢筋混凝土结构墙身应有足够的厚度以抵挡波浪及漂浮物的冲击在坝体横缝处应留非溢流坝段的坝顶宽度可根据必要常态混凝土坝坝顶最小宽度为坝顶路面应具有横向坡度坝顶上的桥梁宜采用装配桥下应有足够的净坝顶用作公路时公路侧的人行道宜高出路面坝内廊道及通道坝内应根据下列要求设置廊道及竖井进行帷幕灌浆设置坝基排水孔检查和维修坝身的排水管坝内应设置纵向坝体排水及检查廊道廊道每隔左对设引张线廊道的上游壁离上游坝面的距离应满足防渗要求并不小于净距离不宜小于应通过应力分析确定严寒地区纵向坝体排水及检查廊道应沿不同高程分设自流式或专当灌浆廊道的高程低于尾水位或采用抽排降压措应设置的横向廊道可用三角形顶平底断面电梯井及集水井多采用矩形其它寸宽度为基础灌浆廊道的纵向坡度应缓于坡度较陡的长廊当两岸坡度陡于器设备与线路应保证绝缘良好坝内埋设仪器坝体分缝。
网络教育学院《水工建筑物课程设计》题目:混凝土重力坝设计学习中心:专业:年级:年春/秋季学号:学生:指导教师:混凝土重力坝设计说明书目录第一章基本资料 (1)一、基本情况 (1)二、气候特征 (1)三、工程地质条件 (1)第二章大坝设计 (3)一、工程等级 (3)二、坝型确定 (3)三、基本剖面的拟定 (3)四、坝高计算 (3)五、挡水坝段剖面的设计 (4)第三章结构计算 (5)一、荷载及其组合 (5)二、挡水坝抗滑稳定分析计算 (7)三、挡水坝边缘应力分析与强度计算 (9)第四章细部构造设计 (13)一、材料区分及标号选择 (13)二、坝顶 (13)三、坝体防渗与排水 (13)四、坝体廊道系统 (13)第五章地基处理 (14)一、基底开挖 (14)二、固结灌浆 (14)三、惟幕灌浆与坝基排水孔 (14)第六章附件 (15)一、挡水坝段剖面图 (15)第一章基本资料一、基本情况本重力坝水库坝高53.9m,坝底高程31.0m,坝顶高程84.9m,坝基为微、弱风化的花岗岩层,致密坚硬,强度高,抗冲能力强。
水库死水位51.0m,死库容0.3亿m3,正常水位80.0m,设计状况时上游水位82.5m、下游水位45.5m,校核状况上游戏水位84.72m、下游水位46.45m。
二、气候特征1、根据当地气象局50年统计资料,多年平均最大风速14m/s,重现期50年最大风速23m/s,设计洪水位时2.6km,校核洪水位时3.0km;2、最大冻土层深度为125m;3、河流结冰期平均为150天左右,最大冰层1.05m。
三、工程地质条件1、坝址地形地质(1)、左岸:覆盖层2-3m,全风化带厚3-5,强风化加弱风化带厚3m,微风化层厚4m;(2)、河床:岩面较平整,冲积沙砾层厚约0-1.5m,弱风化层厚1m左右,微风化层厚3-6m;坝址处河床岩面高程约在38m 左右,整理个河床皆为微、弱风化的花岗岩层,致密坚硬,强度高,抗冲能力强;(3)、右岸:覆盖层3-5m,全风化带厚5-7,强风化加弱风化带厚1-3m,弱风化带厚1-3m,微风化层厚1-4m。
《水工建筑物课程设计》-混凝土重力坝设计-重力坝课程设计《水工建筑物课程设计》题目:混凝土重力坝设计学习中心:江苏扬州市邗江区教师进修学校奥鹏学习中心[11]VIP1 项目基本资料1.1 气候特征根据当地气象局50年统计资料,多年平均最大风速14 m/s,重现期为50年的年最大风速23m/s,吹程:设计洪水位 2.6 km,校核洪水位3.0 km 。
最大冻土深度为1.25m。
河流结冰期平均为150天左右,最大冰厚1.05m。
1.2 工程地质与水文地质1.2.1坝址地形地质条件(1)左岸:覆盖层2~3m,全风化带厚3~5m,强风化加弱风化带厚3m,微风化厚4m。
(2)河床:岩面较平整。
冲积沙砾层厚约0~1.5m,弱风化层厚1m左右,微风化层厚3~6m。
坝址处河床岩面高程约在38m左右,整个河床皆为微、弱风化的花岗岩组成,致密坚硬,强度高,抗冲能力强。
(3)右岸:覆盖层3~5m,全风化带厚5~7m,强风化带厚1~3m,弱风化带厚1~3m,微风化厚1~4m。
1.2.2天然建筑材料粘土料、砂石料和石料在坝址上下游2~3km均可开采,储量足,质量好。
粘土料各项指标均满足土坝防渗体土料质量技术要求。
砂石料满足砼重力坝要求。
1.2.3水库水位及规模①死水位:初步确定死库容0.30亿m3,死水位51m。
②正常蓄水位:80.0m。
注:本次课程设计的荷载作用只需考虑坝体自重、静水压力、浪压力以及扬压力。
表一本设计仅分析基本组合(2)及特殊组合(1)两种情况:基本组合(2)为设计洪水位情况,其荷载组合为:自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。
特殊组合(1)为校核洪水位情况,其荷载组合为:自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。
1.3大坝设计概况1.3.1工程等级本水库死库容0.3亿m3,最大库容未知,估算约为5亿m3左右。
根据现行《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5180-2003),按水库总库容确定本工程等别为Ⅱ等,工程规模为大(2)型水库。
本科生毕代教育学院计)题目TL 混凝土重力坝设计学习中心:奥鹏远程教育层次:专科起点本科专业:水利水电工程内容摘要重力坝是一种古老而迄今应用很广的坝型,因主要依靠自重维持稳定而得名。
重力坝的断面基本呈三角形,筑坝材料为混凝土或浆砌石。
在中国的坝工建设中混凝土重力坝也占有较大的比重。
本次设计为TL混凝土重力坝设计,设计的准备工作主要包括基本资料的分析、坝型选择和枢纽布置。
设计的主要内容首先是进行坝体的设计,进行坝型选择,设计采用混凝土重力坝方案,设计内容包括挡水坝段的设计,溢流坝段的设计,底孔坝段的设计等。
然后是细节构造与坝基处理,有坝基清理、坝基加固、坝基防渗及坝基排水设计、断层处理等。
关键词:水利工程;混凝土重力坝;剖面设计;荷载计算;应力分析引言 (1)1 设计资料 (3)1.1 某重力坝基本资料 (3)1.1.1 流域概况 (3)1.1.2 地形地质 (3)1.1.3 建筑材料 (3)1.1.4 水文条件 (3)1.1.5 气象条件 (4)1.2 某重力坝工程综合说明 (4)2坝型及坝址选择 (7)2.1 坝型选择 (7)2.2 坝址选择 (8)3挡水建筑物设计 (9)3.1 非溢流坝剖面设计 (9)3.1.1 坝顶高程的拟定 (9)3.1.2 坝顶宽度的拟定 (11)3.1.3 坝坡的拟定 (11)3.1.4 上、下游起坡点位置的确定 (11)3.2 荷载计算及组合 (12)3.2.1 自重W.............................................................. •错误!未定义书签。
3.2.2 静水压力 (13)3.2.3 扬压力 (13)3.2.4 泥沙压力 (14)3.2.5 浪压力 (14)3.2.6 荷载组合 (16)3.2.7.荷载计算成果 (16)3.3 抗滑稳定分析 (21)3.4 应力分析 (22)4坝体细部构造 (23)4.1 坝顶构造 (23)4.2 廊道系统 (23)421 基础廊道 (23)4.2.2 坝体检查排水廊道 (24)4.3 坝体分缝 (24)4.4 坝体止水 (25)4.5 坝体排水 (26)5 地基处理 (27)5.1 地基开挖与清理 (27)5.2 坝基的帷幕灌浆 (27)5.3 坝基排水 (27)5.4 坝基的固结灌浆 (28)结论 (29)参考文献 (30)引言重力坝的断面基本呈三角形,筑坝材料为混凝土或浆砌石,整体是由若干坝段组成。
目录1.1工程概况11.2工程水文及气象条件12、导流建筑物的布置23、施工导(截)流导流标准、导流方式、度汛标准、度汛方式2 3、1导流标准23.2导流方式33.3度汛标准33.4度汛方式34、渡汛导流设计35、截流施工方案46、平安措施46、1施工平安46、2防洪平安57、环保措施58、围堰工程投入的主要施工资源51、概述1.1工程概况道真县大沙河水库工程位于道真仡佬族苗族自治县北部,大坝位于道真县境内梅江支流凌宵河的上游河段。
水库由挡水建筑物〔大坝〕、引水隧洞、引洪工程、灌区渠系建筑物组成,其中大坝为钢筋混凝土面板堆石坝,最大坝高56 米;引洪工程为老龙洞引水坝及引洪隧洞;灌区渠系建筑物由取水隧洞、输水隧洞、干渠、支渠、倒虹管等建筑物组成。
水库总库容1770万m3,有效库容1580万m3,设计洪水位1381.77米,校核洪水位1382.42米,正常蓄水位1380.5米,死水位1350.5 米,根据"水利水电工程等级划分及洪水标准"〔SL252-2000〕及"防洪标准"〔GB50201-94〕规定,本工程水库规模为中型水库,工程等别为Ⅲ等,主要建筑物大坝为3级,相应的导流临时建筑物为5级建筑物。
本工程为钢筋混凝土面板堆石坝,坝顶高程为1383.5m,坝顶宽5m,坝顶长178m,大坝上游边坡为1:1.4,下游边坡为1:1.4,并在下游1346.5m、1365m高程各设一级马道,宽2m。
溢洪道型式为岸边开敞式,堰顶高程1380.50m,溢流堰前缘净宽27m,无闸门控制,溢洪道引水渠平均长约40m,溢流堰段长8.018m,泄槽段长52.072m,消能段长11.577m,溢洪道总长约71.667m。
在溢洪道和距河床水平距离250m,高程为1384.7m的低垭口之间需建一副坝,副坝为混凝土重力坝,坝顶高程1380.5m,最大坝高56m,坝顶长178m。
1.2工程水文及气象条件大沙河水库位于梅江支流凌霄河的上游河段,梅江属长江流域乌江水系的二级支流,发源于XX市南川县笋子山,向西南流经南川、道真两县于杨柳湾汇入芙蓉江河的上游河段,凌霄河发源于道真县大沙河自然保护区,由北向南流,在烧鸡湾处转入地下成为明暗交替的河流,于白果坪附近又流出地表转向南流在河口乡注入梅江。
第1篇 一、工程概况 拦沙坝工程旨在拦截河流中的泥沙,减少下游河道的淤积,改善河道生态环境,提高防洪标准。本工程位于某河流中游,坝址处河床平坦,河道顺直,地形地质条件良好。工程规模为小(2)型,拦沙坝全长100米,坝高5米,设计流量为1000立方米/秒。
二、施工组织 1. 施工单位:某建筑工程有限公司 2. 施工队伍:由项目经理、技术负责人、施工员、质检员、安全员等组成的专业施工队伍。
3. 施工进度:计划工期为6个月。 三、施工准备 1. 施工图纸及资料:收集完整的施工图纸及工程地质勘察报告,确保施工依据的准确性。
2. 材料设备:准备足够的建筑材料和施工设备,如混凝土、钢筋、模板、砂石、水泥、钢材、木材等。
3. 人员培训:对施工人员进行技术培训和安全教育,提高施工质量与安全意识。 4. 施工现场:对施工现场进行平整、排水,确保施工环境符合要求。 四、施工工艺 1. 施工顺序:先进行基础开挖,再进行混凝土浇筑,最后进行钢筋绑扎和模板安装。
2. 基础开挖:采用挖掘机进行开挖,开挖深度满足设计要求,边坡稳定,确保施工安全。
3. 基础处理:对基础进行压实、平整,确保基础质量。 4. 钢筋绑扎:按照设计图纸进行钢筋绑扎,确保钢筋间距、保护层厚度等符合规范要求。 5. 混凝土浇筑:采用混凝土搅拌车运输混凝土,利用泵车进行浇筑,确保混凝土均匀、密实。
6. 模板安装:根据设计图纸进行模板安装,确保模板尺寸准确、牢固。 7. 预应力施工:对预应力构件进行张拉,确保预应力达到设计要求。 8. 防水施工:在混凝土浇筑完成后,进行防水层施工,确保拦沙坝的防水性能。 9. 施工缝处理:在施工过程中,注意施工缝的处理,确保施工缝质量。 五、施工质量控制 1. 材料质量:对进场材料进行严格检验,确保材料质量符合规范要求。 2. 施工过程控制:对施工过程进行全程监控,确保施工质量。 3. 验收标准:按照设计规范和施工标准进行验收,确保工程质量。 4. 质量记录:做好施工过程中的质量记录,为工程验收提供依据。 六、施工安全 1. 施工现场安全:制定施工现场安全管理制度,确保施工安全。 2. 安全教育:对施工人员进行安全教育,提高安全意识。 3. 防火、防爆:施工现场配备消防设施,定期进行消防演练。 4. 施工机械安全:对施工机械进行定期检查、维护,确保机械安全。 5. 施工人员安全:施工人员必须佩戴安全帽、安全带等防护用品。 七、施工环境保护 1. 施工现场环境保护:制定施工现场环境保护措施,减少施工对环境的影响。 2. 施工废水处理:对施工废水进行集中处理,达到排放标准。 3. 施工废弃物处理:对施工废弃物进行分类处理,确保环保。 4. 施工噪声控制:采取有效措施,降低施工噪声对周边环境的影响。 八、施工进度安排 1. 第1个月:完成基础开挖、基础处理、钢筋绑扎、模板安装。 2. 第2个月:完成混凝土浇筑、防水施工。 3. 第3个月:完成预应力施工、施工缝处理。 4. 第4个月:进行质量验收、工程总结。 5. 第5个月:进行工程验收、交付使用。 6. 第6个月:完成工程保修、资料整理。 本拦沙坝工程施工方案已充分考虑施工过程中的各项因素,确保工程顺利进行。在施工过程中,我们将严格按照设计方案、施工规范和质量标准进行施工,确保工程质量、安全、环保。
目录一、说明 (1)1.1工程概况 (1)1.2工程地质条件 (1)1.3料场 (3)1.4水泥 (4)1.3粉煤灰 (4)二、工程平面布置 (4)2.1布置原则 (4)2.2拌合系统的布置 (4)2.3水电布置 (6)2.4现场交通布置 (6)三、大坝垫层混凝土主要施工程序及方法 (7)3.1施工顺序 (7)3.2材料准备 (7)3.3大坝混凝土施工方法 (9)四、质量、安全、文明施工及环保措施 (13)4.1质量保证措施...................... 错误!未定义书签。
4.2安全生产措施....................... 错误!未定义书签。
4.3环境保护措施...................... 错误!未定义书签。
五、进度计划、人员及设备配置 (19)5.1进度计划......................... 错误!未定义书签。
5.2人员及设备配置 (19)册亨县三岔河水库工程大坝C15混凝土砌毛石及坝体混凝土施工方案第一节工程概况1.1工程概述(1)工程位置册亨县三岔河水库位于贵州省册亨县巧马镇巧马林场的三岔河上,水库位于册亨县西南部,距册亨县城约35千米,距安龙县32.6 千米(汕昆高速),距兴义市62.63 千米(汕昆高速),距南昆铁路巧马站5千米.(2)工程任务和规模水库是以解决农村人畜饮水及为者告循环工业和特色农特产品加工区(为册亨县巧马工业园区的其中一个分区)补充供水的一项综合性水利工程;工程规模为小(1)型.大坝枢纽由C15混凝土砌毛石重力坝+右岸坝身取水+左岸坝身放空冲沙底孔等建筑组成;坝址处集雨面积为23.3千米2,多年平均年径流量为1165万米3,多年平均流量为0.37米3/s,总库容183万米3,正常高水位699米,为年调节水库.(3)工程枢纽布置1)挡水大坝拦河坝坝型为C15混凝土砌毛石重力坝,分为3个坝段,从左到右依次为左岸挡水坝段、河床溢流坝段、右岸挡水坝段.坝顶高程702.15米,坝顶总长180.429米,最低建基高程为648.201米,最大坝高53.95米,坝顶宽5米.左岸挡水坝段长56.02米,河床布置溢流坝段,长56米,设5个溢流表孔,净宽10米;右岸挡水坝段长68.409米.上游面折坡点高程为684.767米,上游面坡比为1:0.2,下游面坡比为1:0.8,下游面折坡点高程为699.00米.2)坝身溢洪道溢流坝段布置于河床中部,溢流型式采用坝顶自由溢流式,单孔净宽10米,采用5孔布置,总净宽50米,边墩厚1.0米,总宽度 56米,位于坝0+68.409~坝0+124.409.墩顶布置交通桥,宽5米.两边墩下游接导墙,墙身厚1.5米,从高程701.35米设折坡,以1:0.9斜坡至665.6米高程,再以665.6米高程延伸至消力池末端.表孔溢流面采用C30钢筋混凝土,闸墩、导墙及交通桥采用C25钢筋混凝土.3)冲砂底孔放空冲沙孔进口设置一道事故检修平面闸门,出口设置一道弧形工作闸门,进口位于坝横向0+131.963米处,孔口尺寸(宽×高)为2.0×2.5(米).底板高程666.344米,设计水头35米,出口位于坝横向0+128.125米处,出口设置压坡段,孔口尺寸为(宽×高)为2.0×2.0(米),冲沙底孔最大冲沙流量为5.16 米3/s,冲沙底孔进口设置1台固定式高扬程卷扬机,出口设置1台弧形闸门液压启闭机.4)取水口取水口布置在右岸挡水重力坝段,平面位置为坝0+061.909米,主要用于供水和下放生态水,取水总流量为0.29 米3/s,进口为塔式进水口,取水塔顶高程为702.15米,塔顶设置有混凝土结构的启闭机室,其内布置有1台固定式高扬程卷扬机.(4)施工组织规划砂石料场位于水库上游两岸6千米处,弃渣场位于水库下游0.5千米处,三岔河水库大坝采取枯水期围堰挡水明渠+导流钢管导流、汛期坝体挡水明渠导流的方式.初期导流采用枯水期(10月~次年4月)5年一遇洪水标准坝体临时度汛洪水标准为全年10年一遇.1.2料场本工程使用的砂石料我公司项目部主要考虑在手续齐整的砂石厂购买(册亨县泰康砂石有限公司)(康林砂石场),康林砂石场位于坝址上游西北面距坝址区约6千米,有公路直通料场,交通便利.(1)毛石:岩体饱和抗压强度≥50米pa,无一定的规格形状,单块重应大于25千克,中部或局部厚度不小于20厘米.(2)块石:岩体饱和抗压强度≥50米pa,外形大致呈方形,要求上、下两面基本平行且大致平整,无尖角、薄边,块厚大于20厘米 ,最大边长(长、宽、高)不大于100厘米.石料应为完整、新鲜灰岩岩块,表面不应含泥,无裂缝,无夹层,不应使用风化石料或易风化的泥质岩块石料,不宜采用片状石.1.3水泥本工程C15混凝土砌毛石坝体水泥采用黔西南州发展资源开发有限公司生产的海螺牌P.O42.5普通硅酸盐水泥.1.4粉煤灰本工程C15混凝土砌毛石坝体使用的粉煤灰主要采用贵州粤黔电力有限责任公司盘南电厂司的二级灰.第二节工程平面布置2.1布置原则(1)应满足劳动保护和保安以及防火功能要求.(2)满足环境保护、水土保持的要求.(3)严格执行国家及行业的有关规程、规范.(4)结合现场实际情况,利用好现有的地形条件.(5)保证施工设备正常运行及安全生产.2.2拌合系统的布置(1)主拌合站主拌和系统布置在大坝左岸坝顶高程704.15平台靠近复建公路位置,占地面积约为:1000米2,布置有:集料仓三个分为1个砂仓、2个碎石仓,自动称量系统1套,砂石料输送皮带2道,1500型强制搅拌机1台,水泥罐2个、粉煤灰罐1个,12米3水池1座,值班室、五金库房、操作室、厕所各1间.见平面布置图1-1(2)辅助拌和机辅助拌和系统布置在大坝下游左岸高程658.50平台即原混凝土预制场进口位置,占地面积约为:500米2,布置有:集料仓三个分为1个砂仓、2个碎石仓,自动称量系统1套,砂石料输送皮带2道,SJ750型强制搅拌机1台,水泥罐1个、粉煤灰罐1个、混凝土输送泵1台,12米3水池1座,五金库房、操作室各1间.见平面布置图1-1根据设计和施工时的配合比要求,在集料仓各料斗将各种石料放于自动称量计量系统下方的出料口处,这样已配好的砂石骨料经皮带输送直接送入拌和机进行拌制.见图1-2主拌和机拌制好的混凝土由现场安装好的真空溜筒经塔吊输送至大坝混凝土砌石仓面,为了 防止混凝土骨料的分离在溜筒的进出口安装胶皮缓冲垫,并在出料口位置安装加工好的缓冲集料斗,使在溜筒内已经出现分离现象的混凝土经缓冲集料缓冲后经接料斗用塔吊送至混凝土浇筑仓面.碎石砂碎石皮带输送皮带输送搅拌机辅助拌和机拌制好的混凝土由现场安装好的混凝土输送泵直接输送至混凝土浇筑仓面.砂石骨料进料方式:采用15吨的自卸汽车直接运至石料集料仓.水泥和外加剂分别采用自动螺旋式输送器运至拌和机内.2.3、水、电布置在主、辅拌和机旁新建1座12米3水池,施工用水时,直接将水抽入拌和机,采用时间继电器严格控制用水量.在左右坝顶以上720.00米高程位置各布置一个200米3的高位水池,来满足大坝仓面冲洗及坝体混凝土养护.利用现有主线路,施工用电采用90㎜2铝芯皮线或者铜芯皮线从各拌合站最近的配电箱内接至拌合站.2.4现场交通布置主拌合站施工交通便利,利用新建的上坝公路直接通往拌合站,料仓进料公路主要是利用新建的复建公路.辅助拌合站施工交通便利,利用我项目部新建的2号临时公路直接通往拌合站.2.5QTZ6513塔机布置大坝塔机布置经现场实际勘察布置在坝横0+96.909、坝纵0+29.05位置.满足大坝左岸的坝体及放空冲沙底孔的混凝土浇筑,满足大坝上游防渗混凝土浇筑,基本满足大坝右岸坝体及取水口的混凝土浇筑.见图1-1第三节主体工程施工工序1、坝体砼砌石施工本工程大坝为砼砌石重力坝,坝体下部厚度大,为了控制砼早期温度 ,以免产生温度裂缝,影响坝体运行安全,拟采取柱状分块薄层砌筑方案,按设计划分的横缝,施工时分坝段薄层砌筑,分层高度为1.0米~1.5米,以利于砼早期水化热热量散发.(1)砼砌石体施工程序砌石体施工按照先面石后腹石、同步上升、顺丁适宜、平稳密实、平竖错缝的原则进行,各道程序质检员均全程跟踪控制,确保质量符合要求.其施工程序如图3-1所示.图3-1砌石体施工程序图(2)砼砌石体施工方法说明砌体施工采用铺浆法进行,材料入仓主要采用塔式起重机吊运及混凝土输送泵直接入仓,部分采用自卸汽车经便道直接运入仓面附近,再用人工抬运入仓.1)测量放样控制网的建立依据现行施工测量规范进行.放样点的允许误差要求坝轴线不大于±10米米,坝体轮廓、平面不大于±20米米,高程不大于±10米米.放样采用全站仪控制,仓面细部利用挂线、钢卷尺、坡度尺等方法进行控制,每层放样控制高度 2米.2)石料在坝体上下游侧河床分别布置石料堆放场,枯期施工主要采用上游河床堆料场,汛期采用下游河床堆料场存放石料.石料入仓主要采用15t自卸汽车直接入仓,塔式起重机吊运为辅,挖机配合再用人工进行安砌.进入仓面的石料用高压水冲洗干净,要求表面无泥块、青苔、油质、风化等,石料需新鲜坚硬、无尖角薄边且表面呈湿润状态.块石长、宽各为厚度的3倍以上,厚度大于20厘米、单块重大于25千克的石块.3)坝体砼砌石施工坝体在无特殊要求时保持同步上升,以每1.5米为砌筑层,砌筑顺序为从上游向上游.砌石体施工基本要点如下:①砌筑要求平整、稳定、密实、错缝.平整:同一层面应大致平整,相邻砌石块高差宜小于2~3厘米.稳定:石块安放必须自身稳定,要求大面朝下,适当摇动或敲击,使其平稳.密实:严禁石块直接接触.混凝土填塞应饱满密实,混凝土浇筑应均匀,竖缝填塞C15砼后应振捣至表面泛浆并不显注下沉为止.错缝:同一砌筑层内,相邻石块应错缝砌筑,不得存在顺流向通缝.上下相邻砌筑的石块,也应错缝搭接,避免竖向通缝.砌体缝宽控制如表3-1所列.②与垫层砼接合面应清洗干净,形成毛面.③在胶结料初凝前,只允许一次连续砌筑两层石块,胶结料介于初凝至终凝之间的砌体不允许扰动,每日砌筑高度不应超过3米.表3-1 砌体砌缝宽度控制表④砌体胶结料终凝后,若需继续砌筑,宜待胶结料强度达2.5米Pa后,将接触面按工作缝处理,经检查满足要求方继续砌筑.⑤砌体按要求分块施工,同一块内砌筑应逐层全面连续上升,相邻砌体高差宜在1.5米以内,且按石料规格及上下错缝要求砌成阶梯形.砌筑面沿流向倾斜时,只允许向上游方向缓倾.⑥砌体外露面在砌筑后12~18h内进行养护,保持外露面湿润,养护时间为21天.2、坝壳砼预制块施工为便于坝壳砼预制安砌,砼预制厚度设计为60厘米,每一砌筑层为3匹,每砌筑一层找平一次,每砌筑上升3米埋一层安全挂钩,以利于安全网安置.砌筑时按两顺或三顺一丁的方法.坝壳砼预制安砌采用米10的水泥砂浆铺浆法砌筑,砌筑平缝宽度保证在1.5~2厘米,竖缝宽度 2~3厘米,砌缝应密实、无架空、无漏浆.竖缝要求错缝,错缝距离根据安砌方法合理控制,确保外观线型流畅美观.砌筑前先进行测量放样,并根据上、下游坝面坡比埋设标识.每上升2米进行一次放样,水平方向按间距2.0米埋设边线标识,确保大坝砌筑线型.砌筑完成24小时即可勾缝,勾缝前应先进行清缝,清缝宽度不小于砌筑宽度 ,缝深不小于缝宽的二倍.勾缝前,必须将槽缝冲洗洁净,不得残留灰碴、积水,并保持缝面湿润.3、砼工程施工拦河大坝砼施工部位有坝肩垫层砼、坝壳预制砼、防渗砼、坝体廊道砼、溢流坝段砼、取水口及冲砂放空孔闸门井砼等.(1)砼工程施工程序砼工程施工程序为:施工准备→基础面(施工缝)处理→模板制安→锚杆及钢筋制安→止水、预埋件安装→验收→砼拌和→砼运输入仓→平仓振捣→拆模、养护→下一仓循环.(2)砼工程施工方法1)施工准备及砼配合比设计砼浇筑前,应及时进行砼施工的各项准备工作,如:原材料运输蓄备、抽样检测试验、砼配合比现场试验的确定,机具安装调试正常、运输道路的修建(包括便道、施工栈桥、溜槽或溜筒制安等)、劳动力组合、水电供应等,以保证砼施工的连续性.本工程砼配合比设计采用相对容重法,根据砼标号及骨料的级配条件,在满足施工和易性等前提下进行试配.①确定水灰比为了便于施工质量控制,砼的水灰比以骨料在饱和面干状态下的单位砼用水量对单位胶凝材料用量的比值为准,并根据砼的设计标号、抗渗性及耐久性等性能要求试验确定.②确定单位用水量主要根据砼工程施工时的砼和易性要求确定单位用水量.砼和易性控制指标,可用标准圆锥坍落度 .砼在浇筑地点的坍落度一般可参照以下几种情况规定控制:对于水工素砼或少筋砼,标准圆锥坍落度为3~5厘米;配筋率不超过1%的钢筋砼,标准圆锥坍落度为5~7厘米;配筋率超过1%的钢筋砼,标准圆锥坍落度为7~9厘米.③确定砂率根据骨料级配,在保证砼和易性前提下,试验确定最优砂率.2)基础面(施工缝)处理严格按照《水工建筑物地基验收规范》要求执行.建基面处理后应无尖角、无松动岩块、岩层面(或砼施工缝)应打毛,冲洗清除油污、杂物,排除积水并保持湿润,符合设计和规范要求.3)模板制安本工程的模板设计、制作和安装应满足施工图建筑物几何尺寸要求,严格执行水利电力部颁《水工混凝土施工规范》(DL/T5144-2001)规定,误差应在规范的允许偏差范围内.模板应有足够的强度 ,能足以承受砼在浇筑和捣固过程中产生的侧压力与振动,在此间应不变形,不移位,模板表面应保持光洁平整,接缝严密不漏浆.根据本工程建筑物结构特点,采用组合式钢模与木模相结合,在结构尺寸规则、平整的部位采用组合式钢模;在结构外形为曲面(如溢流面曲线段等)的异形模板采用木模,模板及支架的安装必须牢固,位置必须准确,以保证建筑物的外形结构尺寸符合设计要求.4)钢筋制安钢筋按设计图纸在加工房制作加工好,运至工作面附近,人工转运绑扎.钢筋的加工包括冷拉、冷拔、焊接、调直、除锈、下料剪切、弯曲等工作.用于本工程的钢筋应根据施工图中所需的型号、规格、材质进行采购.购买时应有出厂合格证及试验报告单,运至工地后必须按材质等级、牌号、规格及生产厂家分批验收,分别堆存,不得混杂,且应挂牌以便识别.使用前,须按有关规范规定抽取样品作抗拉、冷弯试验,需要焊接的钢筋尚需作焊接工艺试验.当试验结果满足设计及规范要求时才能进行钢筋制作加工.钢筋加工应符合《水工混凝土施工规范》(DL/T5144-2001)规定要求.①钢筋调直钢筋调直采用冷拉调直、调直机调直、锤直或扳直等方法综合使用.②钢筋除锈钢筋除锈采用钢丝刷,或在砂堆中往返拉擦,带颗粒状或片状老锈钢筋,或除锈后有严重麻坑,蚀孔的钢筋,都不得使用.③钢筋剪切钢筋剪切采用钢筋剪切机械和手动剪切器,当大直径钢筋剪切有困难时,用钢筋切割机进行割切.④钢筋弯曲钢筋弯曲是钢筋加工中的主要工序,钢筋弯曲采用弯曲机,钢筋弯曲前按下料单长度进行划线,以便将钢筋准确地加工成所规定的尺寸.⑤钢筋的绑扎和安装钢筋的绑扎与安装是钢筋工程的最后工作,绑扎安装之前先熟悉图纸,核对钢筋配料单,确定施工方案和具体操作方法.钢筋绑扎工具主要有钢筋钩、卡盘和扳手、小撬杠等,绑扎用20~22号铁丝,钢筋绑扎时注意钢筋位置准确,绑扎牢固,搭接长度及绑扎点位置符合规范要求.钢筋现场绑扎需与模板安装配合,柱、墙钢筋应在模板安装前进行.梁钢筋在模板安装好后再进行.板钢筋在模板安装好后,先按设计要求放线,然后摆料、绑扎.钢筋在砼中有一定厚度的保护层,用预制水泥砂浆垫块垫在钢筋和模板之间,以控制保护层厚度 ,垫块布置呈梅花形,相互间距大于1米,上下层钢筋的尺寸用绑扎短钢筋来控制.钢筋绑扎安装后,经验收合格,及时进行砼浇筑.砼浇筑时必须注意钢筋骨架的保护.5)砼拌和砼拌和时必须严格按照试验室签发的配料单进行配料,严禁擅自更改.水泥、混合材和骨料均称量采用重量法,水与外加剂溶液可按重量折算成体积.砼拌和过程中必须采取措施保持骨料含水率应控制在6%以内.使用减水剂时,应根据减水剂使用说明掺用.砼拌和时间严格按相关规程、规范执行,确保砼拌和均匀,随拌随用.6)砼运输本工程根据施工场地情况,砼运输按不同部位采用塔机及胶轮手推车、搭真空溜筒至施工面再用2台10t的自卸汽车运输至混凝土施工仓面等方式.在施工中,采取真空溜筒及汽车运输,应与拌和、浇筑能力及仓面需要情况相适应,并保证运输过程中砼不致生产漏浆、严重泌水及过多降低坍落度等现象.砼自由下落高度不得大于2米,超过者必须采取缓降措施.在运输过程中应尽量缩短运输时间,并减少转运次数.运输时间不宜超过表3-2规定.表3-2 胶结材料运输允许间歇时间表7)砼振捣砼浇筑过程中,基础垫层、坝壳及墙柱等部位砼采用ZX-50或ZX-70插入式振捣器进行振捣,砼板采用2.2kw平板振捣器进行振捣,砼振捣时应遵行如下规定:①砼浇筑应先平仓振捣,严禁以振捣代替平仓.振捣时间以粗料不再显注下沉,并开始泛浆,无汽泡溢出为准.应避免欠振或漏振.②振捣器垂直插入砼中,插入砼的间距,应根据试验确定,并不超过振捣器有效半径的1.5倍.③砼振捣时,分层浇筑的砼,振捣器插入下层砼5厘米左右,并加强新老砼接合部位的振捣.④严禁振捣器直接碰撞模板、钢筋、止水设施及预埋件.8)模板拆除模板拆除时应遵守下列规定:不承重的侧面模板,应在砼强度达到2.5米pa以上,并能保证其表面及棱角不因拆模损坏时,才能拆除.承重模板在砼强度达到规定强度时,才能拆除.低温期间施工时应适当延长拆模时间.表3-3 现浇砼结构拆模时所需强度表9)砼养护采用稻草板、棉麻毡、棉被、锯木、泡沫板及洒水等措施对砼表面进行保护,可减小砼表层梯度温度及内外温差过大,防止砼产生超冷、延缓砼降温速度等.浇筑完毕12~18小时,即对砼表面进行洒水养护,养护期间保证砼表面随时保持湿润,养护时间不少于14天.(3)坝基垫层砼施工1)基础垫层砼施工基础垫层砼按设计所划分的坝体分块施工、台阶法分层浇筑,浇筑层厚控制为50厘米~1米.浇筑前,基岩面应按要求进行清理,敲除尖角,清除松动石块、杂物,基岩表面的泥垢、油污等需清洗干净,并在上游低洼处开设排水沟及集水坑将基坑积水引排干净,经验收合格后方能浇筑砼.按设计断面开挖成型后,砼上下游可直接靠基面浇筑,不需立模,左右两侧控制模板均采用组合钢模,并按设计要求设置止水设施,侧面按施工缝进行处理.砼由拌和机出料并经真空溜筒集进自卸汽车后,直接运至仓面,采用ZX-50振动棒振捣,振捣至表面泛浆并不再产生气泡为止.浇筑砼时,每块采用台阶分层浇筑,由上游侧向下游侧方向推进,分层长度以砼拌和入仓强度控制,且确保浇筑连续并不产生冷缝为准.分层浇筑示意如图3-2所示.①~⑩为浇筑顺序图3-2河床坝基垫层砼分层浇筑示意图2)坝肩垫层砼施工坝肩垫层砼施工滞后坝体砼砌石一个作业层,与防渗心墙砼同步施工,采取台阶法分层浇筑,模板均采用组合钢模,外撑固定.浇筑前,基岩面应按要求进行清理,敲除尖角,清除松动石块、杂物、泥垢、油污等,清除砼砌石体上的浮碴,并凿毛砼面,清洗洁净、保持湿润.用自卸汽车把砼送至仓面,采用ZX-50振动棒振捣,振捣至表面泛浆并不再产生气泡为止.(4)廊道砼施工在坝体内设有廊道,作为排水、检修并兼作帷幕灌浆廓道,分为河床水平段和两坝肩斜坡段.在坝体砼砌石施工时,按廊道设计边线预留出廊道位置,当砌筑高度 达到廊道边墙直墙顶部高程后,再施工廊道,最后砌筑廊道顶部砼砌石,施工顺序见3-3.① ~⑤为廊道及周边砼砌石施工顺序图3-3 廊道砼施工方法示意图11 152334C15砼砌石C15砼砌石C15砼砌石廊道砼上图中廊道底板及周边砌体①完成后,即可先浇筑底板砼②,底板砼浇完后,并达到一定强度 ,再进行侧模与顶模制安,接着浇两侧墙砼③,在两侧砼浇完后,迅速将已提前制好的盖模加固就位,接着浇筑拱顶砼④.待拱顶砼达到一定强度 后方能安砌上部砌体⑤.两坝肩斜坡段廊道也是随坝砼砌石同步施工,砼砌石体每上升3米施工一段砼,其施工顺序同上所述.1)模板工程采用自制钢模桁架结合组合模板拼装成形,单块模板长120厘米,宽50厘米,钢模加固采用内拉、对撑固定方式,确保在浇筑过程中不产生变形及位移;盖模采用木模制作,由于与拱顶接触面较小,故较易制安.其廊道模板结构图如图3-4所示.图3-4廊道模板结构图2)砼浇筑每一施工段砼浇筑时应连续进行,采用自卸汽车运砼进入仓面附近集料斗,再用人工配合溜筒将砼送入仓内,平仓后采用软轴式振捣11 133C15砼砌石C15砼砌石廊道砼拉杆模板C15砼砌石254器振捣密实.砼浇筑完毕6~18h后即可进行喷雾或喷水养护,养护时间为28d,养护期间应随时保证砼表面呈湿润状态.(5)取水口及放空孔砼施工取水口布置于溢流坝段右侧,断面圆形断面,底板高程为671.700米;其闸门井布置在右岸,进口底板高程为672.20米.1)取水口孔身段施工在坝体砼砌石施工时预埋锚筋,采用组合钢模,支撑系统用架子钢管,利用蝶形扣件与钩头螺栓连接预埋的锚筋内拉固定,异形断面施工时采用整体式异形木模成型,其施工方法与廊道施工相似,在此不再赘述.利用塔机吊运砼至仓面附近集料斗,再用人工及溜筒入仓.2)闸门井施工采用组合钢模,在下层砼浇筑时在砼面上预埋φ12锚筋,支撑系统用架子钢管,利用蝶形扣件与钩头螺栓连接预埋的锚筋内拉固定,内空采用架子钢管对撑,模板安装见图3-5.利用塔机吊运砼入仓,人工平仓振捣.。
1. 综合说明1.1 概述鲤鱼塘水库工程位于重庆市开县境内,地处长江三峡区段小江流域的二级支流桃溪河上游。
坝址上距三溪口1.5km,下距正坝镇5km,至开县县城47km,距万洲区和重庆市分别为135km和350km。
1994年开县水利电力局完成了《开县桃溪河流域水能开发初步规划》,共规划6个梯级,鲤鱼塘水库工程为第二级,是流域开发中的龙头水库,列为近期开发工程。
同年10月开县人民政府批复原则同意规划方案。
1994年6月开县水电局上报了《开县鲤鱼塘水库工程项目建议书》,1994年7月四川省水利厅批复了该项目建议书,并同意开展该项目的可行性研究工作,1995年8月由四川省勘测设计研究院完成了可行性研究报告,并经四川省国际工程咨询公司评估,同年12月四川省水电厅对报告进行了审查,四川省计委以川计(1996)农903号文对该可行性研究报告进行了批复。
1997年重庆市成立中央直辖市,重庆市、万洲区和开县政府考虑到本工程综合效益显著,同时,开县又是三峡水库淹没损失最大的县之一,而鲤鱼塘水库的兴建可改善开县农业生产基本条件,解决新县城供水,减轻三峡移民安置难度,须尽早开发鲤鱼塘工程。
1997年我院受开县水电局的委托,在原可行性研究报告的基础上,重新核实和补充了基本资料,进一步论证了工程的开发任务和工程规模;同时对灌区改善三峡移民安置条件和高效农业作了专题研究;对坝址、坝线、坝型也做了初步比较;在枢纽布置、施工导流、供水方案、投资分析、经济评价等方面做了进一步分析研究,在此基础上于1998年5月提出了项目建议书。
1999年4月水利水电规划设计总院对项目建议书进行了审查,审查意见认为“该项目建议书基本达到了本阶段的深度要求,基本同意该项目建议书”。
水利部同意水规总院的审查意见,于2000年元月以水规计[2000]1号文将水规总院的审查意见报国家计委审批。
2000年3月,中国国际工程咨询公司受国家计委的委托,组成专家组对项目建议书进行了评估。
中华人民共和国电力行业标准混凝土重力坝设计规范主编单位国家电力公司华东勘测设计研究院批准部门中华人民共和国国家经济贸易委员会批准文号号前言年作了局部修订字第号文的要求及通过本规范的实本规范对年结构设计采用概率极限状态设计原则以分项系数极限状增加了坝基深层抗滑稳定分析方法和极限状态设计表达对重力坝结构分析增加了有限元方法并提出了设计控制型设计修订了坝基处理标准采用混凝土强度等级取代了混凝土标号本规范替代年补充规定并替代本规范由国家电力公司水电水利规划设计总院提出修订并归本规范起草单位本规范的主要起草人目次前言范围引用标准总则重力坝布置坝体结构和泄水建筑物型式结构计算基本规定坝体断面设计坝基处理设计坝体构造坝体防裂及温度控制观测设计附录附录坝身泄水孔体型设计附录附录断参数值附录附录坝基深层抗滑稳定计算附录坝体温度和温度应力计算范围级混凝对于坝高大于的混凝土重力坝设计引用标准在标准出版时所有标准都会被修水利水电工程结构可靠度设计统一标准防洪标准水利水电工程钢闸门设计规范水工混凝土结构设计规范水工建筑物抗震设计规范水工建筑物荷载设计规范水工建筑物抗冰冻设计规范水工混凝土试验规程水电站进水口设计规范水利水电枢纽工程等级划分及设计标准水工碾压混凝土试验规程本规范是根据在本规范中未涉及的部分应执行本行业或其它行业相应坝高在坝高在术语坝高建基面的最低点混凝土实体重力坝碾压混凝土重力坝将干硬性的混凝土拌和料分薄层摊铺并经振动碾压密实而成混凝土空腹重力坝在坝的腹部沿坝轴线方向布置有大尺度空腔的混凝土重力混凝土宽缝重力坝宽尾墩联合消能扭曲式挑坎窄缝式挑坎气温骤降日平均气温在内连续下降超过基础温差符号分项系数极限状态设计结构重要性系数设计状况系数作用效应函数结构抗力函数正常使用极限状态短期组合的结构功能限值正常使用极限状态长期组合的结构功能限值几何特征分别为坝材料性能基岩变形模量混凝土泊松比混凝土的重度混凝土的比热混凝土的表面放热系数混凝土的温度膨胀系数混凝土抗压强度设计值坝体混凝土与基岩接触面的抗剪断摩擦系数坝体混凝土层面的抗剪断摩擦系数坝基岩体结构面的抗剪断摩擦系数作用及作用效应基岩法向作用对计算截面形心轴的力矩之和计算参数坝顶距水库静水位的高度波高超高流速流量定型设计水头水深冲坑水垫厚度基础允许温差坝体的稳定温度热量计算系数基础约束系数重力坝布置碾压混凝土重力坝的枢纽布置宜采用引水式或地下式厂若采用坝后式厂房时两岸坝接头可通过技术经济比水库运行和泄洪以及排漂浮物的要求坝体分段情况与相邻建筑物的关系开敞式溢流孔泄洪孔设置条件经研究认为采用泄水孔泄洪有利放水孔的设置条件当地震设计烈度为度以上或坝基地质条件极为复杂其它取水设施不能满足要求时下因素其消能排沙孔应靠近其流态不得影响这运行条件施工条件泄水孔不同位置对施工进度和施工方法的影其布置应符合下列要求能宣泄所承担的施工流量来满足泄洪时应不致冲坏永久建筑物或影响施工进度工农业及城市生活供水取水口应满足供水期的引水高程和流量的要求设置在坝上的过坝建筑物的进出口宜远离泄洪建筑物的进出大型枢纽工程的重力坝布置应经水工模型试验验证运行坝体结构和泄水建筑物型式一般规定各溢流坝段和非溢流坝段下游面应分别保持一致但溢流坝段与非溢流坝段建在地震区的混凝土重力坝坝体结构的抗震设计应符合建在寒冷地区的混凝土重力坝坝体结构的抗冰冻设计应符合非溢流坝段的规确定在严寒地区当冰压力很大时上游坝坡宜采用采用下游坝坡可采用一个或几个坡度并应根据稳定下游坝坡宜采用上游下游坝坡可按常态混凝土不宜设纵缝宽缝宽度可取坝段宽的该部头部应力状态帷幕灌浆廊道和坝内交通系统的布置迎水面头部最小厚度可取倍该高程处上游坝面部分连接处宽缝水平截面的渐变坡度宽缝顶部的高程应高于下游水位倒坡宜陡于空腹重力坝腹孔底部的位置可位于坝剖面中部的坝基面腹孔总宽可占坝基总宽的左右腹孔高度在坝高的腹孔形状可采用或顶部溢流坝段经过数值模拟优化论证和试验验证选择溢流坝的堰面曲线时堰顶附近允许出现的经当地大气压修正的负压值应符合下列要求论证确定当堰顶闸门槽产生过大负压足以引起严重空蚀破坏时应设弧半径等大型工程应经水工模型试验验证中型工程宜经水工模型试验验证水力条件较简单的中型工程则可参照类似工程的经当溢流坝有排冰要求时溢流孔口尺寸应根据冰情资料确冰块应能自由下泄而不致闸墩墩头宜呈锐角溢流坝设置的闸门应符合溢流坝断面设计还应符合本规范坝身泄水孔无压孔在平面上宜布置成直线如需布置成弯道时应进有压段末端设工作闸该段体型的设计见附录无压段的高度可取最大流量时不掺气水深的无压段出口宜高出尾水位无压段水流流速较大时工作闸门设在出口端有压孔的体型设计可见附录坝身泄水孔的闸门和启闭机的设计应符合下列要求事故检修闸可设于坝顶位于坝内的启坝身泄水孔的通气孔设计应符合无法避免采取适当措施以避免坝身泄水孔的衬护并与外围混凝土可靠结泄水建筑物的水力设计一般规定泄水建筑物的水力设计内容应包括泄流能力的计算下游水流衔接和消能防冲设施的设计泄水建筑物的泄洪标准应根据和及其补充规定一等工程消能防冲建筑物宜按程消能防冲建筑物宜按筑物宜按并需考虑在小于设计洪水时可能所列公式进行计的选定的消能型式应能在宣泄设计洪水及其以下各级洪水流量时消能防冲设计标准的洪水允许消能防冲建筑物出现不危及挡水建筑物安全低坝需经论证才底流消能需经论证联合消能应大型工程和高坝的泄水建筑物设计应经水工模型试验验泄流能力及消能计算边墩或导墙顶高程应根据计算水面线加挑流水舌挑射距离和跌入下游河床的最大冲坑深度可按照附录护坦上的时均水压力分布可按下列规定取值计算断面上的水深作为近似水面线当护坦上设有消力墩时高速水流区的防空蚀设计泄水建筑物的高速水流区应注意下列部位或区域发生空蚀破坏的可能性反弧段及其附近溢流坝面上和泄水孔流速大于在高速水流区各部位的水流空化数宜大于该处的初生对采取以下防空蚀措施的控制标准见附录采用掺气设施可按照附录流速的泄水建筑物应采取掺气措施特殊重要的工程和流速大于的建筑物应通过减压箱模型试验确消能防冲设施的设计规定的洪水标准时的下游水位挑流鼻坎的挑角可采用采差动式鼻坎的上齿坎挑角和下齿坎挑角的差值以出底板的挑角宜取零度或为正负小挑角收缩比可为宜取长宽比宜取冲坑最低点距坝趾的距离应大于水舌入水宽度的选择挑流消能应研究雾化对枢纽其它建筑物运行安全及边坡坝下游的建筑物及消力池内要清理干净跃前断面平均流速小于辅助消能设施应满足设在池外侧的导墙宜采取下列工鼻坎下设置齿墙或短护坦两侧设置导墙联合消能的防冲设施可按照应宽尾墩的体形见附录结构计算基本规定一般规定本规范采用概率极限状态设计原则以分项系数极限状态设计表达式进行结构计算混凝土重力坝应分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行下列计算和验算承载能力极限状态和抗滑稳定计算对需抗震设防的坝正常使用极限状态混凝土拉应力验算必要时进行坝体及结构变形计算复杂地基局见表表水工建筑物结构安全级别合基本组合持久状况或短暂状况下永久作用与可变作用的效应组合偶然组合合短期组合持久状况或短暂状况下可变作用的短期效应与永久作用效应的组合长期组合持久状况下承载能力极限状态计算规定式中设计状况系数状况可分别取用作用效应函数式中偶然组合结构系数表材料性能分项系数表结构系数正常使用极限状态计算规定正常使用极限状态作用效应的短期组合采用下列设计表正常使用极限状态作用效应的长期组合采用下列设计表达式式中结构的功能限值函数的结构系数取作用及材料性能标准值抗剪强度标准值大型工程可行性研究及招标设计阶段坝体混凝土与基岩接准值按现场或室内试验测定成果概率分布的当坝基地质条件简单时其抗剪断强度的标准值可根据少量现场大型工程可行性研究以前各设计阶段及中型工程的所有设计阶段可参考类似条件工程的试验成果或参考附录所列标准值上述抗剪断摩擦系数概率分布模型取正态分布抗剪断凝聚抗压强度标准值龄期用标准试验方法测得的具有大坝常态混凝土强度的标准值可采用表大坝常态混凝土强度标准值大坝碾压混凝土强度的标准值可采用表大坝碾压混凝土强度标准值当坝体常态混凝土开始承受荷载的时间早于混凝土开始承受荷载的时间早于坝体断面设计主要设计原则混凝土重力坝一般以材料力学法和刚体极限平衡法计算式见附录高坝除用材料力学法计算坝体应力外尚宜采用有限元法进行计算分析修建在复杂地基上的中坝地震作用组合下的偶然状况应符合分期施工投入运行的坝强度和稳定计算应按持久状况计设计规定的坝体及其构件的施工程序不宜使施工期产生的所得应力成果应避免特别不利的应不设横缝或横缝灌浆的整体式重力坝的稳定计算可按整体式厂坝连接的坝后式厂房作用及其组合按照承载能力极限状态基本组合由下列永久和可变作用产生的效应组合而排水及防渗设施正常工作时的水荷载扬压力浪压力取扬压力承载能力极限状态作用的基本组合和偶然组合按表组合计入中坝体在施工和检修情况下应按短暂状况承载能力极限状作用值坝体强度和稳定承载能力极限状态计算承载能力极限状态设计包括坝体与坝基接触面抗滑稳定计算坝体层面抗滑稳定计算坝趾抗压强度承载能力极限状态作用效应函数抗压强度极限状态抗力函数或逆时针方向为正坝体下游坡度规定应按材料的标准值和作坝体选定截面下游端点的抗压强度承载能力极限状态作用效应函数抗压强度极限状态抗力函数式中应按材料的标准值和作用的标准值或代表值分别计算基本组合和坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定极限状态作用效应函数抗滑稳定抗力函数式中坝基面抗剪断摩擦系数作用效应函数抗滑稳定抗力函数式中应按材料的标准值和作用的标准值或代表值分别计算基本组合和核算坝基深层抗滑稳定极限状态时根据式中坝基面形心轴到上游面的距离核算坝踵应力时根据式为式中计算截面上全部作用对截面形心的力矩之和规定应按作用的标有限元法计算作用按的规定取标准值有限元法计算混凝土重力坝上游垂直应力时控制标准坝基上游面坝体上游面倍或坝内孔洞配筋可根据有限元法应力计算成果按溢流坝闸墩结构设计溢流坝上闸墩强度的设计计算包括闸墩强度的计算应符合下列要求核算纵向强度时核算横向强度时应将闸墩视为固端的整体构件根据拉钢筋混凝土构件设计弧门支座附近闸墩的局部受拉区的裂缝控制和支座截面闸墩结构设计计算应符合坝基处理设计一般规定混凝土重力坝的基础经处理后应满足下列要求具有足够的强度以承受坝体的压力控制渗流量坝基处理设计应综合考虑基础与其上部结构之间的相互透和坝肩边坡稳定情况尤应考虑施工或蓄水对稳定和渗透带来非岩溶岩石的封闭条坝基开挖定的基础上坝高超过微风化或弱风化下部基岩两岸地形较高部台阶的高差应与混凝土浇筑块的尺寸和分缝的位置相协调并和对地形高差悬殊部位的坝体应有一定宽度的台阶状或采取其它结构措施坝基固结灌浆应在坝基范围内进宽缝重力坝的宽缝部位适当扩大灌浆范围防渗帷幕上游的坝基宜进行固结灌浆或根据开挖以固结灌浆孔的孔深应根据坝高和开挖以后的地质条件采用必要时可适当加固结灌浆孔通常布置成梅花形对于较大的断层和裂隙灌浆孔方向应根据主要裂隙产状结合施工条件确帷幕上游区的固结灌浆应在基础部位混凝土浇筑后进灌浆压力在不抬动基础岩体的原则下经论证采用无混凝土盖重灌浆时其灌浆压力为坝基防渗帷幕和排水水文地质条件复杂的高坝防渗帷幕应符合下列要求生不利影响坝基渗漏量降至允许值以内两岸岸坡也多泥沙河流上经分析淤积物的渗透系数及上游的淤积厚度但应确保大坝初期运在施工主帷幕应在水库坝高在在坝高在在坝高在为抽水蓄能电站或水源短缺水库当坝基下存在可靠的相对隔水层时防渗帷幕应伸入到该岩层内度应符合两岸坝头部位对隔水层处或正常蓄水位与地下水位相交处并与河床部位的帷坝基灌浆帷幕中心线距坝上游面的距离可取倍左右坝底帷幕排数在考虑帷幕上游区的固结灌浆对加强基础浅层的防当帷幕由两排灌浆孔组成时可将其中的一排孔钻灌至设计倾向上游帷幕灌浆必须在浇筑一定厚度的坝体混凝土作为盖重后当高尾水位历时坝高较低主排水孔的孔距可为排水孔孔深应根据帷幕和固结灌浆的深度及基础的工程地高当坝基内存在裂副排水孔深可为夹泥裂隙时断层破碎带和软弱结构面处理研究在地震设计烈度为坝基范围内单独出露的断层破碎带其组成物质主要为坚硬构造岩对基础的强度和压缩变形影响不大时可将断层破碎可用混凝土塞加提高深层缓倾角软弱结构面稳定性处理方法有提高软弱结构面抗剪能力增加尾岩抗力当断用水泥灌浆难以达根据地质条件确定并应符合本规范岩溶地区的防渗处理对存在岩溶洞穴或具或管道时及错列式等岩溶地区防渗帷幕厚度可根据临界渗透坡降控制的允许廊道层间高差和层数宜高差可取混凝土形成连续防渗墙也可采用槽式洞挖后回填混凝土形成防坝体构造坝顶坝顶应高于校核洪水位坝顶上游防浪墙顶的高程应高应选择两者中防浪墙顶高程的高者作为选定高程式中防浪墙顶至正常蓄水位或校核洪水位的高差按照表安全超高防浪墙宜采用与坝体连成整体的钢筋混凝土结构墙身应有足够的厚度以抵挡波浪及漂浮物的冲击在坝体横缝处应留非溢流坝段的坝顶宽度可根据必要常态混凝土坝坝顶最小宽度为坝顶路面应具有横向坡度坝顶上的桥梁宜采用装配桥下应有足够的净坝顶用作公路时公路侧的人行道宜高出路面坝内廊道及通道坝内应根据下列要求设置廊道及竖井进行帷幕灌浆设置坝基排水孔检查和维修坝身的排水管坝内应设置纵向坝体排水及检查廊道廊道每隔左对设引张线廊道的上游壁离上游坝面的距离应满足防渗要求并不小于净距离不宜小于应通过应力分析确定严寒地区纵向坝体排水及检查廊道应沿不同高程分设自流式或专当灌浆廊道的高程低于尾水位或采用抽排降压措应设置的横向廊道可用三角形顶平底断面电梯井及集水井多采用矩形其它寸宽度为基础灌浆廊道的纵向坡度应缓于坡度较陡的长廊当两岸坡度陡于器设备与线路应保证绝缘良好坝内埋设仪器坝体分缝。
一、工程概况本水库就是该流域水利水电建设规划中得主体工程之一。
坝址位于某乡上游3km处,控制流域面积317km2,坝址处多年平均流量11.1m3/s,年径流总量3、5×108m3。
本工程就是一座兼有防洪、灌溉、发电、水产养殖效益得综合开发得水利枢纽工程。
工程总库容为1、6×108m3,正常高水位130.0m,死水位112.0m,设计洪水位130.74m,校核洪水位132.4m,水库有效库容达1、0×108m3,为年调节性水库。
该工程拦河坝得坝型为砼重力坝,电站布置在河床右侧得非溢流坝段得后面,为坝后式布置,坝顶全长315m,坝顶高程135m,其中左非溢流坝坝段长度为100m,溢流坝段长度为48m,右非溢流坝段长度167m,溢流坝段布置在河床中部偏左岸,设有3孔6m×12m得弧形工作闸门,堰顶高程124m,坝底最大宽度为54m,消能方式为挑流消能,在坝后式厂房处,非溢流坝段得最大底度为46.6m,厂房最大宽度为13.7m,厂坝联结段为4m。
电站装机容量为2×3200KW。
引水压力钢管设在非溢流坝段内,进水口底板高程为95.0m,管径1.75m,采用单机供水得布置方式。
水轮机安装高程85.0m,设计工作水头36.0m,最大工作水头45.0m,最小工作水头27.0m。
工程枢纽处地形及工程布置见图1。
二、基本资料1、工程水文资料该水库库容在1×108m3以上,主坝工程为二级建筑物,坝址设计洪水过程线,就是根据上游3km处水文观测站实测某年最大一次洪水典型加以修正,以洪峰、洪量控制进行放大而得。
现将各设计频率洪水过程线、施工设计洪水等水文资料列于表1~表5。
33单3(1)左岸:地形自然坡度为1:1、5~2、0,覆盖层2~3m,全风化带厚3~5m,强风化加弱风化带厚5m,微风化厚4m。
(2)河床:岩面较平整。
冲积沙砾层厚约0~1.5m,弱风化层厚1m左右,微风化层厚3~6m。
河床纵剖面地形中,迎水面坝踵处岩面高程约在86m左右,背水面坝趾处岩面高程约在83.5m左右。
距坝趾下游15m处有一深潭。
高程约81m,整个河床皆为微、弱风化得花岗岩组成,致密坚硬,强度高,抗冲能力强。
(3)左岸:地形自然坡度为1:2左右,覆盖层4~6m,全风化带厚6~8m,强风化带厚2~4m,弱风化带厚2~4m,微风化厚1~12m。
(4)坝基开挖:强风化层要全部挖除。
坝基得开挖范围应与建筑物得底部轮廓尺寸相适应,开挖得深度按坝底应力与坝基强度而定。
(5)坝后式厂房基础:厂房设于坝后靠右岸得河床处,设计最低开挖高程为79~83m之间,全部处于微风化新鲜基岩内。
3、主要施工条件(1)对外交通:目前已有两条三级公路分别从两岸经过坝首与坝区。
(2)施工电源:目前已有35KV输电线路有县城架至G镇,距坝址仅3km,施工用电可利用本县电网中得水电,电源充足,质量可靠。
(3)主要建筑材料:本枢纽主坝为砼重力坝,坝体砼所需得卵石,在坝址上下游1~2km均可开采,河砂在距坝址10km处得下游采集。
库内盛产竹木,自给有余。
仅水泥、钢筋、机电设备等需要外购。
5、施工年限本工程主体部分得大坝与电站厂房,施工工期为两年左右,准备工程在第一施工年度得4~7月份完成,水库在第三施工年度得汛后开始蓄水,并在10月1日并网发电。
三、施工导流设计过程(一)施工导流设计标准选择1、施工导流建筑物级别得选定本工程根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SDJ338—89),以及本工程得级别与围堰工程规模,选定施工导流建筑物为Ⅳ级。
2、施工导流设计洪水标准得选择根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SDJ338—89),以及导流建筑物得级别,选定导流建筑物得洪水标准为:20年一遇(P=5%)。
(二)施工导流时段选择根据本工程得特征条件采用分段围堰法导流,中后期用临时底孔泄流来修建混凝土坝。
划分为三个时段:第一时段,河水由束窄河床通过,进行第一期基坑内施工;第二时段,河水由导流底孔下泄,进行第二期基坑内施工;第三时段,坝体全面升高,可先由导流底孔下泄河水,底孔封堵以后,则河水由永久泄水建筑物下泄,也可部分或完全拦蓄在水库中,直到工程完建。
(三)施工导流设计流量及坝址处河床水位得选择根据导流设计洪水标准与围堰施工分期,选定施工导流设计流量为Q=235m3/s。
根据坝址水位—流量关系曲线,采用内插法得到Q=235m3/s时得水位为86.09m,由于观测点距坝址有300m远,考虑到坡降,选择坝址处水位为86.39m。
(四)施工导流方案得选择根据枢纽得自然条件及坝体得结构特点及工程得导流施工标准,选择采用分段围堰法施工,分为两段两期。
第一期先围左岸,包括左岸非溢流坝段与溢流坝段,进行一期基坑内施工;第二期围河床右岸部分,包括右非溢流坝段(含厂房坝段),进行二期基坑内施工。
本工程所在地,河流流量小,河床滩地宽,两岸坡度缓,采用两段两期得施工导流方式完全可以满足要求。
(五)第一期导流设计1、河床水面宽度及束窄度河床水面宽度由图2所示确定为64m,束窄度取K=60%。
图2单位(m)2、水利计算束窄度取K=60%,抗冲流速。
(1)一期束窄段河床过流能力设计则过水断面面积:(2)过水断面为梯形:假设边坡为1:1,,,出口处渠底高程83.5m。
假定水深为2.5m则:假定水深为2.48m时,。
束窄段河床平均流速:(3)束窄河床段上游水位壅高:(4)上、下游一期横向围堰堰顶高程:3、纵向围堰长度得拟定及围堰轴线布置根据施工要求及场地条件,拟定纵向围堰长度为150m。
纵向围堰轴线位置在河床中部偏右岸约29m处,如图2。
4、围堰断面设计(1)纵向围堰断面构造及尺寸图3单位:mm围堰主体采用块石、砂砾土料堆石体,防渗层为粘土斜墙,在粘土斜墙迎水位采用浆砌石护面。
(2)上、下游横向围堰断面尺寸①上游横向围堰断面构造及尺寸图4单位:mm堆石体采用块石、砂砾土石料堆砌,防渗层为粘土斜墙,防冲采用浆砌石护面。
②下游横向围堰断面构造及尺寸图5单位:mm5、围堰工程量得估算上游横向围堰长度:36m下游横向围堰长度:68m纵向围堰方量:长150m(六)第二期导流水力计算本工程二期采用底孔导流,为了确保泄流能力,拟定采用2个底孔。
1、底孔得布置及断面尺寸得选择根据水利水电工程设计规范选定:底孔布置在主河床得溢流坝段中,底孔底板距基岩面得距离为2m。
底孔进口高程选定84.0m,出口高程83.9m,底孔全长57m。
由水利学原理,判定底孔出流为有压自由出流。
其泄流能力计算公式为:,式中,(D为引化直径)。
底孔进水口水头损失系数为,闸门槽水头损失,沿程水头损失。
时,出口处下游水位高程为86.39m,糙率取。
则底孔泄流量曲线如图6(两个底孔)。
图6 底孔泄流能力曲线图考虑到施工强度及防洪要求,选定采用两个3×4、5得导流底孔。
这样既可以满足施工期间导流得要求,又适当减小混凝土得浇筑强度。
2、二期导流水力计算(1)上游水位壅高值(2)上下游堰顶高程3、二期纵向围堰得上、下纵段长度及围堰得轴线平面布置根据施工布置要求,定出纵向围堰上纵段长54m。
纵向围堰下纵段主要靠一期工程时在溢流坝段右边导墙来承担,右导墙长38m,再在右导墙上接24m得土石围堰。
纵向围堰上纵段轴线布置在一期纵向围堰轴线左边14m处,纵向围堰下纵段轴线布置与右导墙轴线重合。
4、围堰断面得结构及尺寸(1)纵向围堰上纵段剖面图7单位(mm)结构材料与一期一致。
(2)纵向围堰下纵段剖面图8 单位(mm)结构材料与一期一致。
(3)上游横向围堰剖面图9单位(mm)二期上游横向围堰采用钢筋石笼护面,粘土斜墙铺盖防渗,围堰长62m。
(4)下游横向围堰剖面图10 单位(mm)二期下游横向围堰结构材料与一期下游围堰相同,围堰长28m。
5、围堰工程量计算纵向围堰上纵段:纵向围堰上纵段:上游横向围堰:下游横向围堰:二期围堰总方量:四、截流设计1、截流时间得选择根据表3得水文资料及工程施工条件得要求,选定截流时间在第二施工年度得9月初。
此时河流水量逐渐变小,进入枯水期。
2、截流流量得确定根据表3得水文资料,选取9月份得流量作多年经验频率曲线。
流量(频率(%)图11 截流流量经验频率曲线图从频率曲线上瞧出,曲线与大部分经验点配合较好,所以不用再进矩法配线计算。
从曲线上查得P=10%时,m 3/S,即为截流设计流量。
3、截流过程设计本工程一期施工截流可不做考虑,从一期围堰得平面布置图上可知,上游横向围堰工程量较小,且紧靠左岸得滩地,枯水期滩地处基本无水,纵向围堰在滩地上顺水流方向填筑,而下游横向围堰可在静水中填筑。
二期施工截流时,戗堤轴线选在一期上游横向围堰与纵向围堰相交得背水面坡脚处,龙口段设在主河槽偏右侧。
该处河床基岩出露,抗冲能力强,截留施工采用立堵法进行。
河床右岸有一条三级公路,所以截流时从河床右岸向龙口进占,逐步束窄龙口,直至龙口合龙、闭气。
然后再进行加固,填筑二期上游横向围堰,最后填筑二期下游横向围堰。
五、施工渡汛为了确保工程能够如期完成,并保证工程在施工期间能安全渡汛,须进行施工调洪计算。
求出一、二期坝体施工时渡汛高程,以便在施工中对坝体工程与施工进度及施工强度实行严格控制。
1、坝体施工期临时渡汛洪水标准根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SDJ 338—89)规定,选择渡汛洪水标准为20年一遇,即P =5%。
2、施工调洪计算调洪计算方法采用单辅助线图解法,设计洪水过程线得频率P=5%,,起调水位为导流设计流量m 3/S时得水位。
从表1中选出P=5%,,作设计洪水过程线图。
流(图12 设计洪水位过程线(P=5%)(1)第一期施工渡汛,能满足全年施工洪水m3/S得通过要求,第一期施工可不作调洪计算。
(2)第二期工程施工渡汛,查下游水位流量关系曲线,当m3/S时,下游水位为89.93m。
经流态校核,此流量上,底孔泄流量按有压淹没出流计算。
图13 下游水位与流量关系曲线图六、导流底孔封堵1、底孔封堵施工方案本工程采用下闸封孔,浇筑混凝土封堵得方式进行底孔封堵。
当大坝整体高程施工达到124m以上并能由溢流坝段泄水时,且厂房进水口闸门已安装完毕后,可进行下闸。
通过对制造成本、制作工艺、启闭机械能力等方面得考虑后,决定采用钢筋混凝土整体闸门作为封孔闸门。
采用电动卷扬机沉放。
临时底孔就是坝体得一部分,封堵时要全孔封堵,浇筑混凝土。
为了确保封堵混凝土与洞壁之间有足够得抗剪力,采用键槽结合。
2、封堵时间及蓄水计划(1)封堵时间导流底孔得封堵时间安排在枯水期。
根据本工程得施工进度要求在第三施工年度汛期后开始蓄水,并在10月1日并网发电。
所以本工程得封堵时间选在第三施工年度得8月份。