土石坝施工组织设计
一、工程概况
工程地处中国华东钱塘江的支流上, 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, 比较了砼重力坝和粘土心墙砂壳坝两个方案。后者的枢纽布置如图1-1所示, 坝高81m, 坝顶长度370m, 设计正常高水位为100m, 校核洪水位为102m, 大坝典型断面见图II-II。大坝属于二级建筑物。
溢洪道布置在坝址一公里的左岸凹口处( 图中未示) , 为开敞正槽式, 此顶高程为92m, 总宽度64m, 出口采用差动式鼻坎挑流效能。
引水式电站布置在右岸, 引水洞长525m, 直径7m, 厂房安装50MW机组两台。二、施工条件
( 一) 施工工期
主体工程工期暂定为4年, 准备, 开工, 年底发电( 初始发电水位80m) 。( 二) 坝址地形、地质及当地材料
坝址处流域面积2160Km2, 坝址以上河流全长104Km; 其中50Km为通航河道, 常年有载重5至10吨的木船和竹木筏过坝。坝址两岸系高山, 山坡较陡。坝址河谷宽度200m, 河底高程25m。两岸覆盖层较薄, 基岩为石英砂岩( X级) ; 河床基岩较好, 两岸岩石节理发育, 风化教深。河床砂砾覆盖厚度0-3m, 平均1.5m。坝址上下游均为宽阔冲积台地, 在上下游3-7Km的台地和河滩上, 有满足筑坝要求的大量砂砾料( III类土) 。采用水上砂砾平均运距5.5Km; 如就近采取水下砂砾, 平均运距3.5Km。粘土料( III类土) 在左岸下游7Km的王家村, 高程40-50m, 储量丰富, 质量满足设计要求。
( 三) 气象水文
该工程位于华东, 气温温和, 雨量充沛, 每年5－10月降雨较多, 属温带多雨气候, 按照水位规律分为枯水期和洪水期( 包括梅雨期和台风期) , 其界限不明显。一般11月至次年4月底为枯水期, 5月至10月为洪水期, 其中5、 6月的降雨量最大, 占全年雨量的30%, 该河流量属山区性河流, 洪水暴涨暴落, 最大流量高达8290m3/s, 最小流量7-8m3/s, 相差上千倍。
根据设计需要, 给出下列各种水文、气象资料:
1、各月最大瞬时流量
表1 单位: m3/s
频率1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年
1% 1860 1670 2440 3780 5530 8290 5060 7550 4840 2395 3065 2070 8290
2% 1680 1330 2190 3300 4920 7460 4350 6350 3840 2020 2500 1780 7460
3% 1500 1140 1920 2800 3250 6150 3380 4740 3350 1540 1770 1195 6150
4% 930 940 1250 2700 4990 2660 3390 2710 1160 1230 823 4990
频率标准: 所谓百年一遇, 指工程由于洪水的原因失败的概率是1/100。
为了适应工程需要, 一般将某一典型洪水过程线加以放大, 使其洪水特征等于频率计算解得的设计值, 即以为所有的过程线是待求的设计洪水过程线。
放大方法主要是: 同倍比同频率
2、各时段设计流量
表2 单位: m3/s
时段1% 2% 5% 10% 20%
9.1-3.31 4740 4190 3450 2870 2260
9.1-4.30 5000 4460 3740 3160 2510
10.1-4.30 4620 3550 2950 2460 1950
11.1-3.31 3020 2660 2180 1810 1410
11.1-4.30 4020 3560 2940 2450 1920
8.15-5.15 5150 4570 3880 3320 2740
3、典型年逐月平均流量
表3 单位: m3/s
频率1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年
平50% 19.8 80 71.8 86.3 122.5 277 134.8 92.8 73.7 91.7
23.9 27.6 89.8
丰1% 28 75.4 89.9 134 489 529 276 103 182 91.8 40.7 32.7 172.6
枯80% 11.5 13.9 61 81.7 114 163 102.4 88.9 72.9 71.8 17
15.3 67.8
4、设计洪水过程线
见图A
5、坝址水位流量关系曲线
见图B
6、水库水位与库容关系曲线
见图C
7、坝区各种日平均降雨统计表
表4 单位: 日
日降雨 1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年
<5mm 5 8 8 6 9 6 5 6 7 5 5 3 73
5-10 3 3 3 3 2 2 2 4 1 2 3 3 31
10-30 3 4 4 5 6 5 3 2 4 2 1 1 40
>30 1 0 1 1 3 2 2 1 2 1 0 0 14
合计12 15 16 15 20 15 12 18 14 10 9 7 158
8、坝区各种日平均气温统计表
表5 单位: 日
日平均气温1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月
>30度0 0 0 0 0 3 10 4 1 0 0 0
<0度12 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5
<-5度 5 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
<-20度0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
( 四) 施工力量及施工设备
施工承包商的大坝砂壳最大施工能力1万m3/d, 技术设备限在施工单位已有的设备中选用, 数量不限, 三材由国家统一分配。
( 五) 施工导流
在坝型比较阶段, 对该土石坝枢纽的施工导流方案建议采用隧洞导流, 并考虑上游土石围堰与坝体结合, 以节省导流工程费用。
三、设计任务
研究分析现有资料, 计算有效工日; 在此基础上, 分以下两部分进行。
第一部分施工导流计划
( 一) 确定施工导流标准
( 二) 确定施工导流方案, 确定大坝施工分期和拦截流、拦洪、封孔、发电日期, 初定大坝施工控制性进度
( 三) 导流工程规划布置
1、根据导流方案和初定的大坝拦洪高程, 确定隧洞断面形式和尺寸, 并进行平立面布置;
2、汛期大坝( 或) 围堰拦洪校核;
3、围堰形式、主要尺寸布置。
第二部分主体工程施工
( 四) 土石坝施工
1、施工强度计算;
2、开采、运输、压实机械选择及数量计算;
