水工專業施工組織畢業設計任務書和指導書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 6△h6H67月V7h7△h7H78月V8h8△h8H89月V9h9△h9H9如果校核結果，安全度太大，可以考慮提早發電，如不能滿足安全要求，可采取下列措施，以保證大壩安全。①提高大壩上升速度；②延遲封孔和發電；③采用后期導流措施，利用永久或臨時泄水建筑物控制上游水位。（七）根據確定的截流、攔洪、封孔、發電日期和工程分期繪制大壩控制進度，如圖2。 圖2 臨時斷面攔洪方案大壩施工控制進度三、導流工程規劃布置需要決定的問題有：導流隧洞的斷面形式、尺寸、進出口底坎高程，洞線布置及相應的圍堰形式、尺寸和平面布置，本應先擬出幾個隧洞斷面尺寸、不同的底坎高程和不同的布置方案，進行技術經濟比較，然后確定最優的隧洞斷面和進出口底坎高程。限于時間，本設計要求完成一個方案的計算與分析，但應明確方案比較時應分析研究的問題：(1)隧洞尺寸大小，底坎高程對攔洪水位及大壩合龍段施工的影響；(2)隧洞尺寸、底坎高程對圍堰及隧洞工程量的影響；(3)通航過筏條件對截流條件的影響。(一)確定泄水建筑物斷面型式和尺寸，并進行平面和立面布置。l、計算攔洪水位根據已定的攔洪壩高扣除安全超高2~3m，即為攔洪水位。確定隧洞斷面尺寸(1)隧洞最大下泄流量計算在工程水文學中，我們已經知道水庫對洪水的調節作用。按照隧洞的泄流條件和水庫調節性能，根據洪峰過程線可以求得隧洞泄水過程線，其關系如圖3所示，圖中V為水庫形成的最大庫容，Q泄為相應于最大庫容V時的隧洞最大下泄流量。在已知洪水過程線和上游攔洪水位的條件下，若求得隧洞泄水過程線，就得出相應于攔洪水位時的隧洞最大下泄流量。但泄水過程線需經調洪運算求得，計算工作量大。為簡化計算，曲線AB以直線代替，就可方便地計算出陰影部分面積所代表的庫容V180。，并與攔洪水位相應庫容V比較，如V180。=V，由AB直線段為所擬的隧洞泄水過程線，Q泄為所求隧洞的最大下泄流量。如V180。≠V，則另需假定AB線位置重算。 T 圖 3 計算方法：①如圖3所示，在估計所求B點附近，任意選定Bl、BB3點，通過Bl、BB3向A點方向作三條直線，并與洪峰過程線相切。②計算相應直接ABi與洪峰過程線所包圍的面積 （即相應庫容）和相應的隧洞最大下泄量，并繪制Q～y關系曲線，如圖4所示。 ③根據攔洪水位相應庫容V，在Q～V曲線上，找出相應的隧洞最大下泄流量。(2)泄放最大流量時的隧洞流速計算。大壩攔洪時，隧洞泄放最大流量，一般為壓力流，其流速按有壓流公式計算： (3)式中：m=；V為洞里平均流速；H0為隧洞進口計算水深（在洞線布置之前用攔洪水位代之）；hp為隧洞出口底坎以上水深，在這里，可根據隧洞最大下泄量，從壩址水位流量關系曲線上查得。(3)隧洞過水斷面面積計算 (4)隧洞斷面型式、尺寸及布置(1)隧洞斷面型式及尺寸導流隧洞的斷面型式有圓形、馬蹄形和城門洞形，其中城門洞形最普遍，這種型式開挖方便，有利于泄流和截流，本工程采用城門洞形，其尺寸如圖5，根據公式W=確定隧洞斷面尺寸。(2)隧洞布置隧洞路線應結合地形、地質條件選定，一般長度應盡可能短，但必須考慮進、出口與上、下游圍堰之間保持20～50m的距離（根據水深及河床覆蓋層厚度確定），防止水流沖刷圍堰。隧洞軸線盡可能布置成直線，當轉彎時，其轉彎半徑不少于5B。導流洞的底面高程一般布置在最低水位以下一定高程（通過方案比較確定），布置應注意：①使截流方便——低；②航運過水要求——吃水深，凈空，流速小于3～6m/s；③隧洞施工方便（出渣方便、排水容易）——高；④過流平順，進、出口無明顯跌落，水面銜接條件好，便于通航過木。%～%，也可以布置成平底坡，視河床縱坡而定。為了保證水流平順，隧洞進出口各有一定長度的直線段和明渠段。在進口應設置喇叭段。封孔閘門布置于洞口，當洞口寬度超過6m時，應布置中墩，以減少封孔閘門跨度。出口明渠段可以擴大口門，反坡與原河道相接，其出口軸線與河床水流軸線交角最好小于30176。隧洞進、～，視地質條件而定。(二)汛期大壩攔洪校核根據已定的隧洞尺寸和泄流條件，經過調洪演算確定上游攔洪水位，以檢查此時的壩面高程是否能安全攔洪。計算方法：(1)明流按下式計算： （5）式中：為進口洞內水深；為出口洞內水深；為進口洞內流速；為出口洞內流速；=；為平均謝才系數；為平均水力半徑；為隧洞長度。計算步驟：(a)判別出口流態淹沒出流：；；自由出流：；。其中：為出口下游水深；為臨界水深，矩形過水斷面時 （6）(b)確定后，假定用公式(5)列表試算表16 (c)進口落差近似按下式計算 (7)式中：為流速系數，～；為上游行進流速，當時，流速水頭很小，式(7)中第二項可略去。(d)計算上游水位() (8)(2)有壓流按下式計算： (9)其中：為出口計算水深，自由出流時，淹沒出流時：；為局部損失系數之和，進口采用喇叭口時=；，謝才系數，采用混凝土襯砌時n=，不襯砌時n=；其它符號參閱相關水力學資料。上游水位：=進口坎高程+計算時，假定幾個隧洞下泄流量，分別計算出相應的上游水位，畫出無壓和有壓部分的泄流量與水位的關系曲線并以光滑曲線連接該段曲線，以代替半有壓流曲線，如圖6。 通過調洪運算，確定梅雨汛期攔洪水位。依據：①庫容曲線； ②洪峰流量過程線； ③壩址水位流量關系曲線； ④隧洞泄水能力曲線。計算方法：①列表數算法；②簡單圖算法。A、列表數算法列表數算法也稱雙曲輔助線法，根據水量平衡方程繪出雙曲輔助線，然后列表計算。B、簡易圖算法計算原理及思路同本指示書的《隧洞最大下泄量計算》部分。計算步驟如下：①假定三條隧洞泄水過程線ABl、ABAB3（如圖3）；②求出相應的庫容VVV3和下泄流量QQQ3；③根據VVV3在庫容曲線上得出相應的上游水位Hl、HH3；④在繪有隧洞泄流能力曲線Ll的Q~H坐標圖上，繪出相應的點P1(Ql，H1)、P2 (Q2，H2)、P3(Q3，H3)；⑤過PPP3點繪曲線L2交Ll于P點，則對應于P點的泄流量Q為攔洪時隧洞最大下泄流量，相應的水位H即為所求攔洪水位，見圖7。大壩安全校核根據大壩施工控制進度所確定的梅雨汛前的大壩高程與攔洪高程H進行比較，若，則安全，反之不安全，其中，為安全超高。如果校核結果為不安全，可改變進度或采用局部加高壩體攔洪等措施。(三)圍堰主要尺寸、型式及布置 擋水時段的確定本設計采用枯水期擋水圍堰圍護基坑修筑大壩。圍堰的任務在于保護基坑內工程施工，直到坑內壩體高出水面，所以圍堰的擋水時段決定于基坑內基礎處理工程量，壩體施工速度及水文變化情況。圍堰的擋水時段可用圖解法決定（略），為簡化起見，設計者可選定一個適當的枯水期作為圍堰的擋水時段。圍堰頂高程的確定 在圍堰擋水時段內，圍堰應擋住可能發生的最大洪水，故以5％頻率該時段的最大洪峰為圍堰的設計流量。圍堰頂高程由該設計流量時的上游水位和安全超高確定。發生設計洪水時的上游水位即為圍堰攔洪水位，下游圍堰的頂高程=下游水位+超高，下游水位是發生設計洪峰流量、隧洞下泄最大流量時的下游水位，根據流量水位關系曲線得出。圍堰的型式圍堰的型式參看教材，本設計建議上、下游都采用砂礫石粘土斜墻圍堰，且上游圍堰作為壩體的一部分。圍堰的斷面尺寸要求確定圍堰頂寬，邊坡尺寸，防滲結構尺寸及其與基礎的連接型式。本工程河床覆蓋層較薄，水深不大，應以防滲體與基巖直接連接較好。注意點：①圍堰的水下部分尺寸應加大；②上游圍堰粘土斜墻防滲體應在壩體以外，下游圍堰在施工后期應予拆除。圍堰的平面布置要求按比例在地形圖上正確畫出圍堰的平面布置圖，在大壩斷面圖上面出圍堰的剖面，以反映大壩與圍堰的相互位置。第二部分 主體工程施工一、土石壩施工(一)施工強度計算列表計算表17施工分期I (圍堰)ⅡⅢⅣ說明位置高程（m）(m3/d)(m3/d)K=~工程量V（m3）有效工日T（日）平均施工強度Q平最大施工強度Q大