1、目 录1.课程设计目的与要求22.设计基本资料23.设计内容 54. 施工组织计划95.成果评价和问题展望116.参考文献1111一、 课程设计的目的与要求1、课程设计安排在“水利工程施工”课程内容学习完成之后进行，课程设计作为综合性实践环节，是对平时作业的一个补充，课程设计包括土石坝设计的主要理论与计算问题，通过课程设计可以达到综合训练的目的。 2、课程设计的目的，是使学生融会贯通“水工建筑物”课程所学专业理论知识，完成一个较完整的设计计算过程，以加深对所学理论的理解与应用。培养综合运用已学的基础理论知识和专业知识来解决基本工程设计问题的初步技能，全面分析考虑问题的思想方法、工作方法。3培养
2、设计计算、绘图、编写设计文件、使用规范手册和应用计算机的能力。4提高查阅和应用参考文献和资料的能力。 二、设计基本资料 （一）.图纸资料1.枢纽地形图。2.坝轴线地质剖面图。3.工程总体布置图。4.大坝、隧洞、房屋剖视图。坝址流量水位关系表、库容水位关系表。（二）.工程基本概况本工程位于晋江西溪上，西溪集雨面积 3101 平方公里，河长 120 公里。平均坡降 5.6%，坝址处河床坡降为 1/100，坝轴线处河床高程： 176.7 米。由下板至白濑约 8 公里的河段上，落差大，并有建坝条件，目前左岸有简易公路、右岸拟建永久公路直通坝顶，并左岸的漳泉铁路正在计划建中、本坝通过坝址比较，采用洋上一
3、级方案，在洋上建拦河坝，并开凿约 4 公里长的隧洞，引水至石头坑就爱你厂房发电，坝址地质为硅化流纹岩，可利用毛水头119 米，全部工程一次建成，除大坝外，引水至隧洞是控制施工工期的关键工程。本站坝址以上流域面积 1035 平方公里，利用水文系列年限 24 年，多年平均流量 33.56m3/s,多年平均流水量 10，262 亿立米，正常蓄水位 194 米，相应库容 234.7 万立米，死水位 192 米，调节库容 69.6 万立米。坝体型式：实体重力坝，坝顶高程 198.5 米，最大坝高 24.5 米，坝顶长度 95 米，拦河坝由泄洪闸和挡水坝组成。挡水坝段迎水面垂直，下游面在 192 米高程以
4、下坡22比 1：0.7，坝段布置 6.0 米的交通道路域 左、右岸公路相接。大坝中部布置4 孔泄洪闸段，每孔净宽 12.5 米，闸墩厚 2.5 米，益流堰顶高程 182 米，泄洪闸段总长 62.5 米，设置 4 扇 12.5 12 米（宽 高）弧形闸门，闸门上游侧设置检修闸。泄洪闸最大下泄流量 5250m3/s,泄洪闸下游采用底流消能，护坦长 35 米，消力坎深 4 米。引水系统由进水口、引水隧道、调压井、高压管道等建筑物组成。进水口位于坝体左岸上游距坝头 60m 处，采用岸塔式进水口，进水口底板高程185.5m，进水口设置一道拦污栅、一道检修闸门。进水口至调压井为引水隧洞，全长 3600m，
5、隧洞开挖断面为圆形，直径 5.8m，钢筋混凝土衬砌墙厚0.4m，衬砌内径 5.0m，喷混凝土厚度 0.15 衬砌内径 5.5m，不衬砌段底部采用 150#混凝土找平，隧洞纵坡千分之六。电厂厂址位于白濑乡上游 300m 处，往白濑乡公路桥下游河道左岸，厂区枢纽建筑物沿河岸“一”字型排列，从上游到下游依次为装卸场、安装场、主机室、中控室 35kv 升压站、绝缘油库。主副厂房尺寸 45x25m，场内安装两台 HLD75-LJ-174 水轮发电机组，单机发电 9MKV,总装机 18MW ，副厂房布置在主厂房上游，进厂公路宽 9.0m，从上游侧面进厂，厂区地面高程 156.3，厂房水轮机安装高程 139
6、.6m，发电机层高程 147.6，装卸场高程 156.5m。本工程施工条件较差，工程需建坝址处至下镇村的永久公路 1.5km，需新建施工临时道路 2.0km 以及施工便桥一座。主体工程工程量初步估计：土石方明挖 5.5 万立米，土石洞挖、井挖 11.2 万立米，大坝混凝土浇筑 3.3 万立米，厂房混凝土 0.7 万立米，钢筋及钢材 2600t，隧洞衬砌混凝土 1.3 万立米。本工程混凝土总量 5.3 万立米，共需水泥 19500t，砂料 3.0 万立米，粗骨料 4.3 万立米。库内有部分砂石料，库外 15 公里湖头镇有足够使用的砂石料，粘土上游公路处可供使用，条石在湖头镇附近。工期初拟 3 年
7、，使用半机械化施工，准备工作半年左右。（三） 、水文地质资料1.气温气象本站多年平均气温 21，最高气温 39.3，最低气温-0.9，流域多年平均降雨量 1701.4 毫米，降雨主要集中在 4-9 晕，其中 4-6 月为锋面雨。本站洪枯水位，流量变化大，喝水含沙量大。2. 设计洪水成果当P=0.1% 3max750sQP=0.2% 6s33P=0.33% max620sQP=1% 351sP=2% max94sP=5% 30sQP=10% max26sP=20% 319s3. 枯水期（10 月4 月）洪水资料时段 频率 11 月3 月 10 月4 月 103 月5% 465 855 82010
8、% 350 690 60033.3% 255 550 5004、坝址相对隔水层相对隔水层深度由几米到十几米，河床部分基础只需开挖 1.5-4 米，两岸较破碎，并要按坡度开挖，开挖量较大，建议开挖深度左岸 5.528 米，右岸6.521 米。5、厂址工程地质：岩石坚硬完整，工程地质良好。（四）有关计算成果1、施工准备工作对外，场内公路 3 公里，施工临时桥梁 1 座，临时生活建筑 5510 平方米，以及风水电系统安排、碎石加工系统、混凝土拌和系统的准备。2、导流工程项目有围堰的工程量（包括纵横向围堰） ，若分期的话有一、二期围堰，另有底孔封堵、围堰拆除等的项目，若有隧洞、涵管、明渠的方案时，均要
9、计算工程量。3、拦河坝工程土石方明挖 23540 立米，固结帷幕 2090 米，帷幕灌浆 1500 米，整个大坝砼3.3 万方。4、引水系统进出口明挖 2705 方，混凝土 1007 方。隧洞明挖 11.785 万方，衬砌 13871方，隧洞固结灌浆 5867 方，隧洞回填灌浆 4589 平方米。调压井明挖 3274 方，井挖石方444728 方，调压井衬砌 1775 方，固结 612 方。高压管道洞挖石方 5801 方，井挖石方 834 方，衬砌 2868 方，固结 2295 方，回填 1547 平米，接触灌浆 924 平米。5、厂房及开关站土石方明挖 17101 方，下部混凝土浇筑 572
10、2 方，上部混凝土浇筑 989 方，固结灌浆 436m，帷幕 706m，浆砌块石 3801 方，石渣回填 7806 方，机组安装 2 台，闸门安装 2扇 。 库容水位关系表高程（米） 175 180 185 190 195 200 205 210库容 （万立米） 0 5 74 230 537 1017 1687 2550高程（米） 215 220 225 230 235 240库容 （万立米） 3602 4920 6591 3727 11324 14417坝址处流量水位关系表流量（ /s）3m240 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000水位（米） 17
11、9 182.5 185.3 187.6 189.5 191.3 192.8 194.3 195.7三、设计内容1 导流方案的确定围堰要求安全可靠、能满足稳定、抗渗及抗冲要求；结构要求简单，施工方便，宜于拆除并能充分利用当地材料及开挖料碴，同时能满足工期要求。并根据河床的宽度较窄，地质条件较好，以及水流和枢纽布置等因素考虑，确定采用全段围堰法导流。修筑围堰的主要材料采用为土石料。2. 导流设计标准导流设计流量：土石围堰设计洪水标准为 10 月至次年 4 月的 10 一遇洪55水（P=10%），相应流量为 690m3/s。土石围堰使用年限小于一个施工年度，堰高大于 15 米，小于 50 米。根据水
12、利水电工程施工施工组织设计规范（SDJ338-89）施工标准规范确定本工程土石围堰级别为 级，导流建筑物级别为级，其相应洪水重现期为 510。导流时段：枯水期 10 月到次年 4 月，每天 12 小时3.导流泄水建筑物的尺寸及布置（1）全段围堰：导流隧洞采用圆形洞型。假设隧洞直径 d=8M,洞口底板到上游水面的距离 H=10M，根据公式2QwgH式中 为考虑隧洞沿程阻力和局部阻力的流量系数，W 为隧洞出口的断面面积H 为作用水头 导 设挡 （ ） *12360通过试算法得到当 d=8m,，H=10m 时， =220.32 万立方米并查库容Q挡水位关系表得到上游水位为 189m，孔口底板高程为
13、179m。上游围堰高度为 189-176.7=12.3m15m，库容为 220.32 万立方米=0.022* 立方米，所以可以确定围堰等级为 5，查找规范的出安全超高 =0.5810 上游坡降为（25+2+10+23 ）*1%=0.5m下游坡降为（25+2+20+23 ）*1%=0.6m上游围堰堰顶高程 =189+0.5+0.5=190muH下游围堰的堰顶高程 =181-0.6+0.5=180.9md（2）防渗施工平台高程根据施工总进度要求 11 月上旬进行土石围堰预进占，此时 11 月份 10 年一遇设计洪水流量为 690m3/s，根据目前实际情况，来水量均在 690m3/s 以下，故按 6
14、90m3/s 进行计算，结合下游围堰与两导流洞的相对位置关系进行考虑，（3）堰顶宽度及构造堰顶宽度满足防汛抢险与交通运输要求，上下游土石围堰堰顶宽度设为 6米，面层填铺 50cm 碎石压平。（4）围堰细部构造66围堰采用斜墙式不过水土石围堰，中间填含泥级配料，两边用大中块径石碴护面；坡面水下采用自然堆堆，上游围堰上坡面坡度 1:1，下坡面 1:0.8。围堰堰顶宽 6 米。下游围堰上坡面坡度 1:1，下坡面 1:1。用粘土心墙进行防渗。4.绘制施工导流平面布置图（附）5.拦洪度汛核算6.截流设计根据湖头站历年枯水期各月平均流量表确定截留时间为九月上旬，频率分析如下：序号 (m3/s)iX频率 p
15、(%)1 27.7 42 24.6 83 21.9 124 21.7 165 16.7 206 16.1 247 15.4 288 15.1 329 15.0 3610 14.5 4011 14.3 4412 13.4 4813 13.3 5214 13.2 5615 12.1 6016 12.0 6417 9.12 6818 8.75 7219 7.64 7620 7.45 8021 7.04 8422 6.84 8823 5.92 9224 1.50 96由于取 5-10 年的频率，得出 =22 m3/s，截流方案采用立堵法。Q截根据施工组织规范，河床宽度小于 80M，可以不设置龙口，不安
16、排进占。77土石围堰材料采用：（1）石碴料石碴料要求石质坚硬、遇水不易软化。含泥级配料中石头粒径不宜超过30cm，且 20cm30cm 的石头含量宜为 30%左右。石碴料利用边坡开挖料，也可以在户头镇碴场取用。（2）块石在截流中，采用 50-70kg 的重石块，要求石质坚硬，截流施工前在尾水出口平台上预先储存。施工时用立堵法机械抛填。（3）土料围堰防渗土料从业主提供的土料场取用，或在尾水边坡开挖中按土质要求选用。7.总工程量计算，见图工程量 劳力工程项目单位 数量单位（工日）总劳力一、施工准备工程1、场内外交通 千米 3 5000 150002、施工临时桥梁 座 1 20000 200003、
17、临时生活建筑 平米 5510 3 165304、仓库辅助企业 平米 3000 4 120005、砂石料开采 方 73000 1.5 1095006、风水电系统 方 1000 10000二、导流工程1、土石围堰 方 15000 1.55 232502、导流隧洞开挖 方 20000 2.24 448003、导流隧洞衬砌 方 5500 4.87 267854、导流隧洞封堵 方 1000 2 20005、土石围堰拆除 方三、拦河坝工程1、土石方明挖 方 23540 0.47 11063.82、固结帷幕 米 2090 1.44 3009.63、帷幕灌浆 米 1500 3.32 49804、大坝混凝土运输
18、 方 33000 0.31 102305、大坝混凝土浇筑 方 33000 1.33 43890四、引水系统工程1、进出口明挖 方 2705 0.47 1271.352、混凝土运输浇筑 方 1007 2.22 2235.543、隧洞洞挖 方 117850 3.82 450187884、衬砌 方 13871 4.78 66303.385、隧洞固结灌浆 方 5867 1.12 6571.046、隧洞回填灌浆 方 4589 0.4 1835.67、调压井明挖 方 3274 0.47 1538.788、井挖石方 方 4728 2.44 11536.329、调压井衬砌 方 1775 3.7 6567.51
19、0、固结 方 612 1.12 685.4411、高压管道洞挖石方 方 5801 2.9 16822.912、井挖石方 方 834 1.42 1184.2813、衬砌 方 2868 4.87 13967.1614、固结 方 2295 1.12 2570.415、回填 平米 1547 1.17 1809.9916、接触灌浆 平米 924 0.2 184.8五、厂房及开关站1、土石方明挖 方 17101 0.47 8037.472、下部混凝土运输 方 5722 0.28 1602.163、下部混凝土浇筑 方 5722 3.26 18653.724、上部混凝土运输 方 989 2.4 2373.65
20、、上部混凝土浇筑 方 989 4.49 4440.616、固结灌浆 米 436 1.44 627.847、帷幕灌浆 米 706 3.32 2343.928、浆砌块石 方 3801 2.45 9312.459、石渣回填 方 7806 1.17 9133.0210、厂房钢结构及其他 1000011、机电设备安装 2000012、开关站设备安装 1000013、永久性房屋建筑 平米 4500 12 5400014、清理和结束工作 15000六、其他1、石方明挖 1.422、洞身开挖 2.243、隧洞衬砌总计 1103838.38.围堰筑、拆施工用 8.0 吨自卸车运输，推土机推运围堰材料，拖拉机压实
21、。围堰填筑自两侧向中间进占，合龙后，上下游围堰填筑与初期排水同时施工。导流隧洞加固完毕应立即拆除围堰，拆除料全部运至主坝坝后堆存。库水位以上采用 1.0 立方米反铲挖掘机配 8.0 吨自卸车挖运。根据现有施工设备情况，开挖水下石碴采用长臂反铲挖掘机，并采用自卸车运至主坝坝后堆存。99五.施工组织计划施工准备工程：对外，场内公路 3 公里，施工临时桥梁 1 座，临时生活建筑 5510 平方米，以及风水系统安排，碎石加工系统，混凝土拌和系统的准备。(1)场内外交通左岸有简易公路，修建上坝公路与坝段的交通道路相接，工程施工期间，在主坝和土料场之间修一条场内临时路，路宽 6 米。(2)施工用电水库现有
22、供电电源来自水库管理局。主体工程开工前，拟将 10 千伏高压线自管理局接线，先行架设高压线路至溢洪闸，并分区安设临时变压器，再经临时低压线路向各用电点供电。为提高用电保证率，各施工点配备 50kw 柴油发电机，作为备用电源。 (3)施工用水围堰的施工用水，从施工用水水池引用，用 100mm 钢管引至各施工场面使，本工程库内和地下水水源丰富，水质较好。施工期间，利用离心泵或潜水泵，自库内取水作为施工用水。生活用水可在生活区内就近打井解决。用。(4)施工通讯沿用现项目部所安装的有线通讯设备及配备的无线通讯设备。(5)废水废渣施工中产生的废浆经沉淀后，废水采用排污泵抽排至指定部位排放，废渣采用自卸汽车运至指定弃渣场。(6)绘制施工进度表，劳动力变化曲线（附）
