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1、施工组织设计方案 第 1 页 目目 录录 第一章第一章 导流洞的水力算导流洞的水力算2 第一节 洞身水力计算4 第二节 上、下游水位计算.5 第三节 进口过流流量校核.5 第二章第二章 围堰的水力计算围堰的水力计算.8 第一节 下游围堰.8 第二节 上游围堰.9 第三章第三章 隧洞内力及配筋计算隧洞内力及配筋计算.12 第一节 山岩压力计算. 第二节 隧洞内力及配筋.13 第四章第四章 调洪演算调洪演算.12 第一节 调洪演算的根本原理.12 第二节 调洪演算方法及计算.12 第三节 坝顶高程的复核计算.13 施工组织设计方案 第 2 页 第第一一章章 导导流流洞洞的的水水力力计计算算 第一节
2、第一节 洞身水力计算洞身水力计算 11 、导流标准、导流标准 某水库工程是以供水为主兼顾农田灌溉和环境用水的综合利用工程，按?水 利水电工程等级划分及洪水标准?SL2522000的规定，按供水规模应为 等工程，根据水库总库容为 532 万 m3，应属等工程，其主要建筑物大坝、 溢洪道、取水口及输水洞为 4 级建筑物，根据颁部标准 SDJ338-89 的规定， 相应的临时建筑物为五级建筑物，考虑到该工程规模较小，选取设频率 P=20%，相应流量 18m3/s。 22 、洞身水力计算、洞身水力计算 从导流的布置情况来看，在枯水期一般设为无压隧洞，但为了考虑洪水期度 汛时的过流能力，故采用纵坡 i=
3、1.5/100；经过多方案的比较，采用 i=1.5/100 比 较合理，经济。 导流隧洞按明渠均匀流设计，由明渠均匀流的流量公式：Q=AC(Ri)1/2=K i1/2 式中 Q设计流量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 ，其值按曼宁公式计算，C=R1/6 /n，n 为糙率。 施工组织设计方案 第 3 页 为了考虑在第一个洪水期的泄洪，假设隧洞洞身的断面尺寸如以以下列图 所示：洞宽 b=3.8 m ，H=4.3 m 。 流量模数：K=ACR1/2=Q/i1/2 那么 K=18/(1.5/100)1/2=146.97 m3/s
4、 糙率 n 值表 衬 砌 材 料 n 现浇混凝土衬砌 0.014 预制装配式混凝土衬砌 0.017 浆砌石衬砌 0.017 经过修整的不衬砌断面 0.030.035 未经过修整的不衬砌断面 0.040.045 施工组织设计方案 第 4 页 由?施工组织设计标准?，对现浇砼衬砌，n=0.014 那么 b2.67/nK=3.82.67/0.014146.97=17.20 采用高等教育出版社?水力学?上册附图，由 b2.67/nK 与 h0/b 的关系曲线， 当 b2.67/nK=17.2 时，在 m=0.0 的曲线上查得 h0/b=0.211，故导流洞中的实际水 深为 h0=0.2113.8=0.
5、802m 根据假设的隧洞断面图与洞身水力计算结果，圆拱直墙式断面尺寸为：洞宽 b =3.8 m ；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 A=3.82.121.91.0971/212003.141.92 /36003.80.802=12.05 m2 那么 A/ A=12.05/15.1100%=79.81% 故净空高度及净空面积均符合明渠标准要求，并且实际过水断面形状上为矩形， 故假设隧洞为明渠是正确的。 当 Q=18.0m3/s 时的相应临界水深 hk及临界坡 ik， =Q2/( gb2)1/3 hk
6、=1182/(9.83.82)1/3=1.32 m， h0=0.802 m，由 h0hk时、Fr1 为急流 。 临界断面面积 Ak=bhk=3.8 1.32=5.016 m2 施工组织设计方案 第 5 页 临界过水宽度 Bk=b=3.8 m 临界湿周 Xk=b2hk=3.821.32=6.44 m 临界水力半径 Rk=Ak/Xk=5.016/6.44=0.78 m 临界谢才系数 Ck=RK/6 1/n=0.781/61/0.014=68.52 那么临界纵坡 ik=gXk/(Ck2 Bk)=9.86.44/168.5223.8=0.0036 由 ik=0.35%i=1.5%，所以为陡坡。 第二节
7、第二节 上、下游水位计算上、下游水位计算 1 、下游水位 由根本资料岔河水库坝下水位流量关系曲线可知，当流量 Q=18m3/s 时 相对应的水位为 1423.01m，故下游水位为 1423.01m ，下游设计洪水静水 位为：1423.01 m。 2 、上游水位 由 ik=0. 35%i=1.5%，隧洞长 L=184. 79m，取隧洞进口底板高程为： 1426m，那么隧洞出口高程为： 1426-Li=1426-184. 791.5/100=1423.30 m 因隧洞出口底板高程与下游水位高程之差大于零，即 1423.15- 1423.01=0.140。故泄流量为自由出流。 采用中国城市出版社?施
8、工组织设计与施工标准实用全书?上册，泄流量按 施工组织设计方案 第 6 页 短管自由出流，即按非淹没堰流计算。 非淹没堰流公式 Q=mBK2g1/2H02/3 m流量系数 H0计入行近流速的上游水头 Bk临界水深下的平均过水宽度 H0=(Q2/2gm2Bk2)1/3=182/(29.80.323.82)1/3=2.33m 那么上游水位：1424.38+2.33+Z =1424.38+2.38+1.62 =1428.38 m Z 为河底高程与进口底板之差。 故上游设计洪水静水位为：1428.38m。 第三节第三节 进口过流流量校核进口过流流量校核 采用中国城市出版社?施工组织设计与施工标准实用全
9、书?上册以及 SL2972002 水工隧洞设计标准，进口过流流量按宽顶堰公式计算： Q=S1mnb(2g)1/2H03/2 式中 施工组织设计方案 第 7 页 m流量系数 m=0.32+0.013P1/H/0.46+0.75P1/H =0.32+0.0131.63/2.38 /0.46+0.751.63/2.38 =0.34 S淹没系数，自由出流时，S=1 1侧收缩系数 1=10/(0.2+p1/H)3b/B41b/B =10.19/(0.2+1.63/2.38)3(3.7/4.22)4(13.7/4.22) =0.98 故 Q=10.980.3413.729.81/22.383/2 =20.
10、00m3/s18m3/s 所以满足要求。 贵州大学毕业设计 水利水电建筑工程 2001 级 施工组织设计 贵州大学土木建筑工程学院 第 8 页 第第二二章章 围围堰堰的的水水力力计计算算 第一节第一节 下游围堰计算下游围堰计算 考虑到下游围堰挡水保证基坑干地施工，且该工程规模较小，导流期间不 允许基坑淹没，故下游围堰设计成不过水围堰。查围堰设计标准 DL/T 5087 1999，围堰断面设计要求表 7.1.1，不过水围堰堰顶平安超上下限值，对于 级土石围堰，=0.5m。 表 21 不过水围堰堰顶平安超上下限值 围堰级别围堰 形式 土石围堰 0.70.5 砼围堰 0.40.3 土石围堰防渗体顶部
11、在设计洪水静水位以上的超高值：斜墙式防渗体为 0.80.6m；心墙式防渗体为 0.60.3m。取防渗体超高值为 0.3m。 根据标准规定：无行车要求的堰顶宽度，当堰高在 610m 时，堰顶宽度 取 34m，当堰高10m 时堰顶宽度取 5m。该工程围堰考虑工程自卸汽车运 输土石料与推土机工作等因素，堰顶宽为 4.55m，取堰顶宽为 4.5m。围堰采 用塑性心墙围堰，填筑时做成梯形断面，坡度为 1：0.21：0.6 的陡坡。心墙 的断面是梯形的，上部厚度不小于 0.81.0m，下部厚度不小于 1/10 水头， 贵州大学毕业设计 水利水电建筑工程 2001 级 施工组织设计 贵州大学土木建筑工程学院
12、 第 9 页 且不能少于 3m。 由资料可知，河床的覆盖层厚度取 1.5m。查坝址处水位流量关系曲线得： 当 Q=18m3/s 时，其相应的水位高程为 1423.01m，那么下游围堰的堰顶高 程为： Hd=hd+ha+ hd-下游水位高程 ha-波浪爬高此处忽略不计 -平安超高，按表 21 选用 心墙式防渗体为 0.60.3m，即取 0.3m，那么顶部高程为 1423.31m。那么 下游围堰的堰顶高程 ：Hd=1423.01+0.5=1423.51m 下游围堰高度为：h=Hd1419.34=1423.511419.34=4.17 m 注：1419.34m 为下游围堰的河底高程。 下游围堰的底宽
13、计算：B= 24.17+4.5+1.54.17 =19.095 m 下游围堰心墙底宽计算： B=20.34.45+2=4.66 m 第二节第二节 上游围堰计算上游围堰计算 考虑到上游围堰挡水保证基坑干地施工，且该工程规模较小，导流期间不 允许基坑淹没，故上游围堰设计成不过水围堰。查围堰设计标准 DL/T 5087 贵州大学毕业设计 水利水电建筑工程 2001 级 施工组织设计 贵州大学土木建筑工程学院 第 10 页 1999，围堰断面设计要求表 7.1.1，不过水围堰堰顶平安超上下限值，对于 级土石围堰，=0.5m。 不过水围堰堰顶平安超上下限值 围堰级别围堰 形式 土石围堰 0.70.5 砼
14、围堰 0.40.3 土石围堰防渗体顶部在设计洪水静水位以上的超高值：斜墙式防渗体为 0.80.6m；心墙式防渗体为 0.60.3m。取防渗体超高值为 0.3m。 根据施工组织设计标准规定：无行车要求的堰顶宽度，当堰高在 610m 时，堰顶宽度取 34m，当堰高10m 时堰顶宽度取 5m，本工程考虑到自卸 汽车运输土石料与推土机工作等因素，堰顶宽为 4.55m，堰顶宽取 4.5m。取 下游面坡度为 1：2.0，上游面坡度为 1：1.5；围堰心墙的断面是梯形，上部 厚度不小于 0.81.0m，或由施工要求决定，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，
15、或砂和粘土按比例配 合的土料，填筑时做成梯形断面，坡度为 1：0.21：0.6 的陡坡。因此，本工 程的心墙顶宽取为 1.5m，两边的坡度取为 1：0.3。由资料可知，河床的覆盖 层厚度取 1.5m。 由上游水位计算可知，导流隧洞进口底板高程为 1426.00m，按标准要求， 贵州大学毕业设计 水利水电建筑工程 2001 级 施工组织设计 贵州大学土木建筑工程学院 第 11 页 导流隧洞进、出口高程选择需要考虑截流、通航、放木要求，以及封堵条件， 泥沙淤积或磨损，方便施工等。导流隧洞进高程通常取枯水位以下 1.01.5m。 上游的水位高程为：1428.33 m 由 i=1.5%，L=184.
16、79m, 所以上、下游导流隧洞的进、出口的高差为： h=iL=1.5%184. 79=2.77 m 那么导流隧洞的出口高程为：1426.002.77=1423.23 m 故上游围堰的堰顶高程由下式决定： Hu=hdZha 式中 Hu上游围堰堰顶高程，m； Z 上下游水位差，m； Hu=hdZha=1423.01(1428.331423.01)0.5 =1423.01+5.32+0.5 =1428.33 m 上游围堰的河底高程为 1423.57m，那么上游围堰的高度为： 1428.831423.57=5.26 m 上游围堰的底宽计算：B= 25.26+4.5+1.55.26 = 20.28 m 下游围堰心墙底宽计算：b=20.34.45+2=4.66 m 贵州大学毕业设计 水利水电建筑工程 2001 级 施工组织设计 贵州大学土木建筑工程学院 第 12 页 第第三三章章 隧隧洞洞内内力力及及配配筋筋 计计算算 第一节第一节 山岩压力山岩压力 由于山岩压力是不压隧洞衬砌设计中起决定作用的荷载，因此山岩压力值 的计算选定，直接关系到衬砌尺寸是否经济合理。 采用?水工隧洞设计标准?建议的山岩压
