1、水闸施工组织设计摘要本设计题目为中原拦河闸设计，位于河南省某县境内，闸址位于淮河某支流上。流域面积 2234平方公里，流域内耕地面积 288万亩。本工程属于中型工程，主要建筑物为 2级，次要建筑物为 3级，临时建筑物为 5级。以灌溉为主。设计的主要内容有施工的 5个部分：1、施工导流2、基坑排水3、施工方案的确定4、施工进度计划编制5、施工场地总布置关键字 水闸，施工组织设计，网络图目录第一章 施工条件分析 41.1 基本资料 4第二章 施工导流 62.1 导流方法62.2 导流设计流量确定72.3 导流建筑设计7 2.4 截流12 第三章 基坑排水13 3.1 排水方案的选择133.2.排水
2、量计算 143.3 排水设备的确定14第四章 施工方案的确定164.1 水闸的施工特点和程序164.2 混凝土施工分缝与分块 174.3 主体建筑物施工 18第五章 施工进度计划编制235.1 施工进度计划表现手法 245.2 网络图 24第六章 施工场地总布置 27参考文献29致谢 29 第一章 施工条件分析1.1 基本资料中原拦河闸位于河南省某县境内，闸址位于淮河某支流上。流域面积 2234平方公里，流域内耕地面积 288万亩。农作物以种植小麦、棉花和其他经济作物为主，河流平均纵坡 1/6200。本工程属二级建筑物。本工程投入使用后，在正常高水位时，可蓄水 2230万立方米，灌溉 45万亩
3、农田。上游 5个县 25个乡已建成提灌站 42处，有效灌溉面积 25万亩。闸上游开南北两干渠，配支干 23条，修建各种建筑物 1230座，可自流灌溉下游三县 21万亩农田。该闸拦蓄水源充沛可靠，效益巨大。1、地质资料 根据地质钻探资料，闸址附近地层为中粉质壤土，厚度约 25m，其下为不透水层，其物理力学性质如下：土壤湿重度 r =20.2KN/m湿 3土壤湿重度 r =16.0KN/m干土壤饱和重度 r =22.2KN/m饱 3土壤浮重度 r =12.2KN/m浮 3自然含水量状态下土壤内摩檫角 =23饱和含水量状态下土壤内摩檫角 =20土壤的凝聚力 C=0.1KN/m3地基允许承载力=150
4、Kpa混凝土、砌石与土基摩檫系数 f=0.36地基应力的不均匀系数=1.52.0渗透系数 K=9.2910 cm/s3 本地区地震设防烈度为度。3.水文气象气温:本地区年最高气温 42 C,最底气温为-18 C。风速:最大风速 V=20m/s,吹程 D=0.6Km。降雨量：非汛期（16 月及 1012 月）九个月份颖河平均最大流量 Q=10m /s；3汛期（79 月）三个月最大流量为 130 m /s；年平均最大流量 Q=36.1 m /s，最大年径3 3流总量为 9.25亿 m 。年平均最小流量 Q=15.6 m /s，最小年径流总量为 0.42亿 m 。3 3 冰冻：颖河流域冰冻时间短，冻
5、土很薄，不影响施工。4.建筑材料本工程位于平原地区，山丘少，石料需从外地供给、距京广线很近，交通条件较好；经调查，本地区附近有较丰富的粘土材料；闸址处有足够多的砂料。批准的规划成果 灌溉用水季节，拦河闸的正常挡水位为 58.72m，下游无水。 洪水标准 设计洪水为 50年一遇，相应的洪峰流量 1144.45 m /s，闸上游的洪水位359.5m，相应的下游水位 59.35m。 校核洪水位为 200年一遇，相应的洪峰流量 1642.89 m /s，闸上游的洪水位361m，相应的下游水位 60.82m。 施工导流采用 20年一遇洪水，相应的洪峰为 169 m /s。3 河道断面。河道横断面为梯形，
6、边坡为 1:2，马道宽取 6.00m,横断面形状如图所示。5.施工条件工期：要求两年内完成电源：由电网供电、工地距电网 10Km。材料供应：三材统一安排，本地区无石料及水泥，主要从外地用铁路运至工程所属城市，共 350Km，再用汽车转运到工地，运距 40Km。第 2 章 施工导流2.1 导流方法2.1.1 施工导流方法及适用条件总结：方法 分类 适用条件明渠导流坝址河床较窄，或河床覆盖层较深，分期导流困难；河床周围有较宽的台地、垭口或古河道；导流流量大，地质条件不适于开挖导隧洞；施工期有通航、排冰、过木要求；总工期紧，不具备挖洞经验和设备。隧洞导流 导流流量不大，坝址河床狭窄，两岸地形陡峻，如
7、一岸或两岸地形条件良好，可以考虑隧洞导流。全段围堰法涵管导流 一般在修建土坝、堆石坝工程中采用。底孔优点：挡水建筑物上部的施工可以不受水流的干扰，有利于均衡连续施工，对修建高坝特别有利。缺点：由于坝体内设置了底孔，是钢材用量增加，如果封堵不好，会削弱坝体的整体性，还有可能漏水，在导流过程中底孔有被漂浮物堵塞的危险，封堵时由于水头较高，安防闸门及止水等较困难。分段围堰法缺口 在修建混凝土坝特别是大体积混凝土坝时，这种导流方法比较简单，常被采用。2.1.2 本工程导流方法分析选择：本工程修建在平原河道上，其岸坡平缓，有宽广滩地，故采用全段面围堰法明渠导流较为经济。水文条件根据水文资料可知，全年径流
8、变化不大，可采用围堰截流。地形条件两岸平坦，地形开阔，属于平原河道，可采用明渠导流。地质及水文地质河床为中粉质壤土，若采用分段围堰法截流，会造成河床冲刷，故采用全段围堰法截流，明渠导流，施工方便，利于掌握，明渠开挖量用以填筑围堰，降低工程造价。综上所述：本工程采用全段围堰，明渠导流。 2.2 导流设计流量确定本工程属级枢纽工程，永久建筑物为 2级，其导流建筑物失事后将淹没一般城镇、工矿企业，影响工程总工期及第一台（批）机组发电，造成较大经济损失，使用年限 2年，围堰高度 1550m，查水利水电工程施工组织设计规范（SL3032004）可知，导流建筑物为 4级，若采用土石围堰，则洪水重现期为 2
9、010年，为了安全，施工导流采用 20年一遇洪水，相应的洪峰为 Q 洪水 =169m3/s，即导流设计流量 Q 导 =169m3/s。2.3 导流建筑设计2.3.1 导流明渠1、导流明渠设计基本资料。由 Q 导 =169m3/s，查 QH曲线得下游水面高程为 54.42米。水深为：54.42-51.92=2.5m，边坡系数有土质确定，查水利学采用 m=2.0，糙率 N=0.03，渠底比降 I=1/30001/3500。按明渠均匀流公式列表计算。明渠设计采用经济断面进行设计，在渠道设计中，一旦设计流量确定下来，我们总希望设计出来的渠道断面最小，即开挖的工程量最少，而过水断面面积，底坡及糙率确定下
10、来以后，我们希望渠道所能通过的流量最大，以这个设计思想出发，设计出来的渠道断面叫水力最佳断面，但在实际施工过程中，这种断面不易做到，同时也可能提高工程造价，故采用经济断面进行设计。 hmbA)(iRCAQ6/1n2确定明渠底宽明渠过水断面尺寸取决于导流设计流量大小及其容许不冲流速，明渠断面尺寸与上游围堰高度的确定应通过技术经济比较确定，比较时拟定几个明渠断面计算相应的明渠与上游围堰的造价，两者相加，造价较小的断面既为经济断面。第一种方案：按 I=1/3000，n=0.03，m=2.0，h=2.5m，Q=169m 3/s，求底宽 b，计算结果见表 31。表 31 第一种明渠底宽试算结果第二种方案
11、：按 I=1/3000，n=0.03，m=2.0，h=3m，Q=169 m 3/s，求底宽 b，计算结果见表 32。表 32 第二种明渠底宽试算结果第三种方案：按 I=1/3500，n=0.03，m=2.0，h=4m，Q=169 m 3/s，求底宽 b，计算结果见表 33。表 33第三种明渠底宽试算结果由表 31可知明渠深为 2.5m时，b=60m,由表 32可知明渠深为 2.5m时，b=60m,由表 33可知渠中水深为 4m时 b=27m，设明渠长 400米，则开挖方量分别为 6.5万m3、5.88 万 m3、5.76 万 m3，第三种明显比第一、二种小，但第三种方案明渠内水流与下游连接段较
12、差，可能引起冲刷必须采取防护措施。经比较，第三种方案优于第一、二种方案，所以采取第三种方案导流。校核不冲流速和不淤流速。不冲流速由土壤性质决定，闸址处为中粉质壤土，其不冲流速为当 R=1时，V=0.85m/s，不淤流速为 V=0.45 m/s。bA RCVQ45.0 125.0 56.18 2. 38.09 1.04 129.65 37 5154385.0 150. 6.18 2.7 38.20 1.05 157. 662785646bA RCVQ40. 138.0 53.42 2.58 39.05 1.5 158.2 14 97642.0 1.0 5.42 2.60 39.08 1.5 15
13、.4 347611690bA RCVQ25.0 132.0 42.89 3.08 40.2 1.9 157.36 66315202827.0 140. 4.89 3.2 40.29 1. 16.3 8 5143279本工程的不冲流速为 V=0.85 R1/3=0.85 3.121/3=1.24 m/s，明渠内水流为V=Q/A=168.38/140=1.20 m/s，满足V V V 不 淤 不 冲渠道典型断面图（如图 3-1）：图 3-1 渠道典型断面图2、导流明渠布置为了方便施工，明渠布置在右岸，进出口的布置应有利于进口和出口的流水衔接，尽量消除回流涡流的不利影响。取出口的高程与下游河道同高程
14、=51.92m。进出口和河道主流夹角不大于 30。进出口与上下游的围堰体坡脚距离不小于 50m，转弯半径大于5倍的渠底宽，明渠与基坑水面距离大于两者水面高差的 2.53.0倍。进口高程为，其中 l为导流明渠长度。(m)52.03l1.92进 口明渠平面布置图：图 3-2 明渠平面布置图2.3.2 围堰1、围堰设计本地区附近有较丰富的粘土材料，可采用均质土围堰，以便就地取材，利用基坑或明渠的弃土，同时构造简单，便于快速施工和易于拆除，所以本工程采用均质土围堰。下游围堰高程的确定由施工导流流量查上下游 QH曲线知 H=54.42m,围堰安全超高为 1m,则:H 下堰 =54.42+1.0=55.42m。上游围堰高程的确定H 上堰 =H 下堰 +H+Z+1 H+Z=I L+ =0.11+0.12=0.23mgv20H 上堰 = 54.42+0.23+1.0=55.65 m 取 H 上堰 =55.92m。其中 流量系数取 0.8V明渠内平均流量,m/s 取 1.20m/sV0河床内行进流速,m/s 围堰边坡系数临水边坡 m=3,背水边坡 m=2.5。围堰顶宽取 3m最后取上游堰高程为：55.92 米；下游堰高程为：55.42 米。上下游围堰断面示意图
